Ứng dụng mô hình MIKE - NAM mô phỏng lũ thượng nguồn sông Ba - trạm Ayunpa

 Tài liệu thuộc Khoá luận tốt nghiệp về Môi Trường

Là một trong 9 lưu vực sông lớn ở Việt Nam và là sông lớn nhất Tây Nguyên, sông Ba có ý nghĩa quan trọng về mặt tự nhiên cũng như phát triển kinh tế, xã hội của các tỉnh, thành phố trên lưu vực. Lưu vực sông Ba có dạng gần như chữ L, phần thượng và hạ lưu hẹp, giữa phình ra. Nó có nguồn tài nguyên nước khá dồi dào với lượng mưa trung bình hàng năm trên toàn lưu vực khoảng 1.740mm với mô đun dòng chảy đạt 22,81/s/km2. Tổng lượng dòng chảy năm đạt 10 tỷ m3 nước. Tuy nhiên, nằm trong vùng có bão hoạt động mạnh kết hợp với dải hội tụ nhiệt đới cùng với các hình thế thời tiết khác thường gây mưa lớn cho phần hạ lưu trước, thượng nguồn sau. Vùng thượng lưu sông ngắn và dốc nên nước tập trung nhanh, lũ lớn. Địa hình vùng thượng lưu sông Ba biến đổi khá phức tạp, bị chia cắt mạnh bởi sự chi phối của dãy Trường Sơn. Hệ quả của điều kiện khí tượng thủy văn và địa hình đã dẫn tới tính phân kỳ yếu trong mùa lũ, lưu lượng đỉnh lũ lớn nhất trong năm có thể xuất hiện vào các tháng khác nhau, thậm chí xảy ra trong các tháng mùa cạn. Do đó, việc mô phỏng lũ là rất cần thiết.

Trong những năm gần đây, liên tục xảy ra hiện tượng lũ lớn cả về quy mô và cường độ trên các lưu vực sông tại các tỉnh miền Trung và Tây Nguyên, đặc biệt là lưu vực sông Ba. Hàng năm vào mùa mưa bão từ trung tuần tháng 9 đến trung tuần tháng 1 vùng này luôn bị lũ lụt đe doạ nghiêm trọng và diễn biến ngày càng phức tạp gây nhiều thiệt hại lớn về tài sản và tính mạng người dân trong vùng. Chỉ một thời gian ngắn liên tục trong 9 năm liền 1981, 1986, 1988, 1992, 1993, 1996, 1999, 2005, 2009 phần hạ lưu sông Ba xảy ra ngập lụt rất lớn, khu vực nội thị Tuy Hoà ngập khoảng 300 ha, độ sâu ngập 0,5-2 m, hầu hết các đường nội thị ngập từ 1-2 ngày nước mới rút hết. Năm 2009 mức thiệt hại lên đến 3000 tỷ đồng.

Trên lưu vực sông Ba đã và đang xây dựng hàng chục đập dâng thủy điện, đập dâng thủy lợi, hàng chục trạm bơm, các hồ chứa lớn và nhỏ. Tuy nhiên, tất cả các hồ chứa thủy lợi, thủy điện trên lưu vực sông Ba đều không có dung tích phòng lũ và luôn luôn giữ ở mực nước dâng bình thường trong suốt mùa lũ. Chính vì vậy, khi có dự báo lũ lớn xảy ra, các hồ chứa không tham gia cắt, giảm lũ mà lượng nước đến bao nhiêu xả về hạ lưu bấy nhiêu. Điển hình thủy điện Sông Ba Hạ là công trình đơn mục tiêu, mặc dù trong nhiệm vụ công trình có nêu công trình tham gia xả lũ cho hạ lưu nhưng do không có dung tích phòng lũ hạ lưu nên khả năng hỗ trợ phòng lũ hạ lưu của công trình phụ thuộc chủ yếu vào chủ quan của người vận hành hồ chứa trong thời gian mùa lũ (trước lũ, trong lũ và sau lũ) [9]. Trong trận lũ 11/2009, theo báo cáo của Công ty cổ phần thủy điện Sông Ba Hạ, lượng lũ xả từ công trình vào thời điểm 22 giờ ngày 3/11/2009 đạt mức 14.500 m3. Do ảnh hưởng từ bão Mirinae đổ bộ vào Phú Yên và lượng lớn nước xả từ hồ chứa, đêm 3/11, đập Đá Vải ở hạ nguồn bị vỡ, nhấn chìm thị xã Sông Cầu và nhiều vùng ở huyện Tuy An. Gần 70 người dân Phú Yên đã thiệt mạng trong bão lũ, 186 ngôi nhà đổ sập hoàn toàn và gần 2 nghìn ngôi nhà khác bị ngập.

Cùng với sự biến đổi khí hậu toàn cầu, việc xây dựng và vận hành của các hồ chứa, các đập thủy điện mà tình hình bão lũ đang ngày càng gia tăng và diễn biến phức tạp hơn. Mô phỏng tốt dòng chảy lũ trên lưu vực sông Ba sẽ góp phần làm giảm nhẹ các thiệt hại do lũ gây ra. Do đó, việc mô phỏng dòng chảy lũ trên sông Ba đóng vai trò đặc biệt quan trọng. Hiện nay, phương pháp mô hình toán, đặc biệt là bộ mô hình toán họ MIKE của Viện Thuỷ lực và Môi trường Đan Mạch (DHI) đang được ứng dụng rộng rãi trong nước ta với rất nhiều đề tài từ các hệ thống sông suối ở miền Bắc, miền Trung, miền Nam đã mang lại những kết quả rất khả quan. Với điểm mạnh là có một giao diện thuận tiện, xây dựng cơ sở dữ liệu đơn giản, kết nối với GIS và có chức năng tự động hiệu chỉnh thông số, mô hình MIKE - NAM sẽ giúp giải quyết vấn đề mô phỏng, dự báo lũ cho lưu vực để làm giảm lượng nước tràn lũ, nâng cao hiệu quả điều tiết lũ, giảm thiểu thiệt hại