Nghiên cứu diễn biến ngập lụt và đề xuất các giải pháp giảm thiểu thiệt hại do vỡ đập, xả lũ hồ đồng mỏ thích ứng với điều kiện biến đổi khí hậu - Pdf 56

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

VŨ TRUNG HẢI

NGHIÊN CỨU DIỄN BIẾN NGẬP LỤT VÀ ĐỀ XUẤT CÁC
GIẢI PHÁP GIẢM THIỂU THIỆT HẠI DO VỠ ĐẬP, XẢ LŨ
HỒ ĐỒNG MỎ, HUYỆN TAM ĐẢO, TỈNH VĨNH PHÚC
THÍCH ỨNG VỚI ĐIỀU KIỆN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU

LUẬN VĂN THẠC SĨ

HÀ NỘI, NĂM 2018


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

VŨ TRUNG HẢI

NGHIÊN CỨU DIỄN BIẾN NGẬP LỤT VÀ ĐỀ XUẤT CÁC
GIẢI PHÁP GIẢM THIỂU THIỆT HẠI DO VỠ ĐẬP, XẢ LŨ
HỒ ĐỒNG MỎ, HUYỆN TAM ĐẢO, TỈNH VĨNH PHÚC
THÍCH ỨNG VỚI ĐIỀU KIỆN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU

Chuyên ngành:
Mã số:

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

văn.
Hà Nội, tháng 04 năm 2018
Học viên

Vũ Trung Hải

ii


MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH......................................................................................v
DANH MỤC BẢNG BIỂU......................................................................................... viii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT.................................................................................x
MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU VỀ NGẬP LỤT DO XẢ LŨ
HOẶC VỠ ĐẬP CÁC HỒ CHỨA TRONG ĐIỀU KIỆN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU .........5
1.1. Các khái niệm chung về biến đổi khí hậu ............................................................5
1.1.1. Định nghĩa về BĐKH ....................................................................................5
1.1.2. Một số hiện tượng của biến đổi khí hậu ........................................................5
1.2. Tổng quan về biến đổi khí hậu trên thế giới và ở Việt Nam ................................6
1.2.1. Biểu hiện của biến đổi khí hậu trên thế giới..................................................6
1.2.2. Biểu hiện của biến đổi khí hậu ở Việt Nam ..................................................7
1.2.3. Biểu hiện của biến đổi khí hậu trên tỉnh Vĩnh Phúc......................................8
1.3. Tình hình nghiên cứu về diễn biến ngập lụt do xả lũ hoặc vỡ đập ở hạ du các
công trình hồ chứa .......................................................................................................9
1.3.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước..................................................................9
1.3.2. Tình hình nghiên cứu trong nước..............................................................14
1.4. Tình hình nghiên cứu biến đổi khí hậu trên tỉnh Vĩnh Phúc ..............................19
1.5. Kết luận chương 1 ..............................................................................................20

2.6.3. Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình Mike Flood. ..........................................73
2.7. Kết luận chương 2 ..............................................................................................76
CHƯƠNG 3
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU DIỄN BIẾN NGẬP LỤT THEO CÁC
KỊCH BẢN XẢ LŨ, VỠ ĐẬP HỒ ĐỒNG MỎ VÀ ĐỊNH HƯỚNG GIẢI PHÁP
GIẢM THIỂU 77
3.1. Diễn biến ngập lụt và thiệt hại ứng với kịch bản xả lũ khẩn cấp .......................77
3.1.1. Kết quả mô phỏng ngập lụt khi xả lũ khẩn cấp ...........................................77
3.1.2. Kết quả đánh giá mức độ ngập lụt khi xả lũ khẩn cấp ................................79
3.2. Diễn biến ngập lụt và thiệt hại theo các kịch bản tính toán vỡ đập....................81
3.2.1. Kịch bản vỡ đập chính (VĐ1) .....................................................................81
3.2.2. Kịch bản vỡ đập phụ số 2 (VĐ2).................................................................84
3.2.3. Kịch bản vỡ đập tổ hợp (VĐ3) ....................................................................88
3.3. Phân tích đánh giá mức độ ngập lụt theo các kịch bản ......................................91
3.4. Định hướng một số giải pháp ứng phó, giảm thiểu thiệt hại ..............................94
3.5. Kết luận chương 3 ..............................................................................................95
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .......................................................................................96
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................98
PHỤ LỤC ......................................................................................................................99

4


DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH
Hình i. Bản đồ vị trí hồ chứa nước Đồng Mỏ - Tỉnh Vĩnh Phúc.....................................2
Hình 1.1. Đập Gleno với phần vỡ ở giữa vẫn còn đến ngày nay ..................................10
Hình 1.2. Khu vực thung lũng đập Kelly Barnes sau khi bị sự cố vỡ đập năm 1977 ...11
Hình 1.3. Thí nghiệm mô phỏng vỡ đập trên mô hình vật lý ........................................14
Hình 1.4. Vị trí vỡ đập thủy điện Đakrông 3.................................................................15
Hình 1.5. Vỡ đập hồ Đầm Hà Động tại Quảng Ninh, tháng 10-2014 ...........................16

Hình 2.26. Vỡ đập phụ số 2 kịch bản VĐ2-1 ................................................................58
Hình 2.27. Vỡ đập phụ số 2 kịch bản VĐ2-2 ................................................................58
Hình 2.28. Vỡ đập phụ số 1 kịch bản VĐ3-1 ................................................................58
Hình 2.29. Vỡ đập phụ số 1 kịch bản VĐ3-2 ................................................................59
Hình 2.30. Vỡ đập phụ số 3 kịch bản VĐ3-1 ................................................................59
Hình 2.31. Vỡ đập phụ số 3 kịch bản VĐ3-2 ................................................................59
Hình 2.32. Các thành phần theo phương x và y ............................................................60
Hình 2.33. Các ứng dụng trong kết nối tiêu chuẩn........................................................61
Hình 2.34. Một ứng dụng trong kết nối bên ..................................................................61
Hình 2.35. Một ví dụ trong kết nối công trình ..............................................................62
Hình 2.36. Mạng thủy lực 1 chiều Mike 11 ..................................................................65
Hình 2.37. Các biên nhập lưu dọc sông trên mô hình ...................................................67
Hình 2.38. Tạo mới công cụ Mesh Generator. ..............................................................68
Hình 2.39. Lựa chọn hệ qui chiếu cho miền tính. .........................................................68
Hình 2.40. Thiết lập lưới tính toán cho khu vực hạ lưu hồ Đồng Mỏ...........................69
Hình 2.41. Các giá trị cao độ địa hình được đưa vào. ...................................................69
Hình 2.42. Địa hình 2D khu vực nghiên cứu ................................................................70
Hình 2.43. Địa hình 3D khu vực nghiên cứu ................................................................70
Hình 2.44. Sơ hoạ kết nối MIKE11 và MIKE21...........................................................72
Hình 2.45. Vị trí các điểm khảo sát vết lũ năm 2008 ....................................................73
Hình 3.1. Diễn biến ngập lụt hạ du hồ Đồng Mỏ theo thời gian kịch bản XL-1...........77
Hình 3.2. Diễn biến độ sâu ngập tại các vị trí hạ du hồ Đồng Mỏ kịch bản XL-1........78
Hình 3.3. Diễn biến ngập lụt hạ du hồ Đồng Mỏ theo thời gian kịch bản XL-2...........78
Hình 3.4. Diễn biến độ sâu ngập tại các vị trí hạ du hồ Đồng Mỏ kịch bản XL-2........79

6


Hình 3.5. Bản đồ phân vùng ngập lụt Kịch bản xả lũ khẩn cấp XL-1 ..........................80
Hình 3.6. Bản đồ phân vùng ngập lụt Kịch bản xả lũ khẩn cấp XL-2 ..........................80

Bảng 2.8. Lượng bốc hơi trung bình tháng (Zpiche).....................................................24
Bảng 2.9. Dòng chảy năm thiết kế HCN Đồng Mỏ ......................................................25
Bảng 2.10. Phân phối dòng chảy năm tần suất P = 86%...............................................25
Bảng 2.11. Lưu lượng đỉnh lũ kiểm tra. đỉnh lũ thiết kế HCN Đồng Mỏ .....................26
Bảng 2.12. Quá trình lũ thiết kế, lũ kiểm tra của HCN Đồng Mỏ.................................26
Bảng 2.13. Dòng chảy lớn nhất các tháng mùa khô tại HCN Đồng Mỏ.......................27
Bảng 2.14. Cơ cấu diện tích, dân số theo khu vực hành chính huyện Tam Đảo...........28
Bảng 2.15. Số hộ và số lao động tham gia ngành nông, lâm, thủy sản .........................28
Bảng 2.16. Giá trị sản xuất trên địa bàn theo giá hiện hành..........................................30
Bảng 2.17. Chức năng và nhiệm vụ ..............................................................................32
Bảng 2.18. Thông số thiết kế chính của công trình.......................................................32
0

Bảng 2.19. Biến đổi nhiệt độ trung bình năm ( C) so với thời kỳ 1986-2005 ..............39
Bảng 2.20. Mức thay đổi lượng mưa năm (%) so với thời kỳ 1986-2005 ....................39
Bảng 2.21. Mức thay đổi lượng mưa mùa hè, mùa đông, mùa thu, mùa xuân (%) so với
thời kỳ 1986-2005 .........................................................................................................39
Bảng 2.22. Tổng hợp các kịch bản tính toán ngập lụt với xả lũ qua tràn (TH1)...........41
Bảng 2.23. Tổ hợp các kịch bản vỡ đập (VĐ)...............................................................41
Bảng 2.24. Tổng hợp các kịch bản dòng chảy tính toán vỡ đập, ngập lụt. ...................41
Bảng 2.25. Vị trí các điểm trích đặc trưng ngập ...........................................................42
Bảng 2.26. Bảng kết quả tính toán trọng số mưa lưu vực hồ Đồng Mỏ........................45
Bảng 2.27. Kết quả tính toán hệ số NASH giai đoạn hiệu chỉnh ..................................46

8


Bảng 2.28. Kết quả tính toán hệ số NASH giai đoạn kiểm định...................................48
Bảng 2.29. Bảng thông số hiệu chỉnh mô hình .............................................................49
Bảng 2.30. Quá trình lũ thiết kế của HCN Đồng Mỏ ...................................................50


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
BTNMT

:

Bộ Tài nguyên Môi trường

UBND

:

Ủy ban nhân dân

TNHH

:

Trách nhiệm hữu hạn

QCVN

:

Quy chuẩn Việt Nam

TCXD

:


Vỡ đập

HCN

:

Hồ chứa nước

TVTK

:

Tư vấn thiết kế

NSNN

:

Ngân sách nhà nước

N-L-TS

:

Nông lâm thủy sản

CN-XD

:


tổng mức đầu tư trên 382 tỷ đồng từ nguồn vốn trái phiếu Chính phủ do Sở Nông
nghiệp và Phát triển Nông thôn làm chủ đầu tư. Đây là công trình hồ chứa cấp II có
2

3

diện tích lưu vực 17,5 km , dung tích hữu ích là 5,301 triệu m . Công trình có nhiệm
vụ cấp nước tưới cho 531 ha đất canh tác, 11,9 ha đất nuôi trồng thủy sản, cấp nước
sinh hoạt cho 15.000 dân đồng thời cấp nước cho công nghiệp và chăn nuôi với mước
3

2.650m /ngày đêm của các xã Đạo Trù, Bồ Lý, Yên Dương của huyện Tam Đảo. Hồ
Đồng Mỏ có nguồn sinh thủy lớn, có khả năng trữ nước vào mùa mưa và điều tiết
nước thuận lợi phục vụ sản xuất, sinh hoạt cho nhân dân các xã lân cận.
Cụm công trình đầu mối hồ chứa Đồng Mỏ được thiết kế gồm 05 tuyến đập dâng
(trong đó có 01 tuyến đập chính và 4 tuyến đập phụ), các tràn xả lũ có cao trình
3

ngưỡng tràn +64,70m, lưu lượng xả lũ thiết kế (tần suất 1%) là 302,94m /s, lưu lượng
3

3

xả lũ kiểm tra (tần suất 0,2%) là 385,56 m /s. Với dung tích hữu ích là 5,301 triệu m ,
hồ Đồng Mỏ đóng một vai trò quan trọng trong việc điều tiết cấp nước cho hạ du. Do
công trình được xây dựng trên thượng nguồn suối Thai Léc nơi có địa hình dốc và cao,

1



- Phạm vi nghiên cứu: Vùng hạ du hồ chứa nước Đồng Mỏ bao gồm các xã Yên
Dương, xã Bồ Lý, xã Đạo Trù, xã Đại Định của huyện Tam Đảo, lưu vực sông Phó
Đáy, sông Lô từ trạm Vụ Quang đến trạm Việt Trì.
4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
a. Cách tiếp cận
- Nghiên cứu, phân tích đặc điểm tình hình mưa - lũ và các tác động của biến đổi khí
hậu khu vực nghiên cứu;
- Tính toán, xác định lượng nước, dòng chảy đến hồ theo các kịch bản biến đổi khí
hậu;
- Tính toán mô phỏng diễn biến ngập lụt vùng hạ du khi xả lũ khẩn cấp hoặc xảy ra sự
cố vỡ đập hồ Đồng Mỏ. Xác định phạm vi ngập lụt và đánh giá mức độ thiệt hại do
ngập lụt gây ra;
- Xây dựng bản đồ về phân vùng ngập lụt hạ du hồ Đồng Mỏ tỷ lệ 1/25.000 ứng với
các kịch bản tính toán mô phỏng;
b. Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp điều tra khảo sát thực địa, thu thập tài liệu: Tiến hành điều tra khảo sát
thực địa, thu thập thông tin về điều kiện tự nhiên, dân sinh kinh tế xã hội khu vực
nghiên cứu. Thu thập các số liệu, tài liệu cơ bản về địa hình, địa mạo, khí tượng, thủy
văn trên lưu vực phục vụ công tác nghiên cứu.

3


- Phương pháp phân tích thống kê và xử lý số liệu: Phương pháp này được sử dụng
trong việc phân tích, thống kê các đặc trưng khí tượng thủy văn, dòng chảy trên lưu
vực và xử lý các tài liệu, số liệu phục vụ cho quá trình phân tích, tính toán của luận
văn.
- Phương pháp mô hình toán: Ứng dụng các phần mềm mô hình toán hiện đại như:
MIKE NAM, MIKE 11HD, MIKE 21HD, MIKE FLOOD, MIKE GIS để tính toán
thủy văn, thủy lực và mô phỏng diễn biến ngập lụt.

Công ước khung về biến đổi khí hậu của Liên Hợp Quốc (UNFCCC) "Biến đổi khí
hậu trái đất là sự thay đổi của hệ thống khí hậu gồm khí quyển, thuỷ quyển, sinh
quyển, thạch quyển hiện tại và trong tương lai bởi các nguyên nhân tự nhiên và nhân
tạo".
Biến đổi khí hậu là những biến đổi trong môi trường vật lý hoặc sinh học gây ra những
ảnh hưởng có hại đáng kể đến thành phần, khả năng phục hồi hoặc sinh sản của các hệ
sinh thái tự nhiên và được quản lý hoặc đến hoạt động của các hệ thống kinh tế - xã
hội hoặc đến sức khỏe và phúc lợi của con người.
1.1.2. Một số hiện tượng của biến đổi khí hậu
1. Hiệu ứng nhà kính
Hiệu ứng nhà kính được định nghĩa là hiệu quả giữ nhiệt ở tầng thấp của khí quyển
nhờ sự hấp thụ và phát xạ trở lại bức xạ sóng dài từ mặt đất bởi mây và các khí như hơi
nước, các-bon điôxit, nitơ ôxit, mêtan và chlorofluorocarbon, làm giảm lượng nhiệt thoát ra
không trung từ hệ thống trái đất, giữ nhiệt một cách tự nhiên, duy trì nhiệt độ trái đất cao hơn
khoảng 30°C so với khi không có các chất khí đó (IPCC, 2013). Các khí nhà kính trong bầu
khí quyển bao gồm các khí nhà kính tự nhiên và các khí phát thải do các hoạt động của con
người. Tuy các khí nhà kính tự nhiên chỉ chiếm một tỷ lệ rất nhỏ, nhưng có vai trò rất quan
trọng đối với sự sống trên trái đất. Trước hết, các khí nhà kính không hấp thụ bức xạ sóng
ngắn của mặt trời chiếu xuống trái đất, nhưng hấp thụ bức xạ hồng ngoại do mặt đất phát ra
và phản xạ một phần lượng bức xạ này trở lại mặt đất, qua đó hạn chế lượng bức xạ hồng
ngoại của mặt đất thoát ra ngoài khoảng không vũ trụ và giữ cho mặt đất khỏi bị lạnh đi quá
nhiều, nhất là về ban đêm khi không có bức xạ mặt trời chiếu tới mặt đất.

2. Nước biển dâng

5


Sự dâng cao mực nước biển do băng tan, dẫn tới sự ngập úng ở các vùng đất thấp, các
đảo nhỏ trên biển. Trường hợp này đang là vấn đề được quan tâm nhiều nhất trên lưu

(Nguồn: Bộ Tài nguyên và Môi trường, Kịch bản Biến đổi khí hậu và nước biển dâng
cho Việt Nam năm 2016.) [1]
1.2.2. Biểu hiện của biến đổi khí hậu ở Việt Nam
Việt Nam là nước chịu ảnh hưởng lớn của BĐKH. Tình trạng ấm lên của khí quyển
dẫn đến hiện tượng nước biển dâng và ấm lên, kéo theo sự thay đổi của 1 loạt hiện
tượng thời tiết cực đoan như bão lũ, dông sét, lốc tố, hạn hán, mưa lớn...Có thể nói tất
cả các hiện tượng thời tiết cực đoan trên đều có xu hướng gia tăng về cường độ hoặc
tần số và ảnh hưởng đến nước ta. Trong đó đáng chú ý là các đợt nóng dị thường, các
đợt mưa cường độ lớn gây ra lũ lụt, lũ quét, các đợt khô hạn kết hợp nắng nóng kéo
dài, các cơn lốc tố....
Tóm tắt xu thế biến đổi khí hậu ở Việt Nam
- Nhiệt độ có xu thế tăng ở hầu hết các trạm quan trắc, tăng nhanh trong những thập kỷ
gần đây. Trung bình cả nước, nhiệt độ trung bình năm thời kỳ 1958-2014 tăng khoảng
0,62°C, riêng giai đoạn (1985-2014) nhiệt độ tăng khoảng 0,42°C.
- Lượng mưa trung bình năm có xu thế giảm ở hầu hết các trạm phía Bắc, tăng ở hầu
hết các trạm phía Nam.
- Cực trị nhiệt độ tăng ở hầu hết các vùng, ngoại trừ nhiệt độ tối cao có xu thế giảm ở
một số trạm phía Nam.
- Hạn hán xuất hiện thường xuyên hơn trong mùa khô.
- Mưa cực đoan giảm đáng kể ở vùng Đồng Bằng Bắc Bộ, tăng mạnh ở Nam Trung Bộ
và Tây Nguyên.
- Số lượng bão mạnh có xu hướng tăng.
- Số ngày rét đậm, rét hại có xu thế giảm nhưng xuất hiện những đợt rét dị thường.

7


- Ảnh hưởng của El Nino và La Nina có xu thế tăng.
Tóm tắt xu thế biến đổi mực nước biển tại Việt Nam:
- Theo số liệu mực nước quan trắc tại các trạm hải văn:


tăng 1,05 C.
- Lượng mưa:
+ Lượng mưa trung bình hàng năm từ 1.400 đến 1.600 mm, phân bố không đồng đều
theo không gian và thời gian. Về thời gian, mưa tập trung chủ yếu từ tháng 5 đến tháng
10, chiếm 80 % tổng lượng mưa của cả năm. Lượng mưa ở miền núi thường lớn hơn ở
đồng bằng và trung du, tại trạm Vĩnh Yên (địa hình đồng bằng và trung du) lượng mưa
trung bình cả năm ở là 1.574,8mm, trong khi đó tại trạm Tam Đảo ( địa hình đồi núi)
có lượng mưa là 2.838,2 mm.
+ Lượng mưa trung bình năm tỉnh Vĩnh Phúc có xu hướng giảm. Tuy nhiên, lượng
mưa không giảm đều ở tất cả các tháng mà có xu hướng giảm mạnh vào mùa mưa
(khoảng 20-40mm) và tăng nhẹ vào tháng 1,2,3 trong mùa khô (khoảng 5-10mm).
- Độ ẩm:
+ Độ ẩm tương đối trung bình năm của thời kỳ gần đây (1991 - 2010) có xu hướng cao
hơn thời kỳ 1971-1990 rõ rệt, khoảng 3-4%. Mức tăng độ ẩm tương đối trong mùa hè
lớn hơn so với các mùa còn lại. Độ ẩm tương đối trung bình mùa hè thời kỳ 1991-2010
cao hơn so với thời kỳ 1971-1990 là 4-7%, trong khi mùa đông là 2-4%, mùa xuân là
2-4%, mùa thu 2-5%.
- Bốc hơi:
+ Trong thời kỳ 1993-2015, lượng bốc hơi trung bình năm giảm với tốc độ 24mm/năm so với thời kỳ 1973-1993. Mức chênh lệch về trị số lượng bốc hơi trung
bình năm giữa hai giai đoạn là 17-162mm. [2]
1.3. Tình hình nghiên cứu về diễn biến ngập lụt do xả lũ hoặc vỡ đập ở hạ du các
công trình hồ chứa
1.3.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước
1. Một số trường hợp vỡ đập

9


- Đập Gleno, Italia

cầu sử dụng vào lúc cao điểm của cả Vương quốc Anh.
Nguyên nhân là do thiếu thông tin liên lạc. Liên lạc giữa các hồ chứa trong hệ thống bị
cắt đứt. Dự báo sai về lượng mưa. Chần chừ trong việc xả bỏ một lượng dự trữ thế
năng của nước và do thiếu dữ liệu thủy văn.
- Đập Kelly Barnes, Mỹ
Kelly Barnes là đập đắp bằng đất ở bang Georgia, Mỹ. Ngày 6/11/1977 nó đã bị vỡ
sau 1 trận mưa lớn làm 39 người thiệt mạng và thiệt hại về tài sản lên đến 3.8 triệu
USD.
Sau 1 trận mưa rất lớn kéo dài trong từ trưa đến đêm 5/11 sáng sớm ngày 6/11/1977,
vào lúc 1h30, con đập đã vượt qua giới hạn chịu đựng và ồ ạt tuôn nước về phía hạ
lưu.

Hình 1.2. Khu vực thung lũng đập Kelly Barnes sau khi bị sự cố vỡ đập năm 1977
Theo điều tra, nguyên nhân dẫn đến sự cố là khi xây dựng các kĩ sư đã tính toán sai về
độ dốc mái đập. Điều này đã làm thay đổi trọng tâm và khả năng chịu lực của con đập
trong điều kiện trời mưa lớn. Mặc dù chỉ là một sự cố nhỏ cũng có thể làm cả con đập
bị nước cuốn trôi và nguyên nhân chính là do khối đất có kích thước 3,7x9,1m bị cuốn
trôi lúc ban đầu gây ra sự cố.
2. Tình hình nghiên cứu vỡ đập ở nước ngoài

11


Việc nghiên cứu cảnh báo vỡ đập trong điều kiện bất lợi đối với hạ lưu công trình đã
được thực hiện tại các nước trên thế giới như Mỹ, Châu Âu, Trung Quốc và nhiều
nước khác, được sự quan tâm của nhiều nhà nghiên cứu trên thế giới và trong nước.
Văn bản quy phạm pháp luật đầu tiên ở Châu Âu về rủi ro vỡ đập được ban hành ở
Pháp năm 1968 sau khi đập Malpasset bị vỡ năm 1959 làm trên 400 người bị chết và
mất tích. Một trong các cơ quan có kinh nghiệm nghiên cứu về vỡ đập là Phòng thí
nghiệm Thủy lực Quốc gia Pháp.

Hiên nay, trên thế giới, xuất hiện xu hướng áp dụng mô hình 2 chiều để nghiên cứu
sóng vỡ đập. Một trong số các mô hình 2 chiều để tính sóng vỡ đập có cơ sở lý thuyết
chặt chẽ là mô hình RBFVM-2D, mô hình áp dụng phương pháp phần tử thể tích và
sơ đồ giải Osher. Mô hình được ứng dụng đối với một bài toán mẫu có tường đập
trong lòng dẫn một đơn vị chiều rộng, độ sâu thượng lưu 5m, độ sâu hạ lưu 0,3m vỡ
tức thời. Với bước tính 0,05s, kết quả tính toán cho thấy vận tốc và đọ sâu hạ lưu là
4,66m/s và 2,22m, có sai số tương đối nhỏ hơn 1% so với kết quả giải tích. Một mô
hình 2 chiều khác có thể ứng dụng để tính sóng vỡ đập là mô hình BIPLAN, mô hình
được xây dựng tại Đại học Bách Khoa Lisbon dựa trên cơ sở giải hệ phương trình
Sain-Vennant 2 chiều bằng phương pháp MacCormack-TVD. Mô hình sử dụng điều
kiện biên trong để mô tả sóng vỡ đập chuyển động trong vùng đồng bằng. Mô hình
được ứng dụng cho hệ thống hồ bao gồm: Đập bê tông cánh cong Funcho cao 49m, dài
165m và đập đất đắp Arade cao 50m, chiều dài 246m. Đập Funcho được giả thiết là vỡ
tức thời và toàn bộ, dập Arade được giả thiết là vỡ từng phần và từ từ. Kết quả tính
toán độ sâu của sóng vỡ đập hạ lưu đập Arade có sai số 3m so với mô hình DAMBRK.
Một xu hướng nghiên cứu khác là ứng dụng mô hình 1-2 chiều kết hợp để mô tả vỡ
đập truyền xuống vùng đồng bằng. Một trong số các mô hình có các ứng dụng thực tế
là mô hình DHM (Diffusion Hydrodynamic Model) và Mike-Flood. Mô hình DHM là
mô hình sóng khuyếch tán 1D mô phỏng dòng chảy 1 chiều trong hệ thống sông và 2D
trong vùng ngập lụt được nghiên cứu ở Hoa Kỳ do T.V. Hromadka và C.C.Yen xây
dựng năm 1986. Mô hình 1 và 2 chiều được kết nối với nhau bằng luật cân bằng và
chảy tràn. Mô hình Mike-Flood là mô hình của Viện Thủy lực Đan Mạch.
Hiện nay, do vỡ đập được xem là một dạng đặc biệt của sóng lũ có cường độ mạnh,
lên nhanh, xuống nhanh nên xu thế chung là các mô hình thủy động lực được nghiên
cứu bổ sung mô đun mô phỏng sóng vỡ đập trong mô hình tổng thể. Các mô hình thủy
động lực 1D có khả năng được áp dụng nghiên cứu vỡ đập trên thế giới là NWS

13



Nhờ tải bản gốc

Tài liệu, ebook tham khảo khác

Music ♫

Copyright: Tài liệu đại học © DMCA.com Protection Status