Luận văn thạc sĩ Nghiên cứu xây dựng bản đồ tính dễ bị tổn thương cho lưu vực sông Nhuệ Đáy trên địa

LUẬN VĂN THẠC SỸ

Nghiên cứu xây dựng bản

đồ tính dễ bị tổn thương

cho lưu vực sông Nhuệ

Đáy trên địa bàn thành

phố Hà Nội

1

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU................................................................................................................7

CHƯƠNG 1: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN VÀ KINH TẾ XÃ HỘI LƯU

VỰC SÔNG NHUỆ ĐÁY, PHẦN THUỘC ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ HÀ

NỘI.........................................................................................................................9

1.1. Đặc điểm địa lý tự nhiên ..................................................................................9

1.1.1. Vị trí địa lý ................................................................................................9

1.1.2. Địa hình địa mạo.....................................................................................10

1.1.3. Đặc điểm thổ nhưỡng..............................................................................13

1.1.4. Đặc điểm khí hậu ....................................................................................13

1.1.5. Đặc điểm thủy văn...................................................................................17

1.2. Đặc điểm kinh tế - xã hội ...............................................................................22

1.2.1. Dân cư.....................................................................................................22

1.2.2. Đặc điểm kinh tế - xã hội ........................................................................23

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU TỔN THƯƠNG VÀ CÁC

BƯỚC ĐÁNH GIÁ TÍNH DỄ BỊ TỔN THƯƠNG DO LŨ, NGẬP LỤT.....25

2.1. Các khái niệm về tính dễ bị tổn thương .........................................................25

2.2. Sự cần thiết đánh giá tính dễ bị tổn thương do lũ ..........................................27

2.3. Tổng quan các nghiên cứu trong và ngoài nước ............................................29

2.4. Các bước đánh giá tính dễ bị tổn thương do lũ, ngập lụt...............................31

2.5. Giới thiệu mô hình MIKE FLOOD................................................................33

2.5.1. Cơ sở lý thuyết mô hình MIKE 11...........................................................34

2.5.2. Cơ sở lý thuyết mô hình MIKE 21...........................................................38

2.5.3. Các nguyên tắc coupling trong MIKE FLOOD......................................39

2

CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG MÔ HÌNH MIKE FLOOD MÔ PHỎNG NGẬP

LỤT LƯU VỰC SÔNG NHUỆ ĐÁY TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ HÀ

NỘI.......................................................................................................................42

3.1. Xây dựng cơ sở dữ liệu mạng lưới thủy lực một chiều cho MIKE 11...........42

3.1.1. Áp dụng mô hình NAM để tính toán dòng chảy từ mưa..........................42

3.1.2. Xây dự cơ sở dữ liệu cho mạng thủy lực một chiều MIKE 11 (1D)........48

3.2. Xây dựng cơ sở dữ liệu mạng lưới hai chiều cho MIKE 21 ..........................51

3.2.1. Cơ sở dữ liệu ...........................................................................................51

3.2.2. Thực hiện kết nối trong mô hình MIKE FLOOD....................................52

3.3. Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình..................................................................53

3.4. Xây dựng bản đồ họa lũ, ngập lụt với tần suất 1% ........................................62

CHƯƠNG 4: XÂY DỰNG BẢN ĐỒ TÍNH DỄ BỊ TỔN THƯƠNG DO

NGẬP LỤT LƯU VỰC SÔNG NHUỆ ĐÁY, TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH

PHỐ HÀ NỘI......................................................................................................65

4.1. Xây dựng bản đồ độ lộ diện trước hiểm họa lũ, ngập lụt lưu vực sông Nhuệ

Đáy, trên địa bàn thành phố Hà Nội......................................................................65

4.2. Xây dựng bản đồ khả năng chống chịu của người dân ..................................70

4.3. Thành lập bản đồ tính dễ bị tổn thương do ngập lụt trên lưu vực sông Nhuệ

Đáy, phần thuộc thành phố Hà Nội.......................................................................73

KẾT LUẬN VÀ GIẢI PHÁP.............................................................................76

KIẾN NGHỊ VỀ NGHIÊN CỨU TIẾP THEO................................................79

TÀI LIỆU THAM KHẢO..................................................................................80

3

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1 Bản đồ lưu vực hệ thống sông Nhuệ Đáy ...............................................11

Hình 2.1 Các bước xác định tính tổn thương lũ....................................................32

Hình 3.1. Hộp thoại khai báo các thông số lưu vực .............................................45

Hình 3.2. So sánh giữa kết quả tính toán hiệu chỉnh mô hình mưa dòng chảy

với số liệu lưu lượng thực đo, trạm Ba Thá..........................................................47

Hình 3.3. So sánh giữa kết quả tính toán hiệu chỉnh mô hình mưa dòng chảy

với số liệu lưu lượng thực đo, trạm Hưng Thi......................................................47

Hình 3.4. So sánh giữa kết quả tính toán kiểm định mô hình mưa dòng chảy

với số liệu lưu lượng thực đo, trạm Ba Thá..........................................................48

Hình 3.5. So sánh giữa kết quả tính toán kiểm định mô hình mưa dòng chảy

với số liệu lưu lượng thực đo, trạm Hưng Thi..................................................... 49

Hình 3.6. Sơ đồ mạng sông trong MIKE 11 ....................................................................... 50

Hình 3.7. Sơ đồ mạng lưới thủy lực 1D ....................................................................51

Hình 3.8. Giới hạn miền tính toán 2D................................................................... 53

Hình 3.9. Lưới tính khu vực nghiên cứu............................................................... 53

Hình 3.10. Kết nối trong mô hình MIKE FLOOD ..............................................54

Hình 3.11. Đường quá trình mực nước thực đo và tính toán tại trạm Phủ Lý

(Trận lũ 10/2007) ....................................................................................................54

Hình 3.12. Đường quá trình mực nước thực đo và tính toán tại trạm Phủ Lý

(Trận lũ 11/2008).....................................................................................................55

Hình 3.13. Đường quá trình mực nước thực đo và tính toán tại trạm Ba Thá

(Trận lũ 11/2008).....................................................................................................56

Hình 3.14. Đường quá trình mực nước thực đo và tính toán tại trạm Hà Đông

(Trận lũ 11/2008).....................................................................................................56

Hình 3.15. Quá trình mưa giờ thực đo trận mưa thiết kế 1%.............................58

Hình 3.16a. Bản đồ ngập lụt lưu vực sông Nhuệ- Đáy (phần thuộc thành phố Hà

Nội) ứng với mưa tần suất 1% tại trạm Láng ......................................................59

Hình 3.16b. Bản đồ ngập lụt lưu vực sông Nhuệ- Đáy (phần thuộc thành phố

4

Hà Nội) ứng với mưa tần suất 2% tại trạm Láng ................................................60

Hình 3.16c. Bản đồ ngập lụt lưu vực sông Nhuệ Đáy (phần thuộc thành phố Hà

Nội) ứng với mưa tần suất 5% tại trạm Láng ......................................................61

Hình 3.16d. Bản đồ ngập lụt lưu vực sông Nhuệ- Đáy (phần thuộc thành phố

Hà Nội) ứng với mưa tần suất 10% tại trạm Láng ..............................................62

Hình 3.18. Bản đồ thời gian ngập lụt lưu vực sông Nhuệ- Đáy (phần thuộc

thành phố Hà Nội) ứng với mưa tần suất 1% tại trạm Láng..............................63

Hình 3.19. Bản đồ hiểm họa lũ, ngập lụt lưu vực sông Nhuệ- Đáy (phần thuộc

thành phố Hà Nội) ứng với mưa tần suất 1% tại trạm Láng .............................65

Hình 4.1. Nhóm sử dụng đất vùng nghiên cứu......................................................67

Hình 4.2. Bản đồ độ lộ diện trước nguy cơ lũ, ngập lụt của các đối tượng trên

lưu vực sông Nhuệ Đáy (phần thuộc thành phố Hà Nội) ....................................70

Hình 4.3. Bảng câu hỏi điều tra khả năng chống chịu lũ, ngập lụt.....................72

Hình 4.4. Bản đồ thể hiện khả năng chống chịu của cộng đồng..........................73

Hình 4.5. Bản đồ tính dễ bị tổn thương do lũ, ngập lụt của các đối tượng trên

lưu vực sông Nhuệ Đáy (phần thuộc thành phố Hà Nội) ....................................76

5

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1. Khí hậu tại Hà Nội (1898-2011) ............................................................17

Bảng 1.2. Một số các yếu tố khí tượng khác tại trạm Láng (1961-2010) ...........17

Bảng 1.3. Một số đặc trưng hình thái sông ngòi, kênh mương lưu vực sông Nhuệ

Đáy (phần thuộc thành phố Hà Nội) .....................................................................20

Bảng 1.4. Các hồ chính trên địa bàn Thành phố Hà Nội ...................................21

Bảng 3.1: Các trạm mưa được sử dụng để tính toán dự báo thuỷ văn cho các

trạm thượng nguồn hệ thống sông Đáy, sông Hoàng Long ................................44

Bảng 3.2: Các trạm mưa được sử dụng để tính toán dự báo thuỷ văn cho các

trạm thượng nguồn hệ thống sông Đáy, sông Hoàng Long ................................44

Bảng 3.3. Giá trị các thông số mô hình mưa- dòng chảy (NAM) cho các lưu

vực sông ...................................................................................................................46

Bảng 3.4. Kết quả hiệu chỉnh mô hình mưa - dòng chảy ....................................47

Bảng 3.5. Kết quả kiểm nghiệm mô hình mưa - dòng chảy ................................48

Bảng 3.6. Các biên sử dụng trong mô hình ...........................................................51

Bảng 3.7. Các kết nối đã thực hiện trong MIKE FLOOD...................................53

Bảng 3.8. Diện tích ngập lớn nhất tính toán và thực tế trong trận mưa 2008

(lưu vực sông Nhuệ Đáy, phần thuộc thành phố Hà Nội) ...................................57

Bảng 3.9: Giá trị mưa 2 ngày lớn nhất ứng với các tần suất thiết kế....................58

Bảng 3.10: Trọng số của các yếu tố tạo lên nguy cơ lũ ........................................63

Bảng 4.1: Tính dễ bị tác động của nhóm sử dụng đất..........................................68

Bảng 4.2: Ma trận tính toán sự lộ diện của các đối tượng trước lũ, ngập lụt....69

Bảng 4.3. Ma trận tính toán mức độ tổn thương do lũ, ngập lụt ........................75

Bảng 4.4: Thống kê diện tích tổn thương theo các cấp độ ...................................75

6

BẢNG KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT

HD: Hydraulic Dynamic (Thủy động lực)

IPCC: Intergovermental Panel on Climate Change (Ban Liên chính phủ về

Biến đổi khí hậu)

ISDR: International Strategy for Disaster Reduction (Chiến lược giảm nhẹ

thiên tai quốc tế)

KTTV: Khí tượng thủy văn

NAM: NedbØr – AfstrØmning – Model (Mô hình mưa – dòng chảy)

RR: Rainfall - Runoff (mưa – dòng chảy)

SAR: Second Assessment Report (Báo cáo đánh giá lần II)

TAR: Third Assessment Report (Báo cáo đánh giá lần III)

UNDP: United Nations Depvelopment Programme (Chương trình Phát triển

Liên hợp quốc)

UNESCO: United Nations Emducation, Scientific and Cultural Organization (Tổ

chức Giáo dục, Khoa học và Văn hóa Liên Hiệp Quốc)

7

MỞ ĐẦU

Ngập lụt là một trong những tai biến tự nhiên, thường xuyên đe dọa cuộc

sống của người dân và sự phát triển kinh tế xã hội ở nước ta. Lũ lụt đã để lại hậu

quả hết sức nặng nề, hàng ngàn hộ dân bị ngập lụt, các công trình bị tàn phá, các

hoạt động kinh tế - xã hội bị gián đoạn. Quá trình đô thị hoá mạnh cùng với sự tác

động của Biến đổi Khí hậu và tình hình mưa lớn gây ra ngập úng trên các khu đô thị

diễn ra với tần suất lớn dần.

Lưu vực sông Nhuệ Đáy là một tiểu lưu vực thuộc hệ thống sông Hồng –

Thái Bình, phần lớn diện tích thủ đô Hà Nội nằm trên lưu vực này. Đây là một lưu

vực sông có ý nghĩa hết sức quan trọng cả về kinh tế, xã hội và an ninh quốc phòng,

tuy nhiên đây cũng là một khu vực dễ chịu tác động của ngập lụt mỗi khi mưa lớn.

Khác với nguyên nhân gây lũ lụt miền Trung chủ yếu là do nước tràn bờ, các địa

phương đồng bằng Bắc bộ, đặc biệt thành phố Hà Nội thường xuyên bị úng ngập

gây ra bởi mưa nội đồng, nguyên nhân do đã có hệ thống đê kiên cố vừa ngăn

không cho nước dâng từ sông vào nhưng lại khiến việc tiêu úng nội đồng gặp nhiều

khó khăn. Để tăng cường ứng phó với ngập úng ngoài các biện pháp công trình (đê

kè, hồ chứa thượng lưu, các trạm bơm tiêu...) thì các biện pháp phi công trình đóng

vai trò rất quan trọng, mà phần lớn trong số đó có tính dài hạn và bền vững như các

biện pháp quy hoạch sử dụng đất và bố trí dân cư, nâng cao nhận thức của người

dân. Mặt khác, ứng phó nhanh với lũ lụt bằng các biện pháp tức thời như cảnh báo,

dự báo vùng ngập, di dời và sơ tán dân cư đến khu vực an toàn,... đã tỏ ra rất hiệu

quả trong việc hạn chế những thiệt hại về người và tài sản.

Việc nghiên cứu về tính dễ bị tổn thương gây ra do ngập lụt trên khu vực

nghiên cứu là rất cần thiết. Để đánh giá được tính dễ bị tổn thương do lũ lụt tác

động tới kinh tế - xã hội thì hướng tiếp cận đa ngành trong công tác quản lý tổng

hợp rủi ro thiên tai là cần thiết để xây dựng các giải pháp nhằm giảm nhẹ tác hại

của lũ gây ra. Đây cũng là lý do dẫn đến sự hình thành luận văn “ Nghiên cứu xây

dựng bản đồ tính dễ bị tổn thương cho lưu vực sông Nhuệ Đáy trên địa bàn

thành phố Hà Nội”. Kết quả nghiên cứu sẽ là cơ sở khoa học, thực tiễn cho các nhà