Hội thảo khoa học Quốc gia Khí tượng Thủy văn, Môi trường Biến đổi khí hậu lần thứ XVI SỬ DỤNG MÔ HÌNH MIKE11 DỰ BÁO LŨ ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG VÀ ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN Nguyễn Việt Hưng Đài Khí tượng Thủy văn Nam Bộ Diễn biến phức tạp lũ lụt đồng sông Cửu Long (ĐBSCL) gây nhiều hậu nghiêm trọng sống nhân dân vùng lũ, ảnh hưởng tới mục tiêu kinh tế - xã hội. Việc dự báo lũ lụt phục vụ cho công tác phòng chống tác hại ngập lụt sinh ra, phục vụ phát triển kinh tế xã hội ĐBSCL xa so với nhu cầu đòi hỏi cấp bách thực tế. Vì vậy, việc xây dụng phương án dự báo lũ khả thi bao gồm kết hợp phương pháp phân tích thống kê phương pháp mô hình thủy văn, thuỷ lực với chu trình khép kín tự động việc làm cấp thiết công tác dự báo lũ ĐBSCL. 1. Đặt vấn đề Cho tới thời điểm trước chuyển giao phầm mềm dự báo lũ vùng đồng sông Cửu Long ( ĐBSCL) Dự án WB4, công tác dự báo thuỷ văn Đài Khí tượng Thủy văn khu vực Nam Bộ (ĐKTTVNB) chủ yếu sử dụng phương pháp phân tích thông kê truyền thống. Các mô hình dự báo rời rạc theo lưu vực phận. Trong cần mô hình đại cho phép dự báo lũ toàn hệ thống có khả đồng thời tích hợp với dự báo mưa. Chưa có nghiên cứu tích hợp dự báo mưa dự báo lũ lưu vực sông, kéo dài thời gian dự báo nói chung không đạt mức đảm bảo yếu tố dự báo kể dự báo ngắn hạn. Thời gian gần đây, kể từ chuyển giao phầm mềm dự báo lũ dự án (MIKE), với nhiều lỗ lực dự báo viên ĐKTTVNB, số kết dự báo thủy văn ĐBSCL đạt sau: - Đã xây dựng công nghệ dự báo mưa trung hạn toàn lưu vực, thử nghiệm số mô hình nước ngoài, kết đạt cao. - Đã xây dựng công nghệ kết nối dự báo mưa với dự báo lũ kết nối dự báo lũ với điều hành hệ thống công trình phòng lũ cho hạ du. - Đã xây dựng xong phần mềm hỗ trợ dự báo thủy văn, số liệu đầu vào bao gồm số liệu dự báo mưa lưu vực từ mô hình dự báo mưa tòan cầu, số liệu dự báo biên biên cho mô hình số trị. Để giải toàn diện vấn đề nêu đạt kết tốt, cần có thên thời gian lực lượng dự báo viên đủ mạnh. Dưới báo trình bày việc sử dụng công nghệ mô hình dự báo lũ ĐBSCL dự án WB4, công việc thực để ứng dụng mô hình công dự báo nghiệp vụ. 112 Tập 2: Thủy văn - Tài nguyên nước, Biển, Môi trường Hội thảo khoa học Quốc gia Khí tượng Thủy văn, Môi trường Biến đổi khí hậu lần thứ XVI 2. Sử dụng mô hình MIKE11 dự báo lũ ĐBSCL 2.1. Xây dựng hiệu chỉnh mô hình Mô hình lũ ĐBSCL bao gồm toàn hệ thống sông kênh chính, ô tràn từ hạ lưu Kratie tới biển (xem Hình 1). Biên trên, sông Mekong Kratie, sông Sài Gòn sau hồ Dầu Tiếng, sông Đồng Nai ngã ba sông Đồng Nai sông Bé. Biên bao gồm cửa sông từ Hà Tiên tới sông Thị Vải. Nhập lưu khu tính từ mô hình mưa rào dòng chảy (NAM), dòng chảy nhập vào ô ruộng, sông kênh ( xem Hình 2). Hình 1: Mạng lưới thủy lực mô hình Hình 2: Phân vùng lưu vực mô hình NAM cho vùng ĐBSCL 2.2. Kết kiểm định mô hình Dùng mô hình khôi phục mùa lũ năm 2011. Trong toán khôi phục mùa lũ năm 2011 số liệu địa hình sông kênh, ô bao cập nhật tới thời điểm tại. Thời gian mô 1/07/ -31/12/ 2011. Tập 2: Thủy văn - Tài nguyên nước, Biển, Môi trường 113 Hội thảo khoa học Quốc gia Khí tượng Thủy văn, Môi trường Biến đổi khí hậu lần thứ XVI Kết khôi phục năm 2011. Hình 3: Mực nước tính toán thực đo trạm Tân Châu năm 2011 Hình 4: Mực nước tính toán thực đo trạm Châu Đốc năm 2011 Hình 5: Mực nước tính toán thực đo trạm Mỹ Thuận năm 2011 Hình 6: Mực nước tính toán thực đo trạm Cần Thơ năm 2011 Kết chạy mô lại dòng chảy lũ năm 2011 cho kết mô tương đối tốt. Với thông số mô hình tối ưu hóa thông qua việc chạy mô mùa lũ 2011, hoàn toàn sử dụng chúng cho công tác dự báo lũ lụt ĐBSCL mùa lũ tiếp theo. 3. Những công việc thực phục vụ chạy mô hình dự báo lũ ĐBSCL 3.1. Dự báo biên cho mô hình Biên thượng nguồn lưu lượng trung bình ngày năm, tùy theo diễn biến lũ năm trước nhận định mùa lũ năm tới thượng nguồn sông Đồng Nai ( Trị An, Dầu Tiếng, Vàm Cỏ Đông, Vàm Cỏ Tây) sông Cửu Long ( Kratie, CPC1, CPC2). Việc xác định điều kiện biên công việc quan trọng, ảnh hưởng 114 Tập 2: Thủy văn - Tài nguyên nước, Biển, Môi trường Hội thảo khoa học Quốc gia Khí tượng Thủy văn, Môi trường Biến đổi khí hậu lần thứ XVI tới kết dự báo mô hình tương đối lớn. Sơ đồ biên thượng nguồn mô hình thể Hình 1. Có biên Kratie, Trị An Dầu Tiếng quan trọng nhất. Ảnh hưởng nhiều tới kết dự báo mô hình phải kể tới biên Kratie. Mô hình NAM áp dụng dự báo lưu lượng tới Kratie (Hình 8), với số liệu mưa đầu vào từ dự báo mưa mô hình toàn cầu NOAA. Từ kết dự báo mưa này, tiến hành xây dựng phần mềm để xử lý số liệu mưa dự báo cho lưu vực nhỏ lưu vực sông Mekong ( 67 lưu vực) lưu vực nhỏ thuộc ĐBSCL (22 lưu vực, Hình 2, Hình Hình 8). Đối với biên Trị An Dầu Tiếng tiến hành dự báo theo lượng xả từ hồ chứa, lượng xả nhìn chung định, độ biến thiên nhỏ nên dễ dự báo. Hình 7: Phần mềm dự báo mưa lưu vực Mekong Hình 8: Mô hình mưa rào dòng chảy NAM Mekong 3.2. Dự báo biên cho mô hình Để dự báo biên hạ lưu cho mô hình dự báo lũ, mô hình Hydrogis sử dụng. Nhiều năm qua, sử dụng mô hình để dự báo lập bảng thủy triều trạm ảnh hưởng triều khu vực Nam Bộ, kết dự báo tốt. Tập 2: Thủy văn - Tài nguyên nước, Biển, Môi trường 115 Hội thảo khoa học Quốc gia Khí tượng Thủy văn, Môi trường Biến đổi khí hậu lần thứ XVI Trên sở tận dụng tối đa liệu có, liệu khí hậu mực nước gió cửa sông vùng cửa sông sông Nam Bộ xây dựng dựa vào số liệu thực đo trạm trạm gần cửa sông như: Vũng Tàu, Bến Trại, Vàm Kênh, An Thuận Bình Đại, Mỹ Thanh, Gành Hào, Ông Đốc, Xẻo Rô. Các trạm đo gió:trạm Bạch Hổ, Côn Đảo, Phú Quốc… Các chuỗi liệu mực nước nhiều năm có đủ tiêu chuẩn để xác định làm trơn trị số số điều hoà cho sóng triều, kể sóng triều chu kỳ dài năm chu kỳ ngắn khoảng 3-4 giờ. Có số liệu số điều hoà ổn định cho tất cửa sông, việc dự báo thành phần dao động mực nước thủy triều túy gây hoàn toàn thực được. Hình 9: Các điểm biên hạ nguồn (biên dưới) 4. Những định hướng phát triển Những công việc thực Đài KTTV Nam Bộ trình bày chưa mang tính chất tự động hoàn toán mà bán tự động, chưa khép kín. Phần dự báo biên đầu vào chạy mô hình dự báo tách nhau. Ngay mô hình NAM gồm mạng NAM, NAM cho vùng thượng nguồn Mekong ( từ Kratie trở lên) NAM cho ĐBSCL. Số liệu dự báo mưa đưa vào NAM thủ công… Vì vậy, để giải tồn cần có nghiên cứu tiếp theo, tập trung chủ yếu vào nội dung sau: - Sẽ kết hợp mô hình NAM kể thành - Số liệu dự báo mưa tự động đưa vào mô hình NAM phần mềm liên kết số liệu (tự xây dựng) - Mô hình NAM chạy tự động (theo thời gian cài sẵn) lưu lượng biên Kratie tự động liên kết vào mô hình MIKE11 trước thời gian dự báo viên chạy mô hình MIKE11 để dự báo lũ ĐBSCL. - Số liệu biên hạ du dự báo cho thời gian mùa lũ từ số liệu mô hình Hydrogis, cách làm giống lập bảng dự tính bảng thủy triều mà lâu Đài KTTV Nam Bộ làm. Sau hoàn tất công đoạn kể trên, việc chạy mô hình MIKE 11 để dự báo lũ ĐBSCL hoàn toàn khép kín tự động. 116 Tập 2: Thủy văn - Tài nguyên nước, Biển, Môi trường Hội thảo khoa học Quốc gia Khí tượng Thủy văn, Môi trường Biến đổi khí hậu lần thứ XVI 5. Kết luận kiến nghị - Kết luận: Trên giới có nhiều phương pháp dự báo lũ, dự báo theo phương pháp thống kê, thủy lực, hay kết hợp phương pháp lại với nhau, tùy thuộc vào trình độ chuyên môn, khả kinh tế đặc điểm tự nhiên lưu vực mà đưa phương pháp phù hợp. Đối với vùng hạ lưu sông Mekong , đặc biệt vùng ĐBSCL với địa hình phẳng, chế độ dòng chảy chịu ảnh hưởng cách trực tiếp từ thủy triều, đặc điểm dòng chảy ảnh hưởng triều việc ứng dụng mô hình thủy động lực học để diễn toán dự báo lũ lựa chọn có tính thuyết phục cao. - Kiến nghị: Độ tin cậy biên dự báo thượng lưu, biên triều hạ lưu đóng vai trò quan trọng, ảnh hưởng cách trực tiếp đến diễn biến lũ vùng nghiên cứu. Chính đánh giá, nâng cao độ xác toán dự báo biên, đóng phần quan trọng việc giảm sai số tăng thời gian dự báo. Việc cập nhật số liệu địa hình, sông kênh ô ruộng, hệ thống giao thông điều cần thiết nên làm theo thời gian, yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến phân bố, thời gian, cường suất lên, xuống lũ vùng nghiên cứu. Để hỗ trợ nhà quản lý định cách nhanh chóng kịp thời có lũ xảy ra, nhằm giảm nhẹ thiệt hại không mong muốn, kết dự báo cần cung cấp kịp thời, cập nhật số liệu trạm biên, trạm nội đồng, với thời gian nhanh nhất. Chính việc thiết lập hệ thống quan trắc tự động liên kết trực tiếp với mô hình, gửi trực tiếp số liệu theo thời gian thực, công nghệ phát triển nước có khoa học, kinh tế tiên tiến, ứng dụng ĐBSCL góp phần lớn việc giảm nhẹ thiên tai. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. DHI (2011), MIKE11 Model, User Guide. USING MIKE11 MODEL TO FORECAST FLOOD IN MEKONG DELTA AND DEVELOPMENT DIRECTION Nguyen Viet Hung Before the flood forecasting software for the Mekong River Delta is delivered in the WB4 project, hydrological forecasting in the Southern Regional Meteohydrological Center (ĐKTTVNB) was based on traditional statistical analysis methods. The forecasting models are still discrete parts in each basin. While we need a model that allows flood forecasting system and capable of simultaneous integration with rain forecasting. Without an intergration between rain forecast and flood forecast, it is not possible to extend forecast time, nor reaching a guaranteed forecast level. The application of hydrodynamic models, as well as associated models (or modules) to the block to calculate and forecast the flooding is one of persuasive options, then, running the hydraulic flood forecasting in the Mekong Delta will be completely self-contained and automatic. Tập 2: Thủy văn - Tài nguyên nước, Biển, Môi trường 117 . văn, Môi trường và Biến đổi khí hậu lần thứ XVI 112 Tập 2: Thủy văn - Tài nguyên nước, Biển, Môi trường SỬ DỤNG MÔ HÌNH MIKE11 DỰ BÁO LŨ ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG VÀ ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN. báo biên dưới cho mô hình Để dự báo biên hạ lưu cho mô hình dự báo lũ, mô hình Hydrogis đã được sử dụng. Nhiều năm qua, chúng tôi đã sử dụng mô hình này để dự báo và lập bảng thủy triều tại. văn, Môi trường và Biến đổi khí hậu lần thứ XVI Tập 2: Thủy văn - Tài nguyên nước, Biển, Môi trường 113 2. Sử dụng mô hình MIKE11 dự báo lũ ĐBSCL 2.1. Xây dựng và hiệu chỉnh mô hình Mô hình