Tài liệu Nghiên cứu ứng dụng mô hình wetspa và hecras mô phỏng, dự báo quá trình lũ trên hệ thống sông thu bồn – vu gia

  • Số trang: 485 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 84 |
  • Lượt tải: 0
nguyetha

Đã đăng 8490 tài liệu

Mô tả:

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TRUNG TÂM KHÍ TƯỢNG THUỶ VĂN QUỐC GIA Số 4 – Đặng Thái Thân – Hoàn Kiếm – Hà Nội ------------------***----------------- BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP BỘ NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MÔ HÌNH WETSPA VÀ HECRAS MÔ PHỎNG, DỰ BÁO QUÁ TRÌNH LŨ TRÊN HỆ THỐNG SÔNG THU BỒN – VU GIA CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI: Ths. Đặng Thanh Mai Trung tâm Dự báo Khí tượng Thủy văn Trung ương 7517 15/10/2009 Hà Nội, 3 – 2009 BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TRUNG TÂM KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN QUỐC GIA Số 4 - Đặng Thái Thân – Hoàn Kiếm – Hà Nội BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Tên đề tài: NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MÔ HÌNH WETSPA VÀ HECRAS MÔ PHỎNG, DỰ BÁO QUÁ TRÌNH LŨ TRÊN HỆ THỐNG SÔNG THU BỒN – VU GIA Chỉ số phân loại: Chỉ số đăng ký: Chỉ số lưu trữ: Các cơ quan và các cộng tác viên chính tham gia thực hiện đề tài: 1. Ks. Bùi Đức Long 2. Ths. Vũ Đức Long 3. Ths. Nguyễn Thị Thu Trang 4. Ths. Võ Văn Hòa 5. Ts. Nguyễn Thanh Long 6. Ts. Lê Quốc Hùng 7. Ths. Phạm Văn Chiến 8. Ks. Nguyễn Hữu Thiêm 9. Ks. Phùng Hồng Long Ngày tháng năm 2009 CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI Ngày tháng năm 2009 CƠ QUAN THỰC HIỆN ĐỀ TÀI Bùi Minh Tăng Ths. Đặng Thanh Mai Hà Nội, ngày tháng Trung tâm Dự báo KTTV Trung ương Trung tâm Dự báo KTTV Trung ương Trung tâm Dự báo KTTV Trung ương Trung tâm Dự báo KTTV Trung ương Viện Nghiên cứu Địa chất và khoáng sản Viện Nghiên cứu Địa chất và khoáng sản Đài KTTV khu vực Trung Trung bộ Đài KTTV khu vực Trung Trung bộ Đài KTTV khu vực Trung Trung bộ năm 2009 HỘI ĐỒNG ĐÁNH GIÁ CHÍNH THỨC CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG Hà Nội, ngày Ngày tháng năm 2009 . CƠ QUAN CHỦ TRÌ ĐỀ TÀI Trần Văn Sáp tháng năm 2009 CƠ QUAN QUẢN LÝ ĐỀ TÀI TL. BỘ TRƯỞNG KT.VỤ TRƯỞNG VỤ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ PHÓ VỤ TRƯỞNG MỤC LỤC MỤC LỤC BẢNG .............................................................................................. V MỤC LỤC HÌNH ............................................................................................ VII MỤC LỤC HÌNH ............................................................................................ VII MỞ ĐẦU .............................................................................................................. 1 CHƯƠNG I: QUY LUẬT HÌNH THÀNH LŨ VÀ VẤN ĐỀ DỰ BÁO LŨ TRÊN HỆ THỐNG SÔNG THU BỒN – VU GIA.............................................................. 3 1.1 ĐIỀU KIỆN ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN VÀ QUY LUẬT HÌNH THÀNH LŨ TRÊN HỆ THỐNG SÔNG THU BỒN VU GIA ............................................ 3 1.1.1 Khái quát điều kiện địa lý tự nhiên lưu vực sông Thu Bồn – Vu Gia ............. 3 1.1.2 Đặc điểm mưa và hình thế thời tiết gây mưa....................................................10 1.1.3 Đặc điểm dòng chảy lũ hệ thống sông Thu Bồn – Vu Gia.............................12 1.1.4 Các thông tin về mạng lưới trạm, điện báo mưa và mực nước trên lưu vực hệ thống sông Thu Bồn – Vu Gia ....................................................................................14 1.1.4.1 Thông tin về mạng lưới trạm................................................................14 1.1.4.2 Thông tin về điện báo mưa và mực nước:...........................................16 1.2 VẤN ĐỀ DỰ BÁO LŨ TRÊN HỆ THỐNG SÔNG THU BỒN – VU GIA VÀ LUẬN CHỨNG CHỌN KIỂU MÔ HÌNH............................................. 18 1.2.1 Tổng quan những phương án, phương pháp đang được sử dụng trong dự báo nghiệp vụ trên lưu vực sông Thu Bồn – Vu Gia. .....................................................18 1.2.2 Tình hình nghiên cứu về mô hình thủy văn, thủy lực trên thế giới và ở Việt Nam................................................................................................................................19 1.2.3 Một số nghiên cứu tính toán mô phỏng lũ tiêu biểu đối với lưu vực sông Thu Bồn – Vu Gia ................................................................................................................21 1.2.4 Luận chứng cho việc chọn mô hình tính toán và dự báo dòng chảy lũ trên hệ thống sông Thu Bồn – Vu Gia. ...................................................................................23 CHƯƠNG II: MÔ HÌNH WETSPA, MÔ HÌNH HECRAS VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CÔNG NGHỆ DỰ BÁO QUÁ TRÌNH LŨ HỆ THỐNG SÔNG THU BỒN-VU GIA .............................................................................. 27 2.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA MÔ HÌNH WETSPA .................................. 27 2.1.1 Cấu trúc và các giả thiết của mô hình ...............................................................27 2.1.1.1 Cấu trúc của mô hình ...........................................................................27 2.1.1.2 Các giả thiết của mô hình.....................................................................29 2.1.2 Các công thức của mô hình................................................................................30 2.1.3 Các thông số của mô hình ..................................................................................36 i 2.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA MÔ HÌNH HECRAS .................................. 42 2.2.1 Các công thức của mô hình................................................................................43 2.2.2 Các số liệu đầu vào cơ bản của mô hình:..........................................................46 2.2.2.1 Số liệu hình học:....................................................................................46 2.2.2.2 Điều kiện biên và điều kiện ban đầu: ..................................................47 2.2.2.3 Số liệu về lưu lượng:.............................................................................48 2.3 HƯỚNG TIẾP CẬN XÂY DỰNG CÔNG NGHỆ DỰ BÁO CHO HỆ THỐNG SÔNG THU BỒN - VU GIA ......................................................... 48 2.4 CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG ĐÁNH GIÁ MÔ PHỎNG VÀ DỰ BÁO CỦA MÔ HÌNH................................................................................................... 49 CHƯƠNG III: ỨNG DỤNG MÔ HÌNH WETSPA MÔ PHỎNG LŨ TRÊN HỆ THỐNG SÔNG THU BỒN - VU GIA ............................................................................ 52 3.1 PHÂN CHIA LƯU VỰC VÀ THIẾT LẬP MÔ HÌNH WETSPA ........... 52 3.1.1 Phân chia lưu vực bộ phận .................................................................................52 3.1.2 Thiết lập mô hình ................................................................................................54 3.1.3 Tài liệu khí tượng thủy văn phục vụ vận hành mô hình WETSPA ..............58 3.2 XÂY DỰNG CÁC LOẠI BẢN ĐỒ THÔNG SỐ CHO MÔ HÌNH WETSPA... 59 3.2.1. Xây dựng các bản đồ cơ bản và cắt tách các lưu vực bộ phận cho hệ thống sông Thu Bồn - Vu Gia................................................................................................64 3.2.1.1 Xây dựng bản đồ DEM.........................................................................64 3.2.1.2 Xây dựng bản đồ cấu trúc đất..............................................................67 3.2.1.3 Xây dựng bản đồ thảm phủ ..................................................................68 3.2.1.4 Xây dựng bản đồ phân vùng ảnh hưởng các trạm mưa ....................73 3.2.2 Xây dựng các bản đồ thông số về đặc trưng vật lý của lưu vực cho các lưu vực bộ phận ...................................................................................................................75 3.2.3 Xây dựng các bản đồ thông số về đặc trưng vật lý của đất cho các lưu vực bộ phận................................................................................................................................76 3.2.4 Xây dựng các bản đồ thông số về đặc tính lớp phủ thực vật cho các lưu vực bộ phận...........................................................................................................................77 3.2.5 Xây dựng các bản đồ thông số về đặc tính dòng chảy của lưu vực ...............78 3.3 BỘ THÔNG SỐ CỦA MÔ HÌNH WETSPA VÀ KẾT QUẢ MÔ PHỎNG.... 78 3.3.1 Nguyên tắc tối ưu bộ thông số của mô hình WETSPA ..................................78 3.3.2 Kết quả tối ưu bộ thông số .................................................................................80 3.3.2.1 Kết quả tối ưu bộ thông số của mô hình cho lưu vực Thành Mỹ.......80 3.3.2.2 Kết quả tối ưu bộ thông số của mô hình WETSPA cho lưu vực Nông Sơn......................................................................................................................86 3.3.2.3 Lựa chọn thông số mô hình cho các lưu vực bộ phận không có trạm đo...............................................................................................................94 ii 3.3.3 Phân tích tính nhạy cảm, phạm vi biến đổi các thông số của mô hình ..........97 3.3.4 Đánh giá chất lượng mô phỏng và kiểm định của mô hình............................99 3.3.4.1 Trạm Thành Mỹ.................................................................................. 101 3.3.4.2 Trạm Hội Khách ................................................................................ 103 3.3.4.3 Trạm Ái Nghĩa.................................................................................... 106 3.3.4.4 Trạm Hiệp Đức .................................................................................. 108 3.3.4.5 Trạm Nông Sơn .................................................................................. 110 3.3.4.6 Trạm Giao Thủy................................................................................. 113 3.3.4.7 Trạm Câu Lâu .................................................................................... 115 3.3.4.8 Trạm Hội An....................................................................................... 118 3.3.4.9 Một số nhận xét về kết quả mô phỏng và kiểm định của mô hình WETSPA.......................................................................................................... 120 CHƯƠNG IV ỨNG DỤNG MÔ HÌNH WETSPA VÀ HECRAS MÔ PHỎNG LŨ HỆ THỐNG SÔNG THU BỒN – VU GIA.......................................................... 123 4.1 THIẾT LẬP MÔ HÌNH WETSPA KẾT NỐI VỚI HECRAS ............... 123 4.1.1 Phương pháp kết hợp hai mô hình WETSPA và HECRAS.........................123 4.1.2 Xây dựng sơ đồ mạng thuỷ lực diễn toán dòng chảy trong sông.................125 4.1.2.1 Sơ đồ thủy lực vùng hạ lưu hệ thống sông ....................................... 125 4.1.2.2 Biên của mô hình................................................................................ 128 4.1.3 Tài liệu thủy văn để tối ưu và kiểm định mô hình .........................................131 4.2 BỘ THÔNG SỐ CỦA MÔ HÌNH HECRAS VÀ KẾT QUẢ MÔ PHỎNG CỦA BỘ MÔ HÌNH WETSPA - HECRAS. .............................................. 132 4.2.1 Nguyên tắc hiệu chỉnh bộ mô hình WETSPA - HECRAS: .........................132 4.2.2 Kết quả tối ưu bộ thông số của mô hình .........................................................132 4.2.3 Đánh giá kết quả................................................................................................133 4.2.3.1 Kết quả hiệu chỉnh mô hình............................................................... 133 4.2.3.2 Kiểm nghiệm bộ thông số tối ưu ....................................................... 139 4.1.4 Nhận xét chung..................................................................................................145 CHƯƠNG V CÁC VẤN ĐỀ CẦN THỰC HIỆN TRONG ỨNG DỤNG BỘ MÔ HÌNH WETSPA VÀ HECRAS VÀO DỰ BÁO NGHIỆP VỤ ............................... 146 5.1 XÂY DỰNG PHÂN BỐ MƯA THEO KHÔNG GIAN CHO CÁC HÌNH THẾ THỜI TIẾT GÂY MƯA. .................................................................. 146 5.1.1 Đặc điểm mưa trên lưu vực..............................................................................147 5.1.2 Đặc điểm mưa của các hình thế thời tiết gây lũ lớn.......................................150 5.1.2.1 Các hình thế thời tiết gây mưa lớn.................................................... 150 5.1.2.2 Đặc điểm và phân bố mưa của các hình thế thời tiết gây mưa lớn.154 5.1.3 Các trận lũ lớn do các hình thế thời tiết điển hình gây ra..............................161 5.1.3.1 Trận lũ đặc biệt lớn tháng XI năm 1998 (B +KKL +HTND)......... 161 iii 5.1.3.2 Trận lũ lớn đầu tháng XI năm 1999 (KKL +HTND + ĐGD) ........ 162 5.1.3.3 Trận lũ lớn đầu tháng XII/1999 (KKL + ĐGD) .............................. 164 5.1.3.4 Trận lũ lớn tháng XI/2004 (KKL +Bão) .......................................... 166 5.1.3.5 Trận lũ tháng XI năm 2007 (B + ĐGĐ)........................................... 167 5.1.4 Xây dựng phân bố mưa theo không gian cho các hình thế thời tiết điển hình gây mưa lớn.................................................................................................................168 5.2 ỨNG DỤNG CÁC SẢN PHẨM DỰ BÁO MƯA ................................. 172 5.2.1 Giới thiệu chung................................................................................................172 5.2.2 Sản phẩm dự báo mưa số trị phục vụ đầu vào mô hình ................................172 5.2.3 Các sản phẩm khác ...........................................................................................175 5.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP HIỆU CHỈNH KẾT QUẢ................................ 178 5.3.1 Lọc theo Kalman...............................................................................................179 5.3.2 Lọc theo Hồi Qui...............................................................................................180 5.3.3 Hiệu chỉnh tức thời............................................................................................182 CHƯƠNG VI: XÂY DỰNG CÔNG NGHỆ DỰ BÁO LŨ HỆ THỐNG SÔNG THU BỒN VU GIA............................................................................................................. 183 6.1 CÁC BÀI TOÁN CẦN THỰC HIỆN .................................................. 183 6.2 XÂY DỰNG NGÂN HÀNG DỮ LIỆU ............................................... 184 6.2.1 Tổ chức cơ sở dữ liệu........................................................................................184 6.2.2 Cấu trúc ngân hàng dữ liệu ..............................................................................187 6.3 XÂY DỰNG CÔNG NGHỆ DỰ BÁO DÒNG CHẢY LŨ HỆ THỐNG SÔNG THU BỒN – VU GIA. ................................................................... 189 6.3.1 Hệ thống các mô đun và chương trình phục vụ công nghệ dự báo..............189 6.3.2 Hệ thống các thực đơn và phần mềm giao diện.............................................192 6.4 QUY TRÌNH DỰ BÁO VÀ HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG CÔNG NGHỆ DỰ BÁO ......................................................................................................... 194 6.4.1 Cài đặt chương trình..........................................................................................194 6.4.2 Hướng dẫn sử dụng công nghệ........................................................................195 6.5 KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM TÁC NGHIỆP........................................... 208 6.5.1 Trình tự dự báo..................................................................................................208 6.5.2 Kết quả dự báo thử nghiệm..............................................................................208 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................................ 214 TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................. 218 iv MỤC LỤC BẢNG Bảng 1.1: Đặc trưng hình thái lưu vực hệ thống sông Thu Bồn - Vu Gia [1] ........ 7 Bảng 1.2: Danh sách các trạm KTTV Trên lưu vực sông Thu Bồn- Vu Gia ..... 15 Bảng 2.1: Danh sách các thông số của mô hình.................................................. 37 Bảng 3.1: Danh sách các lưu vực bộ phận hệ thống sông Thu Bồn – Vu Gia ... 53 Bảng 3.2: Phân loại đất lưu vực hệ thống sông Thu Bồn - Vu Gia ................... 67 Bảng 3.3: Phân loại thảm phủ lưu vực hệ thống sông Thu Bồn - Vu Gia ......... 69 Bảng 3.5: Các thông số đặc trưng cho kết cấu các loại đất lưu vực Thành Mỹ ... 81 Bảng 3.6: Các thông số đặc trưng cho các loại sử dụng đất lưu vực Thành Mỹ ... 82 Bảng 3.7: Hệ số dòng chảy tiềm năng cho những loại đất, thảm phủ và độ dốc lưu vực Thành Mỹ ........................................................................................ 83 Bảng 3.8: Các thông số chung của mô hình cho lưu vực Thành Mỹ.................. 86 Bảng 3.9: Các thông số trưng cho kết cấu các loại đất lưu vực Hiệp Đức và Nông Sơn..................................................................................................... 87 Bảng 3.10: Các thông số đặc trưng cho các loại sử dụng đất lưu vực Hiệp Đức... 88 Bảng 3.11: Hệ số dòng chảy tiềm năng cho những loại đất, thảm phủ và độ dốc lưu vực Hiệp Đức ......................................................................................... 89 Bảng 3.12: Các thông số chung của mô hình cho lưu vực Hiệp Đức................. 94 Bảng 3.13: Các thông số chung của mô hình cho lưu vực khu giữa Hiệp ĐứcNông Sơn..................................................................................................... 94 Bảng 3.14: Độ nhạy của các thông số mô hình WETSPA trong tối ưu.............. 98 Bảng 3.15: Kết quả các chỉ tiêu đánh giá mô hình tại Thành Mỹ..................... 101 Bảng 3.16: Kết quả các chỉ tiêu đánh giá kiểm định mô hình tại Thành Mỹ ... 102 Bảng 3.17: Kết quả các chỉ tiêu đánh giá mô hình tại Hội Khách.................... 104 Bảng 3.18: Kết quả các chỉ tiêu đánh giá kiểm định mô hình tại Hội Khách... 105 Bảng 3.19: Kết quả các chỉ tiêu đánh giá mô hình tại Ái Nghĩa....................... 106 Bảng 3.20: Kết quả các chỉ tiêu đánh giá kiểm định mô hình tại Ái nghĩa ...... 108 Bảng 3.21: Kết quả các chỉ tiêu đánh giá mô hình tại Hiệp Đức...................... 109 Bảng 3.22: Kết quả các chỉ tiêu đánh giá kiểm định mô hình tại Hiệp Đức .... 110 Bảng 3.23: Kết quả các chỉ tiêu đánh giá mô hình tại Nông Sơn ..................... 111 Bảng 3.24: Kết quả các chỉ tiêu đánh giá kiểm định mô hình tại Nông Sơn.... 112 Bảng 3.25: Kết quả các chỉ tiêu đánh giá mô hình tại Giao Thủy .................... 113 Bảng 3.26: Kết quả các chỉ tiêu đánh giá kiểm định mô hình tại Giao Thủy... 114 Bảng 3.27: Kết quả các chỉ tiêu đánh giá mô hình tại Câu Lâu........................ 116 Bảng 3.28: Kết quả các chỉ tiêu đánh giá kiểm định mô hình tại Câu Lâu ...... 117 Bảng 3.29: Kết quả các chỉ tiêu đánh giá mô hình tại Hội An ......................... 118 Bảng 3.30: Kết quả các chỉ tiêu đánh giá kiểm định mô hình tại Hội An ........ 119 Bảng 4.1: Danh sách các trạm thủy văn dùng để tối ưu và kiểm định mô hình ................................................................................................................... 131 Bảng 4.2: Hệ số nhám trung bình cho các đoạn sông ....................................... 133 Bảng 4.3: Kết quả mô phỏng quá trình dòng chảy tại Thành Mỹ..................... 134 Bảng 4.4: Kết quả mô phỏng quá trình mực nước tại Hội Khách .................... 135 Bảng 4.5: Kết quả mô phỏng quá trình mực nước tại Ái Nghĩa ....................... 135 Bảng 4.6: Kết quả mô phỏng quá trình dòng chảy tại Nông Sơn ..................... 136 v Bảng 4.7: Kết quả mô phỏng quá trình mực nước tại Giao Thủy..................... 137 Bảng 4.8: Kết quả mô phỏng quá trình mực nước tại Câu Lâu ........................ 138 Bảng 4.9: Kết quả các chỉ tiêu đánh giá kiểm định mô hình tại Thành Mỹ ..... 143 Bảng 4.10: Kết quả các chỉ tiêu đánh giá kiểm định mô hình tại Hội Khách... 143 Bảng 4.11: Kết quả các chỉ tiêu đánh giá kiểm định mô hình tại Ái Nghĩa ..... 143 Bảng 4.12: Kết quả các chỉ tiêu đánh giá kiểm định mô hình tại Nông Sơn.... 144 Bảng 4.13: Kết quả các chỉ tiêu đánh giá kiểm định mô hình tại Giao Thủy... 144 Bảng 4.14: Kết quả các chỉ tiêu đánh giá kiểm định mô hình tại Câu Lâu ...... 144 Bảng 5.1: Đặc trưng mưa sinh lũ các trạm (thời đoạn 2-3 ngày) ..................... 150 Bảng 5.2: Thống kê các trận lũ từ mức báo động II trở lên (1976-2007) sông Thu Bồn - Trạm Câu Lâu .......................................................................... 152 Bảng 5.3: Đặc trưng trận lũ từ 18-20/XI/1998.................................................. 162 Bảng 5.4: Đặc trưng trận lũ XI/1999 ................................................................ 163 Bảng 5.5: Đặc trưng trận lũ tháng XII/1999 ..................................................... 165 Bảng 5.6: Đặc trưng trận lũ tháng 22-27/XI/2004 ............................................ 166 Bảng 5.7: Đặc trưng trận lũ tháng XI/2007 ...................................................... 168 Bảng 6.1: Các files chứa dữ liệu chạy mô hình ................................................ 187 Bảng 6.2: Đặc trưng các trận lũ lớn từ 1h/1/X/2008 đến 19h/30/XI/2008 ....... 209 Bảng 6.3: Kết quả dự báo tác nghiệp đỉnh lũ đến Ái Nghĩa bằng mô hình WETSPA và WETSPA +HECRAS (Từ 1/X đến 30/XI/ 2008) .............. 210 Bảng 6.4: Kết quả dự báo tác nghiệp quá trình lũ đến Ái Nghĩa bằng mô hình WETSPA và WETSPA +HECRAS (Từ 1/X đến 30/XI/ 2008) .............. 210 Bảng 6.5: Kết quả dự báo tác nghiệp đỉnh lũ đến Giao Thủy bằng mô hình WETSPA và WETSPA +HECRAS (Từ 1/X đến 30/XI/ 2008) .............. 210 Bảng 6.6: Kết quả dự báo tác nghiệp quá trình lũ đến Giao Thủy bằng mô hình WETSPA và WETSPA +HECRAS (Từ 1/X đến 30/XI/ 2008) ............. 211 Bảng 6.7: Kết quả dự báo tác nghiệp đỉnh lũ đến Câu Lâu bằng mô hình WETSPA và WETSPA +HECRAS (Từ 1/X đến 30/XI/ 2008) .............. 211 Bảng 6.8: Kết quả dự báo tác nghiệp quá trình lũ đến Câu Lâu bằng mô hình WETSPA và WETSPA +HECRAS (Từ 1/X đến 30/XI/ 2008) ............. 211 vi MỤC LỤC HÌNH Hình 1.1: Bản đồ mạng lưới sông và các công trình thủy điện trên hệ thống sông Thu Bồn – Vu Gia ......................................................................................... 9 Hình 1.2: Lượng mưa mùa cạn, mùa lũ và mưa năm của các trạm trên lưu vực sông Thu Bồn-Vu Gia [20] ......................................................................... 11 Hình 1.3: Bản đồ mạng lưới trạm KTTV trên lưu vực sông Thu Bồ - Vu Gia và vùng lân cận ................................................................................................ 17 Hình 2.1: Sơ đồ cấu trúc mô hình Wetspa ở mức độ ô lưới. .............................. 29 Hình 2.2: Sơ đồ thành lập bản đồ thông số của mô hình .................................... 39 Hình 2.3: Sơ đồ xác định thành phần cơ giới đất của USDA. (Harry Bucknam- Nyle C. Brady, 1980)....................................... 40 Hình 3.1: Các lưu vực bộ phận trên hệ thống sông Thu Bồn – Vu Gia.............. 53 Hình 3.2: Phân phối Q tại ngã ba sông Vu Gia-Ái Nghĩa-Quảng Huế [25] ....... 57 Hình 3.3: Sơ đồ tính toán dòng chảy trên hệ thống sông Thu Bồn - Vu Gia sử dụng mô hình WETSPA.............................................................................. 58 Hình 3.4: Bản đồ các đường đồng mức độ cao lưu vực hệ thống sông Thu Bồn Vu Gia ......................................................................................................... 65 Hình 3.5: Bản đồ DEM lưu vực hệ thống sông Thu Bồn - Vu Gia .................... 66 Hình 3.6: Bản đồ đất toàn lưu vực hệ thống sông Thu Bồn - Vu Gia ................ 68 Hình 3.7: Bản đồ thảm phủ lưu vực hệ thống sông Thu Bồn - Vu Gia .............. 69 Hình 3.8 (a, b, c, d, f, e): Các bản đồ cơ bản DEM, thảm phủ và đất của hai tiểu lưu vực Hiệp Đức và Thành Mỹ ................................................................. 73 Hình 3.9: Bản đồ phân vùng ảnh hưởng các trạm mưa hệ thống sông Thu Bồn Vu Gia ......................................................................................................... 75 Hình 3.10: sơ đồ thành lập các bản đồ thông số về đặc trưng vật lý của lưu vực cho các lưu vực bộ phận.............................................................................. 76 Hình 3.11: Sơ đồ thành lập các bản đồ thông số về đặc trưng vật lý của đất cho các lưu vực bộ phận..................................................................................... 77 Hình 3.12: Sơ đồ thành lập các bản đồ thông số về đặc tính thảm phủ cho các lưu vực bộ phận........................................................................................... 77 Hình 3.13 (a, b, c): Một số bản đồ thông số cơ bản của lưu vực Thành Mỹ ..... 85 Hình 3.14 (a,b,c): Một số bản đồ thông số cơ bản của lưu vực Hiệp Đức ......... 92 Hình 3.15 (a, b, c): Một số bản đồ thông số cơ bản của lưu vực Nông Sơn...... 93 Hình 3.16 (a, b, c): Một số bản đồ thông số cơ bản của lưu vực sông Bung..... 97 Hình 3.17: Đường quá trình lưu lượng tính toán và thực đo tại Thành Mỹ mùa lũ năm 2004 ................................................................................................... 102 Hình 3.18: Đường quá trình lưu lượng tính toán và thực đo tại Thành Mỹ mùa lũ năm 2007 ................................................................................................... 103 Hình 3.19: Đường quá trình mực nước tính toán và thực đo tại Hội Khách mùa lũ năm 2005............................................................................................... 104 Hình 3.20: Đường quá trình mực nước tính toán và thực đo tại Hội Khách mùa lũ năm 2006............................................................................................... 105 vii Hình 3.21: Đường quá trình mực nước tính toán và thực đo tại Ái Nghĩa mùa lũ năm 2003 ................................................................................................... 106 Hình 3.22: Đường quá trình mực nước tính toán và thực đo tại Ái Nghĩa mùa lũ năm 2007 ................................................................................................... 107 Hình 3.23: Đường quá trình mực nước tính toán và thực đo tại Hiệp Đức mùa lũ năm 2005 ................................................................................................... 108 Hình 3.24: Đường quá trình lưu lượng tính toán và thực đo tại Hiệp Đức mùa lũ năm 2007 ................................................................................................... 110 Hình 3.25: Đường quá trình lưu lượng tính toán và thực đo tại Nông Sơn mùa lũ năm 2003 ................................................................................................... 111 Hình 3.26: Đường quá trình lưu lượng tính toán và thực đo tại Nông Sơn mùa lũ năm 2007 ................................................................................................... 112 Hình 3.27: Đường quá trình mực nước tính toán và thực đo tại Giao Thủy mùa lũ năm 2005............................................................................................... 114 Hình 3.28: Đường quá trình mực nước tính toán và thực đo tại Giao Thủy mùa lũ năm 2007............................................................................................... 115 Hình 3.29: Đường quá trình mực nước tính toán và thực đo tại Câu Lâu mùa lũ năm 2002 ................................................................................................... 116 Hình 3.30: Đường quá trình mực nước tính toán và thực đo tại Câu Lâu mùa lũ năm 2006 ................................................................................................... 117 Hình 3.31: Đường quá trình mực nước tính toán và thực đo tại Hội An mùa lũ năm 2005 ................................................................................................... 119 Hình 3.32: Đường quá trình mực nước tính toán và thực đo tại Hội An mùa lũ năm 2007 ................................................................................................... 120 Hình 4.1: Sơ đồ kết nối mô hình WETSPA và HECRAS ............................... 125 Hình 4.2: Mạng tính toán thủy lực trong mô hình HECRAS ........................... 127 Hình 4.3: Sơ đồ kết nối Thủy văn - thủy lực trong mô hình hệ thống sông Thu Bồn - Vu Gia ............................................................................................. 128 Hình 4.4: Quan hệ mực nước trạm Tiên Sa và mực nước bảng thuỷ triều ...... 130 Hình 4.5: Mực nước triều trạm Tiên Sa và mực nước tính toán trong bảng thuỷ triều............................................................................................................ 130 Hình 4.6: Đường quá trình lưu lượng tính toán và thực đo tại Thành Mỹ mùa lũ năm 2001 ................................................................................................... 134 Hình 4.7: Đường quá trình mực nước tính toán và thực đo tại Hội Khách mùa lũ năm 2002 ................................................................................................... 135 Hình 4.8: Đường quá trình mực nước tính toán và thực đo tại Ái Nghĩa mùa lũ năm 2003 ................................................................................................... 136 Hình 4.9: Đường quá trình lưu lượng tính toán và thực đo tại Nông Sơn mùa lũ năm 2002 ................................................................................................... 137 Hình 4.10: Đường quá trình mực nước tính toán và thực đo tại Giao Thủy mùa lũ năm 2004............................................................................................... 138 Hình 4.11: Đường quá trình mực nước tính toán và thực đo tại Câu Lâu mùa lũ năm 2005 ................................................................................................... 139 viii Hình 4.12: Đường quá trình lưu lượng tính toán và thực đo tại Thành Mỹ mùa lũ năm 2007 ................................................................................................... 140 Hình 4.13: Đường quá trình mực nước tính toán và thực đo tại Hội Khách mùa lũ năm 2007............................................................................................... 140 Hình 4.14: Đường quá trình mực nước tính toán và thực đo tại Ái Nghĩa mùa lũ năm 2007 ................................................................................................... 141 Hình 4.15: Đường quá trình lưu lượng tính toán và thực đo tại Nông Sơn mùa lũ năm 2007 ................................................................................................... 141 Hình 4.16: Đường quá trình mực nước tính toán và thực đo tại Giao Thủy mùa lũ năm 2007............................................................................................... 142 Hình 4.17: Đường quá trình mực nước tính toán và thực đo tại Câu Lâu mùa lũ năm 2007 ................................................................................................... 142 Hình 5.1: Biểu đồ mưa sinh lũ lưu vực sông Vu Gia........................................ 150 Hình 5.2: Lượng mưa trung bình các trạm trên hệ thống sông Thu Bồn – Vu Gia do bão gây ra ............................................................................................. 155 Hình 5.3: Lượng mưa trung bình các trạm trên hệ thống sông Thu Bồn – Vu Gia do không khí lạnh gây ra ........................................................................... 157 Hình 5.4: Lượng mưa trung bình các trạm trên hệ thống sông Vu Gia – Thu Bồn do Bão/ATNĐ kết hợp với KKL gây ra.................................................... 158 Hình 5.5: Lượng mưa trung bình các trạm trên hệ thống sông Vu Gia – Thu Bồn do KKL kết hợp với dải HTNĐ gây ra ..................................................... 159 Hình 5.6: Lượng mưa trung bình các trạm trên hệ thống sông Vu Gia – Thu Bồn do KKL kết hợp với đới gió đông gây ra .................................................. 160 Hình 5.7: Phần mềm Orbit Viewer hiển thị kết quả đo mưa khi quỹ đạo vệ tinh qua lưu vực nghiên cứu vào ngày 11 tháng XI năm 2007. ....................... 170 Hình 5.8: Kết quả đo mưa được chuyển thành dạng điểm trong phần mềm Ildwish ....................................................................................................... 171 Hình 5.9: Kết quả tính tỷ lệ phân bố mưa theo không gian .............................. 171 Hình 5.10: Sơ đồ tổng quát bộ mô hình nghiệp vụ HRM tại Trung tâm Dự báo KTTV Trung ương .................................................................................... 173 Hình 5.11: Sơ đồ chuẩn bị số liệu mưa DBST từ mô hình HRM cho tính toán thuỷ văn ..................................................................................................... 174 Hình 5.12: Kết quả dự báo mưa DBST từ mô hình HRM cho lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn ........................................................................................... 175 Hình 5.13: Kết quả dự báo mưa DBST từ mô hình của Mỹ cho lưu vực sông Vu Gia- Thu Bồn............................................................................................. 176 Hình 5.14: Kết quả dự báo mưa DBST từ mô hình của Mỹ cho lưu vực sông Vu Gia- Thu Bồn............................................................................................. 176 Hình 5.15: Kết quả dự báo mưa DBST từ mô hình của Nhật cho lưu vực sông Vu Gia- Thu Bồn....................................................................................... 177 Hình 6.1: Sơ đồ quản lý thông tin trong cơ sở dữ liệu...................................... 186 Hình 6.2: Các thành phần của cơ sở dữ liệu ..................................................... 186 Hình 6.3: Cấu trúc file dữ liệu mưa, mực nước thực đo ................................... 187 Hình 6.4: Cấu trúc file dữ liệu mưa dự báo từ mô hình HRM.......................... 188 ix Hình 6.5: Cấu trúc file thông số chung của mô hình WETSPA ....................... 188 Hình 6.6: Cấu trúc file chứa danh sách trạm khí tượng thủy văn ..................... 189 Với phương thức tổ chức dữ liệu như trên thể hiện việc khả năng tích hợp với các công nghệ khác là rất dễ dàng............................................................. 189 Hình 6.7: Giao diện chính của công nghệ dự báo sông Thu Bồn – Vu Gia ..... 196 Hình 6.8: Cửa sổ trích số liệu........................................................................... 197 Hình 6.9: Cửa sổ sửa chữa, cập nhập số liệu .................................................... 197 Hình 6.10: Cửa sổ hiển thị quá trình mực nước thực đo của các trạm trên hệ thống sông ................................................................................................. 198 Hình 6.11: Cửa sổ hiển thị quá trình mực nước và mưa thực đo tại trạm ........ 199 Hình 6.12: Cửa sổ hiển thị lựa chọn phương án dự báo mưa. .......................... 200 Hình 6.13: Cửa sổ nhập số liệu dự báo mưa ..................................................... 200 Hình 6.14: Cửa sổ hiệu chỉnh đường tính toán và thực đo. .............................. 201 Hình 6.15: Cửa sổ hiệu chỉnh kết quả mô hình bằng phương pháp hồi quy..... 202 Hình 6.16: Cửa sổ hiệu chỉnh thông số của mô hình ........................................ 203 Hình 6.17: Cửa sổ hiệu chỉnh đường tính toán và thực đo khi hiệu chỉnh bộ thông số của mô hình. ............................................................................... 203 Hình 6.18: Cửa sổ nhập số liệu cho mô hình HECRAS ................................... 204 Hình 6.19: Giao diện mô hình HECRAS .......................................................... 205 Hình 6.20: Cửa số tính toán của mô hình HECRAS......................................... 205 Hình 6.21: Cửa số mở file kết quả dự báo ........................................................ 206 Hình 6.22: Cửa số xem kết quả dự báo ............................................................. 207 Hình 6.23: Bản tin Dự báo. ............................................................................... 207 x CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT - DEM: Digital Elevation Model - DBST: Dự báo số trị - GIS: Geographic Information System - HRM: High-resolution Regional Model - KT: Khí tượng - Wetspa: Water and Energy Transfer between Soil, Plants and Atmosphere - MOD: Model Output Direct - MOS: Model Output Statistics - TS.: Tiến sĩ - TT DBKTTVTW: Trung tâm dự báo Khí tượng Thủy văn Trung Ương - TV: Thủy văn - TT: Thứ tự - ATNĐ: Áp thấp nhiệt đới - DHTNĐ: Dải hội tụ nhiệt đới - KKL: Không khí lạnh xi Nghiên cứu ứng dụng mô hình WETSPA và HECRAS mô phỏng, dự báo quá trình lũ trên hệ thống sông Thu Bồn-Vu Gia MỞ ĐẦU Lũ lụt xảy ra hàng năm trên hệ thống sông Thu Bồn- Vu Gia thường gây ra những tổn hại nghiêm trọng về người và tài sản. Dự báo quá trình lũ cho hệ thống sông có một ý nghĩa rất quan trọng trong việc đối phó kịp thời với lũ lụt nhằm giảm thiểu những ảnh hưởng do lũ gây ra. Các nghiên cứu và mô hình tính toán dự báo dòng lũ trên hệ thống sông Thu Bồn- Vu Gia hiện nay mới bước đầu đáp ứng một phần yêu cầu của công tác phòng chống thiên tai trên hệ thống sông. Kết quả của các nghiên cứu này còn nhiều hạn chế cần được nghiên cứu bổ sung cả về lý thuyết và kỹ thuật. Đặc biệt, chưa có một công nghệ hoàn chỉnh tính toán dự báo dòng chảy tác nghiệp cho hệ thống sông phục vụ cho công tác phòng chống và giảm nhẹ thiên tai cũng như khai thác hợp lý tài nguyên nước trên lưu vực sông. Trong mô phỏng và dự báo các quá trình lũ, các mô hình thuỷ văn vật lý phân phối và mô hình thủy lực ngày càng trở nên phổ biến và là một công cụ đắc lực trong mô phỏng, dự báo lũ và cảnh báo ngập lụt. Bên cạnh đó, với sự phát triển nhanh chóng của công cụ máy tính, sự phát triển của mô hình kỹ thuật số, các số liệu về lớp phủ thực vật, lớp đất, các công cụ của hệ thống thông tin toàn cầu (GIS) và các thông tin viễn thám đã tạo ra một khả năng mới cho loại mô hình này trong việc nghiên cứu, mô phỏng các quá trình thủy văn. Theo xu hướng phát triển đó, đề tài “Nghiên cứu ứng dụng mô hình WETSPA và HECRAS mô phỏng, dự báo quá trình lũ trên hệ thống sông Thu Bồn – Vu Gia” do Trung tâm Dự báo Khí tượng thủy văn Trung ương chủ trì, được thực hiện trong 2 năm từ tháng V năm 2007 đến tháng V năm 2009. Mục tiêu của đề tài là: Tạo ra một công nghệ dự báo nghiệp vụ quá trình lũ sông Thu Bồn – Vu Gia trên cơ sở liên kết mô hình thuỷ văn WETSPA, HECRAS và GIS với thời gian dự kiến 24 giờ và cảnh báo 36 giờ. Thực hiện mục tiêu trên, nhiệm vụ chính của đề tài là nghiên cứu ứng dụng hệ thống mô hình thủy văn thủy lực hiện đại có sử dụng công nghệ GIS trong dự báo lũ lưu vực hệ thống sông Thu Bồn - Vu Gia gồm mô hình thủy văn WETSPA (của Bỉ), mô hình thủy lực HECRAS (của quân đội Mỹ) đồng thời giải quyết các bài toán cơ bản của nghiệp vụ dự báo như: sử dụng mưa dự báo, hiệu chỉnh hậu mô hình, vấn đề tính gia nhập khu giữa đối với mô hình thủy lực HECRAS, tự động cập nhật đầu vào các mô hình, giao diện phần mềm dễ sử 1 Nghiên cứu ứng dụng mô hình WETSPA và HECRAS mô phỏng, dự báo quá trình lũ trên hệ thống sông Thu Bồn-Vu Gia dụng, mềm dẻo, kết quả dự báo phải phong phú và đa dạng.... nhằm đáp ứng các yêu cầu mới của công tác dự báo lũ trên lưu vực sông. Sản phẩm chính của đề tài là bản báo cáo tổng kết gồm 198 trang đánh máy, 55 bảng, 84 hình vẽ, tài liệu tham khảo và phụ lục được viết thành 6 chương với các nội dung sau: Mở đầu Chương I : Quy luật hình thành lũ và vấn đề dự báo lũ hệ thống sông Thu Bồn - Vu Gia Chương II: Mô hình tính toán thủy văn thủy lực trên lưu vực hệ thống sông Thu Bồn - Vu Gia Chương III: Ứng dụng mô hình WETSPA mô phỏng lũ trên hệ thống sông Thu Bồn – Vu Gia Chương IV: Ứng dụng Bộ mô hình WETSPA và HECRAS mô phỏng lũ trên hệ thống sông Thu Bồn – Vu Gia. Chương V: Các vấn đề cần thực hiện trong việc ứng dụng bô mô hình trong dự báo nghiệp vụ. Chương VI: Công nghệ dự báo lũ hệ thống sông Thu Bồn - Vu Gia . Kết luận và kiến nghị Tài liệu tham khảo và Phụ lục Tham gia thực hiện đề tài gồm các cộng tác viên sau: Ths. Đặng Thanh Mai, Ks. Bùi Đức Long, Ths. Vũ Đức Long, Ths. Nguyễn Thị Thu Trang, Ths. Võ Văn Hòa, Ks. Nguyễn Thị Tuyết Nhung, Ks. Vũ Thanh Vân, Ks. Phùng Tiến Dũng, Ks. Nguyễn Văn Hiếu, Ks. Nguyễn Thu Thủy, thuộc Trung tâm dự báo KTTV Trung ương; Ts. Nguyễn Thành Long, Ts. Lê Quốc Hùng, Ths. Nguyễn Thị Vân thuộc Viện Nghiên cứu Địa chất và Khoáng sản; Ths. Phạm Văn Chiến, Ks. Nguyễn Hữu Thiêm, Ks. Phùng Hồng Long thuộc Đài KTTV khu vực Trung Trung bộ. Mặc dù đã cố gắng hết sức, song trong quá trình thực hiện đề tài không tránh khỏi những thiếu sót. Nhóm thực hiện đề tài rất mong nhận được sự góp ý của các cơ quan cũng như các nhà khoa học. Nhóm thực hiện đề tài xin chân thành cám ơn các cố vấn khoa học, cơ quan chủ quản - Trung tâm Khí tượng Thủy văn Quốc gia, đặc biệt là Phòng Dự báo thủy văn Trung bộ, Tây Nguyên và Nam bộ đã tạo điều kiện thuận lợi trong quá trình thực hiện đề tài. Hà Nội, tháng 3 năm 2009 2 Nghiên cứu ứng dụng mô hình WETSPA và HECRAS mô phỏng, dự báo quá trình lũ trên hệ thống sông Thu Bồn-Vu Gia Chương I: QUY LUẬT HÌNH THÀNH LŨ VÀ VẤN ĐỀ DỰ BÁO LŨ TRÊN HỆ THỐNG SÔNG THU BỒN – VU GIA 1.1 ĐIỀU KIỆN ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN VÀ QUY LUẬT HÌNH THÀNH LŨ TRÊN HỆ THỐNG SÔNG THU BỒN VU GIA 1.1.1 Khái quát điều kiện địa lý tự nhiên lưu vực sông Thu Bồn – Vu Gia Hệ thống sông Thu Bồn – Vu Gia là một trong 9 hệ thống sông lớn ở nước ta và là hệ thống sông lớn nhất ở khu vực Trung Trung Bộ. Lưu vực sông Thu Bồn – Vu Gia được giới hạn ở phía bắc bởi dãy núi Bạch Mã - một nhánh núi đâm ra biển ở phần cuối dãy Trường Sơn Bắc, phía tây là khối núi Nam Ngãi - Định thuộc phần đầu của dãy Trường Sơn Nam với những đỉnh núi cao trên 2000m, phía tây nam là khối núi Kon Tum với đỉnh Ngọc Linh cao 2598m, phía nam là dãy núi Nam Ngãi và phía đông là biển. Những dãy núi trên chính là đường phân nước giữa hệ thống sông Thu Bồn với sông Hương thuộc tỉnh Thừa Thiên Huế ở phía bắc, sông Sê Công (thuộc Lào) ở phía tây, sông Sê San thuộc địa phận tỉnh Kon Tum ở phía tây nam, các sông Tam Kỳ (tỉnh Quảng Nam), sông Trà Bồng, Trà Khúc (tỉnh Quảng Ngãi) ở phía nam [11]. Với diện tích 11.390 km2, hệ thống sông Thu Bồn - Vu Gia bao trùm hầu hết lãnh thổ thành phố Đà Nẵng và tỉnh Quảng Nam, trong đó có khoảng 500 km2 ở thượng nguồn sông Cái nằm ở tỉnh Kon Tum. Địa hình Địa hình trong lưu vực hệ thống sông Thu Bồn - Vu Gia gồm có dạng địa hình núi, trung du và đồng bằng. Vùng núi là thượng nguồn các dòng sông nằm ở sườn phía đông dãy Trường Sơn Nam. Địa hình không những cao mà còn dốc và bị chia cắt mạnh. Độ cao địa hình từ 1000m trở lên với những đỉnh núi cao trên 1000m như: Núi Mang (1768m), Bà Nà (1467m), A Tuất (2500m), Lum Heo (2045m), núi Tiên (2032m) ở thượng nguồn sông Vu Gia, Ngọc Linh (2598m), Hòn Ba (1358m) ở thượng nguồn sông Tranh… Vùng trung du là vùng chuyển tiếp từ vùng núi đến đồng bằng có độ cao từ 100m đến dưới 800m. Ở trung lưu sông Thu Bồn có các dãy núi chạy theo hướng bắc nam ở các huyện: Tiên Phước, Hiệp Đức, Quế Sơn với những đỉnh núi cao từ 500-800m. Các dải núi ở trung lưu chạy theo hướng bắc - nam cho nên độ dốc địa hình thấp 3 Nghiên cứu ứng dụng mô hình WETSPA và HECRAS mô phỏng, dự báo quá trình lũ trên hệ thống sông Thu Bồn-Vu Gia dần theo hướng bắc-nam bắt đầu từ địa phận bắc huyện Trà My đến giáp phía tây huyện Duy Xuyên. Đây là nơi hợp lưu của các sông nhánh tương đối lớn của dòng chính sông Thu Bồn như các sông: Tranh, Trường, Tiên, Lân, Ngọn Thu Bồn, Khe Diên, Khe Le. Địa hình vùng đồng bằng hệ thống sông Thu Bồn - Vu Gia thấp dưới 30 m, tương đối bằng phẳng, gồm địa phận các huyện: Đại Lộc, Duy Xuyên, Điện Bàn, Thăng Bình, thị xã Hội An, thị xã Tam Kỳ và huyện Hoà Vang (thành phố Đà Nẵng). Ở đây có một số sông nhỏ như: Khe Công, Khe Cầu, Quảng Huế. Trong đồng bằng có các dải cát chạy dọc theo bờ biển với độ cao trên dưới 5m. Địa chất Trong lưu vực hệ thống sông Thu Bồn - Vu Gia có các loại đá sau đây [11]: - Đá kết tinh Gơ-nai, amphibolit, đá phiến thạch anh cùng với các thành tạo mác ma xâm nhập grano-dioxitgnai của vùng rìa địa khối Kon Tum. Các loại đá này phân bố chủ yếu ở vùng nam Quảng Nam, thuộc các huyện Trà My, Phước Sơn, Tiên Phước và phía nam huyện Hiệp Đức. - Đá gốc trầm tích cát bột kết hoặc đá mác ma xâm nhập thuộc phức hệ Quế Sơn, phân bố rộng rãi ở vùng bắc Quảng Nam thuộc hầu hết các huyện Hiên, Giàng, Quế Sơn, Hiệp Đức, vùng tây các huyện Hoà Vang, Đại Lộc, Duy Xuyên, Thăng Bình và một phần vùng cao phía tây các huyện Tam Kỳ, Núi Thành. - Trầm tích đệ tứ gồm các thành tạo aluvi cổ và trẻ nằm rải rác ở một số vùng đồi núi và đồng bằng ven biển, phân bố chủ yếu ở vùng đồng bằng ven biển thuộc địa phận các huyện: Hoà Vang, Điện Bàn, đông Duy Xuyên, Hội An, đông Thăng Bình, Tam Kỳ, Núi Thành. Thổ nhưỡng Trong lưu vực hệ thống sông Thu Bồn - Vu Gia có các nhóm đất dưới đây [11]: - Nhóm đất cồn cát và đất cát biển: Nhóm đất này có diện tích khoảng 9.779ha được hình thành ở ven biển của sông Thu Bồn từ Đà Nẵng đến Duy Nghĩa với những dải cát rộng hẹp khác nhau tuỳ theo tương tác giữa sông biển và dòng chảy sông. - Nhóm đất mặn: Diện tích khoảng 3.058 ha, phân bố ở vùng phía đông huyện Duy Xuyên, Hội An. - Nhóm đất phèn: Phân bố ở vùng đông huyện Điện Bàn, chiếm diện tích khoảng 629ha; 4 Nghiên cứu ứng dụng mô hình WETSPA và HECRAS mô phỏng, dự báo quá trình lũ trên hệ thống sông Thu Bồn-Vu Gia - Nhóm đất phù sa phân bố ở hạ lưu sông Thu Bồn và một số vùng ở trung lưu - Nhóm đất xám bạc mầu phân bố ở hầu hết các huyện vùng trung du sông Thu Bồn, diện tích 12.910ha; - Nhóm đất vàng phân bố chủ yếu ở các huyện trung du và miền núi như Trà My, Tiên Phước, Quế Sơn, Hiệp Đức..., chiếm diện tích 275.041ha. - Nhóm đất mùn đỏ trên núi phân bố chủ yếu ở vùng núi cao Trà My. - Nhóm đất thung lũng dốc tụ phân bố ở vùng trung du và núi cao Trà My, Tiên Phước, Hiệp Đức, Quế Sơn..., chiếm diện tích 3.997ha. Thực vật Là nơi giao lưu của nhiều luồng thực vật, cho nên thành phần thực vật trong lưu vực sông Thu Bồn khá phong phú với các kiểu rừng dưới đây [11]: - Kiểu rừng kín thường xanh mưa ẩm á nhiệt đới, phân bố từ độ cao trên 1.000m; - Kiểu rừng kín nửa rụng lá hơi ẩm nhiệt đới; - Kiểu rừng thưa cây lá rộng hơi khô nhiệt đới; - Kiểu rừng thưa cây lá kim hơi khô nhiệt đới; - Kiểu rừng kín thường xanh mưa ẩm á nhiệt đới núi thấp, phân bố ở độ cao dưới 1.000m. Tính đến tháng 12/1998, diện tích rừng tỉnh Quảng Nam là 439.748ha, chiếm 38,5% diện tích toàn tỉnh, trong đó diện tích rừng tự nhiên 405.050ha, rừng trồng 34.698 ha. Mạng lưới sông suối Hệ thống sông Thu Bồn- Vu Gia do dòng chính sông Thu Bồn và sông Vu Gia tạo thành. Thượng lưu sông Thu Bồn được gọi là sông Tranh hay sông Tĩnh Gia, bắt nguồn từ vùng núi cao trên 2.000m ở sườn đông nam dãy Ngọc Linh chảy theo hướng gần bắc nam qua các huyện Trà My, Tiên Phước, Hiệp Đức và Quế Sơn, rồi chảy qua Giao Thuỷ vào vùng đồng bằng qua các huyện Duy Xuyên, Đại Lộc, Điện Bàn, Quế Sơn, đổ ra biển tại cửa Đại. Ở trung thượng lưu sông Thu Bồn có một số sông nhánh tương đối lớn như: sông Ghềnh, sông Ngọn Thu Bồn, sông Vang, sông Chang (sông Khang)..., sông Lâu (sông Trầu), sông Diên, Khe Le, Khe Công. Sau khi chảy qua Giao Thuỷ, sông Thu Bồn chảy vào vùng đồng bằng và tiếp nhận nước sông Vu Gia từ phân lưu Quảng Huế đổ vào, sông Thu Bồn có 5 Nghiên cứu ứng dụng mô hình WETSPA và HECRAS mô phỏng, dự báo quá trình lũ trên hệ thống sông Thu Bồn-Vu Gia phân lưu Bà Rén - Chiêm Sơn. Phụ lưu này chảy qua huyện Duy Xuyên - tiếp nhận nước sông Ly Ly ở bờ phải, rồi lại chảy vào sông Thu Bồn ở gần cửa sông. Với tên mới là sông Kỳ Lam. Dòng chính sông Thu Bồn chảy qua huyện Điện Bàn và từ hạ lưu cầu Câu Lâu lại có tên là sông Câu Lâu. Sau đó, sông này tách thành sông Hội An ở phía bờ tả và một phân lưu nhỏ ở dưới bờ hữu, phân lưu này nhập với sông Bà Rén và lại có tên gọi là sông Thu Bồn. Sông Hội An chảy qua thị xã Hội An; sau đó nhập với sông Thu Bồn để đổ vào sông Cửa Đại, rồi chảy ra cửa Đại. Sông Kỳ Lam - sông Điện Bình, có các phân lưu: Cổ Cò, Vĩnh Điện. Suối Cổ Cò lại tách thành phân lưu Tam Giáp và sông Thanh Quít. Các sông này đều chảy vào sông Vĩnh Điện. Sông Vĩnh Điện dài 24 km chảy theo hướng bắc nam, tây nam - đông bắc, đổ vào sông Hàn rồi chảy ra vịnh Đà Nẵng. Sông Vu Gia bắt nguồn từ vùng núi cao phía tây-nam tỉnh Quảng Nam, bao gồm nhiều nhánh sông lớn hợp thành (Sông Cái, sông Bung, sông Côn), diện tích lưu vực khống chế tính đến ngã ba sông Vu Gia-Quảng Huế (Aí Nghĩa) là 51.800km2. Sông Vu Gia có một số nhánh lớn gồm: • Sông Cái: Bắt nguồn từ vùng núi cao trên 2.000m ở vùng biên giới Tây Nam tỉnh Quảng Nam, đầu nguồn thuộc tỉnh Kon Tum (chiều dài sông nằm trên địa phận tỉnh Kon Tum khoảng 38km). Sông chảy theo hướng từ nam đến bắc rồi chuyển sang hướng từ tây nam đến đông bắc. Diện tích lưu vực sông Cái tính đến trạm thủy văn Thành Mỹ là 1.850km2, với chiều dài lòng sông chính là 130km. • Sông Bung: Bắt nguồn từ vùng núi cao phía Tây Bắc tỉnh Quảng Nam, chảy theo hướng Tây sang Đông. Diện tích lưu vực là 2.297km2, chiều dài sông chính130km. Sông Bung có nhiều nhánh, trong đó nhánh sông A Vương là lớn nhất có chiều dài 84km. • Sông Côn: Bắt nguồn từ vùng núi Tây Bắc huyện Hiên - tỉnh Quảng Nam. Diện tích lưu vực là 765km2, chiều dài sông tính đến cửa ra (cách cửa sông Bung khoảng 15km về phía hạ lưu): 54km. Các đặc trưng hình thái lưu vực hệ thống sông Thu Bồn - Vu Gia được trình bày trong bảng 1.1 6 Nghiên cứu ứng dụng mô hình WETSPA và HECRAS mô phỏng, dự báo quá trình lũ trên hệ thống sông Thu Bồn-Vu Gia (km) Diện tích lưu vực Chiều dài lưu vực Đặc trưng trung bình lưu vực 1 Thu Bồn cửa Đại 1600 205 148 10350 552 25,5 70 0,47 0,47 2 Đắc Se Vu Gia 350 34 33 297 790 19,3 9 0,2 0,27 3 Giang Vu Gia 1000 62 55 496 670 23,7 9 0,27 0,16 4 Bung Vu Gia 1300 131 74 2530 816 37 34 0,31 0,46 5 Côn Vu Gia 800 47 34 627 31 18,4 0,66 0,54 6 Tĩnh Yên Thu Bồn 2000 163 85 3690 453 21,3 43,4 0,41 0,51 7 Ly Ly Thu Bồn 525 36 31 279 204 5,7 0,26 0,37 8 Tuý Loan Vu Gia 900 30 25 309 271 15 10,3 0,57 0,5 11 Tam Puele Bung 900 45 38 384 826 32,2 10,1 0,23 0,26 12 Đắc Pơ Rinh Bung 1000 80 39 898 817 40 23 0,37 0,59 Bung 1000 31 28 200 587 28 7,1 0,64 0,26 13 A Vương Độ cao (m) Đổ vào (km2) Sông sông(m) TT Độ cao nguồn C.dài sông (km) Bảng 1.1: Đặc trưng hình thái lưu vực hệ thống sông Thu Bồn - Vu Gia [1] 527 Mật độ Độ Độ lưới dốc rộng sông (%0) (km) (km/km2) 9 Hệ số hình dạng 15 Ghềnh Ghềnh Tịnh Yên 300 24 28 249 400 23,3 8,9 0,29 0,32 17 Tun Tịnh Yên 800 57 50 609 210 20,4 12,1 1,1 0,24 18 Khang Vu Gia 900 35 30 488 324 22,7 16,2 0,68 0,54 19 Ngọn Thu Bồn Tịnh Yên 600 13 13 126 317 0,23 0,75 22 9,7 Do đặc điểm địa lý, thủy văn của hệ thống sông ở miền Trung - Tây Nguyên với lưu lượng mưa hằng năm rất lớn so với cả nước (từ 2.000 mm/năm trở lên) nên hệ thống sông suối ở khu vực này ẩn chứa một tiềm năng thủy điện rất lớn, đặc biệt là hệ thống sông Vu Gia - Thu Bồn thuộc các tỉnh Quảng Nam. Theo tính toán của Công ty Tư vấn xây dựng điện 1, trên hệ thống sông Vu Gia - Thu Bồn có tới 10 công trình thủy điện với tổng công suất lắp máy 1.279 Mw, gấp 1,76 lần so với Nhà máy Thủy điện Yaly (Gia Lai - Kon Tum), sản lượng điện bình quân hằng năm là 4.751,3 tỷ kWh. Trong đó có nhiều công trình thủy điện có các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật tốt có thể sớm đưa vào xây dựng được như 7
- Xem thêm -