Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 27, Số 1S (2011) 1-8
1
Xây dựng bản đồ ngập lụt hạ lưu các sông Bến Hải và
Thạch Hãn, tỉnh Quảng Trị
Trần Ngọc Anh*
Khoa Khí tượng Thủy văn và Hải dương học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN,
334 Nguyễn Trãi, Hà Nội, Việt Nam
Nhận ngày 29 tháng 4 năm 2011
Tóm tắt. Bài báo giới thiệu kết quả xây dựng bản đồ ngập lụt hạ lưu các hệ thống sông Bến Hải và
Thạch Hãn, tỉnh Quảng Trị từ các kết quả mô phỏng bằng mô hình thủy lực kết nối 1-2 chiều
MIKE FLOOD. Mô hình 1 chiều được xây dựng cho mạng lưới sông kênh Bến Hải và Thạch Hãn
có tính đến trao đổi nước thông qua sông Cánh Hòm (giữa Bến Hải và Thạch Hãn) và sông Vĩnh
Định (với sông Ô Lâu) ở khu vực hạ lưu; miền tính toán 2 chiều bao trùm toàn bộ các đồng bằng
ngập lũ và vùng cát ven biển. Bộ mô hình kết nối 1-2 chiều được hiệu chỉnh và kiểm định với các
trận lũ lịch sử năm 2005 và 1999. Bản đồ ngập lụt ứng với các trận lũ lịch sử này được xây dựng
với các yếu tố mực nước đỉnh lũ và độ sâu ngập lụt lớn nhất, và là cơ sở để xây dựng các sê-ri bản
đồ ngập lụt ứng với các kịch bản ở các bước tiếp theo phục vụ công tác ứng phó với thiên tai ở cấp
địa phương.
Từ khóa: bản đồ ngập lụt, MIKE FLOOD, sông Bến Hải, sông Thạch Hãn.
1. Mở đầu


Bản đồ ngập lụt là công cụ hữu hiệu trong
công tác ứng phó chủ động với lũ lụt ở cả trong
giai đoạn chuẩn bị và quy hoạch phòng chống
thiên tai cũng như trong giai đoạn ứng phó khẩn
cấp. Vai trò này lại càng trở nên quan trọng đặc
biệt ở các đồng bằng ven biển các tỉnh miền
Trung, do hệ thống sông ngòi ở đây thường
ngắn và dốc, thời gian tập trung nước nhanh
nên hầu hết các mô hình tính toán phức tạp về

yếu tố động lực và đặc biệt cho phép tính toán
dự báo, mô phỏng theo các kịch bản thay đổi
trên bề mặt lưu vực hoặc đánh giá tác động của
các hoạt động kinh tế xã hội đến tình hình ngập
lụt trong khu vực nghiên cứu.
Mô hình thủy lực 1 chiều cho hệ thống sông
Bến Hải, Thạch Hãn và Ô Lâu đã được Vũ Đức
Long và cộng sự [8] thiết lập đã bao gồm cả
sông Cánh Hòm và Vĩnh Định kết nối trực tiếp
các hệ thống sông nói trên. Mô hình 1 chiều
được hiệu chỉnh và kiểm định với các trận lũ
vừa và nhỏ các năm 2004 và 2009 khi mực
nước lũ trong sông chưa vượt quá bờ khống chế
để tràn vào đồng bằng ngập lũ. Mô hình này sau
đó đã được sử dụng để xây dựng công nghệ dự
báo nhanh và chuyển giao cho địa phương.
Mặc dầu vậy, cũng như hầu hết các hệ
thống sông miền Trung khác, cao trình đê tại
khu vực tỉnh Quảng Trị rất thấp, chủ yếu nhằm
mục đích ngăn lũ sớm nên trong mùa lũ chính
vụ nước lũ tràn vào nội đồng, và dòng chảy
hoàn toàn mang tính chất hai chiều. Khi đó, mô
phỏng sử dụng mô hình một chiều không có
khả năng tính toán chính xác diện tích cũng như
độ sâu ngập lụt. Để đảm bảo cân bằng vật chất,
các kỹ thuật đưa vào ô trữ (storage-cell) có thể
được sử dụng như trong mô hình VRSAP [9]
hoặc kết hợp với các công cụ GIS như trong
Mike 11 GIS [7,10]. Tuy nhiên, các kỹ thuật
trên đây vẫn hạn chế trong trong việc mô tả các

và 809km
2
,
chiếm ~73% diện tích toàn tỉnh. Phần lớn các
khu dân cư và kinh tế tập trung, các khu hành
chính của tỉnh đều nằm hạ lưu các hệ thống
sông và thường xuyên chịu uy hiếp của lũ lụt
[8]. Sông Thạch Hãn bắt nguồn từ khu vực núi
cao thuộc huyện Đakrong, giáp ranh với tỉnh
Thừa Thiên - Huế, chảy ra biển qua Cửa Việt và
có các nhập lưu chính là Sông Hiếu, Rào Quán.
Sông Bến Hải bắt nguồn từ sườn đông dãy
Trường sơn, nhận nước từ nhập lưu lớn nhất là
Sa Lung và đổ ra biển tại Cửa Tùng. Tuy chỉ có
một phần diện tích nằm trên địa bàn tỉnh Quảng
Trị nhưng sông Ô Lâu lại có vai trò hết sức
quan trọng trong mùa lũ do nó không chỉ thu
nước từ lưu vực thượng nguồn nằm bên tỉnh
Thừa Thiên Huế mà còn nhận nước từ sông
Thạch Hãn qua sông Vĩnh Định và là nguyên
nhân gây ngập lụt cho khu vực đồng bằng Triệu
Phong, Hải Lăng, tỉnh Quảng Trị. Đóng vai trò
T.N. Anh / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 27, Số 1S (2011) 1-8
3
chuyển nước giữa sông Bến Hải và Thạch Hãn
là sông Cánh Hòm dài 21,5km (hình 1).

Hình 1. Sơ đồ mạng lưới sông ngòi khu vực nghiên cứu.
3. Giới thiệu mô hình MIKE FLOOD
Mô hình MIKE FLOOD được phát triển bởi

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
phân giải 20x20 m từ bản đồ địa chính cơ sở tỷ
lệ 1:10.000 công bố năm 2007. Các mặt cắt
ngang sông cho khu vực nghiên cứu kế thừa từ
nghiên cứu của Vũ Đức Long và cộng sự [8].
- Dữ liệu khí tượng thuỷ văn đã thu thập: số
liệu mưa 6-giờ tại Đông Hà, Gia Vòng và Khe
Sanh các năm 1999 và 2005; số liệu lưu lượng
và mực nước giờ tại trạm Gia Vòng, mực nước
giờ tại các trạm Đông Hà, Thạch Hãn và Cửa
Việt các năm 1999 và 2005;
4.2. Thiết lập miền tính 2 chiều
Giới hạn vùng ngập ở hạ lưu được xác định
trên cơ sở bản đồ địa hình kết hợp với một số
các tài liệu khảo sát trận lũ lịch sử 1999 [2]
nhằm đảm bảo bao trùm toàn bộ vùng ngập lụt
tối đa (hình 2). 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 khoảng cách các ô lưới là
từ 30–150 m. D
40.000 m
2
, góc nhỏ nhất 20

-1
0
1
2
3
4
5
10/3/2005 10/6/2005 10/9/2005 10/12/2005 10/15/2005
Thời gian (h)
H(m)
Thực đo
Tính toán

Đông Hà
Hình 4. Quá trình mực nước tính toán và thực đo trận lũ 10/2005.
0
2
4
6
8
1 6 11 16 21 26 31 36
STT
Z(m)
Z khao sat
Z tinh toan

Đường quá trình mực nước tính toán và khảo sát
R
2
= 0.9121

2
= 0.9185
0
1
2
3
4
0 1 1 2 2 3 3 4
Khảo sát (m)
Tính toán (m)

Hình 7. Biều đồ so sánh độ sâu ngập tính toán và kết quả điều tra vết lũ năm 1999.
4.3. Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình
Mô hình 1 chiều được kế thừa toàn bộ từ
nghiên cứu trước đây [8], nên trong khuôn khổ
nghiên cứu này chỉ hiệu chỉnh và kiểm định mô
hình sau khi kết nối 1-2 chiều cho các trận lũ
lớn gây ngập lụt trên diện rộng. Dựa trên các
đánh giá và số liệu đã thu thập, trận lũ từ 06 đến
09/10/2005 đã được lựa chọn để hiệu chỉnh và
trận lũ từ 1 đến 10/11 năm 1999 được lựa chọn
để kiểm định mô hình.
Kết quả so sánh mực nước tính toán và thực
đo tại trạm Thạch Hãn (R
2
=98.7%) và Đông Hà
(R
2
=90%) biểu diễn trên hình 4 với chỉ tiêu
Nash đạt loại tốt (trên 90%). Trong khi so sánh

10/29/1999 11/3/1999 11/8/1999 11/13/1999 11/18/1999
Thời gian (h)
H(m)
Thực đo
Tính toán

Thạch Hãn
0
1
2
3
4
5
10/31/1999 11/3/1999 11/6/1999 11/9/1999
Thời gian(h)
H(m)
Thực đo
Tính toán

Đông Hà
Hình 6. Quá trình mực nước tính toán và thực đo trận lũ 11/1999.

T.N. Anh / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 27, Số 1S (2011) 1-8
6
5. Xây dựng bản đồ ngập lụt hạ lưu lưu vực
các sông Bến Hải và Thạch Hãn
Kết quả tính toán trên đây đối với 2 trận lũ
lịch sử được xuất ra dưới dạng file ASCII, và
sau đó xử lý bằng phần mềm ArcGis 9.1 nhằm
xây dựng các vùng ngập lụt với độ sâu ngập

sản phẩm, dựa trên thông tin ngập lụt, sử dụng
ranh giới hành chính để xác định diện tích ngập
theo các cấp độ ở từng đơn vị hành chính, so
sánh với số liệu thống kê ngập lụt theo nghiên
cứu của Dự án hỗ trợ quản lý thiên tai tại Việt
Nam do Bộ NN&PTNT và UNDP phối hợp
thực hiện năm 2004 [2]. Kết quả mô phỏng
bằng mô hình cho thấy các khu vực ngập lũ
trọng điểm chủ yếu tập trung xung quanh các xã
Hải Hòa, Hải Dương, Hải Tân,… thuộc lưu vực
sông Ô Lâu và các xã Vĩnh Sơn, Vĩnh Lâm,
Vĩnh Thủy thuộc lưu vực sông Bến Hải và có
sự tương đồng nhất định giữa hai hệ thống số
liệu. Tuy nhiên, vẫn có sự khác biệt nhất định
về diện tích ngập lụt trận lũ năm 1999 tại các vị
trí vùng cát Gio Linh và Hải Lăng. Tuy nhiên
các khác biệt này đã phản ánh tốt hơn điều kiện
thực tế (không ngập các vùng cát cao) và đã
nhận được sự đồng tình của địa phương thông
qua hội thảo giới thiệu về kết quả mô hình tổ
chức ngày 3/8/2010 tại Đông Hà, Quảng Trị.
Kết luận
Trong nghiên cứu này, mô hình kết nối 1-
2D đã được sử dụng mô phỏng ngập lụt ở hạ
lưu các sông Thạch Hãn và Bến Hải và một
phần hạ lưu sông Ô Lâu. Kết quả mô phỏng có
độ tin cậy và phù hợp với các số liệu hiện có.
Bản đồ ngập lụt đã được xây dựng với các trận
lũ lịch sử, cung cấp thông tin đầy đủ hơn và là
cơ sở để xây dựng bản đồ ngập lụt với các kịch

[6] Hoàng Thái Bình, Trần Ngọc Anh và Đặng Đình
Khá, Ứng dụng mô hình MIKE FLOOD tính toán
ngập lụt hệ thống sông Nhật Lệ tỉnh Quảng Bình,
Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên
và Công nghệ 26, số 3S ( 2010) 285.
[7] Vu Thanh Tu and Thawatchai Tingsanchali, Flood
hazard and risk assessment of Hoang Long river
basin, Vietnam, International Mike by DHI
conference 2010: Modelling in a World of Change,
Copenhagen 6-8 Sep, 2010, paper No 033.
T.N. Anh / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 27, Số 1S (2011) 1-8
8
[8] Vũ Đức Long, Trần Ngọc Anh, Hoàng Thái Bình
và Đặng Đình Khá, Giới thiệu công nghệ dự báo
lũ hệ thống sông Bến Hải và Thạch Hãn sử dụng
mô hình MIKE 11, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN,
Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 26, số 3S,
(2010) 397.
[9] Trần Đức Đông, Nghiên cứu đánh giá tác động
của việc khai thác phát triển vùng ngập đến dòng
chảy lũ ở đồng bằng sông Cửu Long, Tập san
khoa học và công nghệ quy hoạch thủy lợi, Viện
QHTL Miền nam 2009, 75-81.
[10] Trần Thục, Hoàng Minh Tuyển, Huỳnh Lan
Hương, Đặng Quang Thịnh, Trần Anh Phương,
Ứng dụng mô hình MIKE 11 GIS tính toán cảnh
báo ngập lụt hạ du sông Hương, Tuyển tập báo
cáo Hội thảo khoa học lần thứ 10, Viện Khoa học
Khí tượng Thủy văn và Môi trường, 2008, 285-393.
[11] Denmark Hydraulic Institute (DHI), 2007,