Tác giả

Trần Thị Tuyết 1 , Nguyễn Thanh Thủy 2*

Đơn vị công tác

1 Viện Thủy điện và năng lượng tái tạo; trantuyettl96@gmail.com

2 Trường Đại học Thủy Lợi; thanhthuy_rt@tlu.edu.vn

*Tác giả liên hệ: thanhthuy_rt@tlu.edu.vn; Tel.: +84-366171387

Tóm tắt

Lũ lụt là loại hình thiên tai xảy ra phổ biến trên thế giới và ở Việt Nam với những thiệt hại đáng kể về người và tài sản. Bản đồ ngập lụt được coi là một công cụ hữu hiệu trong việc quản lý rủi ro ngập lụt và được xây dựng bằng nhiều phương pháp khác nhau. Trong đó, phương pháp mô phỏng bằng mô hình toán cho các trận mưa hay sự cố công trình với các tần suất khác nhau thường được sử dụng. Nghiên cứu đã tiến hành thu thập, tổng hợp và phân tích các nghiên cứu trong và ngoài nước về xây dựng bản đồ ngập lụt nói chung và có xét tới độ bất định nói riêng. Các nghiên cứu đều chỉ ra rằng việc đưa ra giải giá trị hay đánh giá độ bất định trong kết quả tính toán là rất cần thiết. Tuy nhiên, độ bất định trong xây dựng mô phỏng bản đồ ngập lụt chủ yếu được đề cập trong các nghiên cứu nước ngoài trong khi các nghiên cứu trong nước gần như không đề cập tới. Các nghiên cứu hiện nay chưa đánh giá ảnh hưởng của độ bất định trong thiết lập mô hình mưa thiết kế đến bản đồ ngập lụt.

Từ khóa

Bản đồ ngập lụt; Độ bất định; Mưa dòng chảy; Thủy lực; Mưa thiết kế.

Trích dẫn bài báo

Tuyết, T.T.; Thủy, N.T. Phân tích độ bất định trong xây dựng bản đồ ngập lụt dựa trên phương pháp mô phỏng. Tạp chí Khí tượng Thủy văn 2023, 750(1), 1-15. 

Tài liệu tham khảo

1. Bộ Tài nguyên và Môi trường. Kịch bản biến đổi khí hậu. Nhà xuất bản Tài nguyên – môi trường và bản đồ Việt Nam. 2021.

2. Getahun, Y.S.; Gebre, Y.S. Flood Hazard Assessment and Mapping of Flood Inundation Area of the Awash River Basin in Ethiopia using GIS and HEC-GeoRAS/HEC-RAS Model. J. Civil Environ. Eng. 2015, 5(04), 1–12.

3. Châu, T.K.; Lan, P.T.H. Ứng dụng mô hình thủy lực 1 & 2 chiều kết hợp xây dựng bản đồ ngập lụt hạ lưu hồ chứa Suối Mỡ. Tạp chí Khí tượng Thủy văn 2017, 676, 37–46.

4. Ngọc, N.B.; Ngữ, N.H.; Đức, T.T.; Quý, L.N.P. Sử dụng ảnh viễn thám giám sát lũ và đánh giá thiệt hại đến đất nông nghiệp tại huyện Quảng Điền, tỉnh Thừa Thiên Huế. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ 2019, 55(2), 154–163.

5. White, D.C.; Lewis, M.M. A new approach to monitoring spatial distribution and dynamics of wetlands and associated flows of Australian Great Artesian Basin springs using QuickBird satellite imagery. J. Hydrol. 2011, 408, 140–152.

6. Zhao, B.; Yan, Y.; Guo, H.; He, M.; Gu, Y.; Li, B. Monitoring rapid vegetation succession in estuarine wetland using time series MODIS-based indicators: An application in the Yangtze River Delta area. Ecol. Indic. 2009, 9(2), 346–356.

7. Toàn, N.T.; Châu, T.K.; Tâm, D.T.; Linh, N.H. Ứng dụng công nghệ viễn thám xây dựng bản đồ ngập lụt cho khu vực sông Bùi trong trận lũ lịch sử 2018. Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Thủy lợi và Môi trường 2019, 66, 81–87.

8. Luân, N.T.; Hùng, N.T.; Cương, V.Đ.; Huyền, N.T.; Sơn, P.Q. Nghiên cứu thành lập bản đồ ngập lụt từ ảnh viễn thám Radar áp dụng cho hạ lưu lưu vực sông Trà Khúc, sông Vệ, tỉnh Quảng Ngãi. Tạp chí Khoa học Và Công nghệ Thủy lợi 2017, 39, 1–8.

9. Moel, H.D. Uncertainty in Flood Risk. PhD Thesis - Research and graduation internal, Vrije Universiteit Amsterdam, 2012.

10. Walker, W.; Rotmans, J.; Janssen, P. Defining Uncertainty: A Conceptual Basis for Uncertainty Management in Model-Based Decision Support. Integr. Assess. 2003, 4, 4–17.

11. Mandal, S.; Choudhury, B.U. Estimation and prediction of maximum daily rainfall at Sagar Island using best fit probability models. Theor. Appl. Climatol. 2015, 121, 87–97.

12. Kumar, A. Prediction of annual maximum daily rainfall of Ranichauri (Tehri Garhwal) based on probability analysis. Indian J. Soil Conserv. 2000, 28, 178–180.

13. Amin, M.T.; Izwan, M.; Alazba, A.A. A best-fit probability distribution for the estimation of rainfall in northern regions of Pakistan. Open Life Sci. 2016, 11(1), 432–440.

14. Eslamian, S.S.; Feizi, H. Maximum monthly rainfall analysis using L-moments for an arid region in Isfahan Province, Iran. J. Appl. Meteorol. Climatol. 2007, 46(4), 494–503.

15. Bhakar, S. Probability analysis of rainfall at Kota. Indian J. Agric. Res. 2008, 42(3), 201–206.

16. Şen, Z.; Eljadid, A.G. Distribution statistique et prédétermination des pluies mensuelles en Libye. Hydrol. Sci. J. 1999, 44(5), 665–680.

17. Hancock, G.R. The use of digital elevation models in the identification and characterization of catchments over different grid scales. Hydrol. Processes 2005, 19(9), 1727–174.

18. Marks, K.; Bates, P. Integration of high‐resolution topographic data with floodplain flow models. Hydrol. Processes 2000, 14, 2109–2122.

19. Tate, E.C.; Maidment, D.R.; Olivera, F.; Anderson, D.J. Creating a Terrain Model for Floodplain Mapping. J. Hydrol. Eng. 2002, 7, 100–108.

20. Merwade, V.; Olivera, F.; Arabi, M.; Edleman, S. Uncertainty in Flood Inundation Mapping: Current Issues and Future Directions. J. Hydrol. Eng. 2008, 13(7), 608–620.

21. Yilmaz, M.; Usul, N.; Akyurek, Z. Modeling the Propagation of DEM Uncertainty in Flood Inundation. Proceeding of the 24th Annual ESRI International User Conference, San Diego, 2004.

22. Philip, G.M.; Watson, D.F. A precise method for determining contoured curfaces, Aust. Pet. Explor. Assoc. J. 1982, 22, 205–212.

23. Dierckx, P. Curve and surface fitting with splines. 1995.

24. Isaaks, E.H.; Sirivastava, R.M. Applied geostatistics. New York, Oxford University Press, 1989, pp. 561.

25. Merwade, V.M.; Maidment, D.R.; Goff, J.A. Anisotropic considerations while interpolating river channel bathymetry. J. Hydrol. 2006, 331(3–4), 731–741.

26. Tarboton, D.G. A new method for the determination of flow directions and upslope areas in grid digital elevation models. Water Resour. Res. 1997, 33(2), 309–319.

27. Warren, S.D.; Hohmann, M.G.; Auerswald, K.; Mitasova, H. An evaluation of methods to determine slope using digital elevation data. Catena 2004, 58(3), 215–233.

28. Singh, V.P. Effect of spatial and temporal variability in rainfall and watershed characteristics on streamflow hydrograph. Hydrol. Process. 1997, 11, 1649–1669.

29. Hunter, N.M.; Bates, P.D.; Horritt, M.S.; Wilson, M.D. Simple spatially-distributed models for predicting flood inundation: A review. Geomorphology 2007, 90(3–4), 208–225.

30. Wurbs, R.A. Computer Models for Water-Resources Planning and Management: National Study of Water Management. 1994.

31. Bates, P.D; De Roo, A.P.J. A simple raster-based model for flood inundation simulation. J. Hydrol. 2000, 236(1–2), 54–77.

32. Morales-Hernández, M.; García-Navarro, P.; Burguete, J.; Brufau, P. A conservative strategy to couple 1D and 2D models for shallow water flow simulation. Computers Fluids. 2013, 81, 26–44.

33. Crowder, D.W.; Diplas, P. Using two-dimensional hydrodynamic models at scales of ecological importance. J. Hydrol. 2000, 230, 172–191.

34. Aronica, G.; Hankin, B.; Beven, K. Uncertainty and equifinality in calibrating distributed roughness coefficients in a flood propagation model with limited data. Adv. Water Resour. 1998, 22(4), 349–365.

35. French, J.R.; Clifford, N.J. Hydrodynamic modelling as a basis for explaining estuarine environmental dynamics: Some computational and methodological issues, Hydrol. Processes 2000, 14(11–12), 2089–2108.

36. Chow, V.Te.; Maidment, D.R.; Mays, L.W. Applided hydrology. 1988.

37. Del Giudice, D.; Honti, M.; Scheidegger, A.; Albert, C.; Reichert, P.; Rieckermann, J. Improving uncertainty estimation in urban hydrological modeling by statistically describing bias. HESS. 2013, 10(7), 4209–4225.

38. Reinstaller, S.; Krebs, G.; Pichler, M. Identification of High-Impact Uncertainty Sources for Urban Flood Models in Hillside Peri-Urban Catchments. Water 2022, 14(12), 1–25.

39. Willis, T.; Wright, N.; Sleigh, A. Systematic Analysis of Uncertainty in 2D Flood Inundation Models. Environ. Model. Softw. 2019, 122, 104520.

40. Muleta, M.K.; McMillan, J.; Amenu, G.G.; Burian, S.J. Bayesian Approach for Uncertainty Analysis of an Urban Storm Water Model and Its Application to a Heavily Urbanized Watershed. J. Hydrol. Eng. 2009, 18(10), 1992.

41. Pang, B.; Shi, S.; Zhao, G.; Shi, R.; Peng, D.; Zhu, Z. Uncertainty assessment of urban hydrological modelling from a multiple objective perspective. Water 2020, 12(5), 1393.

42. Kobarfard, M.; Fazloula, R.; Zarghami, M.; Akbarpour, A. Evaluating the uncertainty of urban flood model using glue approach. Urban Water J. 2022, 19(6), 600–615.

43. Winter, B.; Schneeberger, K.; Huttenlau, M.; Stötter, J. Sources of uncertainty in a probabilistic flood risk model. Nat. Hazards 2018, 91(2), 431–446.

44. I.A.C. on Waster Data (IACWD). Guidelines for determining flood flow frequency, Bulletin 17B of the Hydrology Subcommittee. 1982.

45. England, J.F.; Salas, J.D.; Jarrett, R.D. Comparisons of two moments-based estimators that utilize historical and paleoflood data for the log Pearson type III distribution. Water Resour. Res. 2003, 39(9), 1243.

46. Griffi, V.W.; Stedinger, J.R. Evolution of Flood Frequency Analysis with Bulletin 17. J. Hydroinf. 2007, 12, 283–297.

47. Huang, Y.F.; Mirzaei, M.; Amin, M.Z.M. Uncertainty Quantification in Rainfall Intensity Duration Frequency Curves based on Historical Extreme Precipitation Quantiles. Procedia Eng. 2016, 154, 426–432.

48. Wang, Y. Numerical Improvements for Large-Scale Flood Simulation. PhD thesis, 2011.

49. Pappenberger, F.; Beven, K.; Horrit, M.; Blazkova, S. Uncertainty in the calibration of effective roughness parameters in HEC-RAS using inundation and downstream level observations. J. Hydrol. 2005, 302(1–4), 46–69.

50. Oubennaceur, K.; Chokmani, K.; Nastev, M.; Tanguy, M.; Raymond, S. Uncertainty Analysis of a Two-Dimensional Hydraulic Model. Water 2018, 10(3), 272.

51. Khoi, D.N.; Thom, V.T. Parameter uncertainty analysis for simulating streamflow in a river catchment of Vietnam. Glob. Ecol. Conserv. 2015, 4, 538–548.

52. Phuong, C.T.; Ball, J.E.; Hung, D.N. Uncertainty estimation using the Glue and Bayesian approaches in flood estimation: A case study - Ba river, Vietnam. Water J. 2018, 10(11), 1641.

53. Duong, V.N.; Gourbesville, P. Model Uncertainty in Flood Modelling. Case Study at Vu Gia Thu Bon Catchment – Vietnam. Procedia Eng. 2016, 154, 450–458.

54. Hùng, L.T. Nghiên cứu sự lan truyền sóng lũ tới hạ lưu công trình trong tình huống vỡ đập vòm Nậm Chiến bằng mô hình toán. Tạp chí Khoa học và Công nghệ Thủy lợi 2017, 38, 1–8.