Giới thiệu phần mềm hỗ trợ ra bản tin cảnh báo, dự báo lũ và cảnh báo ngập lụt cho sông Thạch Hãn tỉnh Quảng Trị

Bài báo giới thiệu phần mềm hỗ trợ ra tin cảnh báo, dự báo lũ và cảnh báo ngập lụt cho hệ thống sông Thạch Hãn. Phần mềm được xây dựng dựa trên sự kết hợp các mô hình thủy văn, thủy lực củahọ mô hình Mike, mô hình điều tiết hồ chứa với số liệu đầu vào từ 2 nguồn số liệu đo đạc truyền thống, số liệu từ các trạm đo tự động và các sản phẩm mưa dự báo từ các mô hình số trị, các hình thế thời tiết tương tự, mưa dự báo synop. Phần mềm được xây dựng nhằm hỗ trợ các dự báo viên thủy văn trong tác nghiệpdự báo lũ.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giới thiệu phần mềm hỗ trợ ra bản tin cảnh báo, dự báo lũ và cảnh báo ngập lụt cho sông Thạch Hãn tỉnh Quảng TrịNGHIÊN CỨU & TRAO ĐỔIGIỚI THIỆU PHẦN MỀM HỖ TRỢ RA BẢN TIN CẢNH BÁO,DỰ BÁO LŨ VÀ CẢNH BÁO NGẬP LỤT CHO SÔNG THẠCH HÃNTỈNH QUẢNG TRỊThS. Vũ Đức Long, TS. Đặng Thanh Mai, ThS. Phùng Tiến Dũng và các cộng tác viênTrung tâm Dự báo khí tượng thủy văn Trung ươngài báo giới thiệu phần mềm hỗ trợ ra tin cảnh báo, dự báo lũ và cảnh báo ngập lụt cho hệ thốngsông Thạch Hãn. Phần mềm được xây dựng dựa trên sự kết hợp các mô hình thủy văn, thủy lực củahọ mô hình Mike, mô hình điều tiết hồ chứa với số liệu đầu vào từ 2 nguồn số liệu đo đạc truyềnthống, số liệu từ các trạm đo tự động và các sản phẩm mưa dự báo từ các mô hình số trị, các hình thế thời tiếttương tự, mưa dự báo synop. Phần mềm được xây dựng nhằm hỗ trợ các dự báo viên thủy văn trong tác nghiệpdự báo lũ.B1. Mở đầuNhư chúng ta đã biết các mô hình thủy văn,thủy lực được xây dựng ở các nước tiên tiến trên thếgiới có rất nhiều ưu điểm như cơ sở lý thuyết chặtchẽ, tốc độ tính toán nhanh, giao diện thân thiện...Trong các mô hình đó có bộ mô hình Mike của ĐanMạch đã và đang được ứng dụng rộng dãi tại nhiềunước trên thế giới và được công nhận là bộ mô hìnhmạnh tính toán có độ chính xác cao. Ở Việt Nam bộmô hình này đã và đang được ứng dụng để dự báo,ô nhiễm, ngập lụt... Tuy nhiên, khi ứng dụng môhình này tại Việt Nam đã xảy ra nhiều bất cập như:Các mô hình sử dụng ngôn ngữ giao tiếp phổ biếnbằng tiếng Anh, gây khó khăn cho các cán bộkhông biết tiếng Anh; mỗi họ mô hình của mỗinước phát triển đều có một hệ thống lưu trữ cơ sởdữ liệu khác nhau, định dạng khác nhau. Ví dụ nhưhọ mô hình MIKE sử dụng dạng tệp đầu vào có địnhdạng *.dfs0, đầu ra *.ress11; họ mô hình HEC (Mỹ) sửdụng dạng tệp có định dạng *.dss... Trong khi đó ởViệt Nam chủ yếu sử dụng hệ lưu trữ số liệu SQL,Access, Excell... Vì vậy, việc kết nối cơ sở dữ liệu,cũng như nhập liệu để tính toán thường mất nhiềuthời gian, trong khi công tác dự báo phục cần phảinhanh chóng, thuận tiện, tối ưu nhất có thể về thờigian. Chính vì những lý do trên, ngoài việc nghiêncứu ứng dụng bộ mô hình Mike cho lưu vực sôngThạch Hãn, xây dựng mô đun tính toán điều tiết hồcho hồ Rào Quán, nghiên cứu đã phát triển một hệthống đồng bộ dữ liệu giữa cơ sở dữ liệu hiện cócủa ngành khí tượng thủy văn (KTTV) và cơ sở dữ56TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂNSố tháng 08 - 2014liệu của họ mô hình Mike, cập nhật số liệu mưa dựbáo từ các mô hình dự báo mưa số trị, các hình thếthời tiết tương tự, mưa dự báo synop tạo nên mộtphần mềm hỗ trợ công tác phân tích ra bản tin cảnhbáo, dự báo lũ và cảnh báo ngập lụt cho sông ThạchHãn tỉnh Quảng Trị hiệu quả, thiết thực.2. Giới thiệu khu vực nghiên cứu và kết quảứng dụng mô hình MIKEa. Giới thiệu khu vực nghiên cứuHệ thống sông Thạch Hãn là hệ thống sông lớnnhất tỉnh Quảng Trị với diện tích lưu vực tương ứnglà 2.660 km2. Phần lớn các khu dân cư, kinh tế tậptrung, các khu hành chính của tỉnh đều nằm ở vùnghạ lưu sông và thường xuyên chịu uy hiếp của lũlụt. Để ứng phó với tình trạng mưa, lũ ở khu vực nàyTrung tâm KTTV quốc gia đã thiết lập một mạnglưới quan trắc KTTV trên hệ thống sông Thạch Hãnvới tổng số là 12 trạm, trong đó có 2 trạm khí tượng,9 trạm thủy văn, 1 trạm đo mưa (hình 1).Hình 1. Bản đồ vùng nghiên cứuNgười đọc phản biện: ThS. Võ Văn HòaNGHIÊN CỨU & TRAO ĐỔIb. Kết quả ứng dụng mô hình MIKE cho lưu vựcsông Thạch HãnVới mục tiêu là kết nối các mô hình, tạo nên mộtphần mềm hoàn thiện, đơn giản, dễ sử dụng,nhanh chóng phục vụ hữu ích trong công tác dựbáo tác nghiệp, bài báo đã tiến hành phân chia cácvùng ứng dụng mô hình tính, đảm bảo việc ứngdụng các mô hình một cách phù hợp cho kết quảdự báo là tốt nhất có thể. Cụ thể như hình 2, 3.Hình 2. Phạm vi các vùng áp dụng mô hình tínhtoán lũ, ngập lụt, các biên và điểm dự báoHình 3. Sơ đồ mô tả liên kết các mô hình1) Ứng dụng mô hình NAM tính toán dòng chảytừ mưa.Để đáp ứng yêu cầu đầu vào của mô hình Nam,dựa vào điều kiện địa lý tự nhiên, mạng lưới sôngngòi, mạng lưới trạm quan trắc KTTV trên lưu vực,tài liệu điều tra, khảo sát thu thập được. Lưu vựcsông Thạch Hãn được chia thành 11 tiểu lưu vực.Nghiên cứu đã sử dụng số liệu 12 trận lũ lớn trongquá khứ từ năm 2003 - 2011 để hiệu chỉnh, kiểmnghiệm mô hình tại trạm Đakrông và Đầu Mầu. Kếtquả hiệu chỉnh mô hình cho 2 vị trí Đăkrông và ĐầuMầu là tương đối tốt. Đối với quá trình lũ, chỉ tiêuchất lượng S/ V đạt trung bình 0,24, đỉnh lũ tínhtoán thường có xu hướng nhỏ hơn đỉnh lũ thực đo,sai số lưu lượng đỉnh lũ trung bình là 5,39%, thờigian xuất hiện đỉnh lũ giữa quá trình tính toán vàthực đo chênh lệnh từ 40’ – 2h. Nhìn chung, vớinhững trận lũ đơn, kết quả mô phỏng luôn tốt hơnnhững trận lũ kép nhiều đỉnh. Với bộ thông số tìmđược, kiểm định lại cho các trận lũ tại 2 vị tríĐăkrông và Đầu Mầu kết quả kiểm định cho thấycác thông số tìm được của mô hình khá ổn định đốivới từng lưu vực, các chỉ tiêu chất lượng đều đạt giớihạn cho phép.2) Ứng dụng mô hình Mike Flood tính toán dòngchảy lũ, ngập lụtDựa vào bản đồ hệ thống sông suối, hệ thốngsông Thạch Hãn được số hóa thành 8 đoạn sông và108 mặt cắt, trong đó: Sông Cam Lộ: 8 mặt cắt; sôngCánh Hòm: 14; sông Ô Giang: 7; sông Ô Lâu: 19;sông Thác Ma: 3; sông Thạch Hãn: 29; Tràn An Tiêm:5; sông Vĩnh Định: 23 mặt cắt. Với các biên đầu trênlà lưu lượng tại các trạm Đarkrông, Đầu Mầu, MỹChánh và biên dưới là mực nước triều tại trạmCửa Việt.Hình 4. Sơ đồ mạng thủy lực 1 chiềuĐể xác định miền tính 2 chiều cho vùng hạ lưusông Thạch Hãn nghiên cứu đã dựa trên bản đồđịa hình 1/25.000, bản đồ ngập lụt năm 1999 doUNDP xây dựng năm 2004 với vùng đệm rộng1km. Diện tích vùng tính ngập lụt được xác định là950km2, lưới tính toán là lưới tam giác, dạng phicấu trúc (FEM) với mỗi cạnh ô lưới trên khu vựcngập dao động từ 150 - 200 m, tại các vị trí có côngtrình như đường, cầu, lòng sông... mỗ ...