Ứng dụng mô hình toán nghiên cứu thủy văn, thủy lực hạ lưu sông Trà Khúc - Quảng Ngãi

Dải đất hình chữ S – Đất nước Việt Nam nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa ẩm ướt, chịu ảnh hưởng mạnh mẽ của các hình thế thời tiết như dải hội tụ nhiệt đới, cao áp Thái Bình Dương, không khí lạnh từ phương Bắc thổi đến, đường đứt, bão, hội tụ gió trên cao v.v…

Tổ hợp giữa các hình thế thời tiết thường gây ra mưa lớn kéo dài nhiều ngày. Về mùa mưa, trên các hệ thống sông, từ Bắc vào Nam như hệ thống sông Hồng, sông Mã, sông Lam, sông Gianh… sông Đồng Nai, sông Mê Công thường gây ra các trận lũ, lụt, có những trận rất lớn, gây thiệt hại nghiêm trọng cho nền kinh tế, cho các công trình quốc phòng, công trình dân sinh và thiệt hại nặng nề về mùa màng, gây khó khăn cho đời sống, sinh hoạt của nhân dân.

Vị trí khu vực nghiên cứu

Quảng Ngãi nằm trong vùng thường xuyên chịu ảnh hưởng của các hình thế thời tiết gây mưa lũ lớn gây thiệt hại to lớn về người và của cho nhân dân. Tỉnh Quảng Ngãi có 4 con sông tương đối lớn là sông Trà Khúc, sông Vệ, Trà Bồng và Trà Cầu trong đó đáng kể là sông Trà Khúc.

Hàng năm sông Trà Khúc không chỉ gây ngập lụt cho chính hạ lưu trong lưu vực mà còn gây ngập lụt cho vùng hạ lưu Trà Bồng và sông Vệ. Nguyên nhân chủ yếu là do lưu vực sông nằm trong vùng khí hậu có lượng mưa lớn ở khu vực trung trung bộ với địa hình phần thượng lưu lòng sông hẹp, bờ sông dốc đứng, có nhiều ghềnh thác, lòng sông tương đối rộng và nông có nhiều cồn bãi giữa dòng.

Do đặc điểm đó về mùa lũ dòng chảy có vận tốc lớn, lũ tập trung nhanh đổ xuống hạ lưu trong khi đó vùng hạ lưu sông có độ dốc nhỏ, lòng sông thường bị bồi và co hẹp dần nên cửa sông thoát lũ không kịp.Vì vậy việc nghiên cứu dòng chảy vùng hạ lưu sông Trà Khúc phục vụ quy hoạch hệ thống công trình phòng lũ cũng như công tác dự báo nhằm xây dựng các phương án phòng tránh, giảm nhẹ thiệt hại do lũ gây ra có ý nghĩa khoa học và thực tiễn rất to lớn.

Cách tiếp cận thực hiện dự án

Trong dự án “Ứng dụng mô hình toán nghiên cứu chế độ thủy văn – thủy lực vùng hạ lưu sông Trà Khúc”. Công ty cồ phần tư vấn và kỹ thuật hạ tầng giao thông Ceotic sử dụng phương pháp nghiên cứu trên mô hình toán thủy văn – thủy lực.

Dự án sử dụng mô hình thủy văn để tính toán khôi phục dòng chảy cho những lưu vực không có số liệu đo đạc dòng chảy trên lưu vực nghiên cứu. Sử dụng mô hình thủy lực 1 chiều nhằm đánh giá định lượng biến đổi dòng chảy lũ ở vùng cửa sông, tính toán lũ thiết kế ứng với các phương án khác nhau. Từ kết quả tính toán có thể sử dụng làm cơ sở cho các phương án khác nhau về nước phòng chống lũ, giảm thiểu thiệt hại cho vùng kinh tế trọng điểm của tỉnh Quảng Ngãi.

Để thực hiện các nội dung trên trong nghiên cứu đã sử dụng mô hình thủy văn LTANK (Linear-TANK) do Nguyễn Văn Lai và Ronny Berndtsson phát triển và đã được công bố năm 1985-1986 và mô hình thương mại MIKE được xây dựng và phát triển bởi Viện Thủy lực Đan Mạch (DHI) sử dụng mô đun tính toán dòng chảy 1 chiều (MIKE 11HD)…

Sơ đồ khối mô phỏng quá trình tính toán

Dịch vụ

Công ty CP Tư vấn và Kỹ thuật Hạ tầng giao thông Ceotic cung cấp dịch vụ khảo sát và nghiên cứu mô hình toán, bao gồm:

Khảo sát địa hình lòng dẫn;
Nghiên cứu khí tượng: phân tích chế độ mưa, bốc hơi thu thập từ các trạm khí tượng, thủy văn trên lưu vực nghiên cứu.
Nghiên cứu mô hình thủy văn: Lưu vực tính toán có đầy đủ số liệu đo đạc dòng chảy nhưng lại thiếu số liệu đo mưa giờ, trên lưu vực nghiên cứu chỉ có hai trạm đo mưa giờ là trạm Ba Tơ và trạm Quảng Ngãi. Tuy nhiên, để có thể áp dụng mô hình toán để tính toán nhập lưu cần phải có bộ thông số ổn định cho mô hình. Vì vậy Dự án đã sử dụng số liệu đo mưa của trạm Ba Tơ và dòng chảy tại trạm An Chỉ để xác định bộ thông số cho mô hình LTank. Từ kết quả hiệu chỉnh và kiểm định ta thấy rằng mô hình LTank có khả năng mô phỏng tốt quá trình mưa ra dòng chảy cho lưu vực nghiên cứu. Như vậy ta có thể sử dụng mô hình mưa và bộ thông số này để tính toán khôi phục dòng chảy cho những lưu vực nhỏ không có số liệu đo đạc dòng chảy trên lưu vực nghiên cứu.
Nghiên cứu mô hình thủy lực: Căn cứ vào tình hình tài liệu địa hình, các tài liệu cơ bản khác như mực nước, lưu lượng, cũng như chế độ thủy lực của lưới sông, tính toán dòng chảy cho lưu vực sông nghiên cứu.

+ Sử dụng mô hình để tính toán lũ thiết kế ứng với các phương án khác nhau.

+ Những kết quả tính toán đã làm rõ chế độ lũ, đặc điểm và mức độ ảnh hưởng của lũ trên lưu vực, cho ta bức tranh tổng thể về tình hình lũ ở hạ lưu sông Trà Khúc giúp cho công tác chỉ đạo phòng tránh lũ lụt hàng năm.

Cùng với các đối tác, chúng tôi cũng cung cấp các dịch vụ gồm: