Bài báo giới thiệu kết quả xây dựng bản đồ phân vùng nguy cơ ngập lụt trong tỉnh Ninh Bình từ kết quả mô phỏng bằng mô hình thủy lực 1-2 chiều MIKE FLOOD, MIKE 21. Mô hình một chiều xây dựng cho mạng lưới sông Hoàng Long, sông Bôi, sông Lạng, sông Đáy và một số sông nội đồng, mô hình hai chiều mô phỏng toàn bộ địa hình tỉnh Ninh Bình. Bộ mô hình kết nối 1-2 chiều được hiệu chỉnh và kiểm định với các trận lũ lịch sử năm 1973, 1985, 1996. Bản đồ ngập lụt ứng 6 kịch bản được xây dựng bằng công nghệ GIS, Các thông tin trên bản đồ bao gồm tên địa danh vùng bị ngập (xã/phường), diện tích vùng ngập, chiều sâu ngập, làm cơ sở phục vụ công tác ứng phó với thiên tai trong tỉnh Ninh Bình.

3. Giới thiệu mô hình MIKE FLOOD và dữ liệu tính toán.

Mô hình MIKE FLOOD được phát triển bởi Viện Thủy lợi Đan Mạch (DHI) thực chất là phần mềm liên kết 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). Trong Mike Flood có 5 kiểu liên kết khác nhau : a) liên kết thông thường (Standard Link); b) liên kết bên (Latteral Link); c)Liên kết công trình (Structure Link); d) liên kết đô thị (Urban Link); e) liên kết dòng chảy X=0, Y=0 (Zezo Link).

4. Ứng dụng MIKE FLOOD tính toán ngập lụt trên địa bàn tỉnh Ninh Bình

4.1. Cở sở dữ liệu

Tài liệu thủy văn phục vụ làm biên đầu vào cho mô hình thủy lực bao gồm : các số liệu về lưu lượng tại Ba Thá, Hưng Thi, Phú Sơn và các nhập lưu khu giữa; số liệu về lượng mưa rơi trực tiếp trên khu vực mô phỏng bằng mô hình 2 chiều; số liệu về mực nước biên dưới tại Như Tân, Phú Lễ, Nam Định và Trực Phương. Tài liệu phục vụ hiệu chỉnh và kiểm định mô hình bao gồm tài liệu mức nước tại các trạm Bến Đế trên sông Bôi, Giáu Khẩu trên sông Hoàng, trạm Phú Lý và Ninh Bình trên sông Đáy. Tài liệu địa hình gồm bản đồ địa hình và các mặt cắt ngang sông tính toán.

4.2. Thiết lập mô hình thủy lực 1 chiều

Số hóa mạng lưới sông vùng nghiên cứu bao gồm các Bôi, sông Hoàng Long, sông Lạng, sông Đáy, sông Ninh Cơ, sông Quần Liêu, sông Đào và các sông chính nội đồng khác. Nhập mặt cắt địa hình cho các sông đã được số hóa.
Xác định các biên thủy lực cho mô hình 1 chiều : biên trên là quá trình lưu lượng lấy từ số liệu đo đạc và tính toán từ mô hình mưa-dòng chảy; biên dưới là quá trình mực nước.
Xác định điều kiện ban đầu và độ nhám của từng đoạn sông.
Xác định thời gian mô phỏng và bướ thời gian tính toán. Bước thời gian tính toán của mô hình 1 chiều và 2 chiều phải như nhau và lấy bằng 60s.

4.3. Thiết lập mô hình thủy lực 2 chiều

Xử lý số liệu địa hình dạng XTZ từ bình đồ.

Xác định phạm vi mô phỏng và chia lưới cho vùng tính toán bằng mô hình 2 chiều. Lưới sử dụng trong tính toán là lưới tam giác với kích thước ô lưới tùy thuộc vào từng khu vực mô phỏng. Đối với khu vực quan trọng nên được chia lưới chi tiết. Các khu vực khác tùy thuộc vào địa hình, mức độ quan trọng mà chia lưới khác nhau.

Số hóa địa hình khu vực dự án từ bình đồ theo định dạng file trong mô hình Mike 21.

4.4. Kết nối mô hình 1 chiều và 2 chiều

Mô hình thủy lực 1 chiều Mike 11HD cho hệ thống sông Bôi, sông Lạng, sông Đáy, sông Hoàng Long, và thiết lập đã bao gồm cả sông Đào, sông Ninh Cơ, sông Quần Liêu. Mô hình thủy lực 2 chiều Mike 21 HD tính toán thủy lực vùng bãi tràn, mô phỏng hầu hết các huyện có địa hình trũng thấp trên địa bàn tỉnh Ninh Bình. Nhập mô hình thủy lực 1 chiều và 2 chiều vào mô hình Mike Flood

Mô hình sau khi kết nối được hiệu chỉnh và kiểm định với các trận lũ lịch sử trên khu vực. Cơ sở dữ liệu GIS cho khu vực tỉnh Ninh Bình được xây dựng từ các bản đồ nền và kết hợp với các kết quả tính toán để xây dựng bản đồ ngập lụt khu vực nghiên cứu tương ứng với 6 kịch bản. Cơ sở dữ liệu này cùng với bộ mô hình đã xây dựng là cơ sở khoa học cho các nghiên cứu tiếp theo phục vụ xây dựng bộ bản đồ ngập lụt theo các kịch bản đáp ứng nhu cầu thực tiễn ứng phó với thiên tai ở địa phương.

Xem thêm tại:

[sociallocker id="2256"]http://bit.ly/2DQ7lPA

Nguồn: Phạm Văn Ban - Trung tâm tư vấn PIM-Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam

Tham khảo bài nguyên mẫu tại đây :
xây dựng bản đồ phân vùng nguy cơ ngập lụt các vùng trong tỉnh Ninh Bình