Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 29, Số 1S (2013) 72-79

72
Ứng dụng mô hình MIKE FLOOD tính toán ngập lụt và mô
phỏng phương án xây dựng đê cho lưu vực sông Lại Giang
Nguyễn Văn Hiếu, Cấn Thu Văn
2,*
, Nguyễn Thanh Sơn
3
1
Phòng dự báo Thủy văn – Trung tâm dự báo KTTV TW Số 4, Đặng Thái Thân, Hoàn Kiếm, Hà Nội
2
Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường TP.HCM, 236B, Lê Văn Sỹ, P1, Q. Tân Bình, TP.HCM,
3
Khoa Khí tượng Thủy văn và Hải dương học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN, 334
Nguyễn Trãi, Thanh Xuân, Hà Nội, Việt Nam
Nhận ngày 01 tháng 4 năm 2013
Chấp nhận xuất bản ngày 29 tháng 4 năm 2013
Tóm tắt. Hàng năm, trên lưu vực sông Lại Giang phải hứng chịu nhiều đợt mưa lũ lớn cả về lượng
cũng cường độ, hậu quả của những trận lũ này với những vùng ngập lụt sâu đã ảnh hưởng lớn tới
phát triển kinh tế, xã hội, gây ra những thiệt hại không nhỏ về người và của trong khu vực. Ngày
nay nhiều phương án phi công trình cũng như phương án công trình phòng và chống lũ đã và đang
áp dụng. Trong khuôn khổ nghiên cứu này, chúng tôi chỉ mô phỏng và tính toán ngập lụt với các
kịch bản xây dựng đê ngăn lũ giúp cho công tác quản lý và quy hoạch lũ trên lưu vực được tốt hơn
nhằm phòng và tránh lũ có hiệu quả.
Từ khóa: sông Lại Giang, lũ lụt.
1. Giới thiệu chung về lưu vực sông Lại
Giang


Sông Lại Giang gồm hai nhánh: sông An

thẳng ra biển với chiều dài 18 km được gọi là
Lại Giang. Diện tích lưu vực bổ sung cho đoạn
này là 130 km
2
.
N.V. Hiếu và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 29, Số 1S (2013) 72-79
73
1.1. Địa hình
Lưu vực sông Lại Giang có hình dạng rất
đặc biệt chi phối đến các đặc trưng của lũ đó là
dạng như một khúc cây lớn nằm song song với
bờ biển và một cành cụt nằm ngang – đoạn
18km Lại giang đổ ra biển, phần nhánh này chỉ
chiếm 9,3 % của lưu vực. Từ đó lũ hình thành
giống với bình tưới hơn là miệng ra được mở
rộng nhưng khả năng dẫn nước lại kém.
Độ cao trung bình của lưu vực là 277m, độ
dốc bình quân là 22%, tuy nhiên dọc các triền
núi độ dốc tới 60-80%.
1.2. Mạng lưới sông suối
Hai nhánh sông lớn là An Lão và Kim Sơn
do các khối núi giới hạn nên cũng có hình dạng
riêng rất đặc biệt. Nếu sông An Lão có dạng
như quả bầu dốc ngược thì lưu vực sông Kim
Sơn có dạng hình chiếc rìu với cán rìu lớn nằm
song song với sông An Lão và lưỡi rìu bản rộng
đặt theo hướng Nam, Tây Nam – Bắc Đông
Bắc, cho thấy phía thượng lưu An Lão và sông
Kim Sơn có dạng hình móc câu. Điều này được
lưu ý trong việc chọn thông số mô hình tính

gây mưa, lũ lớn. Tuy nhiên, nếu dải hội tụ nhiệt
đới kết hợp với không khí lạnh là loại hình thời
tiết thường gây mưa và lũ rất lớn.
Mưa: Phân phối không gian của lượng mưa
ở Bình Định rất không đồng đều. Lượng mưa
N.V. Hiếu và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 29, Số 1S (2013) 72-79

74
năm trung bình đo đạc được ở nơi nhiều mưa
nhất và ít mưa nhất chênh lệch nhau rất lớn đạt
2422mm.
Trong năm, lượng mưa mùa mưa quyết định
chủ yếu đến lượng mưa năm. Bốn tháng mùa
mưa, lượng mưa trung bình nhiều năm khoảng
1200 - 1700mm, riêng vùng núi An Hoà
2180mm chiếm từ 66 - 79% tổng lượng mưa
năm. Tổng lượng mưa mùa khô khoảng 380 -
850mm, chiếm 21 - 34% lượng mưa năm, trong
đó ở vùng núi thường chiếm 28 - 34%, ven biển
thường chiếm 21 - 26% lượng mưa năm.
Lũ: Mực nước cao nhất đóng một vai trò rất
quan trọng trong việc chủ động điều hành các
hoạt động kinh tế, chính trị, xã hội của tỉnh và
nhất là trong công tác quy hoạch thiết kế các
công trình có nguy cơ chịu ảnh hưởng bởi độ
cao mực nước và phòng chống lũ lụt.
Cường suất, biên độ mực nước lũ thay đổi
theo dọc sông, càng về phía hạ lưu cường suất,
biên độ mực nước lũ giảm.
Đối với vùng thượng lưu biên độ lũ lớn nhất

từ trạm thủy văn Ân Thạnh đến ngã ba nhập
lưu; 8 mặt cắt từ đập Lại Giang đến trạm thủy
N.V. Hiếu và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 29, Số 1S (2013) 72-79
75
văn Lại Giang. Tất cả các số liệu mặt cắt trên
đều được đo khảo sát vào năm 2007 (số liệu do
Đài KTTV khu vực Nam Trung Bộ cung cấp).
Ngoài ra, từ bản đồ số địa hình lòng sông tiến
hành xây dựng DEM và trích xuất bổ sung số
liệu mặt cắt tại những vị trí địa hình lòng sông
có sự biến động lớn. Những vị trí đó bao gồm
các bãi bồi, điểm uốn khúc của sông và những
vị trí lòng sông thu hẹp hoặc mở rộng đột ngột
[4]. Tại những bãi bồi tiến hành trích xuất mặt
cắt 2 đầu bãi và giữa bãi bồi. Tại những điểm
uốn khúc, lòng sông co hẹp hoặc mở rộng đột
ngột trích xuất mỗi vị trí 1 mặt cắt. Tổng cộng
trích xuất them 20 mặt cắt từ DEM. Vị trí 38
mặt cắt dọc sông trong mô hình thủy lực được
trình bày ở hình 2.
Từ bản đồ tỷ lệ 1/25.000 đã số hóa trích
xuất các điểm cao độ đồng thời bổ sung thêm
tài liệu đo đạc tăng dầy điểm độ cao và nhập
trực tiếp vào mô hình MIKE 21 [5]. Lưới phần
tử hữu hạn được sử dụng để rời rạc hóa khu vực
nghiên cứu (hình 4).

Hình 4. Chia ô lưới trong miền tính toán.
2.2. Hiệu chỉnh và kiểm nghiệm mô hình
Trận lũ 10/2008. Tiến hành tính toán và

về mực nước đỉnh lũ tính toán thấp hơn thực đo
là 0.345m, đạt kế quả rất tốt.
- Tổng lượng: chỉ số NASH = 0.84 cho ta
thấy kết quả mô phòng về tổng lượng là rất tốt.
Trận lũ 11/2007.

So sánh mực nước thực đo và tính toán bằng MIKE 21 trạm Bồng
Sơn trận lũ năm 2007
3.000
4.000
5.000
6.000
7.000
8.000
9.000
10.000
Ngày 11/01/2007 11/02/2007 11/03/2007 11/04/2007 11/05/2007 11/06/2007 11/07/2007
H (m)
2007 MIKE21
2007 Thực Đo

Hình 7. Kết quả mực nước tính toán và thực đo tại
trạm Bồng Sơn trận lũ từ 1-8/11/2007.

Hình 8. Kết quả tính toán ngập lụt năm 2007.
Với số liệu mưa thực đo tại trạm An Hòa,
Bồng Sơn; lưu lượng thực đo tại An Hòa và Ân
Thạnh, các số liệu biên gia nhập khu giữa được
tính toán bằnh mô hình NAM và số liệu mực
nước thực đo tại trạm Lại Giang (cầu Lại

NAM với các trận mưa thiết kế tương ứng.
Để tiện cho việc phân tích tính toán và tập
trung vào khu vực cần nghiên cứu (khu vực dự
kiến xây dựng đê), chúng tôi khoanh vùng phân
tích ngập lụt có diện tích là 39.7km
2
(hình 9).
Vùng này sẽ được dùng để phân tích tính toán
diện tích ngập, độ sâu ngập và sự thay đổi vận
tốc dòng chảy ứng với các trường hợp hiện
trạng và sau khi xây dựng đê (chiều cao mặt đê
dự kiến là 9,5m).
N.V. Hiếu và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 29, Số 1S (2013) 72-79
77

Hình 9. Vùng phân tích ngập lụt.
3.1. Kịch bản ứng với hiện trạng năm 2007
Bảng 1: Diện tích ngập ứng với các độ sâu ngập như
sau:
Cấp
ngập
0-1m
1-2m
2-3m
3-4m
>4m
Không
đê
8.103
7.209

2.266
Có đê
4.862
7.944
5.865
1.994
1.818
Hình 12. Kịch bản ngập lụt có đê Bồng Sơn. Hình 13. Kịch bản ngập lụt không có đê Bồng Sơn.
N.V. Hiếu và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 29, Số 1S (2013) 72-79

78
3.3. Kịch bản ứng với tần suất mưa 1%
Bảng 2.11: Diện tích ngập ứng với các độ sâu ngập
như sau:
Cấp
ngập
0-1m
1-2m
2-3m
3-4m
>4m
Không
đê
5.047


Hình 15. Kịch bản ngập lụt không có đê Bồng Sơn.
4. Kết luận
Với kết quả tính toán phân tích như trên cho
thấy sau khi xây dựng đê phần diện tích ngập
lụt phía trong đê giảm đáng kể, nhưng vận tốc
dòng chảy dọc đê cũng tăng mạnh. Điều này có
thể dẫn đến sự tay đỏi lòng dẫn trong sông, đặc
biệt là các bãi bồi giữa dòng có khả năng sẽ bị
xói lở và dịch chuyển.
Với vùng hạ lưu sông Lại Giang nói riêng,
cũng như đối với các vùng cửa sông Miền
Trung, giải pháp phòng chống lũ cần thiết là sự
kết hợp: làm hố chứa điều tiết ở thượng nguồn
và công trình đê điều cải thiện điều kiện tiêu
thoát lũ vùng cửa sông, các biện pháp phi công
trình…
Những nghiên cứu mô phỏng và tính toán
kịch bản xây dựng đê nhằm tạo thêm một cái
nhìn phục vụ công tác phòng lũ hiệu quả cao.
Tài liệu tham khảo
[1] Nguyễn Văn Hiếu, (2009), Ứng dụng mô hình
MIKE – GIS mô phỏng lũ trên sông Lại Giang,
Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật, ĐH Thủy lợi.
[2] Nguyễn Ân Niên, Lê Mạnh Hùng (2002)- Nghiên
cứu biện pháp phòng chống lũ lưu vực sông Lại
Giang.
N.V. Hiếu và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 29, Số 1S (2013) 72-79
79
[3] Nguyễn Ân Niên, Vũ Văn Nghị, Nguyễn Anh

flood prevention and control. In this study, we simulate and calculate flood with scenario of building
dykes for better flood management and planning in the basin in order to prevent flood more effectively
Keywords: Flood, Lai Giang river basin