Nghiên cứu giải pháp quản lý lũ phục vụ phát triển bền vững cho vùng đồng tháp mười

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI LUẬN VĂN THẠC SỸ Học viên cao học: Nguyễn Khải Hoàn Lớp: 26Q11 Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS NGÔ VĂN QUẬN PGS.TS NGUYỄN NGHĨA HÙNG HÀ NỘI, NĂM 2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI LUẬN VĂN THẠC SỸ NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP QUẢN LÝ LŨ PHỤC VỤ PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG CHO VÙNG ĐỒNG THÁP MƯỜI Học viên cao học: Nguyễn Khải Hồn Lớp: 26Q11 Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS NGƠ VĂN QUẬN PGS.TS NGUYỄN NGHĨA HÙNG HÀ NỘI, NĂM 2021 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan số liệu, kết nghiên cứu luận văn trung thực chưa sử dụng để bảo vệ học vị Tôi cam đoan giúp đỡ cho việc thực luận văn cảm ơn thơng tin trích dẫn luận văn rõ nguồn gốc./ Tác giả luận văn Nguyễn Khải Hoàn i LỜI CẢM ƠN Trước tiên, xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy giáo - PGS.TS NGÔ VĂN QUẬN, trường Đại học Thủy Lợi PGS.TS NGUYỄN NGHĨA HÙNG, Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam - người trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ bảo tận tình để tơi hồn thành Luận văn Xin chân thành cảm ơn Ban Chủ nhiệm, tập thể giảng viên, cán bộ, nhân viên Khoa Kỹ thuật tài nguyên nước, toàn thể bạn bè giúp đỡ tơi q trình học tập thực luận văn Tôi xin trân trọng cảm ơn giúp đỡ nhiệt tình Lãnh đạo Ban quản lý trung ương Dự án thủy lợi (CPO) cho phép tơi tham dự khóa học động viên quan tâm thời gian học tập Xin chân thành cảm ơn lãnh đạo, cán Sở Nông nghiệp PTNT tỉnh vùng Đồng Tháp Mười (Đồng Tháp, Long An, Tiền Giang) tạo điều kiện cho thu thập số liệu thông tin cần thiết liên quan Tác giả xin cảm ơn nhóm thực Đề tài cấp nhà nước “Nghiên cứu đề xuất giải pháp chỉnh trị hệ thống sông Tiền, sông Hậu phục vụ phát triển kinh tế xã hội bền vững vùng đồng sông Cửu Long” thuộc Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam cung cấp số liệu, kịch tính tốn lũ cho vùng ĐBSCL Xin chân thành cảm ơn! Tác giả luận văn Nguyễn Khải Hoàn ii MỤC LỤC CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1.1 Tổng quan nghiên cứu giới 1.1.2 Tổng quan nghiên cứu nước 1.2.1 Đặc điểm tự nhiên 13 1.2.2 Đặc điểm sản xuất vùng Đồng Tháp Mười 22 1.2.3 Các vấn đề tồn tại, thách thức quản lý lũ vùng ĐTM 27 CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ CÔNG CỤ SỬ DỤNG 35 CHƯƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP QUẢN LÝ LŨ 48 3.1.1 Chỉ số đánh giá mơ hình 48 3.1.2 Các kết hiệu chỉnh mơ hình 49 iii 3.8.1.1 Điều chỉnh lịch thời vụ, để đảm bảo yếu tố sau: 66 3.8.1.2 Chủ động vận hành xả lũ vào đồng hạ lũ theo triều để tiết kiệm dung tích bơm vợi: 66 3.1.3 Chuyển đổi sản xuất để tăng thu nhập mùa lũ 66 3.1.4 Quản lý sử dụng đất ô bao 66 3.8.2.1 Cơng trình bao 67 3.8.4.2 Mục đích thiết kế 80 3.8.4.3 Các hoạt động đầu tư chủ yếu 80 3.8.4.4 Kinh phí xây dựng 80 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 83 TÀI LIỆU THAM KHẢO 84 iv DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 1-1 Lưu vực hệ thống sơng Mississippi khu vực chịu ảnh hưởng lũ hàng năm Hình 1-2 Vị trí cống đập Thượng Mississippi Hình 1-3 Các tác động phát triển thượng lưu đến nguồn nước 11 Hình 1-4 Bản đồ vùng ĐTM 13 Hình 1-5 Phân phối lưu lượng dịng chảy bình qn theo tháng Tân Châu 16 Hình 1-6 Xu đường trung bình mực nước lớn nội đồng vùng ĐTM 17 Hình 1-7 Tỷ lệ phần trăm dòng chảy ĐTM tuyến so tổng dịng chảy ĐTM 21 Hình 1-8 Bản đồ trạng hệ thống đê bao vùng ĐTM 2019 25 Hình 1-9 Hiện trạng cao trình bao KSL năm vùng ĐTM .25 Hình 1-10 Hiện trạng cao trình bao KSL tháng vùng ĐTM 26 Hình 1-11 Bản đồ trạng thủy lợi vùng ĐTM 26 Hình 1-12 Lưu lượng đỉnh lũ tổng lượng lũ hàng năm Kratie 28 Hình 1-13.Lưu lượng đỉnh lũ tổng lượng lũ hàng năm Kratie 29 Hình 1-14 Lũ năm 2018 lũ trung bình giai đoạn 1980-2017 29 Hình 1-15 Mặt cắt ngang điển hình bãi ngập lũ vùng kiểm soát lũ ĐTM .31 Hình 1-16 Sự triết giảm phù sa dọc kênh trục 31 Hình 1-17 Chênh lệch phù sa đồng kênh .32 Hình 1-18 Cơng trình cống, trạm bơm đê nội đồng 33 Hình 2-1 Sơ đồ khối tổng quát nội dung nghiên cứu 40 Hình 2-2 Sơ đồ khối sử dụng để đánh giá mức độ lũ tràn ô bao 41 Hình 2-3 Sơ đồ tính tốn thủy lực 1D tồn đồng sơng Cửu Long .42 Hình 2-4 Sơ đồ cơng trình cập nhật tới năm 2019 43 Hình 2-5 Mô tả ô lũ giả chiều mạng sơng tính tốn .43 Hình 3-1 So sánh lưu lượng thực đo mơ hình sơng Cửu Long 51 Hình 3-2 So sánh mực nước thực đo mơ hình sơng Cửu Long 52 Hình 3-3 So sánh mực nước thực đo mơ hình kênh nhánh ĐBSCL 53 Hình 3-4 Mơ mực nước lũ năm 2000 kênh khu vực ĐTM 55 Hình 3-5 Mơ lưu tốc dịng chảy lũ năm 2000 kênh khu vực ĐTM 56 v Hình 3-6 Mơ mực nước lũ năm 2011 kênh khu vực ĐTM 57 Hình 3-7 Mơ lưu tốc dịng chảy lũ năm 2011 kênh khu vực ĐTM 58 Hình 3-8 Mơ mực nước lũ năm 2018 kênh khu vực ĐTM 58 Hình 3-9 Mơ lưu tốc dịng chảy lũ năm 2018 kênh khu vực ĐTM 59 Hình 3-10 Mơ mực nước lũ năm 2050 kênh khu vực ĐTM 60 Hình 3-11 Mơ lưu tốc dịng chảy lũ năm 2050 kênh khu vực ĐTM 61 Hình 3-12 Thời gian lấy nước vào Ô bao 70 Hình 3-13 Mặt cắt ruộng nuôi tôm 71 Hình 3-14 Mặt ruộng ni tôm 72 Hình 3-15 Mặt ao ni cá tra 72 Hình 3-16 Mặt cắt ao ni cá tra 73 Hình 3-17 Mơ hình nội đồng cho vùng chun sản xuất lúa, rau màu 73 Hình 3-18 Chuyển đổi xếp lại ô bao Mỹ Đông, Tháp Mười 74 Hình 3-19 Đê kết hợp giao thông cho tuyến đường lộ 75 Hình 3-20 Sơ đồ Ơ bao sản xuất khai báo mơ hình 76 Hình 3-21 Mơ tả lũ giả chiều mạng sơng tính tốn 76 Hình 3-22 So sánh mực nước đê bao 76 Hình 3-23 Biểu đồ thời gian lấy nước vào Ô bao 77 Hình 3-24 Nạo vét kênh mương 77 Hình 3-25 Giải pháp thay máy bơm dã chiến cống bơm tưới tiêu kết hợp 78 Hình 3-26 Phối cảnh cống sau hoàn thiện 78 Hình 3-27 Mặt sơ đồ nguyên lý cống bơm kết hợp 79 Hình 3-28: Vị trí thiết kế khu mẫu 79 Hình 0-1 Phân bố lưu lượng dòng chảy lũ vào tuyến Tân Châu Hồng Ngự 87 Hình 0-2: Lưu lượng trung bình lớn qua tuyến Hồng Ngự Tân Hồng năm 2011, 2000 87 Hình 0-3: Phân bố lũ tuyến Hồng Ngự Tân Hồng 87 Hình 0-4: Hướng dịng chảy lũ theo tuyến Tân Hồng – Thơng Bình Thơng Bình – Long Khốt, Long Khốt – Bình Trung vào ĐTM 88 Hình 0-5: Dịng chảy trạm Hồng Ngự tuyến Hồng Ngự - An Hữu 88 vi Hình 0-6: Hướng dịng chảy lũ tuyến Hồng Ngự - An Hữu năm 2000 2011 88 Hình 0-7: Hướng dịng chảy tuyến Bình Hiệp - Tân Thạnh 89 Hình 0-8: Hướng truyền lũ tuyến Tân Thạnh – Tân An năm 2011 89 Hình 0-9 Bản đồ vị trí ô bao KSL năm bị ảnh hưởng ứng với mức lũ P1% 90 Hình 0-10 Bản đồ vị trí bao KSL năm bị ảnh hưởng ứng với mức lũ P2% 90 Hình 0-11 Bản đồ vị trí bao KSL năm bị ảnh hưởng ứng với mức lũ P5% 91 Hình 0-12 Bản đồ vị trí bao KSL năm bị ảnh hưởng ứng với mức lũ P10% .91 Hình 0-13 Bản đồ vị trí bao KSL năm bị ảnh hưởng ứng với mức lũ năm 2000 92 Hình 0-14 Bản đồ vị trí bao KSL năm bị ảnh hưởng ứng với mức lũ năm 2011 92 Hình 0-15 Bản đồ vị trí bao KSL năm bị ảnh hưởng ứng với mức lũ năm 2018 93 Hình 0-16 Bản đồ vị trí bao KSL năm bị ảnh hưởng ứng với mức lũ năm 2050 93 Hình 0-17 Bản đồ vị trí bao KSL tháng bị ảnh hưởng ứng với mức lũ lớn đầu vụ (KBĐV-1) (3,8 m Tân Châu) 94 Hình 0-18 Bản đồ vị trí bao KSL tháng bị ảnh hưởng ứng với mức lũ trung bình đầu vụ (3,2 m Tân Châu) 94 Hình 0-19 Bản đồ vị trí bao KSL tháng bị ảnh hưởng ứng với mức lũ nhỏ đầu vụ (2,8 m Tân Châu) 95 Hình 0-20: Vị trí thiết kế khu mẫu 95 Hình 0-21: Hiện trạng bờ kênh bị sạt lở sau mùa lũ 96 Hình 0-22: Hình ảnh trạng đê bao, bờ bao 97 Hình 0-23: Mặt cắt ngang địa hình kênh Sườn 97 Hình 0-24: Mặt cắt ngang địa hình kênh Đìa Cát 98 Hình 0-25: Mặt cắt ngang địa hình kênh Tứ Thường 98 Hình 0-26: Mặt cắt ngang địa hình kênh nội vùng 98 Hình 0-27: Vị trí trạng cống trạm bơm ô bao 99 Hình 0-28 Hiện trạng bờ bao đê tháng 100 Hình 0-29 Vị trí cơng trình đề xuất khu bao mẫu .100 vii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Phân bố tiềm thủy điện quốc gia lưu vực Mê Công 11 Bảng 1.2 Danh mục số sông, kênh vùng ĐTM 14 Bảng 1.3 Thống kê lưu lượng thực đo trạm Tân Châu (1996-2016) 16 Bảng 1.4 Lưu lượng dòng chảy Tân Châu theo tần suất thiết kế (m3/s) 16 Bảng 1.5 Mực nước trung bình lớn nội đồng vùng ĐTM (1981-2016) 18 Bảng 1.6 Lưu lượng thực đo vào ĐTM số năm lũ lớn 19 Bảng 1.7 Diện tích trồng tỉnh vùng ĐTM (Đơn vị: 1000ha) 23 Bảng 1.8 Thống kê trạng ô bao vùng ĐTM 24 Bảng 2.1 Xây dựng thơng số mơ hình tốn 46 Bảng 3.1 Mức hiệu mơ hình theo Nash – Sutcliffe 48 Bảng 3.2 Kết hiệu chỉnh mơ hình 49 Bảng 3.3 Kết kiểm định mô hình 1D 50 Bảng 3.4 Bảng thống kê mức độ bị tràn ô bao ứng với kịch 64 Bảng 3.5 Qui mô bờ bao vào cao trình đáy cống tối thiểu 68 Bảng 3.6 Kinh phí xây dựng khu mẫu 80 Bảng 0.1: Thống kê kênh đê bao kênh nội đồng 96 Bảng 0.2 Thống kê cống ô bao 99 viii Hình 0-4: Hướng dịng chảy lũ theo tuyến Tân Hồng – Thơng Bình Thơng Bình – Long Khốt, Long Khốt – Bình Trung vào ĐTM Diễn biến dòng chảy vùng ĐTM  Tuyến Hồng Ngự - An Hữu Hình 0-5: Dịng chảy trạm Hồng Ngự tuyến Hồng Ngự - An Hữu Hình 0-6: Hướng dòng chảy lũ tuyến Hồng Ngự - An Hữu năm 2000 2011 88 Hình 0-7: Hướng dịng chảy tuyến Bình Hiệp - Tân Thạnh  Tuyến Tân Thạnh – Tân An Hình 0-8: Hướng truyền lũ tuyến Tân Thạnh – Tân An năm 2011 89 Đánh giá khả thích ứng bao KSL năm vùng ĐTM ứng với kịch lũ Hình 0-9 Bản đồ vị trí bao KSL năm bị ảnh hưởng ứng với mức lũ P1% Hình 0-10 Bản đồ vị trí bao KSL năm bị ảnh hưởng ứng với mức lũ P2% 90 Hình 0-11 Bản đồ vị trí bao KSL năm bị ảnh hưởng ứng với mức lũ P5% Hình 0-12 Bản đồ vị trí bao KSL năm bị ảnh hưởng ứng với mức lũ P10% 91 Hình 0-13 Bản đồ vị trí bao KSL năm bị ảnh hưởng ứng với mức lũ năm 2000 Hình 0-14 Bản đồ vị trí bao KSL năm bị ảnh hưởng ứng với mức lũ năm 2011 92 Hình 0-15 Bản đồ vị trí bao KSL năm bị ảnh hưởng ứng với mức lũ năm 2018 Hình 0-16 Bản đồ vị trí bao KSL năm bị ảnh hưởng ứng với mức lũ năm 2050 93 3.1 Đánh giá khả thích ứng bao KSL tháng vùng ĐTM ứng với kịch lũ Hình 0-17 Bản đồ vị trí bao KSL tháng bị ảnh hưởng ứng với mức lũ lớn đầu vụ (KBĐV-1) (3,8 m Tân Châu) Hình 0-18 Bản đồ vị trí bao KSL tháng bị ảnh hưởng ứng với mức lũ trung bình đầu vụ (3,2 m Tân Châu) 94 Hình 0-19 Bản đồ vị trí bao KSL tháng bị ảnh hưởng ứng với mức lũ nhỏ đầu vụ (2,8 m Tân Châu) Thiết kế tiêu biểu cho vùng lũ điển hình Hình 0-20: Vị trí thiết kế khu mẫu 95 Hình 0-21: Hiện trạng bờ kênh bị sạt lở sau mùa lũ 4.1 Đặc điểm tự nhiên trạng hệ thống thủy lợi, sản xuất khu mẫu Bảng 0.1: Thống kê kênh đê bao kênh nội đồng STT Hạng mục công trình Đường nước Mương Chợ Đường nước Long La Đường nước Cị Ke Quy mơ trạng cơng DT trình phục vụ Chiều Bmặt Bđáy ∇đáy dài (Ha) (m) (m) (m) (m) Ghi +0,8 Kiên cố 120 1700 1 90 830 3,5 1,5 +0,6 250 2100 +0,5 Đường nước Chín Lịnh 90 630 1,2 1,2 +0,8 Kiên cố Đường nước tiêu Hồ Bé 60 510 1,2 +0,6 Đường nước Sáu Đãi 80 1210 2,5 +0,4 Đường nước Ông Hò 140 830 1,2 +0,5 Đường nước rọc Đìa Cát 300 1260 +0,5 10 Đường nước rọc Ngã Tư 50 660 +0,6 11 Đường nước rọc Mười Xuyên 90 1210 +0,7 12 Đường nước rọc Đìa Sen 350 3100 +0,5 13 Đường nước tưới tiêu rọc Bảy Đen 130 900 +0,5 15 Đường nước tiêu Rọc Thuyền 135 1210 1.3 +0,7 16 Đường nước Ngọt 50 780 1,9 1,5 +0,6 Kiên cố 96 Kênh nội đồng Kênh nội đồng Đê bao kênh Tứ Thường Đê bao kênh Sườn Hình 0-22: Hình ảnh trạng đê bao, bờ bao Hình 0-23: Mặt cắt ngang địa hình kênh Sườn 97 Hình 0-24: Mặt cắt ngang địa hình kênh Đìa Cát Hình 0-25: Mặt cắt ngang địa hình kênh Tứ Thường Hình 0-26: Mặt cắt ngang địa hình kênh nội vùng 98 Hình 0-27: Vị trí trạng cống trạm bơm ô bao Bảng 0.2 Thống kê cống ô bao STT Tên cống Cống trịn D(cm) Cống hở B(m); cống hộp DxB(m) Kí hiệu cống Cống tròn Cống hộp Hai Hùm Cống Đìa Heo Nái Cống hở Bảy Ngỏi Cống Đìa Cát Cống Rọc Ngã Tư 80 C181 Cống Cị Ke 100 C180 Cống Ơng Chín 80 C179 Cống Mười Xuyên 100 C178 10 Cống Sáu Đãi 100 C177 11 Cống Đòn Gánh 12 Cống Ông Hồ 120 C170 2,5x3,5 100 C173 C174 C175 C176 100 99 C172 C171 Bờ bao kênh Đìa Cát Bờ bao bờ Bắc kênh Tứ Thường Hình 0-28 Hiện trạng bờ bao đê tháng Hình 0-29 Vị trí cơng trình đề xuất khu bao mẫu 100 Ý KIẾN CỦA NGƯỜI HƯỚNG DẪN: Cán hướng dẫn ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Cán hướng dẫn ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Ý KIẾN CỦA BỘ MÔN: ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Ý KIẾN CỦA HỘI ĐỒNG KHOA HỌC CHUYÊN NGÀNH: ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………