Xây dựng bản đồ ngập lụt hạ du hồ chứa nước EAĐRĂNG tỉnh Đắk Lắk ứng với các kịch bản xả lũ và đánh giá thiệt hại do ngập lụt gây ra

An toàn hồ chứa là vấn đề nóng, mang tính thời sự của cả nước hiện nay. Để đảm bảo an toàn hồ chứa trong điều kiện thời tiết bất thường,thay đổi theo hướng bất lợi, lưu lượng lũ lớn hơn thiết kế, lũ chồng lũ làm cho công trình có nguy cơ mất an toàn cao…

Cùng với đó là áp lực phát triển KTXH nên hệ thống cơ sở hạ tầng và dân cư sinh sống ở phía hạ du các hồ chứa dọc theo sông suối đã tăng lên một cách nhanh chóng. Vì vậy khi xảy ra lũ cùng với việc xả lũ lớn của các hồ chứa nếu không được cảnh báo một cách kịp thời thì hậu quả thiệt hại về người và tài sản sẽ rất lớn. Để chủ động ứng phó với loại hình thiên tai này, chúng tôi đã ứng dụng bộ công cụ HEC-HMS, HEC-RAS và GIS với nhiều tính năng ưu việt để dự báo lũ, lụt và xây dựng bản đồ ngập lụt hạ du cũng như đánh giá thiệt hại tiềm năng do ngập lụt gây ra cho 01 công trình đại diện là hồ chứa EaĐrăng của tỉnh Đắk Lắk, làm cơ sở để áp dụng cho các hồ chứa khác của khu vực Tây Nguyên.

1. ĐẶT VẤN ĐỀ

Theo thống kê của Chi cục Thủy lợi và PCLB, toàn tỉnh Đắk Lắk có 705 công trình thủy lợi với 571 hồ chứa, 85 đập dâng và 49 trạm bơm. Trong số 571 hồ chứa, chỉ có 22 hồ chứa có dung tích từ 1-3 triệu m3, 10 hồ có dung tích từ 3-10 triệu m3 và chỉ có 08 hồ có dung tích trên 10 triệu m3 còn lại là các hồ có dung tích nhỏ hơn 1 triệu m3. Theo thời gian các công trình này đã xuống cấp (trừ các hồ chứa lớn) do đã xây dựng từ lâu, các chỉ tiêu thiết kế không còn phù hợp với thực tế như: tần suất lũ thiết kế, kiểm tra; đặc biệt không xem xét đến lũ cực hạn PMF; chất lượng thi công không đảm bảo; số liệu cơ bản tính toán khí tượng, thủy văn rất ít nên lũ chủ yếu tính bằng công thức kinh nghiệm, không được kiểm chứng dẫn đến sai số với thực tế. Cùng với đó là lực lượng quản lý vận hành còn mỏng, trình độ chưa đáp ứng với yêu cầu mới; trang thiết bị, công cụ phục vụ dự báo lũ, cảnh báo lũ còn thiếu nhiều, đặc biệt là với các hồ chứa vừa và nhỏ.

Do ảnh hưởng của BĐKH, mưa và lũ lớn ngày càng tăng lên về cả cường độ và tần suất, xuất hiện khác hẳn so với trước đây. Trong khi các công trình tháo lũ được xây dựng rất thô sơ, qua quá trình vận hành đã bị hư hỏng, xuống cấp… dẫn đến giảm khả năng tháo lũ, mực nước hồ thường xuyên vượt qua mực nước dâng gia cường, thậm chí nhiều hồ còn vượt qua đỉnh đập, đe dọa đến sự an toàn của công trình đập đất cũng như đe dọa đến tính mạng và tài sản của người dân phía hạ lưu. Thực tế, tình trạng này đã xảy ra với một số hồ ở tỉnh Đắk Lắk trong những năm qua, như trong cơn bão số 8/2013: mưa diễn ra trên diện rộng, kéo dài nhiều ngày liên tục, lượng mưa phổ biến đạt 150-250mm, tại huyện Ea H’leo có khi lên đến 516mm làm cho mực nước tại hồ Ea Đrăng tràn qua đập, gây xói mái hạ lưu. Đơn vị vận hành hồ đã phải tiến hành xả lũ qua tràn với lưu lượng lớn nhất để hạ thấp mực nước hồ, gây ra thiệt hại nghiêm trọng cho vùng hạ du (11 nhà dân bị cuốn trôi, 3 nhà sập và 71 nhà bị ngập úng)…

Để dự báo lũ, trước đây dự báo lũ chủ yếu theo các phương pháp truyền thống, chỉ mới tính toán theo tần suất thiết kế và kiểm tra, chưa xem xét đến lũ đặc biệt lớn (PMF). Để khắc phục những hạn chế nêu trên cần phải tính toán cập nhật lũ theo các tiêu chuẩn mới, chủ động xây dựng các kịch bản có thể xảy ra, xác định các vùng có nguy cơ và tiềm ẩn nguy cơ rủi ro cao khi xả lũ lớn. Có nhiều phương pháp để thực hiện, thông thường hay sử dụng bộ mô hình họ MIKE. Tuy nhiên để sử dụng được bộ phần mềm này thì đòi hỏi phải có bộ cơ sở dữ liệu đầu vào rất chi tiết, kinh phí lớn và thời gian tính toán dài, rất khó để áp dụng cho các hồ chứa vừa và nhỏ với nguồn số liệu có sẵn ít, kinh phí hạn chế. Yêu cầu đặt ra là phải nghiên cứu ứng dụng bộ công cụ đơn giản để có thể dự báo lũ, cảnh báo ngập lụt cho các hồ chứa vừa và nhỏ có số lượng lớn một cách nhanh chóng, đáp ứng kỹ thuật, kinh phí vừa phải. Bộ phần mềm HEC-HMS và HEC-RAS là lựa chọn thích hợp để giải quyết vấn đề này với ưu điểm tính toán nhanh, phổ biến, dễ sử dụng, yêu cầu số liệu ít và đặc biệt là không tốn kém nhiều kinh phí.

Trong phạm vi nghiên cứu, chúng tôi lựa chọn hồ Ea Đrăng với dung tích 1,2 triệu m3 để tính toán: dự báo lũ đến hồ; mô phỏng ngập lụt hạ lưu khi hồ xả lũ lớn và có xét đến vỡ đập. Từ đó xây dựng bản đồ ngập lụt cho khu vực hạ du hồ chứa.

Viện Khoa học Thủy lợi miền Trung và Tây Nguyên đã ứng dụng thành công bộ công cụ dự báo lũ và cảnh báo ngập lụt sau hạ du cho hồ chứa Ea Đrăng. Kết quả nghiên cứu sẽ là cơ sở để cho chính quyền địa phương có phương án ứng phó hợp lý khi lũ lụt xảy ra, giảm thiểu thiệt hại về người và của cho người dân ở khu vực hạ du hồ chứa.

2. LƯU VỰC NGHIÊN CỨU

3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

5. SỐ LIỆU TÍNH TOÁN

6. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

6.1. Hiệu chỉnh, kiểm định mô hình

6.2. Mô hình thủy lực HEC-RAS

6.3. Xây dựng bản đồ ngập lụt

6.4. Đánh giá thiệt hại do ngập lụt gây ra

7. KẾT LUẬN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]      Hà Văn Khối và nnk, Mô hình toán thủy văn, NXB Nông nghiệp, 2005.

[2]      Hoàng Thanh Tùng (2004), “Dự báo lũ và cảnh báo ngập lụt cho hệ thống sông Hương tỉnh Thừa Thiên Huế”. Tạp chí khoa học kỹ thuật thủy lợi và môi trường - ĐH Thủy lợi.

[3]      Bộ Nông Nghiệp và Phát Triển Nông Thôn (2005),“ Hướng dẫn xây dựng bản đồ ngập lụt hạ du hồ chứa nước”. Tiêu chuẩn kỹ thuật TCKT 03: 2005/TCTL-Viện KHTL Việt Nam.

[4]      Nguyễn Đính, Nguyễn Hoàng Sơn, Lê Đình Thành, “Ứng dụng mô hình HEC-HMS nghiên cứu mô phỏng dòng chảy lũ lưu vực sông Hương”.

[5]      Hoàng Ngọc Tuấn, Viện KHTL miền Trung và Tây Nguyên, “Đề tài. Ứng dụng Bộ công cụ dự báo lũ và cảnh báo ngập lụt sau hạ du do xả lũ gây ra cho các hồ chứa thủy lợi vừa và nhỏ ở khu vực tỉnh Đắk Lắk”.

[6]      Đại học Thủy lợi, Hồ sơ thiết kế hồ Ea Đrăng.

[7]      Hoàng Ngọc Tuấn, Viện KHTL miền Trung và Tây Nguyên, “Dự án Lập kế hoạch chuẩn bị sẵn sàng trong trường hợp khẩn cấp (EPP) cho khu vực hạ du hồ Đồng Nghệ -TP. Đà Nẵng .

[8]      Vũ Thanh Tú (2014). “Flood Risk Assessment and Coping Capacity with Floods in Central VIETNAM”.