Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 28, Số 3S (2012) 1-8

1
Đánh giá nguy cơ ngập lụt các khu vực trũng tỉnh Hưng Yên
Trần Ngọc Anh
1,
*, Nguyễn Thanh Sơn
1
, Trần Thị Thu Hương
1
,
Trịnh Xuân Quảng
2
, Phạm Mạnh Cổn
3
, Đặng Đình Khá
1
, Đặng Đình Đức
1

1
Khoa Khí tượng Thủy văn và Hải dương học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN,
334 Nguyễn Trãi, Hà Nội, Việt Nam
2
Cục Quản lý Tài nguyên nước, Bộ Tài nguyên và Môi trường, 10 Tôn Thất Thuyết, Hà Nội, Việt Nam
3
Tạp chí Tia sáng, Bộ Khoa học và Công nghệ, 70 Trần Hưng Đạo, Hà Nội, Việt Nam
Nhận ngày 15 tháng 7 năm 2012
Tóm tắt. Bài báo giới thiệu kết quả tính toán mức độ ngập lụt tỉnh Hưng Yên từ các kết quả mô
phỏng bằng mô hình thủy lực kết nối 1-2 chiều MIKE FLOOD. Bộ mô hình được hiệu chỉnh và
kiểm định với các đợt ngập lụt do mưa gây ra năm 2004 và 2008; sau đó tiến hành mô phỏng ngập

nhằm tăng cường khả năng trữ nước, điều tiết
nước, cải thiện hệ thống thoát nước và các hệ
thống ngăn lũ, ngập. Các giải pháp phi công
trình có thể gồm có các giải pháp về quy hoạch,
chính sách đòn bẩy kinh tế, tăng cường chất
lượng dự báo/cảnh báo, quản lý rủi ro,… với
hầu hết các giải pháp chi tiết đều dựa trên cơ sở
các thông tin đánh giá, phân tích về nguy cơ và
rủi ro ngập lụt cho các vùng trong khu vực quan
tâm.
Dù cho phần lớn các yêu cầu của thực tiễn
hiện nay mới chú trọng đến phân tích, đánh giá
T.N. Anh và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 28, Số 3S (2012) 1-8

2
diện ngập và độ sâu ngập lụt ứng với một trận
mưa lũ điển hình/thiết kế nhất định, nhưng gần
đây một số các nghiên cứu bắt đầu đòi hỏi cả
các phân tích, đánh giá về các rủi ro có thể gây
nên do động năng dòng chảy lũ đặc biệt với các
dải đồng bằng ven sông. Do vậy các phương
pháp truyền thống phân tích ngập lụt dựa trên
các tài liệu khảo sát vết lũ để xây dựng bản đồ
ngập lụt hoặc sử dụng các tài liệu khảo sát về
địa hình và các phương pháp GIS hoặc sử dụng
các sê-ri ảnh viễn thám và vệ tinh để xây dựng
bản đồ ngập lụt sẽ có nhiều hạn chế do không
thể mô tả được trường vận tốc dòng chảy đỉnh
lũ. Các công cụ mô hình thủy động lực hiện nay
là phương pháp đang được sử dụng rộng rãi [1-

2. Giới thiệu vùng nghiên cứu
Tỉnh Hưng Yên nằm ở trung tâm đồng bằng
sông Hồng, trong phạm vi tọa độ địa lý: từ
20
0
00' đến 21
0
36' vĩ độ Bắc và từ 105
0
53' đến
106
0
09' kinh độ Đông, phía bắc tiếp giáp với
tỉnh Bắc Ninh, phía tây bắc với thủ đô Hà Nội,
phía đông và đông bắc với tỉnh Hải Dương,
phía tây với thủ đô Hà Nội và tỉnh Hà Nam (có
sông Hồng là ranh giới), phía nam với tỉnh Thái
Bình (có sông Luộc là ranh giới) (Hình 1). Tỉnh
Hưng Yên có 10 đơn vị hành chính gồm 1
thành phố và 9 huyện, tổng diện tích tự nhiên
926,03 km
2
và dân số 1.132.285 người [5].
Là tỉnh đồng bằng nên địa hình của Hưng
Yên thuộc loại khá bằng phẳng, có xu thế hơi
thấp dần từ bắc xuống nam và từ tây sang đông.
Tuy nhiên, trên bề mặt địa hình khá bằng phẳng
này thường xen kẽ các ô đất trũng (đầm, hồ, ao,
ruộng trũng) bị ngập nước quanh năm. Độ cao
bề mặt địa hình dao động trong phạm vi từ +0,9

giữa mô hình MIKE 11 và MIKE 21 đã
được xây dựng trước đó. Mô hình MIKE
FLOOD thực hiện các kết nối giữa mô hình
MIKE 11 (tính toán thủy lực mạng sông 1
chiều) với mô hình MIKE 21 (mô phỏng dòng
chảy nước nông 2 chiều theo phương ngang)
bằng 4 loại kết nối [6,7]: a) kết nối tiêu chuẩn:
sử dụng khi một nhánh sông một chiều đổ trực
tiếp vào vùng ngập 2 chiều; b) kết nối bên: sử
dụng khi một nhánh sông nằm kề vùng ngập và
khi mực nước trong sông cao hơn cao trình bờ
thì sẽ kết nối với ô lưới tương ứng của mô hình
2 chiều; c) kết nối công trình (ẩn): sử dụng các
dạng liên kết qua công trình; và d) kết nối khô
(zero flow link): là kết nối không cho
dòng chảy tràn qua.
Bộ mô hình này có thể tích hợp nhiều mô
đun khác nhau, nhưng trong khuôn khổ nghiên
cứu này chỉ sử dụng mô đun HD (mô đun thủy
lực 1 chiều trong MIKE 11) với mô hình thủy
lực 2 chiều MIKE 21. Giới thiệu và mô tả chi
tiết về mô hình MIKE FLOOD và các khả năng
ứng dụng của nó có thể dễ dàng tìm thấy trong
các tài liệu và nghiên cứu gần đây [2-4,6,7].
4. Ứng dụng MIKE FLOOD tính toán nguy
cơ ngập lụt các khu vực trũng tỉnh Hưng
Yên
4.1. Cơ sở dữ liệu
- Dữ liệu địa hình: Bản đồ mô hình số độ
cao khu vực nghiên cứu được xây dựng với độ

dụng để hiệu chỉnh và kiểm định mô hình.

Hình 2. Sơ đồ mạng lưới thủy lực trong MIKE 11.
4.3. Thiết lập miền tính 2 chiều
Trong khu vực nghiên cứu, phía Tây Hưng
Yên được bao bởi đê sông Hồng, phía Nam bao
bởi đê sông Luộc, còn phần phía Bắc và phía
Đông tiếp giáp với khu vực Gia Lâm (Hà Nội),
Bắc Ninh và Hải Dương. Với địa hình tương
đối bằng phẳng, lại được kết nối trực tiếp qua
hệ thống thủy nông Bắc Hưng Hải – vốn đảm
nhận nhiệm vụ tiêu nước trong mùa mưa cho
toàn khu vực bao gồm cả một phần thành phố
Hà Nội (huyện Gia Lâm) và tỉnh Hải Dương –
nên trong nghiên cứu mô phỏng lũ khó tách rời
tỉnh Hưng Yên độc lập trong toàn hệ thống. Do
vậy, dù chỉ nhằm mục tiêu xây dựng bản đồ
ngập lụt tỉnh Hưng Yên nghiên cứu này đã buộc
phải tiến hành xây dựng mạng lưới thủy lực cho
toàn bộ hệ thống Bắc Hưng Hải. Bản đồ DEM
khu vực nghiên cứu với độ phân giải 20x20m
đã xây dựng ở trên được sử dụng làm nền địa
hình cho mô hình MIKE 21. Nền địa hình này
đã có kết hợp với các tài liệu về mạng lưới
đường sắt, các đường quốc lộ và tỉnh lộ trong
khu vực. Khu vực nghiên cứu được rời rạc hóa
theo lưới phần tử hữu hạn (FEM) với nguyên
tắc độ phân giải cao cho phần diện tích thuộc
tỉnh Hưng Yên và độ phân giải thấp hơn cho
các khu vực còn lại. D

hệ số nhám trên bãi ngập lũ (từng ô lưới).
Kết quả so sánh mực nước tính toán và thực
đo tại cống Lực Điền (R
2
=82.5%) và cống Neo
(R
2
= 78.2%) biểu diễn trên Hình 4, 5 với chỉ
tiêu Nash đạt loại khá. Sai số đỉnh từ 0.5-1.3cm,
thời gian xuất hiện đỉnh trùng khớp. Bộ số
nhám Manning trong lòng sông nằm trong
khoảng từ 0.03 – 0.036; bộ số nhám trên bãi
ngập lũ nằm trong khoảng: 0.04 - 0.1.

Hình 4. Mực nước tính toán và thực đo tại
cống Lực Điền trận lũ 2004.

Hình 5. Mực nước tính toán và thực đo tại cống Neo
trận lũ 2004.
Sử dụng mô hình với bộ thông số đã hiệu
chỉnh ở trên, tiến hành kiểm định, kết quả tính
toán mực nước tại cống Lực Điền (R
2
=73.0%)
và cống Neo (R
2
=70.1%) được so sánh với số
liệu quan trắc như trên Hình 6, 7. Dễ nhận thấy
kết quả mô phỏng tương đối phù hợp với thực
đo, đặc biệt là giá trị đỉnh lũ, thời gian xuất hiện

địa danh, để hình thành nên cơ sở dữ liệu
GIS về ngập lụt. Bảng 1. Diện tích ngập theo các kịch bản
Kịch
bản
Diện ngập (km
2
)
0-0.5 m
0.5-1m
1-1.5m
1.5-2m
>2m
2008
331.95
104.72
2.73
0.30

2004
300.45
72.76
1.66
0.29

1%
179.42
336.92

trong Bảng 2.
Theo kết quả tính toán cho thấy, một số khu
vực vùng thấp thường xuyên xảy ra ngập lụt
tỉnh Hưng Yên có thể kể đến như: các xã
Dương Quang, Hòa Phong, Minh Đức (Mỹ
Hào); khu vực tỉnh lộ 205 (Ân Thi), khu vực
Tiền Tiến, Minh Tiến, Tam Đa (Phù Cừ)… Nếu
xảy ra mưa tần suất 1% thì diện tích có nguy cơ
ngập chiếm trên 80% diện tích toàn tỉnh, đe dọa
trực tiếp tới tính mạng và tài sản của người dân
trong vùng.
T.N. Anh và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 28, Số 3S (2012) 1-8
7

Hình 8. Bản đồ ngập lụt tỉnh Hưng Yên năm 2008.
Bảng 2. Diện tích ngập theo đơn vị hành chính
Tên huyện
Diện tích ngập (km
2
)
1%
5%
10%
Văn Giang
27.90
26.55
18.85
Văn Lâm
58.13
55.65

80.67
78.89
49.68
Toàn tỉnh
632.77
605.73
382.43

Hình 9. Bản đồ ngập lụt tỉnh Hưng Yên kịch bản
mưa 1% tại trạm Hưng Yên.
6. Kết luận
Nghiên cứu này đã xây dựng thành công bộ
mô hình mô phỏng ngập lụt cho khu vực tỉnh
Hưng Yên với kết quả bước đầu cho thấy khá
ổn định, chính xác, đã tái hiện được bức tranh
ngập lụt gây ra bởi các trận mưa lớn trong thời
gian gần đây và một số kịch bản ngập lụt do
mưa thiết kế. Mô hình này có thể được kế thừa
để đánh giá ngập lụt ứng với các kịch bản khác
về mưa cũng như sự thay đổi sử dụng đất trên
bề mặt lưu vực. Bức tranh ngập lụt được thể
hiện dưới dạng bản đồ ngập và các bảng biểu
thống kê có tính trực quan cao, là một nguồn
tham khảo đáng tin cậy trong công tác phòng
chống lụt bão, quy hoạch phòng chống lũ, định
hướng phát triển kinh tế xã hội… của địa
phương.
Trong khuôn khổ có hạn của bài báo này
mới chỉ trình bày các bản đồ về độ sâu và diện
T.N. Anh và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 28, Số 3S (2012) 1-8

kê tỉnh Hưng Yên năm 2010
[6] Denmark Hydraulic Institute (DHI), 2007,
“MIKE FLOOD Reference Manual” DHI, 514
pp.
[7] Denmark Hydraulic Institute (DHI), 2007,
“MIKE FLOOD User Guide” DHI, 514 pp.
[8] Báo cáo tổng hợp Quy hoạch sử dụng đất đến
năm 2020, kế hoạch sử dụng đất 5 năm kỳ đầu
(2011-2015) tỉnh Hưng Yên, 2010.
[9] Báo cáo tổng kết, Đánh giá tác động của Biến
đổi Khí hậu và đề xuất các giải pháp ứng phó
trên địa bàn tỉnh Hưng Yên, Sở Tài nguyên Môi
trường Hưng Yên, 2011.
[10] Chi cục Thủy lợi tỉnh Hưng Yên, Dự án bổ
sung thủy lợi tỉnh Hưng Yên đến năm 2015, Báo
cáo tổng hợp.

Inundation modeling for lowland regions
of Hung Yen Province

Tran Ngoc Anh
1
, Nguyen Thanh Son
1
, Tran Thi Thu Huong
1
,
Trinh Xuan Quang
2
, Pham Manh Con