Luan an TS O V O T O T N U N V M TR N V ỆN O Ọ TƢ N T Ủ V N V N Ổ U O N T Ị N U ỆT M N N ÊN ỨU Ơ SỞ O Ọ V Ề XUẤT Ả P ÁP T ÊU ÚN , T OÁT LŨ SÔN P N LỒ huyên ngành Thủy văn học M s 62440224 TÓM TẮT LU N[.]
O V ỆN V O Ọ OT O T TƢ N T Ủ N U V NV NV M N Ổ TR N U O N T Ị N U ỆT M N N ÊN ỨU Ơ SỞ O Ọ V Ề XUẤT Ả P ÁP T ÊU ÚN , T OÁT LŨ SÔN P N LỒ huyên ngành: Thủy văn học M s : 62440224 TĨM TẮT LU N ÁN T Hµ néi - 2014 e N SĨ Ị LÝ ơng trình hoàn thành tại: VIỆN KHOA HỌ TƢ NG THỦ V N V N ỔI KHÍ H U Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS TS Lã Thanh Hà oàng Minh Tuyển PGS TS Phản biện 1: PGS TS Ngô Lê Long Trƣờng ại học Thủy lợi Phản biện 2: PGS TS Nguyễn Thanh Sơn Trƣờng ại học Phản biện 3: TS Nguyễn Trung tâm hoa học Tự nhiên iên Dũng hí tƣợng Thủy văn qu c gia Luận án đƣợc bảo vệ hội đồng chấm luận án cấp Viện họp Viện hoa học Vào hồi hí tƣợng Thủy văn iến đổi khí hậu: giờ, ngày tháng năm ó thể tìm hiểu luận án thƣ viện: - Thƣ viện Qu c gia Việt Nam - Thƣ viện Viện hoa học hí tƣợng Thuỷ văn iến đổi khí hậu e MỞ ẦU L lựa chọn đề tài Sông Phan – Cà Lồ (PCL) sông nhánh sông Cầu chảy qua địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc TP Hà Nội, theo nhà thủy văn, thủy lợi sơng đặc thù hệ thống sơng ngịi Việt Nam vì: 1) N mang dấu ấn lịch sử sông phân chậm lũ nước ta; 2) Là sơng có độ uốn khúc lớn nhất; 3) Tuy sông không lớn chảy qua dạng địa hình miền núi, trung du đồng bằng; 4) Lưu vực sơng có tốc độ thị hóa vào loại mạnh mẽ nước ta; 5) Là khu vực tưới, tiêu phức tạp Vào năm đầu kỷ 20 (năm 1918-1919) để bảo vệ Thành phố Hà Nội khỏi trận lũ lớn hệ thống sông Hồng, sông Phan – Cà Lồ dùng làm nơi phân chậm lũ Nhưng hiệu phân chậm lũ khơng cao mà cịn gây ngập lụt nên sau cửa phân lũ bịt kín nên sơng Cà Lồ khơng cịn nối với sơng Hồng Sơng Phan - Cà Lồ trở thành lưu vực sơng có dạng khép kín với cửa đ vào sơng Cầu Những năm gần đây, thiên tai bão lũ xảy với tần số cường độ ngày tăng dẫn đến tình hình úng ngập khu vực n i riêng tồn lưu vực sơng Phan – Cà Lồ ngày nhiều Bên cạnh đ , lưu vực sông Phan - Cà Lồ nằm vùng kinh tế trọng điểm Bắc Bộ Do vậy, để đảm bảo phát triển kinh tế - xã hội theo định hướng bền vững lưu vực, vấn đề tiêu úng, lũ t ng thể lưu vực sơng trở nên cấp bách hết Trước bối cảnh đ , đề tài luận án “Nghiên cứu sở khoa học đề xuất giải pháp tiêu úng, lũ sơng Phan- Cà Lồ” lựa chọn nhằm tiếp cận giải vấn đề tiêu úng, thoát lũ t ng thể lâu dài lưu vực sông Phan- Cà Lồ Mục tiêu phƣơng pháp nghiên cứu luận án Mục tiêu nghiên cứu luận án là: - Xác lập sở khoa học thực tiễn nhằm làm rõ tính đặc thù lưu vực sơng Phan - Cà Lồ để phân tích nguyên nhân hình thành diễn biến ngập úng; - ề xuất giải pháp tiêu úng lũ sơng Phan - Cà Lồ phục vụ phát triển kinh tế - xã hội bảo vệ môi trường theo hướng phát triển bền vững lưu e vực sông n p pn n u iều tra khảo sát thực địa; phân tích thống kê; mơ h nh h a thủy văn thủy lực kết hợp với công cụ S; chuyên gia tham vấn cộng đồng; phân tích hệ thống i tƣợng phạm vi nghiên cứu luận án ối tượng nghiên cứu luận án tiêu úng lũ lưu vực sơng Phan - Cà Lồ ứng với điều kiện cụ thể theo phương án khác Phạm vi nghiên cứu khơng gian tồn lưu vực sơng Phan - Cà Lồ với t ng diện tích lưu vực 1229 km2 Những đóng góp luận án 1) Làm rõ tính đặc thù lưu vực sông Phan - Cà Lồ tác động người ảnh hưởng đến trình hình thành – diễn biến ngập úng lưu vực tạo sở khoa học để lựa chọn đề xuất giải pháp tiêu úng, thoát lũ phù hợp; 2) ề xuất quy trình vận hành tiêu úng lũ khả thi điểm kiểm soát nhằm vận hành hệ thống cơng tr nh tiêu úng lũ lưu vực, từ đ làm sở cho công tác quy hoạch phịng chống lũ t ng thể hệ thống sơng Phan - Cà Lồ ấu tr c luận án Ngoài phần mở đầu kết luận, luận án bố cục thành Chương: hương 1: T ng quan nghiên cứu tiêu úng, thoát lũ giới nước hương 2: Phân tích nguyên nhân úng ngập đánh giá khả tiêu úng thoát lũ sông Phan – Lồ hương 3: ác lập sở khoa học cho việc đề xuất giải pháp tiêu úng, lũ sơng Phan – Lồ hương 4: ề xuất giải pháp tiêu úng lũ sơng Phan – Lồ hƣơng TỔN QU N VỀ N TRÊN T ÊN ỨU T ÊU ÚN , T OÁT LŨ Ớ V TRON NƢỚ 1.1 Tình hình nghiên cứu tiêu, thoát lũ giới Những năm gần đây, lũ lụt ngày tăng tần số lẫn cường độ gây thiệt hại nghiêm trọng đến nước giới Lũ lớn điển hình số e quốc gia Trung Quốc, trận lũ 1998 làm 3000 người chết, thiệt hại khoảng 21 tỉ US , lũ lớn sông Lan, trận lụt tháng ương Tử năm 2010 làm 4150 người thiệt mạng; Thái /1995 lưu vực sông Chao Phraya gây ngập 60.000 ha, thiệt hại 11.858 triệu baht, đặc biệt trận lũ lịch sử năm 2011 gây thiệt hại hàng tỉ US ; ăngladesh, trận lụt 1998 làm 738 người chết, t ng thiệt hại 1,0 tỉ USD; Hà Lan, trận lụt lớn năm 1995 gây thiệt hại hàng trăm triệu USD Phòng chống lũ giới tiến tới quản lý t ng hợp c nghĩa bao gồm tất hoạt động lĩnh vực liên quan nhằm giảm thiểu tối đa tác hại lũ Theo quan điểm phòng chống lũ xét từ trước xảy lũ, lũ xảy sau lũ hết Các biện pháp công tr nh, phi công tr nh nhiều nước giới áp dụng Tuỳ theo điều kiện cụ thể vùng cho phát huy tính hiệu lớn Phịng chống lũ để hạn chế thiệt hại tới mức thấp mặt kinh tế, xã hội người Do vậy, dùng giải pháp mà phải kết hợp số giải pháp với ồng thời tuỳ thuộc vào điều kiện tự nhiên cụ thể tr nh độ phát triển kinh tế, xã hội khoa học công nghệ quốc gia, lưu vực sông từ đ lựa chọn giải pháp phù hợp 1.2 Tình hình nghiên cứu nƣớc Nghiên cứu tiêu thoát lũ nước ta tập trung nghiên cứu nguyên nhân hình thành, diễn biến lũ lụt sông, ảnh hưởng n đến kinh tế xã hội, giải pháp tiêu thoát lũ nhiều nghiên cứu lũ lụt thực hệ thống sơng Hồng, sơng Thái Bình, sơng Cửu Long sông lớn miền Trung, đ tập trung nghiên cứu nhiều hệ thống sơng Hồng - Thái Bình Nghiên cứu ngập ng lũ lƣu vực sơng Phan- Lồ Các nghiên cứu thực với nỗ lực tìm lời giải việc phịng, chống, khắc phục tác hại ngập úng gây lưu vực chưa c phương án giải mang tính triệt để tồn lưu vực sơng Phan – Cà Lồ từ thượng lưu đến hạ lưu khu vực nhập lưu với sông Cầu Nguyên nhân hạn chế do: - hưa c phối hợp đầu tư nghiên cứu địa phương: Tỉnh Vĩnh Phúc đầu tư nghiên cứu phần thượng lưu phần hạ lưu lại Hà Nội thực e Mặt khác, hai huyện S c Sơn ông nh thuộc Hà Nội định hướng phát triển thành khu du lịch sinh thái nên việc giải vấn đề úng ngập chưa quan tâm - Các nghiên cứu trước chưa đề cập tới việc phối hợp vận hành hệ thống cơng trình c lưu vực Các quy hoạch tiêu thoát nước thực dựa lực hoạt động hệ thống cơng trình tiêu nước đề xuất cải tạo nâng cấp hệ thống tiêu thoát có, cịn mang tính định hướng nhiều - Mặt khác, chế độ dịng chảy sơng phức tạp, ngập úng xảy thường xuyên, quan niệm sông Phan - Cà Lồ sông nhỏ nội tỉnh, không ảnh hưởng nhiều đến lưu vực xung quanh nên việc đầu tư nghiên cứu cho lưu vực sơng cịn hạn chế 14 ƣớng nghiên cứu luận án - Phân tích làm rõ nguyên nhân gây ngập úng lũ lụt lưu vực; - ánh giá trạng ngập úng lưu vực sông, đặc biệt trận lũ lịch sử 2008 thời gian ngập, diện ngập, phạm vi ngập úng, từ đ đưa hướng nghiên cứu giải toán ngập úng cho lưu vực; - Xây dựng lựa chọn phương án tính tốn dựa toán trạng nguyên nhân gây ngập úng, điều kiện ràng buộc kết hợp với tình hình thực tế thực để giảm thiểu ngập úng lưu vực - Lựa chọn, ứng dụng cơng cụ mơ hình tốn phù hợp việc diễn tốn lũ lưu vực Áp dụng tính toán theo phương án khác nhau, dựa vào kết tính tốn phân tích đánh giá hiệu phương án, từ đ đề xuất giải pháp tiêu úng cụ thể cho lưu vực sông - ề xuất quy trình vận hành hệ thống tiêu gồm cơng tr nh đầu mối, hệ thống trạm bơm, cống điều tiết, kênh tiêu thoát nước với trận lũ năm 1978 15 ết luận Chƣơng hương Luận án đánh giá lại t nh h nh lũ lụt nghiên cứu c lưu vực sông Phan - Cà Lồ, kết hợp với biện pháp tiêu thoát ngập úng nước giới nước để từ đ làm sở cho chương lựa chọn giải pháp khoa học phù hợp hiệu tiêu ngập úng lưu vực sơng Phan- Cà Lồ e Chƣơng P ÂN T ẢN N 2.1 N U ÊN N ÂN ÚN T ÊU ÚN LỤT V T ỐT LŨ Ủ SƠN ÁN PHAN – Á LỒ iới thiệu lƣu vực sông Phan - Lồ Lưu vực sông Phan - Cà Lồ có t ng diện tích lưu vực 1229 km2 đ lưu vực sông Phan 348 km2, lưu vực sông Cà Lồ 881 km2 Lưu vực bao gồm phần lớn diện tích tự nhiên tỉnh Vĩnh Phúc (gồm huyện Bình Xuyên, Tam ương, TP Vĩnh ên, Vĩnh Tường, Yên Lạc) với diện tích 733 km2 phần lưu vực thuộc Hà Nội (bao gồm thị xã Mê Linh, huyện ông nh S c Sơn) với diện tích 496 km2 22 iện trạng cơng trình tiêu nƣớc 1) Về cơng tr nh đầu mối tiêu cho tồn lưu vực theo truyền thống tiêu tự chảy, với trục tiêu sơng Cà Lồ hướng tiêu sông Cầu 2) Về công tr nh tiêu thoát nước nội đồng, lưu vực sông Phan Cà Lồ, đến xây dựng nhiều cơng tr nh tiêu nước nội đồng Tuy nhiên, tất đảm nhiệm phần nhiệm vụ tiêu thoát nước vùng canh tác bị ngập úng hàng năm lưu vực sông Phan - Cà Lồ Phân tích nguyên nhân ng, ngập lƣu vực sơng Có nhiều ngun nhân gây úng ngập lưu vực sơng, song n i trội có nguyên nhân là: 1) ặc điểm địa h nh, 2) ặc điểm mưa lũ, 3) Lòng dẫn c độ uốn khúc lớn, 4) Ảnh hưởng nước vật sông từ sơng Cầu, 5) Khả tiêu úng, lũ trạng Phƣơng pháp giải toán ng ngập Lưu vực sơng Phan – Cà Lồ có diện tích nhỏ, gồm sơng nhánh c địa hình phức tạp, bao gồm địa hình miền núi, trung du, đồng ể giải toán tiêu thoát lũ cần kết hợp mơ hình thuỷ văn, thuỷ lực chiều, chiều Từ mục tiêu đặt lưu vực nghiên cứu, Luận án lựa chọn phần mềm M KE dùng để tính tốn thủy văn, thủy lực xây dựng đồ ngập lụt lưu vực Tính tốn thuỷ văn Áp dụng cơng cụ kỹ thuật GIS lưu vực sông Phan – Cà Lồ chia thành 12 tiểu lưu vực phận Tiến hành hiệu chỉnh kiểm định trạm Phú ường làm sở cho việc tính tốn lưu lượng từ mưa lưu vực khác cụ thể: Năm hiệu chỉnh: 1966, 1968, 1969, 1971, 1972; năm kiểm định: Mùa lũ e năm 1973, 1975 Tính tốn thuỷ lực Dựa tài liệu địa hình, mặt cắt sông mạng lưới sông vùng nghiên cứu tiến hành số hố mạng lưới mơ hình MIKE11 Mạng lưới số hoá với 3960 điểm số hoá, 418 mặt cắt tr nh bày H nh 2.1 - iên trên: Quá tr nh lưu lượng trạm phía thượng nguồn cụ thể sơng Phan An Hạ; sông Cầu Tôn cầu Gốc Gạo, sơng Tranh cầu Lắm Pó, sơng Ba Hanh cầu tỉnh lộ 310, sông Cầu trạm thuỷ văn ia ảy; - Biên nhập lưu: Quá tr nh lưu lượng (Q ~ t) 12 tiểu lưu vực; biên dưới: Quá trình mực nước (H~ t) trạm Phả Lại; biên kiểm tra: Trạm Mạnh Tân Lương Phúc Kết tính tốn hiệu chỉnh (từ 1/V /2006 đến 31/IX/2006) kiểm định mơ hình (từ 1/V /2008 đến 31/IX/2008) hai trạm Mạnh Tân Lương Phúc tốt ường tr nh lũ thực đo tính tốn c đồng với hình dạng trị số đỉnh, đ hệ số tương quan 0.9 sai số trị số đỉnh phạm vi 0.01 đến 0.06, hàm mục tiêu N SH nằm giới hạn cho phép (≥ 0.8) Hình 2.1 Các biên mơ hình thuỷ lực sông Phan – Cà Lồ e Kết tốn úng ngập trạng năm 2008 Kết tính toán ảng 2.1 H nh 2.2 cho thấy, diện tích úng ngập lưu vực sơng tập trung độ sâu ngập m (245,394 km 2) Khả tiêu diện tích ngập sau ngày tất cấp độ sâu ngập tr mức cao 20 km2 Kết tính tốn hoàn toàn phù hợp với số liệu thống kê t nh hình diễn biến lũ lụt địa bàn tỉnh trận lũ năm 2008 Bảng 2.1 Diện tích ngập theo cấp độ sâu ngập trận lũ cuối tháng X/2008 Tổng diện tích ngập, km2 ấp độ sâu ngập 1.0m 245.394 Hình 2.2 Bản đồ ngập lụt lưu vực sông PCL trận lũ tháng X/2008 25 ết luận Chƣơng Trong chương 2, Luận án giới thiệu t ng quan lưu vực sông nghiên cứu Trên sở phân tích t nh h nh lũ lụt lưu vực sơng, từ đ phân tích làm rõ nguyên nhân ngập úng lưu vực, đồng thời nguyên nhân gây ngập úng để đề xuất hướng giải cụ thể Luận án e sử dụng công cụ mơ hình mơ tình hình ngập úng trận lũ 2008, để kiểm định thông số tính khả thi mơ hình áp dụng chương sau hƣơng XÁ L P Ơ SỞ Ề XUẤT O Ọ V T Ự T ỄN Ả P ÁP T ÊU ÚN , T OÁT LŨ LƢU VỰ SÔNG PHAN – 31 OV Ệ LỒ sở đề xuất giải pháp tiêu ng, thoát lũ lƣu vực sông PCL Nguyên tắc chung: 1) em xét lưu vực sông Phan – Cà Lồ hệ thống t ng thể thống nhất; 2) Giải pháp tiêu úng thoát lũ thực đồng thời hỗ trợ cho nhau; 3) cần xem xét mối quan hệ lũ đồng ngồi sơng; 4) Các giải pháp tiêu úng, lũ phải phù hợp với tính chất điển hình lưu vực Phân vùng tiêu lũ cho lƣu vực sơng Phan - Lồ a) Phân chia vùng tiêu: Lưu vực sông Phan - Cà Lồ chia vùng tiêu (Hình 3.1) bao gồm: * Vùng I: Ranh giới phía Tây đê tả sơng Ph sơng Hồng, phía áy, phía Nam đê tả ông kênh ến Tre đến ầm Vạc; diện tích 236,3 km2; lịng dẫn nước sông Phan từ cống điều tiết Thụy ên (SP02) đến sau ầm Vạc (SP30) * Vùng II: Ranh giới phía Tây đê tả sơng Ph áy, kênh ến Tre, phía ơng đường phân lưu vực sơng Cầu Tơn, phía Nam phân lưu sơng Lồ tính đến ngã sông Cầu Tôn - sông Tranh diện tích 111,2 km2; lịng dẫn nước kênh Bến Tre qua ầm Vạc vào sông Phan * Vùng : Là lưu vực sông nhánh sườn Tam ảo sông Cà Lồ gồm lưu vực sông Cầu Tôn - sơng Tranh, sơng a Hanh sơng ồng ị; diện tích 307,4 km2; lịng dẫn sơng nhánh đ vào sơng Cà Lồ * Vùng IV: Ranh giới phía Bắc vùng II III, phía Tây vùng I, phía Nam đê tả sơng Hồng, phía Tây Nam giới hạn đê tả sông Cà Lồ Cụt tính đến Cầu n Phương, diện tích 77,6 km2; lịng dẫn nước sơng Cà Lồ sơng Cà Lồ Cụt * Vùng tiêu V: Ranh giới phía Tây giới hạn vùng tiêu III, IV, phía e trì mức cao +9,6 m gây úng ngập huyện Vĩnh Tường phần huyện Yên Lạc, khả tiêu thoát chậm sau ngày diện ngập rút 0,32 km2 Vùng II, t ng lượng nước cần tiêu thoát 3,57 x106 m3 tập trung chủ yếu Thành phố Vĩnh ên Với hệ thống cơng trình có vùng khơng đáp ứng đủ khả tự tiêu thoát tiêu thoát chậm Vùng III, t ng lượng nước cần tiêu thoát 34,36 x106 m3, tập trung chủ yếu khu vực nối sông Cầu Tơn – Ba Hanh thuộc huyện Bình Xun thị xã Phúc Yên Vùng IV, t ng lượng nước cần tiêu thoát 21,74 x106 m3, tập trung phần huyện Yên Lạc khu vực gần sông Cà Lồ (tỉnh Vĩnh Phúc); khu vực có khả tiêu khơng n định Hình 3.2 Bản đồ ngập lụt lưu vực Sông Phan – Cà Lồ, PAHT 3.4.2 Phương án - Cắt dòng sông Cà Lồ đoạn hạ lưu Luận án lựa chọn đề xuất trường hợp (TH) nắn dòng theo thứ tự cắt dòn để nắn thẳng dần khu vực hạ lưu đ vào sông Cầu 11 e TH1: Cắt đoạn cong từ Uỷ ban xã Xuân Thu (thuộc địa phận thôn Xuân ương) đến Kim Lũ Thượng (thuộc địa phận thôn Kim Lũ Thượng, xã Kim Lũ; TH2: Cắt đoạn cong từ Uỷ ban xã Xuân Thu (thuộc địa phận thôn uân ương) đến nh iên Lộc (thuộc địa phận thơn Diên Lộc, xã Tam Giang); TH3: Cắt dịng giống trường hợp cắt dòng b sung cắt đoạn cong nối từ nh iên Lộc đến Xuân Tảo thuộc địa phận thôn Diên Lộc, xã Tam Giang; TH4: Cắt đoạn cong từ Uỷ ban xã Xuân Thu (thuộc địa phận thôn uân ương) đến đ nh iên Lộc đ nh iên Lộc đến Xuân Tảo (địa phận thôn Diên Lộc, xã Kim Lũ) Bảng 3.3 ánh giá tác động trường hợp cắt dịng đến chiều dài sơng diện tích ảnh hưởng lũ Trƣớc ác đặc trƣng so cắt sánh dòng Trƣờng Trƣờng Trƣờng Trƣờng hợp hợp hợp hợp 3046 2857 2551 2357 483 672 978 1172 14,75 11,68 7,69 4,62 11,45 14,52 18,51 21,58 iện tích chịu ảnh hưởng trực tiếp 3529 lũ (ha) Tác động diện tích ảnh hưởng lũ (ha) hiều dài sông (km) 26,2 Tác động chiều dài sơng (km) Bảng 3.4 Diện tích ngập lớn hiệu tiêu thốt, PA1-TH4 Diện tích ngập lụt vùng (km2) ặc trƣng ộ sâu ngập (m) Lượng lũ tiêu thoát I II III IV 1 18,78 4,12 23,21 28,02 46,59 120,7 T ng cộng 30,11 7,23 68,28 47,59 68,92 222,11 0,85 0,05 0,08 0,59 20,58 22,14 4,3 2,7 19,1 106 m3 So với trạng (%) 12 e 1,5 0,2 56,2 Các kết tính tốn cho thấy, nh n chung mực nước sông trường hợp hầu hết giảm nhẹ ét hiệu sử dụng đất, trường hợp lựa chọn v mang lại hiệu sử dụng đất trường hợp cịn lại ( ảng 3.3) Dựa kết tính tốn diện tích ngập lớn hiệu tiêu (Bảng 3.4) thấy hạ lưu sông Cà Lồ lượng úng ngập giảm đáng kể, tập trung chủ yếu khu vực hạ lưu dòng sông Lồ đ vào sông Cầu Tuy nhiên, khu vực thuộc huyện Yên Lạc (vùng IV), hạ lưu sông nhánh (vùng huyện Vĩnh Tường khu vực hữu sông Phan (vùng I), thành phố Vĩnh ), ên úng ngập trải diện rộng 3.4.3 Phương án – Cải tạo lịng dẫn số đoạn sơng vùng trung lưu Thực biện pháp nạo vét lịng: Sơng Phan, từ mặt cắt SP08 đến mặt cắt SP35 với t ng chiều dài 48 km, chiều sâu nạo vét bình quân 0,7 m; nạo vét sông Cà Lồ cụt 10 km, chiều sâu nạo vét bình quân m; nạo vét đoạn nối sông Cầu Tôn -Tranh - Ba Hanh với t ng chiều dài 26,7 km với chiều sâu m Kết tính tốn thủy lực: Mặc dù đoạn dịng sơng Cà Lồ ảnh hưởng từ phía thượng lưu dịng chảy khơi thơng mực nước sơng hầu hết vị trí giảm từ cm đến 15 cm so với phương án cắt dịng Kết tính tốn diện tích ngập theo cấp độ sâu lượng lũ tiêu thoát tr nh bày ảng 3.5 ảng 3.5 Diện tích ngập lớn hiệu tiêu - PA2 Diện tích ngập lụt vùng (km2) ặc trƣng ộ sâu ngập (m) Lượng II III IV 1 16,9 3,56 7,4 T ng cộng 27,71 6,42 39,74 106 (m3) 1,2 0,1 14,3 3,7 28,7 48,1 6,3 3,4 41,7 17,0 78,5 41,5 2,0 1,9 41,5 14,3 22,2 22,4 lũ So với trạng (%) tiêu So với phương án thoát (%) 13 e 21,25 V Toàn I lƣu vực 11,37 43,75 36,9 86,01 40,15 68,29 182,31 Xét khả tiêu thoát so với phương án trạng th phương án tiêu thoát 41,5 % tăng so với phương án 1: 22,4 % Trong đ vùng tiêu thoát hiệu nhất, vùng phương án ,V khơng tiêu được, phương án tiêu nước 41,7 % so với trạng Vùng V tiêu thoát 78,5 %, lượng tiêu thoát tập trung vào khu vực Mê Linh bơm tiêu sông Hồng trạm bơm Nguyệt ức; vùng lại sau: Vùng I: 6,3 %, vùng II: 3,4 %, vùng IV: 14,3 % 3.4.4 Phương án – Bơm tiêu Nguyệt Đức Trong phương án này, giải pháp tiêu trọng lực áp dụng cho vùng III vùng V theo hướng sông Cầu Phúc Lộc Phương ối với vùng lại tiêu động lực sông Hồng trạm bơm Nguyệt ức Kết tính tốn diện tích ngập hiệu tiêu tr nh bày ảng 3.6 Bảng 3.6 Kết tính tốn diện tích ngập lớn hiệu tiêu thoát ặc trƣng ộ sâu ngập (m) Lƣợng lũ đƣợc tiêu Diện tích ngập lụt vùng (km2) I II III IV V Toàn lưu vực 1 15,83 2,85 4,38 13,55 9,55 46,16 T ng cộng 25,77 4,91 23,89 19,59 17,58 91,74 106 (m3) 3,52 0,31 22,71 14,49 28,89 69,92 17,9 8,7 66,1 66,6 78,9 60,3 11,6 5,3 24,4 49,7 0,4 18,8 So với trạng (%) So với phương án (%) Kết tính tốn phương án cho thấy việc đưa thêm giải pháp cơng trình tiêu động lực giảm mực nước đỉnh lũ; đặc biệt vùng V nơi tiêu thoát động lực trực tiếp sơng Hồng Ngồi ra, với việc b sung cống điều tiết sông nhánh tăng cường khả tiêu thoát cho vùng Tuy nhiên, mức độ tiêu thoát phương án tiêu thoát 60,3 % so với t ng lượng nước yêu cầu tiêu Thực tế, dựa vào đồ úng ngập kết tính tốn thấy số vùng chịu ảnh hưởng úng ngập 14 e 3.4.5 Phương án – Bổ sung bơm tiêu Ngũ Kiên Trong phương án dựa điều kiện phương án 3, thiết lập lập cống điều tiết sơng Cầu Tơn vị trí 82 để tồn vùng tiêu III tiêu trọng lực sông Cầu; B sung trạm bơm tiêu Ngũ Kiên với lưu lượng 100 m3/s kênh dẫn từ cầu Vũ i đến trạm bơm Ngũ Kiên; Thiết lập bơm tiêu cho vùng Bắc Bình Xun tới Nam Viêm với cơng suất 20 m3/s Xét khả tiêu thoát so với phương án trạng th phương án tiêu thoát 83 % (96,18 triệu m3); đ vùng sông nhánh nhập lưu vào sông khu vực hạ lưu Lồ với đặc điểm địa h nh trũng úng ngập thường xuyên với thời gian tr dài ngày, lượng úng ngập tiêu thoát hoàn toàn 98,7 % (17,18 triệu m3) tăng 32,7 % so với phương án 3; khu vực hạ lưu sông Lồ giải 89,0 % t ng lượng nước cần tiêu tăng 10 % so với phương án ( ảng 3.7, Hình 3.3) H nh 3.3 Bản đồ ngập lụt lưu vực Sông Phan – Cà Lồ, PA4 15 e Bảng 3.7 Diện tích ngập lớn yêu cầu lượng nước cần tiêu theo PA4 Diện tích ngập lụt vùng (km2) ặc trƣng II III IV V 1 9,78 0,53 0,3 2,31 3,35 16,27 T ng cộng 17,93 1,08 0,85 9,11 6,23 35,2 106 (m3) 9,49 3,01 33,93 17,18 32,58 96,18 So với trạng (%) 48,3 84,2 98,7 79,0 89,0 83,0 30,4 75,5 32,7 12,4 10,1 22,7 ộ sâu ngập (m) Lƣợng lũ đƣợc tiêu Tồn I So với phương án (%) lƣu vực 3.4.6 Nhận xét kết phương án Với mục tiêu tiêu thoát 80 % lượng nước úng ngập lưu vực phương án tiêu úng đề xuất, phương án lựa chọn dựa phép thử khác ác biện pháp tiêu ngập úng thoát lũ phương án trước áp dụng thành điều kiện ban đầu cho phương án sau, đ hiệu tiêu thoát úng ngập phương án sau lớn so với phương án trước Bảng 3.8 So sánh kết tính phương án tiêu lưu vực ặc trưng trạng) Lưu lượng lớn (m3/s) So m3/s với % Phƣơng án tính tốn Hiện 561,7 PA1 PA2 PA3 PA4 542,2 489 430 310 -19,5 -72,7 -131,7 -251,7 -3% -13% -23% -45% trạng 16 e H nh 3.4 So sánh đường mực nước lớn số vị trí hệ thống sơng Phan – Cà Lồ trạng phương án tính tốn ét đặc trưng lưu lượng lớn b sung biện pháp tiêu úng hợp l , dịng chảy sơng lưu thơng nên c xu giảm dần từ phương án trạng đến phương án 4, cụ thể trạng lưu lượng lớn 561.7 m3/s phương án 310 m3/s ( ảng 3.8) iễn biến mực nước lưu lượng số vị trí cho thấy, mực nước phương án giảm nhẹ so với phương án trạng, phương án mực nước hạ thấp so với phương án cịn lại (Hình 3.4) 35 ết luận chƣơng Trên sở phương pháp phân vùng tiêu áp dụng ồng Bắc Bộ, điều kiện xác định ranh giới vùng tiêu địa hình, thủy văn, kinh tế xã hội, cơng trình thủy lợi Lưu vực sơng nghiên cứu phân thành vùng tiêu thoát nước Luận án đề xuất phương án tính tốn với phép thử khác nhau, phân tích đánh giá hiệu tiêu thoát ngập úng vùng tiêu, đồng thời tồn lưu vực sơng Phan - Cà Lồ Dựa kết tính tốn diễn biến mực nước, diện tích ngập, thời gian ngập, lượng nước tiêu thoát phương án kết hợp với u cầu tiêu ngập úng lưu vực sơng nghiên cứu Trên sở đ , phương án lựa chọn với kết tính tốn t ng lượng nước tiêu thoát đạt 83 %, đáp ứng yêu cầu tiêu thoát 80% lượng ngập úng tồn lưu vực sơng Phan - Cà Lồ 17 e Chƣơng Ề XUẤT Ả P ÁP T ÊU ÚN , T ỐT LŨ LƢU VỰ SƠNG PHAN – CÀ LỒ 41 sở sơ đồ đề xuất giải pháp Thực tế lưu vực đáp ứng 62 % diện tích cần tiêu ứng với lượng mưa 250 mm ngày mực nước đỉnh lũ 1978 tương đương với mực nước thiết kế P=10 % Nếu xuất mưa ngày từ 250 - 300 mm diện rộng diện tích bị ngập úng lên tới 35 - 40 nghìn Sơ đồ đề xuất giải pháp tr nh bày H nh 4.1 Nguyên nhân; nhân tố ảnh hưởng đến khả tiêu úng, thoát lũ cầu tiêu úng, thoát lũ lưu vực gặp trận lũ, mưa ngày max- X/1978 Hiện trạng ngập úng ây dựng phương án tiêu úng, thoát lũ ặt mục tiêu : Mưa ngày tiêu hết ngày ề xuất phương thức vận hành phối hợp tiêu thoát lưu vực Luận chứng lựa chọn phương án tiêu thoát H nh 4.1 Sơ đồ đề xuất giải pháp tiêu úng lũ sơng PCL 42 iải pháp tiêu nƣớc cho vùng tồn hệ th ng Các biện pháp công tr nh cụ thể cho vùng tiêu thống kê ảng 4.1 Bảng 4.1 T ng hợp giải pháp cơng tr nh đề xuất Vùng iải pháp cơng trình tiêu Sông Phan: Nạo vét 48 km từ (SP08) đến (SP35) chiều sâu nạo vét bình quân 0,7m - Trạm bơm Ngũ Kiên, Vĩnh Tường công suất bơm QB = 100 m3/s Vùng I - ống xả đê lưu lượng cống Qc = 100 m3/s - Kênh xả sau trạm bơm Ngũ Kiên QK = 100 m3/s, dài 3,0 km - Kênh dẫn trước trạm bơm Ngũ Kiên lưu lượng kênh QK = 30 m3/s Kênh dài 5,0 km 18 e ... , đề tài luận án ? ?Nghiên cứu sở khoa học đề xuất giải pháp tiêu úng, lũ sơng Phan- Cà Lồ? ?? lựa chọn nhằm tiếp cận giải vấn đề tiêu úng, thoát lũ t ng thể lâu dài lưu vực sông Phan- Cà Lồ Mục tiêu. .. OÁT LŨ LƢU VỰ SÔNG PHAN – 31 OV Ệ LỒ sở đề xuất giải pháp tiêu ng, thoát lũ lƣu vực sông PCL Nguyên tắc chung: 1) em xét lưu vực sông Phan – Cà Lồ hệ thống t ng thể thống nhất; 2) Giải pháp tiêu. .. quan nghiên cứu tiêu úng, thoát lũ giới nước hương 2: Phân tích nguyên nhân úng ngập đánh giá khả tiêu úng lũ sơng Phan – Lồ hương 3: ác lập sở khoa học cho việc đề xuất giải pháp tiêu úng, lũ