Nghiên cứu giải pháp tiêu úng vùng nam hưng nghi tỉnh nghệ an trong điều kiện biến đổi khí hậu nhằm đẩm bảo phát triển kinh tế xã hội và sản xuất nông nghiệp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƢỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI TRẦN BẢO CHUNG NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP TIÊU ÚNG VÙNG NAM HƢNG NGHI TỈNH NGHỆ AN TRONG ĐIỀU KIỆN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU NHẰM ĐẢM BẢO PHÁT TRIỂN KINH TẾ XÃ HỘI VÀ SẢN XUẤT NÔNG NGHIỆP Chuyên ngành : Kỹ thuật tài nguyên nƣớc Mã số : 8-58-02-12 NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC : PGS.TS Nguyễn Văn Tuấn : TS Nguyễn Quang Phi HÀ NỘI - 2020 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài luận văn Thạc sĩ: “Nghiên cứu giải pháp tiêu úng vùng Nam Hƣng Nghi tỉnh Nghệ An điều kiện biến đổi khí hậu nhằm đảm bảo phát triển kinh tế xã hội sản xuất nông nghiệp ” đề tài cá nhân thực hiện, dƣới hƣớng dẫn khoa học PGS.TS Nguyễn Văn Tuấn, TS Nguyễn Quang Phi Các số liệu sử dụng để tính tốn trung thực, kết nghiên cứu đề tài luận văn chƣa đƣợc cơng bố dƣới hình thức Tơi xin chịu trách nhiệm đề tài luận văn mình./ Học viên Trần Bảo Chung i LỜI CẢM ƠN Luận văn Thạc sỹ khoa học “Nghiên cứu giải pháp tiêu úng vùng Nam Hƣng Nghi tỉnh Nghệ An điều kiện biến đổi khí hậu nhằm đảm bảo phát triển kinh tế xã hội sản xuất nông nghiệp ” hoàn thành nỗ lực thân học viên cịn có bảo, giúp đỡ tận tình PGS.TS Nguyễn Văn Tuấn, TS Nguyễn Quang Phi thầy cô giáo khoa Kỹ thuật tài nguyên nƣớc - trƣờng Đại học Thủy lợi Học viên xin chân thành cảm ơn đến đến Trƣờng đại học Thủy lợi, thầy giáo ngồi trƣờng, bạn bè đồng nghiệp Học viên xin bày tỏ lòng cảm chân thành đến quan, đơn vị cá nhân nêu Đặc biệt thầy giáo hƣớng dẫn PGS.TS Nguyễn Văn Tuấn, TS Nguyễn Quang Phi tạo điều kiện giúp đỡ, hƣớng dẫn cung cấp thông tin cần thiết cho luận văn Hà Nội, tháng năm 2020 HỌC VIÊN Trần Bảo Chung ii MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài: Mục đích Đề tài: Cách tiếp cận phƣơng pháp nghiên cứu: 3.1 Cách tiếp cận 3.2 Phƣơng pháp nghiên cứu: Phạm vi nghiên cứu: Kết dự kiến đạt đƣợc: CHƢƠNG I: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan tình hình ngập úng, công cụ, phƣơng pháp nghiên cứu giới Việt Nam 1.1.1 Tình hình ngập úng giải pháp số nƣớc giới 1.1.2 Các nghiên cứu nƣớc 1.2 Tổng quan vùng nghiên cứu 1.2.1 Đặc điểm tự nhiên vùng nghiên cứu 1.2.2 Đặc điểm kinh tế - xã hội vùng nghiên cứu 12 1.2.3 Hiện trạng hệ thống tiêu thủy lợi tình hình ngập úng vùng nghiên cứu 13 1.2.4 Các nghiên cứu giải pháp thực liên quan đến ngập úng vùng nghiên cứu 16 1.3 Các vấn đề cần đặt nghiên cứu 17 CHƢƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC, PHƢƠNG PHÁP VÀ CÔNG CỤ NGHIÊN CỨU CHO VÙNG NAM HƢNG NGHI 19 2.1 Cơ sở khoa học thực tiễn 19 2.1.1 Đặc điểm địa hình nguyên nhân gây ngập úng ,các tồn cơng tác phịng, chống, giảm nhẹ thiệt hại thích ứng với ngập úng vùng nghiên cứu 19 2.1.2 Các hình thái gây mƣa tác động biến đổi khí hậu 20 2.1.3 Phân vùng tiêu, đối tƣợng tiêu 21 2.1.4.Đặc điểm khu nhận nƣớc tiêu 28 iii 2.1.5 Lựa chọn kịch BĐKH NBD cho vùng nghiên cứu 28 2.2 Phƣơng pháp, cơng cụ tính tốn 30 2.2.1 Phân tích, lựa chọn phƣơng pháp cơng cụ tính toán 30 2.2.2 Thiết lập mơ kiểm đỉnh mơ hình 38 CHƢƠNG 3: NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP TIÊU ÚNG CHO VÙNG NGHIÊN CỨU 54 3.1 Tính tốn kết tính toán tiêu 54 3.1.1 Tính tốn mơ hình mƣa tiêu giai đoạn 54 3.1.2 Tính tốn mơ hình mƣa tiêu ứng với kịch biến đổi khí hậu RCP 4.5 67 3.1.3 Lựa chọn hệ số tiêu thiết kế cho hệ thống điều kiện BĐKH 71 3.1.4 Tính tốn cân nƣớc cho hệ thống điều kiện BĐKH 71 3.1.5 Phân tích đánh giá trạng hệ thống cơng trình tiêu vùng Nam Hƣng Nghi theo điều kiện BĐKH 72 3.2 Nghiên cứu đề xuất giải pháp tiêu cho vùng Nam Hƣng Nghi tỉnh Nghệ An 73 3.2.1 Đề xuất giải pháp cơng trình từ kết tính tốn tiêu sơ 74 3.2.2 Đề xuất giải pháp cơng trình từ kết mơ tiêu hệ thống Nam Hƣng Nghi điều kiện BĐKH 77 3.3 Giải pháp phi cơng trình 81 KẾT LUẬN 82 TÀI LIỆU THAM KHẢO 84 PHỤ LỤC 86 iv DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Sơ đồ khu vực nghiên cứu Hình 2.1 Bản đồ phân vùng tiêu Nam Hƣng Nghi 27 Hình 2.2 Quy trình mơ ngập lụt 33 Hình 2.3.Cấu trúc thẳng đứng mơ hình NAM 35 Hình 2.4 Sơ đồ thủy lực hệ thống sơng Cả dùng tính toán 40 Biên gia nhập khu 40 Hình.2.5: Mạng thủy lực chiều dùng tính tốn 41 Hình 2.6 Phân chia tiểu lƣu vực vùng nhập lƣu hệ thống sơng Cả 42 Hình 2.7: Kết hiệu chỉnh mơ hình NAM cho trạm Sơn Diệm trận lũ 1978 45 Hình 2.8: Kết hiệu chỉnh mơ hình NAM cho trạm Hịa Duyệt trận lũ 1978 45 Hình 2.9: Kết kiểm định mơ hình NAM cho trạm Sơn Diệm trận lũ 1979 45 Hình 2.10: Kết kiểm định mơ hình NAM cho trạm Hịa Duyệt trận lũ 1979 46 Hình 2.12 Kết hiệu chỉnh mơ hình cho mực nƣớc trạm Chợ Tràng 48 Hình 2.13 Kết hiệu chỉnh mơ hình cho mực nƣớc trạm Bến Thủy 48 Hình 2.14 Kết hiệu chỉnh mơ hình cho mực nƣớc trạm Linh Cảm 49 Hình 2.15: Kết kiểm định mơ hình cho mực nƣớc trạm Nam Đàn 50 Hình 2.16: Kết kiểm định mơ hình cho mực nƣớc trạm Chợ Tràng 50 Hình 2.17: Kết kiểm định mơ hình cho mực nƣớc trạm Bến Thủy 51 Hình 2.18: Kết kiểm định mơ hình cho mực nƣớc trạm Linh Cảm 51 Hình 2.19: Đƣờng q trình mực nƣớc vị trí KT 340 52 Hình 2.20: Đƣờng q trình mực nƣớc vị trí KT 378 52 Hình 2.21: Đƣờng trình mực nƣớc ngã ba KT-LT 982 52 Hình 3.1 Đƣờng tần suất lƣợng mƣa ngày max trạm Vinh 56 Hình 3.2 Đƣờng trình a ~ t phƣơng án b0 = 0,3 (m/ha) 60 Hình 3.3 Đƣờng trình a ~ t phƣơng án b0 = 0,4 (m/ha) 60 Hình 3.4 Đƣờng trình a ~ t phƣơng án b0 = 0,45 (m/ha) 61 Bảng 3.8 Hệ số dòng chảy C số loại đối tƣợng tiêu nƣớc 62 Hình 3.5 Giản đồ hệ số tiêu sơ theo trạng hệ thống 65 Hình 3.6 Giản đồ hệ số tiêu hiệu chỉnh 66 v Hình 3.7 Đƣờng trình a ~ t phƣơng án b0 = 0,4 (m/ha) 68 Hình 3.8: Giản đồ hệ số tiêu sơ theo trạng hệ thống với giả thiết b0= 0,4m ứng với kịch biến đổi khí hậu RCP4 70 Hình 3.9 Giản đồ hệ số tiêu hiệu chỉnh 71 Hình 3.10: Đƣờng trình mực nƣớc PA1 vị trí KT 340 78 Hình 3.11: Đƣờng trình mực nƣớc PA2 vị trí KT 340 79 Hình 3.12: Đƣờng q trình mực nƣớc PA1 vị trí KT 378 79 Hình 3.13: Đƣờng q trình mực nƣớc PA2 vị trí KT 378 79 Hình 3.14: Đƣờng q trình mực nƣớc PA1 vị trí KT-LT 982 80 Hình 3.15: Đƣờng trình mực nƣớc PA2 vị trí KT-LT 982 80 vi DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1: Diện tích cần tiêu vùng tiêu 26 Bảng 2.2 Biến đổi lƣợng mƣa năm (%) so với thời kỳ sở 29 Bảng 2.3 Mức thay đổi lƣợng mƣa(%) theo mùa theo kịch phát thải trung bình RCP4.5 29 Bảng 2.4.Mạng lƣới tính tốn chiều 39 Bảng 2.5 Các tiểu lƣu vực vùng nhập lƣu sông Cả 43 Bảng 2.6:Biên tính tốn mơ hình 43 Bảng 2.7 Chỉ tiêu Nash- Sutcliffe 44 Bảng 2.8: Kết hiệu chỉnh kiểm định mơ hình NAM cho tiểu lƣu vực SL4, SL5 46 Bảng 2.9: Bộ thông số mơ hình NAM cho tiểu lƣu vực đại diện sông Cả 46 Bảng 2.10: Các tiểu lƣu vực có điều kiện tƣơng đồng với SL4, SL5 46 Hình 2.11 Kết hiệu chỉnh mơ hình cho mực nƣớc trạm Nam Đàn 48 Bảng 2.11: Đánh giá sai số theo tiêu Nash Sutcliffe (R2) mô trận lũ năm 1978 cho trạm lƣu vực sông Cả 49 Bảng 2.12: Đánh giá sai số theo tiêu Nash Sutcliffe (R2) mô trận lũ năm 1988 cho trạm lƣu vực sông Cả 50 Bảng 2.13: Thống kế thời gian độ sâu ngập số vị trí hệ thống 53 Bảng 3.1 Tính chất bao ngày mƣa lớn 55 Bảng 3.2 Các thông số đƣờng tần suất lý luận 55 Bảng 3.3 Một số trận mƣa có lƣợng mƣa xấp xỉ lƣợng mƣa thiết kế 57 Bảng 3.4 Bảng tính mơ hình mƣa thiết kế - Trạm Vinh 58 Bảng 3.5 Kết tính tốn hệ số tiêu cho lúa với giả thiết b0=0,3 59 Bảng 3.6 Kết tính tốn hệ số tiêu cho lúa với giả thiết b0=0,4 60 Bảng 3.7 Kết tính tốn hệ số tiêu cho lúa với giả thiết b0=0,45 61 Bảng 3.9 Hệ số tiêu cho loại trồng diện tích khác 63 Bảng 3.10 Tỷ lệ diện tích loại đối tƣợng tiêu 64 Bảng 3.11 Tính tốn hệ số tiêu cho hệ thống 64 Bảng 3.12 Hiệu chỉnh hệ số tiêu hệ thống 66 vii Bảng 3.13:Mức thay đổi lƣợng mƣa theo mùa theo kịch phát thải trung bình RCP4.5 67 Bảng 3.14 Bảng tính mơ hình mƣa thiết kế - Trạm Vinh ứng với điều kiện biến đổi khí hậu theo kịch RCP 4.5 67 Bảng 3.15 Kết tính tiêu cho lúa với giả thiết b0= 0,4m ứng với kịch biến đổi khí hậu RCP4.5 68 Bảng 3.16 Hệ số tiêu cho loại diện tích khác với giả thiết b0= 0,4m ứng với kịch biến đổi khí hậu RCP4.5 69 Bảng 3.17 Tính tốn hệ số tiêu cho hệ thống với giả thiết b0= 0,4m ứng với kịch biến đổi khí hậu RCP4 69 Bảng 3.18 Hiệu chỉnh hệ số tiêu hệ thống với giả thiết b0= 0,4m ứng với kịch biến đổi khí hậu RCP4 70 Bảng 3.19 Bảng tính cân nƣớc hệ thống 72 Bảng 3.20: Thống kê thời gian độ sâu ngập cải tạo 80 viii tƣợng thi hóa, khu cơng nghiệp phát triển, thay đổi khí hậu nƣớc tiêu cho hệ thống dồn vào đất nơng nghiệp nên việc tiêu úng địi hỏi tăng công suất, giảm thời gian úng ngập Thực tế cơng trình tiêu đƣợc xây dựng lâu, đến bị xuống cấp nhiều, Hệ thống tiêu nội đồng không đƣợc tu sửa, nạo vét thƣờng xuyên, thiếu số quy trình điều hành quản lý chặt chẽ Ngoài ra, trạm bơm tiêu xây dựng lâu, kênh dẫn nƣớc vào trạm bơm bị bồi lắng, chƣa đảm bảo mặt cắt tải lƣợng theo yêu cầu thiết kế nhƣ trạm bơm Hƣng Đạo sử dụng đƣợc 5/6 máy bơm, thực tế tiêu đƣợc 100 ha/501,96 cần tiêu Các công trình đầu mối nhƣ cống 12/9 cống Hƣng Nghĩa thuộc vùng trạm bơm Hƣng Châu hƣ hỏng, nhƣng hàng năm trạm bơm phải hoạt động; phía trƣớc bể hút rác bèo dồn nhiều gây ách tắc q trình vận hành máy bơm… Các cơng trình tiêu hầu hết đƣợc xây dựng từ lâu, đến cịn số cơng trình quy hoạch nhƣng chƣa đƣợc xây dựng Các cơng trình tiêu quản lý góp phần đáng kể tiêu nƣớc cho sản xuất nông nghiệp dân sinh huyện, thị xã, thành phố hệ thống nhƣng số cơng trình tiêu khơng cịn đáp ứng đƣợc theo yêu cầu sản xuất dân sinh Kênh mƣơng nội đồng hệ thống nói chung bị bồi lắng, sạt lở, nhiều vật cản không đảm bảo chuyển nƣớc, hầu hết kênh đất, cống ngăn lũ cuối kênh chƣa có Ngồi cơng việc nạo vét tu bổ thƣờng xuyên chƣa đƣợc quan tâm Tình trạng xây dựng nhà vào khu bảo vệ hành lang cơng trình kênh, xây dựng lịng kênh, đổ rác thải lên kênh gây khơng khó khăn cho việc khai thác vận hành Cơng trình ngăn nƣớc ngoại lai chƣa hoàn chỉnh, nƣớc vùng cao dồn vùng trũng 3.2 Nghiên cứu đề xuất giải pháp tiêu cho vùng Nam Hƣng Nghi tỉnh Nghệ An 73 3.2.1 Đề xuất giải pháp cơng trình từ kết tính tốn tiêu sơ 3.2.1.1 Cơ sở đề xuất giải pháp Dựa vào đặc điểm địa hình mạng lƣới sông nhu cầu tiêu nƣớc, dựa vào công trình có dựa vào định hƣớng phát triển kinh tế - xã hội khu vực, dựa vào kịch BĐKH chọn số giải pháp tiêu sơ đƣợc đề xuất nhƣ sau 3.2.1.2 Đề xuất giải pháp tiêu Phƣơng án  Vùng tiêu kênh Thấp: Giữ nguyên trạng hệ thống sông kênh (gồm kênh tiêu kênh Thấp kênh dẫn kênh Gai) Xây trạm bơm tiêu Bàu Nón, trạm bơm tiêu Nam Cát, cải tạo nâng cấp trạm bơm Hƣng Đạo nhằm tiêu thoát cho vùng thấp trũng Nâng cấp, cải tạo kênh Lam Trà dài 11,5km đảm bảo tiêu 4.829,08ha ; kênh 12-9 dài 3,8 km đảm bảo tiêu cho 665 diện tích đất thuộc xã Hƣng Long, Hƣng Xá, Hƣng Thông, Hƣng Tân…  Vùng tiêu kênh Gai: Giữ nguyên trạng hệ thống sông kênh, gồm kênh tiêu kênh Gai sơng Cấm Cải tạo, nâng cấp 12 trục tiêu cấp với tổng chiều dài 25,2 km tuyến tiêu nội đồng đảm bảo tiêu thoát nhanh trục tiêu chính; bổ sung hồn chỉnh cống tiêu, tràn tiêu vào kênh  Vùng tiêu Hưng Châu- Hưng Lợi: Cải tạo, nâng cấp trục tiêu Hoàng Cần dài 13,6 km 18 tuyến kênh tiêu nội đồng đổ vào kênh Hoàng Cần với tổng chiều dài 33,7 km; bổ sung hoàn chỉnh cống tiêu, tràn tiêu vào kênh Cải tạo, nâng cấp trục tiêu Lê Xuân Đào dài 6,4 km 16 tuyến tiêu nội đồng với tổng chiều dài 32,1 km đảm bảo tiêu thoát nhanh trục tiêu chính; bổ sung hồn chỉnh 74 cống tiêu, tràn tiêu vào kênh Nâng cấp trạm bơm Hƣng Châu với quy mô máy x 16.500 m3/h đảm bảo tiêu cho 2.526  Vùng tiêu Khe Cái: - Cải tạo, nâng cấp trục tiêu cấp với tổng chiều dài 24,4 km tuyến tiêu nội đồng đảm bảo tiêu thoát nhanh trục tiêu chính; bổ sung hồn chỉnh cống tiêu, tràn tiêu vào kênh - Xây dựng trạm bơm tiêu cánh Đồng Tùng thuộc xã Nghi Phƣơng, quy mô máy x 2.500 m3/h tiêu cho 100 diện tích đất thuộc xã Nghi Phƣơng xã Nghi Mỹ  Vùng tiêu Sông Cấm: Nâng cấp, cải tạo trục tiêu cấp với tổng chiều dài 26,5 km tuyến tiêu nội đồng đảm bảo tiêu thoát nhanh trục tiêu chính; bổ sung hồn chỉnh cống tiêu, tràn tiêu vào kênh Xây dựng trạm bơm tiêu Nghi Hƣng, quy mô máy x 2.500 m3/h tiêu cho 200 diện tích đất thuộc xã Nghi Hƣng xã Nghi Đồng  Vùng tiêu cống Thượng Xá, Nghi Khánh: Kiến cố hóa trục tiêu Rào Trƣờng dài 15,2 km, chiều rộng từ 320m Kiên cố hóa trục tiêu Cầu Ben, Cầu Tây, Cầu Lùng tuyến kênh nội đồng đảm bảo tiêu nhanh trục tiêu chính; bổ sung hồn chỉnh cống tiêu, tràn tiêu vào kênh  Vùng tiêu thành phố Vinh xã phía Nam huyện Nghi Lộc: Xây dựng kiên cố hóa kênh nhánh đảm bảo tiêu thoát nhanh trục tiêu chính; bổ sung hồn chỉnh cống tiêu, tràn tiêu vào kênh Nạo vét kênh tiêu Nghi Kim, kênh dẫn trạm bơm 16A… Nâng cấp, cải tạo tuyến kênh tiêu Đơng Vĩnh ( có dự án đầu tư) 75 2.Phƣơng án  Vùng tiêu kênh Thấp: Giữ nguyên trạng hệ thống sông kênh (gồm kênh tiêu kênh Thấp kênh dẫn kênh Gai) Cải tạo nâng cấp trạm bơm Hƣng Đạo nhằm tiêu thoát cho vùng thấp trũng Nâng cấp, cải tạo kênh Lam Trà dài 11,5km đảm bảo tiêu 4.829,08ha ; kênh 12-9 dài 3,8 km đảm bảo tiêu cho 665 diện tích đất thuộc xã Hƣng Long, Hƣng Xá, Hƣng Thông, Hƣng Tân…  Vùng tiêu kênh Gai: Giữ nguyên trạng hệ thống sơng kênh, gồm kênh tiêu kênh Gai sông Cấm Cải tạo, nâng cấp 12 trục tiêu cấp với tổng chiều dài 25,2 km tuyến tiêu nội đồng đảm bảo tiêu thoát nhanh trục tiêu chính; bổ sung hồn chỉnh cống tiêu, tràn tiêu vào kênh  Vùng tiêu Hưng Châu- Hưng Lợi: Cải tạo, nâng cấp trục tiêu Hoàng Cần dài 13,6 km 18 tuyến kênh tiêu nội đồng đổ vào kênh Hoàng Cần với tổng chiều dài 33,7 km; bổ sung hoàn chỉnh cống tiêu, tràn tiêu vào kênh Nâp cấp đê hữu kênh Hoàng Cần với tổng chiều dài 1,5 km; Cải tạo, nâng cấp trục tiêu Lê Xuân Đào dài 6,4 km 16 tuyến tiêu nội đồng với tổng chiều dài 32,1 km đảm bảo tiêu nhanh trục tiêu chính; bổ sung hoàn chỉnh cống tiêu, tràn tiêu vào kênh Mở rộng độ cống 3A, 3B đảm bảo tiêu tự chảy từ kênh Hồng Cần vào sơng Vinh sông Cả qua cống Bến Thủy Nâng cấp trạm bơm Hƣng Châu với quy mô máy x 16.500 m3/h đảm bảo tiêu cho 2.526 76  Vùng tiêu Khe Cái: - Cải tạo, nâng cấp trục tiêu cấp với tổng chiều dài 24,4 km tuyến tiêu nội đồng đảm bảo tiêu thoát nhanh trục tiêu chính; bổ sung hồn chỉnh cống tiêu, tràn tiêu vào kênh - Xây dựng trạm bơm tiêu cánh Đồng Tùng thuộc xã Nghi Phƣơng, quy mô máy x 2.500 m3/h tiêu cho 100 diện tích đất thuộc xã Nghi Phƣơng xã Nghi Mỹ  Vùng tiêu Sông Cấm: Nâng cấp, cải tạo trục tiêu cấp với tổng chiều dài 26,5 km tuyến tiêu nội đồng đảm bảo tiêu nhanh trục tiêu chính; bổ sung hoàn chỉnh cống tiêu, tràn tiêu vào kênh  Vùng tiêu cống Thượng Xá, Nghi Khánh: Kiến cố hóa trục tiêu Rào Trƣờng dài 15,2 km, chiều rộng từ 320m  Vùng tiêu thành phố Vinh xã phía Nam huyện Nghi Lộc: Xây dựng kiên cố hóa kênh nhánh đảm bảo tiêu nhanh trục tiêu chính; bổ sung hồn chỉnh cống tiêu, tràn tiêu vào kênh Nạo vét kênh tiêu Nghi Kim, kênh dẫn trạm bơm 16A… Nâng cấp, cải tạo tuyến kênh tiêu Đơng Vĩnh ( có dự án đầu tư) 3.2.2 Đề xuất giải pháp công trình từ kết mơ tiêu hệ thống Nam Hưng Nghi điều kiện BĐKH Dựa tài liệu địa hình mặt cắt dọc, cắt ngang sơng trong, mơ hình thủy lực mơ vùng Nam Hƣng Nghi bao gồm vùng tiêu Kênh Thấp , Kênh Gai, Hƣng Châu Hƣng Lợi, Khe Cái sông Cấm đƣợc thiết lập Tuy nhiên giới hạn thời gian số liệu nghiên cứu, luận văn tập trung trình bày vùng tiêu điển hình vùng tiêu Kênh Thấp đƣợc đề xuất áp dụng phƣơng pháp tiêu động lực với phƣơng án nhƣ sau 77 -P ơn án 1: Giữ nguyên trạng hệ thống sông kênh, gồm kênh tiêu Kênh Thấp Trạm bơm Hƣng Đạo đƣợc giữ nguyên trạng Xây dựng trạm bơm tiêu Bàu Nón theo yêu cầu tiêu Dự kiến vùng trũng Bàu Nón ( vùng Bàu Nậy + Hạ Dƣơng ) hàng năm thƣờng bị ngập úng kéo dài, giải pháp tiêu cho vùng xây dựng trạm bơm tiêu đổ kênh Thấp cửa vào kênh dẫn nƣớc trạm bơm tƣới Bàu Nón kết hợp lên đê nội đồng, quy mô máy x 2.500m3/h tiêu cho 700 diện tích đất thuộc vùng trũng thấp không tiêu tự chảy đƣợc -P ơn án 2: Giữ nguyên trạng hệ thống sông kênh, gồm kênh tiêu Kênh Thấp Xây trạm bơm Bàu Nón theo yêu cầu tiêu, dự kiến quy mô máy x 2.500m3/h đồng thời Trạm bơm Hƣng Đạo đƣợc nâng cấp với công suất máy 8000 m3/h Dựa phƣơng án cải tạo này, hệ thống tiêu Kênh Thấp đƣợc mô đƣa kết mực nƣớc số vị trí Kênh Thấp nhƣ sau: 8,5 YCTTC = 7,8m 7,5 6,5 Hình 3.10: Đường trình mực nước PA1 vị trí KT 340 78 8,5 YCTTC = 7,8m 7,5 6,5 Hình 3.11: Đường trình mực nước PA2 vị trí KT 340 8,5 YCTTC = 7,4m 7,5 6,5 5,5 Hình 3.12: Đường q trình mực nước PA1 vị trí KT 378 8,5 YCTTC = 7,4m 7,5 6,5 5,5 Hình 3.13: Đường trình mực nước PA2 vị trí KT 378 79 7,5 YCTTC = 7,2m 6,5 5,5 Hình 3.14: Đường trình mực nước PA1 vị trí KT-LT 982 7,5 YCTTC = 7,2m 6,5 5,5 Hình 3.15: Đường q trình mực nước PA2 vị trí KT-LT 982 Bảng 3.20: Thống kê thời gian độ sâu ngập cải tạo Sơng tiêu Vị trí Phƣơng án Cao trình YCTTC (m) Thời gian ngập (ngày) Độ sâu ngập tối đa (m) Phƣơng án Thời gian Độ sâu ngập ngập tối đa (ngày) (m) Kênh KT 340 7,8 0.7 0.5 Thấp KT 378 7,4 3,2 0.6 2,8 0.4 KT-LT 982 7,2 2,2 0.6 0 Bảng 3.20 thấy hệ thống đƣợc nâng cấp cải tạo theo phƣơng án 1, thời gian độ sâu ngập giảm rõ rệt Tuy nhiên theo phƣơng án này, mực nƣớc 80 kênh Thấp tƣơng đối cao xảy thời gian dài từ 2,2-3 ngày Theo phƣơng án 2, lúc hệ thống tiến hành nâng cấp hai trạm bơm Bàu Nón Hƣng Đạo, mực nƣớc ngập hai hệ thống giảm rõ rệt Thời gian độ sâu ngập nhỏ, không ảnh hƣởng lớn đến hệ thống Một số vị trí hạ lƣu, mực nƣớc kênh thấp mực nƣớc u cầu tiêu tự chảy, khơng cịn cịn tƣợng úng ngập đồng Qua phân tích hai phƣơng án đề xuất trên, không xét đến vấn đề kinh tế, phƣơng án giải đƣợc vấn đề tiêu úng khu vực điều kiện phát triển kinh tế xã hội điều kiện BĐKH tƣơng lai 3.3 Giải pháp phi cơng trình Để trì khả làm việc hệ thống, cần không ngừng phát triển công tác tuyên truyền, giáo dục cho ngƣời dân hiểu thực đầy đủ Luật Tài nguyên nƣớc, Luật bảo vệ Đê Điều, Bảo vệ môi trƣờng công trình thuỷ lợi Mơ hình hội nơng dân hay mơ hình hội ngƣời sử dụng nƣớc ví dụ điển hình cơng tác Cùng với đó, nhà nƣớc nên có chế, sách để khuyến khích ngƣời dân, tổ chức cộng đồng công ty tƣ nhân tham gia thực vào việc quản lý khai thác cơng trình hệ thống Bên cạnh đó, việc nâng cao trình độ chun môn cho đội ngũ cán bộ, công nhân quản lý, khai thác cần thiết Chính quyền địa phƣơng cần thƣờng xuyên tổ chức khóa tập huấn bồi dƣỡng cho ngƣời dân kiến thức quản lý, khai thác cơng trình thuỷ lợi, qua sử dụng hiệu nguồn nƣớc 81 KẾT LUẬN Đề tài “ Nghiên cứu giải pháp tiêu úng vùng Nam Hƣng Nghi tỉnh Nghệ An điều kiện biến đổi khí hậu nhằm đảm bảo phát triển kinh tế xã hội sản xuất nông nghiệp” đánh giá trạng, xây dựng sở khoa học đề phƣơng án tiêu úng phù hợp cho khu vực Nam Hƣng Nghi điều kiện BĐKH phát triển kinh tế xã hội Luận văn thực đƣợc số nội dung sau: Đánh gia ảnh hƣởng biến động điều kiện tự nhiên nhƣ tác động phát triển kinh tế - xã hội, chuyển đổi cấu sử dụng đất, trồng, vật nuôi, biến đổi khí hậu kết hợp mực nƣớc biển dâng, tốc độ thị hố, cơng nghiệp hố khu vực địa bàn thành phố Vinh, tỉnh Nghệ An áp lực hệ thống tiêu thoát nƣớc, làm thay đổi nhiệm vụ hệ thống tiêu, gây mâu thuẫn trình tiêu thoát nƣớc, tạo tải cho hệ thống tiêu gây ngập úng ảnh hƣởng đến môi trƣờng sinh thái vùng Đã cập nhật đƣợc tình hình dân sinh, kinh tế phƣơng hƣớng phát triển hệ thống Nam Hƣng Nghi Đánh giá khả tiêu thoát nƣớc hệ thống Nam Hƣng Nghi giai đoạn điều kiện BĐKH thơng qua tính tốn sơ mơ hình tốn Thơng qua tính tốn sơ bộ, nghiên cứu hệ thống tiêu trạng không đáp ứng đủ nhu cầu tiêu tƣơng ứng với yêu cầu tiêu giai đoạn điều kiện BĐKH theo kịch chọn Thơng qua mơ hình tốn, luận văn xác định đƣợc thời gian mức độ ngập số vị trí tiêu biểu khu vực Kênh Thấp Kết tính tốn cho thấy mực nƣớc kênh cao mực nƣớc tiêu tự chảy khoảng 0.9 đến m, thời gian ngập vòng từ 5,5 đến 6,2 ngày Đề xuất phƣơng án cải tạo hệ thống tiêu thích ứng với kịch BĐKH phát triển kinh tế xã hội Kênh Thấp tƣơng lai Kết cho thấy xây trạm bơm Bàu Nón nhƣ phƣơng án 1, độ sâu ngập thời gian ngập có giảm nhƣng lớn, chƣa giải triệt để vấn đề tiêu úng khu vực Nếu tiến hành nâng cấp cải tạo đồng thời trạm bơm Hƣng Đạo theo phƣơng án 2, độ sâu ngập thời gian ngập khu vực giảm đáng kể, nhiều vị trí khơng cịn xảy tƣợng ngập lụt Nếu không xét đến vấn đề kinh tế, phƣơng án phƣơng án phù hợp 82 giải đƣợc vấn đề tiêu úng khu vực điều kiện BĐKH phát triển kinh tế xã hội 83 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] http://www.vncold.vn/web/content.aspx [2] Hoàng Thị Nguyệt Minh (2014) Nghiên cứu sở khoa học đề xuất giải pháp tiêu úng, lũ sơng Phan- sơng Cà Lồ [3] Hồng Thị Nguyệt Minh (2014) Nghiên cứu sở khoa học đề xuất giải pháp tiêu úng, lũ sơng Phan- sông Cà Lồ [4] Uỷ ban Kinh tế Xã hội Châu Á – Thái Bình Dƣơng (2001), Quy hoạch quản lý chiến lƣợc cơng tác phịng chống lũ lụt kỷ 21,NXB Thành phố Hồ Chí Minh [5] Luitzen Bijlsma (2011), Water management in the Netherlands, Publication by the Ministry of Infrastructure and Environment [6] http://Deltaworks.org [7] Chris Nielsen (2006).The application of MIKE SHE to floodplain inundation and urban drainage assessment in South East Asia DHI Water and Environment, Malaysia [8] A Pathirama, S.Tsegaye, B.Gersonius, K.Vairavamoorthy (2011) A simple 2-D inundation model for incorporating flood damage in urban planning Hydrology and Earth System Science [9] Zhifeng Li, Lixin Wu, Wei Zhu, Miaole Hou, Yizhou Yang and Jianchun Zheng (2014) A New Method for Urban Storm Flood Inundation Simulation with Fine CD-TIN Surface Journal of Water [10] https://vietnam.opendevelopmentmekong.net/vi/news/vietnam-ranks-sixth- in-global-climate-risk-index/) [11] Trần Duy Kiều, (2012) “Nghiên cứu quản lý lũ lớn lƣu vực sông Lam” [12] Sở Nông nghiệp Phát triển nông thôn,(2013) Dự án: “Quy hoạch tiêu vùng Nam – Hƣng – Nghi Thành phố Vinh, tỉnh Nghệ An đến năm 2020, tầm nhìn 2050” [13] Đỗ Tiến Dũng, Trần Hồng Thái (2017) nghiên cứu “ Đánh giá tác động ngập lụt đến sử dụng đất nông nghiệp huyện ven biển tỉnh Nghệ An bối cảnh biến đổi khí hậu” 84 [14] Nguyễn Hữu Khải (2003), Nghiên cứu khả ứng dụng mơ hình ANN HEC-RAS vào dự báo lũ sơng Cả, Tạp chí KTTV, (513), tr 16-23 [15] Lƣơng Hữu Dũng cộng tác viên (2007), “Ứng dụng mơ hình SWATT IQQM tính tốn cân nƣớc lƣu vực sông Cả”, Tuyển tập báo cáo hội thảo khoa học lần thứ 10, Viện khoa học khí tƣợng thủy văn mơi trƣờng, Hà Nội [16] Lê Thu Hiền, Hồ Việt Hùng (2008), “Nghiên cứu khả phòng lũ hệ thống hồ chứa hạ lƣu sơng Cả tỉnh Nghệ An”, Tạp chí khoa học kỹ thuật thủy lợi môi trƣờng, 21 (6/2008), tr 8-15 [17] Trần Duy Kiều (2012), Nghiên cứu quản lý lũ lớn lƣu vực sông Lam, Luận án tiến sĩ kỹ thuật, Trƣờng Đại học Thủy lợi, Hà Nội 85 PHỤ LỤC Bảng Lƣợng mƣa thời đoạn 1,3,5,7 ngày max năm Trạm Vinh ngày max STT Năm Lƣợng ngày max ngày max Lƣợng mƣa Ngày mƣa mƣa (mm) Lƣợng Ngày mƣa mƣa (mm) ngày max Lƣợng Ngày mƣa mƣa (mm) Ngày mƣa (mm) 1970 216,6 06/09 511,5 (27-29)/09 546,4 (26-30)/09 381,1 (16-22)/09 1971 298 26/10 573,2 (24-26)/10 595,1 (23-27)/10 595,7 (23-29)/10 1972 159,8 03/10 221,1 (02-04)/10 166,8 (3-7)/9 (3-9)/9 1973 384,6 19/09 784,6 (18-20)/9 884 1974 180,8 10/10 321,9 8-10/10 329,3 6-10/10 245,4 13-19/8 1975 127 11/09 246,4 (9-11)/09 253,3 (7-11)/09 19,4 7-14/2 1976 103,7 29/10 223,3 (29-31)/10 320,5 (27-31)/10 363,1 (25-31)/10 1977 114,8 04/09 178,9 (04-06)/09 188,2 (04-08)/09 0 1978 309,8 17/09 582,6 (26-28)/09 670,5 (17-21)/09 707,8 (15-21)/09 10 1979 227,6 22/09 407,9 (8-10)/08 399,8 (21-25)/09 414,5 (19-25)/09 11 1980 352,7 17/09 465,5 (16-18)/9 228,2 (24-28)/9 (24-30)/09 12 1981 350,2 19/09 459 13 1982 343,5 18/10 354,2 (18-20)/10 388,9 (16-20)/11 393,9 15-21/11 14 1983 366,3 03/10 609,9 (02-04)/10 522,5 (08-12)/10 167,9 (24-30)/10 15 1984 229,1 14/10 402,2 (14-16)/10 417,2 (14-18)/10 419,9 (12-18)/10 16 1985 387,9 10/09 415,4 (10-12)/9 (09-15)/9 17 1986 362,7 23/10 580 18 1987 202,6 22/08 252,5 (21-23)/8 19 1988 252,4 17/09 314,3 (16-18)/09 419,8 (13-17)/10 502,5 (11-17)/10 20 1989 596,7 11/10 395,8 (22-24)/8 438,7 (2-6)/9 469,2 (02-08)/10 21 1990 246,3 19/09 404 514,9 (1-5)/10 549,1 (01-07)/10 22 1991 301,1 20/10 648,7 (20-22)/10 796,6 (18-22)10 860,4 (17-23)/10 23 1992 188,3 08/10 461,7 (08-10)/10 646,7 (6-10)/10 745,1 (5-11)/10 24 1993 223,4 29/09 331,7 (07-09)/09 372,4 (6-10)/9 0 25 1994 105,5 29/06 163,5 (12-14)/09 185,9 (12-16)/9 291,2 (12-18)/9 26 1995 186,5 30/08 281,2 (28-30)/8 288,6 (26-30)/8 162,7 (6-12)/10 27 1996 159,8 3/10 221,1 (2-4)/10 166,8 (3-7)/9 243,6 (3-9)/9 28 1997 114,8 4/09 178,9 (04-06)/9 188,2 (4-8)/9 0 (15-17)/10 725 243,6 (17-21)/09 946,4 344,7 (15-19)/09 42,9 482,6 (9-13)/9 549,8 (22-24)/10 108,1 (10-14)/10 86,3 (2-4)/10 236,4 (17-21)/9 86 268,6 (17-23)/09 (13-19)/11 (5-11)/9 (17-23)/9 29 1998 216,6 6/09 511,5 (27-29)/09 546,6 (26-30)/09 381,1 (16-22)/8 30 1999 221,3 15/10 408,4 (24-26)/10 450,5 (23-27)/10 0 31 2000 143,5 08/09 264,2 (08-10)/9 297,3 (07-11)/9 321,4 (07-13)/09 32 2001 259 23/10 380,1 23-25/10 421,8 22-26/10 432,9 21-27/10 33 2002 150,6 19/9 313,6 18-20/9 331,1 17-21/9 349,9 21-27/10 34 2003 152,2 10/9 333,6 08-10/09 394,7 08-12/09 434,5 08-14/09 35 2004 125,7 19/9 202,2 19-21/9 203,2 11-15/06 7,6 21-27/3 36 2005 196,7 18/9 206 134,1 4-8/9 163 7-13/8 37 2006 162 3/10 375,1 14-16/8 382 0 38 2007 166,5 7/8 352,3 6-8/9 185,5 9-13/10 217 9-15/10 39 2008 172,6 27/10 393,6 25-27/10 474,4 24-28/10 653,3 24-30/10 40 2009 201,2 25/9 279,8 24-26/9 280,9 22-26/9 283,8 21-27/9 41 2010 391,5 17/10 762,3 16-18/10 950,3 14-18/10 1041,6 12-18/10 42 2011 206 30/7 252,2 29-31/7 383,8 9-13/9 425,6 9-15/9 43 2012 289,6 6/9 498,9 5-7/9 517,5 3-7/9 552 2-8/9 44 2013 313,1 23/6 321,5 22-24/6 268,8 15-19/9 54,9 10-16/9 45 2014 196,9 13/6 260 305,7 22-26/10 406,1 22-28/10 46 2015 141,2 15/9 279,9 15-17/9 107,7 1-5/11 129 1-7/11 47 2016 330,6 15/10 385,9 13-15/10 397,9 12-16/10 126,2 29/10-4/11 18-20/9 11-13/6 87 13-17/8