TỔNGQUANVỀLĨNHVỰCNGHIÊNCỨUVÀ
Các nghiên cứu trong và ngoài nước có liên quan đếnđềtài
1.1.1 Lĩnh vực nghiên cứu trên thếgiới
Thế giới đang phải chịu những tổn thất nặng nề do thiên tai, trong đó có lũlụt.Con người bên cạnh việc phải đối phó vàthíchnghi với thiên nhiên thì cũng đang phải gánh chịu những hậu quả không nhỏ do chính mình tạo ra Các thành phố vốn hình thành ở vensông,biển phải đốimặtvới nạn ngập úng London (Anhquốc)vớisôngThames bị thu hẹp lại gặp bão lớn từ biển Bắc, triều cường đã làm cho phần lớn thành phố ngập trong nước năm 1952 Tokyo ( Nhật bản) đã có bão lớn đổ vào,mưato kéo dài làm ngậpcácđường ngầm trong thành phố vào năm 1971.
Bên cạnh các nguyên nhân đến từ tự nhiên như mưa nhiều hơn, bão gió thất thường hơn, nước biển dâng cao tình trạng lũ lụt trên thế giới còn có chung nguyên nhân là đô thị hoá mạnh, tăng diện tích xây dựng nhà cửa và đường xá, đồng thời giảm diện tích ngập nước, các dòng sông thiên nhiên bị khai thác, tác động và hệ thống kênh rạch tiêu thoát bịthu hẹp.
Việc nghiên cứu các giải pháp phòng chống lũ lụt được đặc biệt quan tâm và hướng tiếp cận trên thế giới hầu hết là sự kết hợp giữa các giải pháp công trình và phi công trình Có thể kể đến một số nghiên cứu sauđây:
- Nghiên cứu “Tăng nguy cơ lũ lụt ở Malaysia: nguyên nhân và giải pháp” đăng trên tạp chí Disaster Prevention and Management cho thấy nguy cơ lũ lụt ở Malaysia đã tăng đáng báo động trong những thập kỷ gần đây Nguyên nhân phần lớn là do thay đổi đặc tính vật lý của hệ thống thuỷ văn do các hoạt động của con người: tiếp tục phát triển vùng đồng bằng đông dân cư, xâm lấn vào vùng ngập lũ, phá rừng và đồi dốc pháttriển.
- Hongming He và các cộng sự thuộc Đại học Massachusetts (HoaK ỳ ) đã nghiên cứu vùng ngập lũ trung du sông Vàng (Yellow River Basin) thuộc Trung Quốc Nghiên cứu đã đánh giá các tác động do thay đổi bề mặt lưu vực đến dòng chảy lũ Nghiên cứu đã đề cập đến các tác động do hoạt động của con người ảnh hưởng đến điều kiện biên của mô hình Đây thực sự là công cụ hữu ích dùng để quản lý và đánh giá ảnh hưởng của các hoạt động trên lưu vực sông Vàng đến tình trạnglũ.
- Carlos E M Tucci, chuyên gia tại Viện nghiên cứu Nước thuộc trường Đại học Liên bang Rio Grande do Sul, đã đưa ra một ví dụ điển hình về một hệ thống đập kiểm soỏt lũ tại chõu thổ sụng Itajaớ-Aỗu ở Santa Catarina (Braxin). Đó là hệ thống gồm ba con đập được xây dựng trong những năm 1970 - 1980, gồm đập Tây nằm ở thượng nguồn sông Itajaí-Oeste ở thành phố Taió, đập Nam ở thượng nguồn sông Itajaí do Sul tại thành phố Ituporanga và đập Ibirama trên sông Hercílio Thiết kế của các con đập này với sức chứa lớn và cửa cống thấp cho phép xả lũ dần dần trong một thời giand à i
Song song với các nghiên cứu việc áp dụng các mô hình thủy văn, thủy lực trong việc diễn toán lũ trong sông đã được sử dụng khá phổ biến; nhiều mô hình đã được xây dựng áp dụng cho dự báo hồ chứa, dự báo lũ cho hệ thống sông, cho công tác quy hoạch phòng chống lũ trên thế giới như:
- Tại Bangladesh, năm 1997, nhằm đối phó với hạn hạn trên sông Gorai, DHI đã phối hợp với uỷ ban phát triển nước Bangladesh thiết lập mô hình Mike
11 để mô tả các biến đổi hình thái ở hạ lưu sông, đồng thời dự báo sự thay đổi trong lưu lượng trước và sau khi nạo vét sông trong mùa khô và mùalũ.
- Tại Ấn Độ, năm 2004, một dự án nghiên cứu kết hợp giữa Viện Công nghệ Quốc gia Ấn Độ với Viện Thủy lực Đan Mạch được thực hiện trên cơ sở ứng dụng mô hình MIKE11 và MIKE SHE để tính toán tối ưu hóa hệ thống thủy nông Dự án được thực hiện trên hệ thống thủy nông Mahanadi, bao gồm hồ chứa và hệ thống kênh thuộc loại lớn nằm ở miền Trung của Ấn Độ Nhờ công cụ MIKE 11 và MIKESHE, dự án đã tiến hành tính toán mô phỏng lượng mưa trên lưu vực, tính toán thủy lực trên các hệ thống sông, xây dựngquytrình vận hành hồ chứa và vận hành hệ thống kênh nộiđồng.
Qua các nghiên cứu trên, có thể thấy các hoạt động phát triển của con người ngày càng gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường sống của chúng ta, đặc biệt là các khu dân cư ở hạ lưu các lưu vực sông Gần đây, khi hậu quả của việc phát triển này ngày càng rõ rệt, một số quốc gia thậm chí còn dỡ bỏ một số công trình.Tuynhiên, đây là vấn đề khó với các quốc gia đang phát triển như Việt Nam chúng ta Do đó, cần thiết phải có những nghiên cứu chuyên sâu, chi tiết để có thể đánh giá đúng vàđầyđủ tác động của các hoạt động kinh tế nói trên đến tình hình lũ lụt thiên tai nói riêng và đến vấn đề quản lý, bảo vệ và sử dụng hợp lý, bền vững tài nguyên nước trên thế giới nóichung.
1.1.2 Lĩnh vực nghiên cứu ở ViệtNam
Lãnh thổ Việt Nam nằm trọn trongvùng nhiệt đớinhưng khí hậu Việt Nam phân bố thành 3 vùng khí hậu riêng biệt với miền bắc mang khí hậucận nhiệtđới ẩm ấm, bắc trung bộ là khí hậunhiệt đới gió mùa, miền nam và nam trung bộ mang đặc điểmnhiệt đới. Đồng thời, do nằm ở rìa phía đông nam của phần châu Á lục địa, giáp với biển Đông (một phần củaThái Bình Dương), nên chịu ảnh hưởng trực tiếp của kiểu khí hậugió mùamậu dịch, thường thổi ở các vùng vĩ độthấp.
Do nằm dọc theo bờ biển, khí hậu Việt Nam được điều hòa một phần bởi các dòng biển và mang nhiều yếu tố khí hậu biển.Độ ẩm tương đốitrung bình là 84% suốt năm Hằng năm, lượng mưa từ 1.200 đến 3.000 mm, số giờ nắng khoảng 1.500 đến 3.000 giờ/năm vànhiệt độtừ 5 °C đến 37 °C Hàng năm, Việt Nam luôn phải phòng chốngbãovàlụt lộivới 5 đến 10 cơn bão/năm gây thiệt hại to lớn về người và tài sản.
Nhận thức rõ về ảnh hưởng của mưa lũ đối với đất nước, Đảng vàC h í n h p h ủ rất chú trọng chính sách phòng chống lụt bão Ngay từ những năm 1993 Quốc hộiđã thông qua Pháp lệnh phòng chống lụt bão, sau này có sửa đổi, bổ sung; Quyếtđịnh phê duyệt chiến lược Quốc gia phòng, chống giảm nhẹ thiên tai đến năm
2020. Để kịp thời ứng phó với biến đổi khí hậu và tình hình mưa lũ đang diễn ra ngày một bức tạp, nhiều bộ ngành, địa phương đã để ra nhiều giải phápnhư:
- Xây dụng các hồ chứa để cắt lũ cho hạ du, bảo đảm chống lũ cho hệ thống đê điềuhạdu,phảigiữnướchạdukhôngvượt qua mực nướcquyđịnh.Hiệnđãcó quy trình vận hành hồ chứa chặt chẽ, khả năng xẩy ra lũ gây uy hiếp hạ du được giảm nhẹ đi rất nhiều.
Tổng quan vùngnghiêncứu
Tuyên Quang là một tỉnh miền núi phía Bắc bao gồm 6 đơn vị hành chính, có toạ độ địa lý từ21 0 30’ đến 22 0 40’vĩ độ Bắc và104 0 53’ đến 105 0 40’kinh độ Đông Ranh giới với các địa phương như sau:
-Phía Bắc và Tây Bắc là tỉnh HàGiang.
-Phía Đông là tỉnh Bắc Kạn, TháiNguyên.
-Phía Nam là tỉnh PhúThọ.
-Phía Đông Nam là tỉnh VĩnhPhúc.
-Phía Tây giáp tỉnh YênBái.
1.2.1.2 Đặc điểm địahình Địa hình của Tuyên Quang tương đối đa dạng, phức tạp với hơn 73% diện tích là đồi núi,với chủ yếu là các loại địa hình sau:
Dạng địa hình núi cao: Là vùng núi cao nằm ở phía Bắc tỉnh bao gồm toàn bộ huyện Nà Hang, 11 xã vùng cao của huyện Chiêm Hóa, 2 xã vùng cao của huyện Hàm Yên và một phần phía Bắc của huyện Yên Sơn; Chiếm trên 50% diện tích toàn tỉnh, độ dốc trung bình từ 20 0 đến 25 0 Có độ cao trung bình khoảng 660m, giảm dần từ Bắc xuốngNam.
Dạng địa hình vùng núi thấp: gồm các xã của huyện Chiêm Hóa (trừ 11 xã vùng cao), huyện Hàm Yên (trừ 2 xã vùng cao), một phần phía Nam huyện Yên Sơn và huyện Sơn Dương, chiếm trên 40% diện tích toàn tỉnh Ở đây đồi núi chiếm diện tích lớn, địa hình phức tạp, có nhiều sông suối, giao thông đi lại gặp nhiều khó khăn Độ cao trung bình dưới 500m, thấp dần từ Bắc xuống Nam, độ dốc thường nhỏ hơn25 0
Dạng địa hình đồi trung du: Vùng đồi trung du nằm ở phần giữa tỉnh, gồm thị xã
Tuyên Quang, phần còn lại của huyện Yên Sơn và Sơn Dương; có diện tích nhỏ, chiếm khoảng 9% diện tích toàn tỉnh Vùng này có những cánh đồng tương đối rộng, bằng phẳng, thuận lợi cho sản xuất nôngnghiệp.
Hình 1.1 Bản đồ hành chính tỉnh Tuyên Quang
1.2.1.3 Đặc điểm cấu tạo địachất a Sơ lược về cấu tạo và kiếntạo Đứt gãy sông chảy theo hướng Tây Bắc - Đông Nam đã chia miền Bắc Việt Nam thành 2 hệ uốn nếp khác nhau, hệ uốn nếp Tây Bắc và hệ uốn nếp Việt Bắc với tên gọi là đới sông Lô Đới sông Lô là đới dương duy nhất phát triển các trầm tích Proteozoi Paleozoi Ranh giới phía Tây Nam của đới là đứt gãy sông Chảy, đường kiến trúc chính của miền Bắc Việt Nam, miền đất có cấu tạo phức tạp nhất là phần Đông Bắc của lưu vực, gồm nhiều các đá tuổi khác nhau chờm lên nhau theo hướngTâyNam với đường phương của các đá là Tây Bắc Hoạt động của macma trong lưu vực có đặc trưng là hoạt động xâm nhập nhiều lần Sự xuất hiện nhiều pha kiến tạo khác nhau đã tạo nên nhiều miền phá huỷ, kiến tạo thường có đường phương song song với các đứt gãy sâu ven rìa. Dọc theo các đứt gãynhamthạchbịvònhàu,cànátvàpháttriểnnhiềudăm kết. b Địa chất thuỷvăn
Tỉnh Tuyên Quang tồn tại nhiều tầng địa chất có tuổi khác nhau với các thành hệ đất đá chứa nước khác nhau Do tính chất chứa nước rất đa dạng, chủ yếu có các phức hệ chứa nướcsau:
- Phức hệ chứa nước khe nứt vỉa trong đất đá trầm tích lục nguyên, nước chứa trong các khe nứt ở vùng cao, trong các vùng đồi núi là các loại nước không áp, nguồn cấp chủ yếu là nước mưa, lưu lượng từ 0,1 - 0,5l/s.
- Phứchệchứanướctrongđámacmalàloạinướckhôngáp,xuấthiệnthành mạch nhỏ, lưu lượng các mạch nước thường 0,1- 0,4 l/s.
- Phức hệ chứa nước khe nứt karst và nước karst phong phú nhưng không đều lưu lượng thường từ 0,1 đến vài chụcl/s.
- Phứchệchứanướclỗrỗngtrongđấtđábểrờinướcchứatrongcácbồit í c h cuội sỏi, cát pha. c Đặc trưng về địa chất vậtlý Được biểu hiện ở 3 mặt karst, phong hoá, trượt lở Sự phát triển karst trong khu vực chủ yếu dưới 2 dạng: Hình thái karst trên bề mặt và và karst ở dưới sâu thuộc khu vực Chiêm Hoá thấy rằng karst phát triển trên 3 dải cao độ 100 -1 2 0 m,170 - 200 m và trên 300m,loại karst ở dưới sâu ít gặp Phong hoá chủ yếu là tác nhân phong hoá vật lý và phong hoá hoá học sản phẩm phong hoá vùng bề dày lớp phủ pha tàn tích phụ thuộc nhiều yếu tố đá phiến cacbonat thường có vỏ phong hoá 30 - 50m,có nơi 90 -100 m trên đá cứng như cát kết, thạch anh, chiều dày phong hoá trên10m.
Khả năng trượt lở có thể xảy ra do đặc điểm cấu trúc địa chất của sườn núi và khí hậu. Động đất: Theo bản đồ phân vùng động đất miền Bắc Việt Nam (1986) lưu vực sông Lô nằm trong vùng động đất cấp 6.
Theo kết quả điều tra nghiên cứu trước đây và kết quả nghiên cứu xây dựng bản đồ đất tỉnh Tuyên Quang tỷ lệ 1/100.000 tháng 11 năm 2001, Tuyên Quang có
17 loại đất thuộc các nhóm đất sau:
Nhóm đất phù sa: Diện tích 15.945 ha, chiếm 2,72%DTTN
Nhóm đất dốc tụ: Diện tích 7.125 ha, chiếm 1,21% diện tích tự nhiên (DTTN), có nhiều ở huyện Yên Sơn, Sơn Dương, Hàm Yên ở các thung lũng thấp giữa các dãynúi.
Nhóm đất bạc màu: Diện tích 3.570 ha chiếm 0,61% DTTN, phân bố rải rác ở các huyện Yên Sơn, Chiêm Hoá và SơnDương.
Nhóm đất đen: Diện tích 280 ha chiếm 0,05% DTTN, phân bố rải rác ở Sơn Dương, Chiêm Hoá, NàHang.
Nhóm đất đỏ vàng: Diện tích 397.535 ha chiếm 67,75%DTTN
Nhóm đất vàng đỏ: Diện tích 101.670 ha, chiếm 17,33%DTTN
Nhóm đất vàng đỏ tích mùn: Diện tích 36.285 ha chiếm 6,18%DTTN.
Tuyên Quang là một trong những tỉnh có diện tích rừng và đất rừng lớn với diện tích tự nhiên (chiếm 76% diện tích tự nhiên), đất đai phù hợp với nhiều loại cây trồng, có điều kiện xây dựng hệ thống rừng phòng hộ và tạo các vùng rừng kinh tếhànghóacógiátrịkinhtếcaođượcchiathành3loạirừngchủyếulàrừngsản xuất, rừng phòng hộ và rừng đặc dụng trong đó rừng sản xuất kinh doanh có trên 170.000ha phần lớn là rừng nguyên liệu ở địa bàn thấp của các huyện Yên Sơn, Sơn Dương, Hàm Yên, Chiêm Hóa Thực vật rừng rất đa dạng, toàn tỉnh có 760 loài của 349 chi, 126 họ thuộc 8 ngành thực vật bậc cao như hạt kín, thông, tuế, thông đất, khuynh thông, cỏ tháp bát, dương xỉ trong đó có nhiều loại thực vật quý hiếm đã có nguy cơ bị tuyệt chủng. Động vật rừng cũng rất phong phú với khoảng 293 loài, lớp thú có 51 loài thuộc 19 họ, lớp chim có 175 loài thuộc 45 họ, bò sát có 5 loài, ếch nhái có 17 loài thuộc 5 họ. Những loài thú lớn như ngựa, beo lửa, hổ diễn, báo gấm, báo hoa, vượn đen, voọc mũi hếch thường sống ở gần khu dân cư, trên nương bãi dọc theo sông Lô, sông Gâm.
Theo tài liệu của Đoàn Địa chất 109, Liên đoàn Bản đồ 207 công bố năm 1994 -
1995 và tài liệu của các Bộ, ngành hữu quan, Tuyên Quang có 200 mỏ và điểm mỏ khoáng sản khác nhau:
- Sắt: Đã phát hiện 17 điểm mỏ quặng với tổng trữ lượng dự báo khoảng 7 triệu tấn, chất lượng tương đối tốt nhưng quy mô không lớn Một số điểm quặng có trữ lượng đáng kể như điểm Phúc Ninh (huyện Yên Sơn, trữ lượng quặng trên 2,37 triệu tấn), điểm Tân Tiến (huyện Yên Sơn, trữ lượng quặng khoảng 2,16 triệu tấn), điểm Cây Nhãn (huyện Yên Sơn, trữ lượng quặng khoảng 0,5 triệu tấn), điểm Cây Vầu (huyện Hàm Yên, trữ lượng quặng khoảng 1,5 triệutấn)
- Thiếc: Đã phát hiện 9 điểm có quặng ở huyện Sơn Dương, Yên Sơn với trữ lượng cả quặng gốc và quặng sa khoáng của 9 điểm là 28.800tấn.
- Barit: Đã phát hiện 24 điểm quặng thuộc các huyện Sơn Dương, Yên Sơn và Chiêm Hoá Các điểm đã thăm dò có Ao Sen, Thượng ấm, Hang Lương, Tân Trào, Thiện Kế, Ngòi Thia, Đồng Mùng (Sơn Dương); Làng Chanh, xóm Hoắc, xóm Húc (Yên Sơn) và Hạ Vi (Chiêm Hoá) Các mỏ này hầu hết lộ thiên, điều kiện khai thác khá thuận lợi Đây là loại khoáng sản đánh giá có tiềm năng, ý nghĩa lớn đối với nền kinh tế củatỉnh.
Hang (1 điểm) Hiện có 2 điểm đã được thăm dò là Nà Pết, Phiêng Lăng (Chiêm Hoá) với trữ lượng khoảng 3,2 triệu tấn.
- Antimoan: Đã phát hiện 15 điểm, Chiêm Hoá 10 điểm, Nà Hang 4 điểm và Yên Sơn 1 điểm Có 4 điểm là Khuôn Phục, Hòn Phú, Làng Vài, Cốc Táy (Chiêm Hoá) đã được thăm dò với trữ lượng khoảng 1,2 triệutấn.
- Cao Lanh: Có nhiều điểm rải rác trong tỉnh như Hào Phú, Vân Sơn (Sơn Dương), Nghiêm Sơn (Yên Sơn) Lớn nhất là điểm mỏ Đồng Gianh (Bình Yên) có
11 thân quặng với trữ lượng 5 triệu tấn được đánh giá ở cấp2.
Hiện trạng các công trình phòng chống lũ trênsôngLô
1.3.1 Hiện trạng các hồ chứa cắt và làm giảm thời gian tập trunglũ
Sau khi hồ thủy điện Tuyên Quang đi vào hoạt động đã có tác dụng cắt lũ đáng kể cho vùng hạ dụ, nhất là cho tỉnh Tuyên Quang, ngoài hồ thủy điện Tuyên Quang làm nhiệm vụ cắt lũ cho hạ dụ thì trong tỉnh cũng có một số hồ chứa có dung tích trên 1 triệu m 3 như hồ Ngòi Là, hồ Hoàng Khai, hồ An Khê huyện Yên Sơn, hồ Hoàng Tân, Hoa Lũng, Tân Dân, Như Xuyên huyện Sơn Dương có khả năng làm giảm thời gian tập trung lũ một phần cho dạ du.
Hệ thống đê và cống dưới đê trong những năm qua đã được quan tâm đầu tư nhưng do nguồn vốn còn thiếu nên chưa được liên hoàn và đồng bộ, hiện tại tuyến đê qua xã Cấp Tiến dài khoảng 7,5 km đang trong giai đoạn thi công, sau khi hoàn thành đảm bảo chống lũ sông cho 400 ha diện tích hoa màu.
Hệ thống đê được đầu tư xây dựng bám sát dọc theo sông Lô, trong những năm gần đây do do ảnhhưởngcủadiễnbiến thời tiết phức tạp, dòng chảy liên tụcbịthayđổi,ảnhhưởngdovậnhànhhồthuỷđiệnTuyênQuangvàviệckhaitháccát,sỏiđã xảy ra hiện tượng sạt lở bờ sông làm mất đất sản xuất và ảnh hưởng lớn đếnan toàncủa các tuyến đêtrênsông Lô (năm 2010 đoạn đê thuộc địaphậnthônTháiThịnh, xã Sầm Dương bị nứt một đoạn dài khoảng 130m, chiều rộng vết nứt từ 0,1m đến 0,2m; kéo dài dọcchânđê và cách chân đê từ 4-8m;cáchbờ sông từ 15m đếntrên20m).HiệnnaydựánkèchốngsạtlởbờsôngLôxãSầmDươngđangtronggiai đoạnchuẩn bị đầutư.
1.3.3 Hiện trạng công trình kè bảovệ Đến nay Tuyên Quang đã có 36,5 km đê bao các tuyến đê này ngăn được lũ sông Lô tương ứng với mực nước ở Thị xã Tuyên Quang là cos 30,0m Về tổ chức quản lý đê điều tỉnh Tuyên Quang giao cho các xã có đê tổ chức bảo vệ quản lý theo địa phận hànhchính.
Công trình thủy điện Tuyên Quang đưa vào hoạt động với dung tích 2.240 triệu m 3 , với chiều cao đập 125 m, khiến một lượng phù sa không nhỏ tích tụ trên lòng hồ và làm thay đổi chế độ dòng chảy hạ lưu hồ, khiến lòng dẫn phía hạ lưu hồ bị xói lở, điển hình là khu vực xói lở ngay sau hạ lưu thủy điện Tuyên Quang thuộc xã Nà Hang,xóilở bờsôngGâmthuộckhuvựcthị trấnVĩnh Lộcvàxóilở bờsôngLôkhuvựcthịxãTuyênQuang, hiện tượngxói lởtrênđang đe dọa tớisựantoàncủa hệthốngđêngănlũ;điển hìnhbờ sông Lô đoạn qua các xã AnKhang, Thái Long,thị xãTuyên Quang,xãSầmDương huyệnSơn Dươngđangbịxóilởnghiêm trọng Hiệntượngxói lởmạnhcó nguy cơ gâymấtan toàn côngtrìnhtạimộtsốcông trình nhưcốngSài LĩnhthuộcxãQuyết Thắng,cốngBèCạnthuộcxã Vân Sơn cónguy cơsập,gãycửa,mộtsốtrạmbơmdọc sôngLôđã có hiệntượngbịtreoảnhhưởngtới việclấynướcphụcvụ nôngnghiệpvà đời sốngnhândân.
Dự án cải tạo tuyến vận tải thủy Việt Trì – Tuyên Quang do Cục Đường thủy Nội địa Việt Nam làm chủ đầu tư với việc xây dựng hệ thống các kè mỏ hàn chỉnh trị và nạo vét lòng sông cũng gây ra những tác động không nhỏ đến lòng sông, bờ sông.
Tính đến hết năm 2010 tổng số kè sông suối được xây dựng trên địa bàn tỉnh là 2.806 m gồm có: Kè bảo vệ bờ sông Phó Đáy nơi đi qua khu du tích ATK huyện Sơn Dương chiều dài 2.336 m, kè bảo vệ suối Yên Trung xã Thanh Tương huyện Na Hang dài 80m, kè bảo vệ bờ suối xã Minh Quang dài 230m, kè bảo vệ bờ suối xã Hồng Quang dài 130m, kè bảo vệ bờ suối xã Kim Bình dài30m.
Các dự án kè bờ suối chống sạt lở đất nông nghiệp và khu dân cư đang được triển khai nghiên cứu và lập dự án đầu tư: Kè bờ suối xã Bình Xa chiều dài 3 km; Kè bờ suối xã Minh Hương chiều dài 3 km; Kè bờ suối xã Yên Phú chiều dài 2,8 km huyện HàmYên; Kè bảo vệ khu hành chính huyện Lâm Bình (huyện mới thành lập) chiều dài 13km.
Tình hình lũ lụt, ngập úng và các nguyên nhân gây ra lũ lụt cho các tuyếnsông Lô khu vực tỉnhTuyênQuang
Lũ trên sông Lô thường xuyên gây ngập lụt cho thị xã Tuyên Quang và huyện Yên Sơn Khi nội đồngmưato, nướcmưađược tiêu thoát theo các ngòi tự nhiên như Ngòi Là, Ngòi Cơi, Ngòi Chả, Ngòi Thục ra sông Lô Nếu gặp lũ thượng nguồn sông Lô lên cao, các ngòi tiêu không tiêu thoát được, gây úng ngập cho thị xã Tuyên Quang và các xã vùng thấp thuộc huyện Yên Sơn Tuy nhiên các ngòi tiêu ở đây là các sông suối miền núi có độ dốc lớn nên khi mực nước sông
Lô giảm quá trình tiêu thoát diễn ra khá nhanh Lũ sông Lô thường xảy ra vào tháng VII và tháng VIII là những tháng có mưa lớn Sau đây là một số trận lũ điểnhìnhđãxảyraởTuyênQuangtrongmộtsốnămgầnđây:
Tháng 8/1971 tại hầu hết các sông lớn của Tuyên Quang đều xuất hiện trận lũ lớn nhất trong lịch sử Đỉnh lũ sông Lô tại Tuyên Quang đạt 31,78m tương ứng với tần suất 0,6% đã làm ngập toàn bộ thị xã Tuyên Quang và các xã của huyện Yên Sơn nằm trong lưu vực sông Lô Thời ngập kéo dài từ 7-9 ngày gây tổn thất rất lớn về vật chất cho cảtỉnh.
Ngày 3 và 4/7/2001 Trên Sông Phó đáy đã xảy ra lũ lịch sử, đỉnh lũ xảy ra vào sáng 4/7/2001 Biên độ mực nước tại Thị trấn Sơn Dương đạt khoảng 10m Lũ xảy ra ban đêm, mực nước sông lên rất nhanh, tốc độ dòng chảy lớn đã làm chết 8 người, thiệt hại đáng kể đối với nhà cửa, tài sản và nhiều cơ sở hạ tầng quan trọng như: đường, cầu, công trình Thuỷ lợi, vùi lấp đất sản xuất, ảnh hưởng đến đời sống, sản xuất của nhândân.
Lũ xảy ra từ ngày 03 đến ngày 10/7/2002 Mực nước Sông Gâm: Đỉnh lũ xảy ra vào ngày 4/7, tại Thị trấn Na Hang mực nước đỉnh lũ là: 61,42m Tại Thị trấn Vĩnh lộc
Chiêm Hoá mực nước đỉnh lũ là: 43,11m; mực nước Sông Lô: Trên địa bàn Tỉnh Tuyên Quang đỉnh lũ xảy ra vào ngày 5/7 tại Phà Bợ huyện Hàm Yên mực nước đỉnh lũ: 34,93m, tại thị xã Tuyên Quang mực nước đỉnh lũ là: 28,64m.
4) Ngày 19 đến 23/7/2004 ở thượng nguồn cómưato, làm cho mực nước sông Lô, sông Gâm lên xấp xỉ báo động 2 Tại thị xã Tuyên Quang mức nước cao nhất là 25,94m (ngày 22/7) Gây thiệt hại trên địa bàn ước tính giá trị thiệt hạ 1.504.737.000đ…v.v
Do đặc điểm địa hình dốc, và bị chia cắt bởi nhiều sông suối, vào mùa mưa trên địa bàn tỉnh Tuyên Quang thường xảy ra những trận lũ quét cục bộ gây tác hại nghiêm trọng đến đời sống nhân dân trên khuvực. Đêm 4 rạng ngày 5/5/2001mưalớn cục bộ tại khu vực 2 xã thành Long và Thái Hoà, đã gây lũ quét trên suối Km 27 Trận lũ này làm cho 10 ha lúa đang ở thời kỳ đòng già đến trổ bông bị lũ tràn qua, 10,8 ha ngô bị đổ (trong đó có 5 ha thuộc diện tích đã bị gió xoáy đêm 4/4/2001), 10,42 ha rau, đậu, lạc bị hư hại. Tuyến đường từ chợ Km 27 đi Thành Long bị lũ gây sạt lở 1 đoạn dài 15m Vỡ
01 phai tạm, ảnh hưởng tới diện tích tưới cho 0,18 halúa. Đêm 21 rạng ngày 22/5/2001mưalớn cục bộ tại khu vực xã Yên Phú và Thị Trấn Tân Yên, đã gây lũ quét trên Ngòi Mục và các suối nhỏ gây thiệt hại 3,5 ha lúa, màu và một số tài sảnkhác. Đêm ngày 5/8/2004 rạng ngày 6/8/2004 mưa lớn cục bộ tại khu vực huyện Hàm Yên, đã gây lũ quét tại 3 xã Minh Hương, Tân Thành và Bình Xa gây lũ tràn qua làm chết 3.141 ha lúa phải cấy lại, 0,347 ha đất bị bóc mầu, 2.066,8 ha ngô bị mất trắng, 0,05 ha lạc và 0,056 ha đậu tương bị mất trắng Xã Minh Hươngmôhình 50 triệu đồng/ha của xã bị vỡ tràn bờ Tại xã MinhHươngcầu Thôn 8 bị lở hai đầu ước khối lượng 170 m3; xãTân Thành cầu Thuốc Thượng mới xây bị lũ xói lở chân cầu Tại thị trấn Tân Yên cầu máng số 2 Ngòi Giàng bị lũ xói trơ móng có một trụ bịnghiêng.
Tuyên Quang là tỉnh miền núi, địa hình bị chia cắt mạnh, diện tích canh tác manh mún, các công trình được đầu tư xây dựng hầu hết phục vụ cho diện tích canh tác nhỏ nên hiệu quả tưới tiêu của công trình bị hạn chế.
Do hiện tượng diễn biến thời tiết bất lợi, lượng mưa giảm trong những năm gần đây nên nguồn nước mặt suy giảm đáng kể nhất là trong mùa khô dẫn tới công tác phục vụ tưới tiêu gặp nhiều khó khăn, thiên tai, lũ quét thường xuyên xảy ra gây hư hỏng công trình, số lượng kênh đất còn thường xuyên bị bồi lắng, bị lấp do sạt lở gây ảnh hưởng tới việc khai thác công trình phục vụ tưới.
Trang thiết bị vận hành, quản lý còn thiếu và chưa được đầu tư nâng cấp đồngbộ.
Mô hình tổ chức quản lý có nhiều biến động, bộ máy tổ chức còn mỏng, đặc biệt là cán bộ quản lý nhà nước cấp huyện, năng lực chưa đáp ứng để làm tốt các nhiệm vụ theo quy định.
Chính quyền cấp cơ sở ở một số nơi chưa quan tâm đúng mức đến công tác quản lý khai thác và bảo vệ công trình, bên cạnh đó do nhận thức của nhân dân ở một số địa phương chưa cao, chưa có ý thức bảo vệ công trình dẫn đến việc tổ chức quản lý khai thác công trình thủy lợi ở một số nơi tình trạng xâm hại đến công trình vẫn còn xảy ra nhưng chưa được xử lý kịp thời.
Việcđầu tư, ứng dụngcáctiến bộ,khoahọccôngnghệ tiên tiến,hiệnđạitrongquản lý,vậnhànhcôngtrìnhthuỷlợichưacó đủđiều kiện ápdụng,hiệnnayhệthống đóngmở, vậnhành côngtrìnhthủylợitrênđịa bàntỉnhchủyếubằnghình thức thủcông.
Từ những tình hình thực tế nêu trên cùng với điều kiện địa hình khá phức tạp của vùng đòi hỏi chúng ta cần có một nghiên cứu để đưa ra các giải pháp phòng chống lũ một cách toàn diện nhằm giảm thiểu tối đa những thiệt hại hàng năm do lũ gây ra để phục vụPhát triển kinh tế xã hội tỉnh Tuyên Quang.
NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN ĐỂ ĐƯARA GIẢI PHÁP PHÒNG CHỐNG LŨ TRÊN CÁC TUYẾN SÔNG CÓ ĐÊ TRÊN ĐỊA BÀN TỈNHTUYÊNQUANG
Cơ sở khoa học vàthựctiễn
2.1.1 Phân tích phương hướng phát triển kinh tế - xã hội đến việc phòngchốnglũsôngLô
Theo số liệu tổng điều tra dân số ngày 1 tháng 4 năm 2009 thì dân số toàn tỉnh là 725.467 người, trong đó dân số nông thôn là 585102 người, chiếm 80.4% Mật độ dân số toàn tỉnh trung bình là 124 người/km 2 Tỷ lệ tăng dân số tự nhiên của toàn tỉnh năm 2009 là 0,7%/năm; trong đó khu vực nông thông là 0.86% Trong 6 huyện, thị, tỷ lệ tăng tự nhiên thấp nhất là thị xã Tuyên Quang chỉ có 0,54% Tuyên Quang có 22 dân tộc, trong đó chủ yếu là dân tộc Kinh, dân cư phân bố không đều, chủ yếu tập trung ở các thị xã, thị trấn và ven đường giao thông.
Như vậy có thể nhận thấy trong tương lai không xa nhu cầu sử dụng nước trong nông nghiệp, công nghiệp, đô thị là rất lớn, diện tíchxâydựng gia tăng, dân cư trở nên đông đúc, điều này ảnh hưởng trực tiếp tới khả năng tiêu , thoát nước vào mùa lũ, cũng như cấp nước để phát triển kinh tế, xãhội.
Bên cạnh đó do đặc thù là một tỉnh miền núi với quỹ đất cho việc xây dựng các khu đô thị rất co hẹp, cùng với việc xây dựng nhà cửa ngoài bãi sông một cách tự phát không theo quy định về phòng chống lũ, đổ rác thải, phế thải xây dựng các vùng bồi, bãi ven sông đang ở mức báo động, các đê bối ngày càng được tôn tạo cao hơn , đã làm co hẹp lòng sông, thay đổi chế độ dòng chảy ảnh hưởng nghiêm trọng tới khả năng thoát lũ
Tỉnh chưa có quy hoạch phòng, chống lũ chi tiết cho từng tuyến sông trên địa bàn tỉnh, đặc biệt là 3 hệ thống sông lớn Sông Lô, sông Gâm, sông Phó Đáy Sự kết hợp hài hòa giữa đảm bảo phòng, chống lũ và phát triển kinh tế trung hạn và dài hạn còn hạn chế.Các công trình phòng chống lũ dự kiến xây dựng chưa triển khai được vì thiếu có quy hoạch.
Chính vì thế để đảm bảo hài hòa giữa phát triển kinh tế và vấn đề môi trường sinh thái, biến đổi khí hậu, thì cần đưa ra nhiều giải pháp trong đó đề ra các giải pháp như nâng cấp đê sông, nạo vét lòng sông, xây dựng các công trình phòng chống, thoát lũ là cấp thiết, đòi hỏi sớm được triển khai.
2.1.2 Phân tích đánh giá ảnh hưởng của mưa trên lưuvực
Tổng lượng mưa trung bình năm trên toàn tỉnh Tuyên Quang khá lớn, vào khoảng 1760mm/năm, tương ứng với 10,349 tỷ m 3 /năm.Tuynhiên, do địa hình khá phức tạp nên lượng mưa năm phân bố không đều trên địa bàn của tỉnh Tuỳ theo độ cao và sườn đón gió mà có nơi lượng mưa trung bình năm lên tới 18002200 mm như hữu ngạn sông Lô và sông Gâm, cá biệt có nơi còn cao hơn như phía Tây Bắc của tỉnh thuộc huyện Na Hang nơi gần tâm mưa Bắc Quang Trái lại những vùng thung lũng khuất gió như Gềnh Gà, Chiêm Hoá lượng mưa xuống thấp dưới 1600 mm, thậm chí còn thấp hơn nữa như tại Sơn Dương chỉ đo được 1546 mm/năm Như vậy phân bố lượng mưa năm có xu thế giảm dần từ Tây sang Đông, từ lưu vực sông Lô sang sông Gâm và thấp nhất là thung lũng sông Gâm và sông Phó Đáy Sự biến động của lượng mưa năm trong tỉnh không nhiều, lấy trạm Tuyên Quang làm ví dụ cho thấy trong thời đoạn 19782000 là thời kỳ nhiều nước thì năm 1978 cũng là năm có lượng mưa năm lớn nhất trong liệt quan trắc của Tuyên Quang và đã đo được 2275mm, còn lượng mưa năm nhỏ nhất thời kỳ này là năm 1988 đo được 1301 mm, đây cũng là lượng mưa năm gần như nhỏ nhất trong toàn liệt quan trắc. Như vậy chênh lệch năm mưa nhiều và năm mưa ít chưa đến 2 lần, tức là chỉ có 1,75 lần.
Hệ số biến động Cv của lượng mưa năm chỉ dao động từ0,150,19.
Mùa mưa thường bắt đầu từ tháng V đến khoảng cuối tháng IX, chiếm khoảng từ 75 ÷ 80% tổng lượng mưa cả năm Từ tháng VI-VIII khi gió mùa TâyNam chiếm ưu thế thì lượng mưa đạt khoảng 880-880mm, chiếm trên 50% tổng lượng mưa năm Ba tháng có lượng mưa lớn nhất xuất hiện khá đồng bộ trong toàn tỉnh Tháng có lượng mưa lớn nhất chiếm tới 20% lượng mưa cả năm Ngay trong các tháng mùa mưa tổng lượng mưa tháng cũng có thể chênh nhau hàng chục lần.
Ví dụ: Tại Hàm Yên lượng mưa tháng VIII/1971 đo được 734,4 mm, còn năm
1992 chỉ có là 70 mm Mặc dù tổng lượng mưa năm không cao lắm, nhưng những trận mưa với cường độ lớn xảy ra trong lưu vực là một trong những nguyên nhân gây ra lũ lụt ở Tuyên Quang Trong đó lượng mưa một ngày lớn nhất lịch sử tại trạm Tuyên Quang quan trắc được là 350 mm(8/VII/1908).
Mùa ít mưa (tháng XI ÷ tháng IV năm sau): Lượng mưa chiếm khoảng 2520% tổng lượng mưa cả năm Tháng có lượng mưa trung bình nhỏ nhất là tháng XII, I và II tổng lượng mưa trung bình các tháng này thường chỉ đạt trên dưới 20mm, chỉ bằng từ 1- 3% tổng lượng mưa năm và vào khoảng 1/3 tổng lượng bốc hơi đo theo ống Piche trong tháng Hai tháng IV và X có thể coi là các tháng chuyển tiếp.
Hàng năm ở Tuyên Quang có từ 160 -170 ngày mưa Vùng có nhiều ngày mưa là Hàm Yên và Chiêm Hoá khoảng 170 ngày mưa/năm, vùng có ít ngày mưa hơn là Na Hang và Tuyên Quang chỉ có vào khoảng 150 ngày mưa/năm Vào các tháng VII, VIII số ngày mưa nhiều từ 17-20 ngày, tháng có số ngày mưa ít là các tháng mùa khô từ tháng X dến tháng III năm sau, tháng có ít ngày mưa nhất là tháng XII trung bình chỉ có 7-8 ngày mưa.
Xét về tổng lượng mưa năm trên địa bàn tỉnh Tuyên Quang thuộc loại trung bình của lãnh thổ phía bắc Việt Nam Nhưng do đặc điểm địa hình đồi núi, có độ dốc lớn, cùng với đó là lưu vực mưa trải rộng, do vậy khi có mưa lũ tập trung, nước trên các con sông, suối lên rất nhanh, ảnh hưởng nghiêm trọng tới khả năng tiêu thoát nước, dẫn tới thiệt hại về tính mạng và tài sản của nhân dân ven sông suối, do vậy nếu không có những biện pháp phòng chống, ngăn ngừa có thể ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống nhân dân khu vực ven sông suối, gây thiệt hại về người vàcủa.
2.1.3 Phân tích đặc điểm và xu thế biển đổi khíhậu
Những năm gần đây hiện tượng biến đổi khí hậu đã và ảnh hưởng không chỉ tỉnh Tuyên Quang nói riêng mà toàn bộ Việt Nam, dẫn tới các xu hướng biến đổi thời tiết bất thường, không theo các quy luật hàng năm Các số liệu ghi nhận xu hướng tăng nhiệt độ ở cả 3 miền, với mức tăng nhiệt từ 0,5 đến 1 0 C trong vòng 1 thế kỷ qua Đi cùng với tăng nhiệt độ, lượng mưa trung bình hằng năm tăng không đáng kể, nhưng tần suất cũng như lượng mưa hàng tháng có thay đổi Mùa mưa có lượng mưa tăng cao, mùa khô lượng mưa giảm đi dẫn tới sự kiện thời tiết bất thường có xu hướng tăng lên Trong 50 năm qua, nhiệt độ trung bình Việt Nam tăng lên 0,7 độ C, mực nước biển dâng 20cm Việt Nam đã và đang chịu ảnh hưởng của biến đổi khí hậu, thiên tai bão lũ hạn hán đã diễn ra khốc liệt hơntrước. Ở Tuyên Quang những năm gần đây, xu thế nhiệt độ cũng biến đổi phức tạp, vào cuối thế kỷ 21, nhiệt độ trung bình năm có thể tăng lên 2,5 độ C ở Tây Bắc Bắc Bộ so với thời kỳ 1980 – 1999, biến đổi về nhiệt độ kéo theo một loạt thay đổi của các yếu tố thời tiết, như theo dự báo lượng mưa vào cuối thế kỷ 21 có thể tăng khoảng 6 – 7% ở vùng Đông Bắc Bắc Bộ so với trung bình thời kỳ 1980 – 1999, lượng mưa thời kỳ từ tháng 3 đến tháng 5 sẽ giảm khoảng 4% so với thời kỳ 1980 – 1999 Lượng mưa các tháng cao điểm của mùa mưa sẽ tăng 10 – 13%, nhiều cơn bão đổ bộ vào nước ta, chỉ tính riêng năm
2014 đã có trên 10 cơn bão với sức tàn phá lớn ảnh hưởng tới ViệtNam.
Theo thống kê của Ban Chỉhuyphòng, chống lụt bão tỉnh, từ năm 2001 đến
2005, trên địa bàn đã xảy ra 7 trận lũ quét; 15 trận mưa đá và gió lốc; 11 trận ngập lụt trên sông lô Những đợt thiên tai kể trên đã làm 59 người chết, 25 người bị thương, thiệt hại về nhà ở lên đến 16,5 tỷ đồng Trong sản xuất nông nghiệp thiên tai đã làm thiệt hại 101,6 tỷ đồng, trong đó số gia súc, gia cầm bị chết do thiên tai lên tới 39.153 con; 1.067 công trình thủy lợi bị hư hỏng, phá hủy; 445 công trình cầu cống bị phá hỏng, cuốn trôi; gần 700 nhà lớp học và nhà cộng đồng bị đổ, tốc mái.
Từ ngày 17 đến 19 tháng 8 năm 2009 các trận mưa với lượng mưa 216 - 228 mm trên diện rộng đã làm ngập úng nhiều nơi trong tỉnh Mưa lớn đã làm ngập úng 82,3 ha lúa; 760 m kênh mương thuỷ lợi; làm sạt lở 150 m đường giao thông.
2.1.4 Phân tích đặc điểm dòng chày lũ sông Lô trên địa bàntỉnh
Quá trình mưa đã quyết định quá trình hình thành mạng lưới sông suối và từ đó là tổng lượng mùa lũ cũng như cả năm trên lưu vực sông Lô Chế độ mưa ở lưu vực sông Lô cùng chế độ mưa với các lưu vực thuộc hệ thống sông Hồng, mưa lớn thường tập trung vào các tháng VI, VII, VIII do đó tình hình lũ cũng xảy ra phù hợp với tình hình mưa trong cùng thời gian Trung tâm mưa lớn thường xảy ra ở vùng Bắc Quang, Vĩnh Tuy Nguyên nhân chủ yếu là do rãnh thấp nóng, dải hội tụ và bão Chế độ lũ ở sông
Lô so với các sông trong hệ thống sông Hồng thường lên nhanh, xuống nhanhhơn.
Các vấn đề tồn tại cầngiảiquyết
Hệ thống đê trên các sông Lô, sông Gâm, sông Phó Đáy…của tỉnh Tuyên Quang trong thời gian qua đã được các cấp quan tâm đầu tư khá lớn và cũng đã mang lại hiệu quả nhất định trong việc chống lũ trên sông và ổn định đời sống bà con nhân dân Tuy nhiên do kinh phí tu bổ, sửa chữa thường xuyên hàng năm còn hạn chế, các tuyến đê nhỏ lẻ, manh mún, mặt khác do ảnh hưởng của thời tiết bất thường, mưa lũ vẫn diễn ra thường xuyên và hết sức phức tạp, độ dốc của lòng sông lớn nên cần thiết có những nghiên cứu khoa học để đưa ra các giải pháp phòng tránh lũ trên các tuyến sông.
Các tuyến sông trên địa bàn của tỉnh nằm trong hệ thống sông Hồng – sông Thái Bình, do vậy khi tính toán, nghiên cứu các yếu tố về lưu lượng, mực nước thiết kế…cần phải tuân thủ theo các tiêu chuẩn phòng chống lũ, cụ thể theo Quyết định 92/2007/QĐ- TTG ngày 21/6/2007, của Thủ tướng Chính phủ đã phê duyệt “Quyhoạch phòng, chống lũ hệ thống sông Hồng – sông Thái Bình”, từ đó đề ra các mục tiêu, giải pháp cụ thể cho từng tuyến sông Để thực hiện nhiệm vụ đó, trong phần tiếp theo luận văn sẽ giải quyết các vấn đề:
- Xác định mực nước lũ thiết kế của tuyến sông Lô có đê gồm lưu lượng lũ thiết kế và mực nước lũ thiếtkế.
- Xác định các giải pháp công trình, phi công trình để phòng, chống lũ đối với từng tuyến sông có đêtrên…
ĐỀ XUẤT VÀ LỰA CHỌN GIẢI PHÁP PHÒNG CHỐNG LŨCHO CÁC TUYẾN SÔNG LÔ CÓ ĐÊ TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH TUYÊN QUANG
Phân vùng phòng chống lũ cho các tuyến sông Lôcóđê
3.1.1 Cơsở phân vùng phòng chống lũ,lụt
- Căncứvàođặc điểm sôngngòi,địa hìnhvàtình hình pháttriểnkinhtế-xãhội của cácvùng.
- Căn cứ vào tầm quan trọng của vùng bảo vệ (dân sinh, đô thị, vùng kinh tế, vùng nông nghiệp).
3.1.2 Cácphương pháp phân vùng phòng chống lũ, lụt và kết quả phânvùng
Vùng bảo vệ là một cơ sở rất quan trọng cho hệ thống thuỷ nông, vì nó liên quan đến biện pháp thuỷ lợi giải quyết tiêu úng Vùng bảo vệ được phân theo các loại sau: a Phân vùng theo lưu vực sôngLô
Phân vùng theo lưu vực có thể là lưu vực sông tiêu hoặc lưu vực của công trình tiêu phụ trách Đây là phương pháp thường dùng trong tính toán tiêu hiện nay và áp dụng cho tất các vùng có quy mô khác nhau Để thuận tiện cho công tác quản lý đối với lưu vực lớn có thể chia thành những lưu vực nhỏ hơn Trong mỗi lưu vực lại có thể phân ra thành tiểu vùng tiêu tự chảy và tiểu vùng tiêu động lực Trong vùng tiêu bằng động lực lại chia ra thành lưu vực từng công trình tiêu với quy mô thích hợp. b Phân vùng bảo vệ theo địa giới hànhchính
Cách phân vùng này bắt nguồn từ cơ chế quản lý theo vùng lãnh thổ Tuy thuận lợi cho việc quản lý hành chính theo vùng lãnh thổ nhưng không phù hợp với công tác quản lý tiêu trên toàn hệ thống Phương pháp phân vùng theo địa giới hành chính thường áp dụng cho một số trường hợp có thể trùng với phân vùng theo lưu vực. Đối với vùng nghiên cứu, vùng bảo vệ là tỉnh Tuyên Quang. Đối với vùng nghiên cứu lưu vực sông Lô được phân thành một vùng bảo vệ là tỉnh Tuyên Quang gồm huyện Hàm Yên, huyện Sơn Dương, huyện Chiêm Hóa và Thành phố TuyênQuang.
- Huyện Hàm Yên: bao gồm toànhuyện
- Huyện Sơn Dương: bao gồm các xã Cấp Tiến, Vĩnh Lợi, Đông Thọ, Quyết Thắng, Đồng Quý, Vân Sơn, Văn Phú, Chi Thiết, Đông Lợi, Hồng Lạc, Phú Lương, Hào Phú, Tam Đa, Sầm Dương, Lâm Xuyên, Thượng Ấm và 1/2 xã TúThịnh.
- Thành Phố Tuyên Quang: bao gồm toàn thànhphố.
- Huyện Chiêm Hóa: bao gồm 2 xã Hòa Phú và YênNguyên.
Với quy mô vùng tuyến phòng lũ lưu vực sông Lô thuộc địa phận tỉnh TuyênQuang như trên vùng nghiên cứu được phân là phù hợp.
Tiêu chuẩn quy hoạch phòng chống lũ cho các tuyến sông Lô có đê khuvực tỉnhTuyênQuang
Theo Quyết định 92/2007/QĐ-TTg ngày 21/6/2007 của Thủ tướng Chính phủ đã phê duyệt “Quy hoạch phòng, chống lũ hệ thống sông Hồng - sông
TháiBình”, tại (Điều I, mục III) với tiêu chuẩn phòng, chống lũ nhưsau:
- Giaiđ o ạ n 2 0 0 7 - 2 0 1 0 : B ả o đ ả m c h ố n g l ũ c ó c h u k ỳ 2 50 n ă m ( t ầ n s u ấ t 0,4%), lưu lượng tương ứng tại Sơn Tây 42.600 m3/s.
- Giai đoạn 2010 - 2015: đối với Hà Nội bảo đảm chống lũ có chu kỳ 500 năm (tần suất 0,2%), lưu lượng tương ứng tại Sơn Tây 48.500 m3/s Đối với đê cấp
I, II, III các khu vực khác chống lũ 300năm.
+ Tại Hà Nội: Bảo đảm chống được lũ tương ứng với mực nước sông Hồng tại trạm Long Biên là 13,1 m;
+ Tại Phả Lại: Bảo đảm chống được lũ tương ứng với mực nước sông Thái Bình tại trạm Phả Lại là 7,2 m;
Điều tiết các hồ chứa cắt giảm lũ:
Hồ Hoà Bình: Cao trình MNDBT 117,0m; mực nước dâng gia cường 122,0m; mực nước trước lũ thấp nhất 88,0m; dung tích cắt, giảm lũ cho hạ du 4,9 tỷ m3.
Hồ Tuyên Quang: Cao trình MNDBT 120,0m; mực nước dâng gia cường 122,55m; mực nước trước lũ thấp nhất 90,0m; dung tích cắt, giảm lũ cho hạ du 1,0 tỷm3.
Hồ Thác Bà: Cao trình MNDBT 58,0m; mực nước dâng gia cường 61,0m; mực nước trước lũ thấp nhất 56,0m; dung tích cắt, giảm lũ cho hạ du 0,45 tỷ m3.
Hồ Sơn La: Cao trình mực nước dâng bình thường 215,0m; mực nước dâng gia cường 217,83m; dung tích cắt, giảm lũ cho hạ du (kết hợp với hồ Hoà Bình) 7,0 tỷ m3.
Tổng dung tích cắt lũ của bậc thang sông Đà là 7,0 tỷ m3 và hệ thống sông
Lô, Gâm là 1,5 tỷ m3 Với mức cắt giảm lũ trên, nếu xuất hiện lũ có chu kỳ lặp lại
500 năm thì có thể đảm bảo mực nước tại Hà Nội không vượt quá 13,4m.
Như vậy đối với khu vực tỉnh Tuyên Quang khả năng chống lũ theo yêu cầu của quyết định (92/2007/QĐ-TTg) giai đoạn 2010-2015 phải đảm bảo lũ thiết kế tương ứng với tần suất 0.2% (lũ 500 năm xuất hiện 1 lần).
Lựa chọn mô hình tính toánthủylực
3.3.1 Giới thiệu một số mô hình thủy lực tiêubiểu
Nội dung chủ yếu của các mô hình thuỷ lực là giải hệ phương trình Saint
- Venantbằngphươngphápsốtheosơđồẩnhoặchiện.Nhiềunhàkhoahọctrong và ngoài nước đã nghiên cứu giải quyết vấn đề này. Ở Việt Nam nhiều nhà khoa học đã đưa ra một số cách giải như:
- Mô hình VRSAP của PGS Nguyễn NhưKhuê.
- Mô hinh SAL của PGS Nguyễn TấtĐắc.
- Mô hình KOD của GS Nguyễn ÂnNiên.
- Mô hình HYDROGIS của TS Nguyễn HữuNhân.
Dưới đây là một số mô hình tính toán thuỷ lực được tính toán áp dụng của ViệtNam và Thếgiới. a Mô hình KODcủa GS.TS Nguyễn Ân Niên, ra đời từ năm 1974 trong bài toán phân lũ sông Đáy, sau đó phối hợp với Cục dự báo KTTV trong việc tính lũ và tiêu úng cho toàn mạng sông Hồng và sông Thái Bình Mô hình cũng có thể dùng để xem xét đánh giá nguồn nước, kiểm định hệ thống thuỷ nông, giải quyết các bài toán quy hoạch thuỷ lợi Mô hình được lập ra để giải bài toán thuỷ lực nói chung và bài toán lũ nói riêng cho mạng lưới kênhsông.
Môhình dùng phương pháp giảitheo sơđồhiện,vềmặt cấu trúc cóthểxemđólàsơ đồsai phân hỗn hợp:Phương trìnhliên tục sai phântheotamgiácthuận (Lax)phươngtrìnhchuyểnđộngsaiphântheosơđồ tamgiác ngược khôngcân. Theocáchtínhcủamôhình,sông được chia thành cácôchứa bởi cácmặtcắt, lưu lượng được tínhtại các mặt cắtnày còn mực nước đượctínhởtâmôchứa. Ưu điểm chính của mô hình KOD là có thể tính cho mọi lưới sông ô chứa phức tạp nhất, độ chính xác cao tính toán đơn giản, gọn nhẹ, kết quả đáp ứng tốt các bài toán thực tế đặt ra Nhược điểm chính của mô hình là bước thời giant bị hạn chế bởi điều kiện Courant - Lewy, nhưng mô hình không phải tính lặp các hệ số nên tốc độ tính toán vẫn nhanh chóng, không mất thời gian thành lập và giải hệ đại số tuyến tính tổng thời gian mỗi lớp tính cũngnhỏ.
Mặt khác, việc mô phỏng hệ thống tiêu cũng chưa thật đầy đủ ví dụ như quá trình trao đổi nước trên khu vực tiêu Các công trình trao đổi nước cũng như phương thức điều kiển chưa được xem xét đầy đủ nhất là các thực trạng tiêu úng trong những điều kiện tác động của con người trong quá trình điều khiển hệ thống. b Mô hình VRSAP (Viet Nam river Systerm and plains)của PGS.TS Nguyễn Như
Khuê trên cơ sở cải tiến mô hình KRSAL xây dựng từ năm 1978 là mô hình toán dòng chảy lũ và thuỷ triều trên hệ thống sông ngoài, hồ chứa và đồng ruộng được cải tiến và phát triển trên sơ đồ sai phân ẩn của Dronker - Hà Lan Mô hình mô tả chuyển động sông thiên nhiên khá tốt (Như hệ thống sông Hồng và sông TháiBình) Sau đó đến MEKRSAL (Uỷ ban sông Mê Công quốc gia) rồi tiếp tục cải tiếnđếnVRSAPcơ sởlýluậncủa môhìnhlà hệphươngtrìnhvi phânđạohàm
xQ riêng Saint - Venant đầy đủ:
Trong đó: x: Biến số chỉ vị trí mặt cắt trên tuyến dòng chảy t: Thời gian.
Q: Lưu lượng, được coi là dương nếu theo chiều dương của x Z: Độ cao mặt nước so với mặt chuẩn nằm ngang.
: Diện tích mặt cắt dòng chảy và khu chứa nước bên bờ.
K: Mô đun lưu lượng dòng chảy q: Lưu lượng bổ sung trên mỗi đơn vị chiều dài ven sông, được coi là dương nếu từ ngoài sông chảy vào.
Biên dưới (cửa ra) thường là quá trình mực nước theo thời gian (Z~t).
Hệ phương trình trên được giải theo sơ đồ sai phân ẩn cho hệ thốngs ô n g kênh Dòng chảy tràn trên vùng ngập được mô phỏng theo tư tưởng của mô hình SOGREAH thành các ô trao đổi nước qua nhau bởi các công trình đập tràn giả định Các ô ngập nước được chia thành hai loại: Ruộng kín và ruộng hở tương đương với các ô chứa nước kề sông như dòng bổ sung ngang kín được liên hệ với nút sông qua một cống điều tiết, sự chuyển nước từ sông vào khu ngập diễn ra từ từ có sự điều tiết Mô hình VRSAP có sự mô phỏng hoạt động của các công trình thuỷ công như các loại đập tràn, cống xi phông và xét lượng mưa rơi trực tiếp trên ô ruộng Mô hình coi công trình trên kênh như một đoạn sông đặc biệt mà mặt cắt đầu là thượng lưu, mặt cắt cuối là hạ lưu công trình,nút được đồng nhất với mặt cắt các công trình thuỷ công.
Mô hình VRSAP được ứng dụng rộng rãi, có hiệu quả cao, giảiq u y ế t được nhiều bài toán thông thường và một số bài toán lớn riêng của đồng bằng sông Hồng cũng như đồng bằng sông Cửu Long (Có bổ sung thêm phần xâm nhập mặn).
Hiện nay mô hình VRSAP được sử dụng trong quá trình tính toán các phương ánquyhoạch thuỷ lợi của Viện Quy hoạch Thuỷ lợi - Bộ Nông Nghiệp và PTNT Tuy nhiên mô hình còn có nhược điểmsau:
- Giao diện đơn giản, phần khai thác kết quả mất rất nhiều công sức, đồ hoạ còn yếu, không đồng bộ với hiệu quả quy mô của môhình.
- Các thửa ruộng hai bên đều được coi là đổ trực tiếp vào kênh, chia thành nhiều cấp cao độ Trong nội bộ ô ruộng kín không cho phép chảy tràn từ caoxuốngthấp Điều này chỉ đúng trong điều kiện hệ thống thuỷ nông được hoàn chỉnh từ đầu mối đến mặt ruộng có bờ vùng, bờ kênh đến khoảng bờ ruộng canh tác cao đủ sức chốngtràn.
- Xét đến hoạt động của các trạm bơm tiêu vào hệ thống một cách đơn giản thông qua hệ số tiêu và diện tích vùng bơm, mà hệ số tiêu thì không thể hiện được quá trình bơm một cách hợp lý, khoa học và phù hợp với thực tiễn vận hành các trạm bơm tiêu hiệnnay.
Chương trình gốc được viết bằng ngôn ngữ FORTRAN Qua quá trình áp dụng trong tính toán quy hoạch thiết kế của vùng đồng bằng sông Hồng, đồng bằng sông Cửu Long… chương trình đã được cải tiến nâng cấp dần Hiện nay chương trình được viết lại bằng VisualBasic trong môi trường Windows, có giao diện thuận tiện hơn tuy nhiên giao diện chưa trực quan và chưa có kết nối GIS. Việc áp dụng mô hình tương đối phức tạp, cần nhiều kinh nghiệm xử lý cụ thể Mô hình dựa trên bài toán một chiều nên việc ứng dụng cũng có những hạn chế nhất định. c Mô hình thuỷ lực một chiều MIKE11
Mô hình thủy lực một chiều MIKE 11 của Viện thủy lực Đan Mạch DHI Water & Environment phát triển, là phần mềm dùng để mô phỏng dòng chảy, lưu lượng, chất lượng nước và vận chuyển bùn cát ở các cửa sông, sông, kênh tưới và các vật thể nước khác. Ứng dụng mô hình thuỷ lực một chiều MIKE 11 tính toán thuỷ lực mùa lũ cho mạng sông trong vùng nghiên cứu, trên cơ sở đó mô tả được tình hình hiện trạng cũng như thể hiện được diễn biến của dòng chảy cũng như sự hình thành và lan truyền lũ trong mạng sông Môhình Mike11 làmột môhình mạnhvà cónhiềuđiểmthuậnlợitrongquátrình tính toánthuỷlực, mô hìnhthủyđộnglựcMIKE11ápdụngvới chế độsóng độnglựchoàntoànởcấpđộcao,trongchế độ nàyMIKE11cókhảnăngtínhtoánvới:
+ Dòng chảy biến đổi nhanh.
+ Hiệu quả nước đọng thay đổi nhanh.
+ Lòng dẫn có độ dốc lớn.
* Mô tả cấu trúc và các module của mô hình MIKE 11: Đặc trưng cơ bản của mô hình MIKE 11 là cấu trúc mô đun tổng hợp với nhiều loại mô đun được thêm vào mỗi mô phỏng các hiện tượng liên quan đến hệ thống sông Các module trong bộ MIKE 11 baogồm:
- Module HD Thủy động lực học là phần cốt lõi của MIKE 11, có khả năng: + Giải bài toán thủy động lực học St Venant cho kênh hở.
+ Giải bài toán sóng khuyếch tán, sóng động học cho một số nhánh định trước.
+ Giải bài toán Muskingum cho một số nhánh định trước.
+ Tự động hiệu chỉnh cho điều kiện dòng chảy êm, dòng chảy xiết.
+Môphỏnghầu hết các loại côngtrình trên sôngnhưcầu, cống, trạmbơm,đập
* Cácdạng công trình được mô phỏng tính toán trong MIKE11gồm:
- Cống (cống hình chữ nhật, hìnhtròn ).
Tấtcả các mô hình giớithiệuởtrên đều đượcxâydựngtrêncơsởphương trình liêntụcvàquyluậtbảotoànđộnglượng.Mỗimôhìnhcómộtcáchtiếpcậnvàđềuchophép tính toánchế độthuỷlựctrongkênh dẫn hởđểtìmranhững thôngsốcầnthiếtphụcvụviệc thiếtkế,quảnlýcáchệthốngthuỷ lợi.Trongtấtcảcácchương trình tính toán trên,họchương trình MIKEđãđược cải tiến nhiềulần cho phù hợp vớiđiềukiệnvề tài liệu cũngnhưkhaitháckết quả tínhtoán.Đây làhọchương trình tiên tiến,đãđượcnhiềucơquan đầungành trong lĩnhvực tàinguyênnướckiểm nghiệm Trongnghiêncứunày sửdụng môhìnhMIKE11 đểxácđịnhcácyếutố thủylực đối vớicáctuyếnsôngtrênđịabàn…
3.3.3 Sử dụng mô hình thuỷ lực 1 chiều Mike 11 để diễn toán mực nước và lưulượng tại các nút trong hệ thốngsông
3.3.3.1 Thiết lập sơ đồ mạng lưới sông trong mô hình thủy lực
Trong nghiên cứu tính toán các yếu tố thủy lực của các tuyến sông trên địa bàn tỉnh Tuyên Quang, tác giả sử dụng mô hình Mike 11 để tính toán cho sông Lô, do sông Lô nằm trong lưu vực sông Lô - Gâm, trong phạm vi nghiên cứu của luận văn, tác giả chọn mạng lưới sông Lô - Gâm thuộc địa bàn tỉnh Tuyên Quang để tính toán Sau khi tính toán bằng phần mềm thủy lực, tác giả sử dụng kết quả tính toán của hệ thống sông, triển các thông số cần thiết lập lên tuyến sông Lô trên địa bàn tỉnh Tuyên Quang.
Mạng tính toán cho các sông kênh và bãi tràn là khung cho mô hình thuỷ lực. Trong mô hình Mike 11 nó mô tả mạng lưới sông dưới dạng số hoá Mỗi sông được đặt tên, chiều dài và các liên kết với các sông khác trong mô hình Ngoài việc thể hiện các sông thì các công trình thuỷ lợi cũng được thể hiện trên mạng lưới này. Các công trình phổ biến bao gồm các đập tràn, cống,cầu…
Mô phỏng và kiểm địnhmôhình
3.4.1 Trận lũ tháng 8/1996 (Hồ Hoà Bình và Thác Bà tham gia cắtlũ) Để xác định bộ thông số cho mô hình thuỷ lực như: (Mặt cắt đặc trưng từng đoạn sông, hệ số nhám lòng và bãi sông, các thông số của công trình thuỷ lợi Cần thiết phải mô phỏng và hiệu chỉnh với một năm lũ thực tế Qua phân tích lựa chọn trận lũ tháng 8/1996 để mô phỏng chế độ thuỷ lực cho sông Lô - Gâm Điều này phù hợp với tài liệu địa hình đo đạc mặt cắt sông năm 2000, mặt cắt sông không biến đổi lớn Lũ năm 1996 cũng là năm lũ khálớn.
Chọn thời đoạn tính toán mô phỏng lũ 20 ngày từ 9/8 đến ngày 28/8/1996 Đường quá trình mực nước, lưu lượng giữa thực đo và tính toán mô phỏng tại một số vị trí trạm thuỷ văn trong bảng kết quả mô phỏng trận lũ tháng8/1996.
3.4.2 Kếtquả mô phỏng trận lũ tháng8/1996
Mực nước lũ lớn nhất giữa kết quả tính toán và thực đo tại một số vị trí đặc trưng trong bảng 3.3.
Bảng 3.3 Kết quả tính toán mực nước lũ lớn nhất thực đo và tính toán tại các trạm thuỷ văn trên hệ thống sông Lô – Gâm – Hồng
TT Trạm Sông H max Sai số
Kết quả tính toán mô phỏng trận lũ tháng 8/1996 cho thấy sai số giữa tính toán và đo đạc là 0,1 ÷ 0,2 m Mặt khác các bản vẽ đường quá trình mực nước, lưu lượng tại từng vị trí có dạng đường lũ lên và xuống phù hợp với nhau Với bộ thông số mô hình này đảm bảo độ tin cậy và sử dụng trong khai thác các phương án lũ đối với hệ thống sông Lô - Gâm.
Nhận xét: Ngoại trừ các trận lũ lịch sử tháng 8/1945 và 8/1971 đã gây vỡ đê nhiều nơi thuộc vùng hạ du sông Lô - Gâm Trận lũ tháng 8/1996 cũng khá lớn trên toàn lưu vực.
Tóm lại theo đánh giá của Ban chỉ đạo PCLBTW với mùa lũ năm 1996 trong việc điều hành hồ Tuyên Quang, đã đảm bảo an toàn tuyệt đối cho bản thân công trình và cắt lũ có hiệu quả cho hạ du.
Hình 3.3 Đường quá trình mực nước thực đo và tính toán mô phỏng mùa lũ 1996 trên sông Hồng.
H Chiem Hoa 36.0H Ghenh Ga Viet Tri 34.0
Hình 3.4 Đường quá trình mực nước thực đo và tính toán mô phỏng mùa lũ 1996 trên sông Lô.
3.4.3 Kếtquả kiểm định trận lũ tháng 9/1985 (Thác Bà tham gia cắtlũ)
Mực nước lũ lớn nhất giữa kết quả tính toán và thực đo tại một số vị trí đặc trưng trong bảng 3.4.
Bảng 3.4 Kết quả tính toán mực nước lũ lớn nhất thực đo và tính toán tại các trạm thuỷ văn chính trên hệ thống sông Lô – Gâm – Hồng
TT Trạm Sông Thực đo Tính toán Sai số (m)
Kết quả tính toán kiểm định trận lũ tháng 9/1985 cho thấy sai số giữa tính toán và đo đạc là 0,01 ÷ 0,25 m Mặt khác các bản vẽ đường quá trình mực nước, lưu lượng tại từng vị trí có dạng đường lũ lên và xuống phù hợp với nhau Cho thấy bộ thông số mô hình được xây dựng trong mô phỏng trận lũ tháng 8/1996 đảm bảo độ tin cậy và sử dụng trong khai thác các phương án lũ đối với hệ thống sông Lô- Gâm
Kết quả tính toán thủy lực chocácsông
+ LU 2.1 Hồ Tuyên Quang không cắt lũ, tần suất lũ 0.2% Không ngăn lũ tràn vào thành phố Tuyên Quang, hành lang thoát lũ như hiện tại.
+ LU 2.2 Chống lũ theo quy trình hiện hành, tần suất lũ 0.2% Không ngăn lũ tràn vào thành phố Tuyên Quang, hành lang thoát lũ như hiện tại.
+LU2.3.Chốnglũtheoquytrình hiện hành,tầnsuấtlũ0.2%
+LU2.max.HồTuyên Quangcắtlũtốiđa, tầnsuấtlũ0.2%.Ngăn lũ tràn vào thành phố Tuyên Quang, hành lang thoát lũ như hiệntại.
Kết quả tính toán thủy lực lũ:
Bảng 3.5 Kết quả tính toán mực nước lũ max 0.2% theo các phươngán
BĐIII LU 2.1 LU2.2 LU2.3 LU2.max
Zmax ΔZZ Zmax ΔZZ Zmax ΔZZ
Bảng 3.6 Kết quả tính toán lưu lượng lũ max 0.2% theo các phươngán
LU 2.1 LU2.2 LU2.3 LU2.max
Qmax ΔZQ Qmax ΔZQ Qmax ΔZQ
Hình 3.5 Đường quá trình mực nước lũ 0.2% tính toán tại trạm Tuyên Quang
3.5.2 Cácphương án chống lũ có xét đến kịch bản biến đổi khíhậu
Kịch bản biến đổi khí hậu: Là giả định có cơ sở khoa học và tính tin cậy về sự tiến triển trong tương lai của các mối quan hệ giữa kinh tế - xã hội, GDP, phát thải khí nhà kính, biến đổi khí hậu và mực nước biển dâng Là một trong những nước chịu tác động nặng nề nhất của biến đổi khí hậu, Việt Nam coi ứng phó với biến đổi khí hậu là vấn đề có ý nghĩa sống còn.
Theo kịch bản biến đổi khí hậu được xây dựng vào năm 2012 Dựa vào điều kiện tự nhiên, tình hình kinh tế xã hội, dân số và mức độ quan tâm đến môi trường của khu vực Trong luận văn này đã lựa chọn kịch bản đánh giá mức độ ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến tài nguyên nước: kịch bản phát thải trung bình.
Tính toán cho các thời kỳ tương lai của các kịch bản, số liệu mưa và bốc hơi được so sánh với thời kỳ nền 1980 đến 1999 Tính toán sự thay đổi được phần trăm lượng mưa và bốc hơi ở thời kỳ tương lai theo kịch bản biến đổi khí hậu cho khu vực nghiên cứu. Ứng dụng mô hình mike 11 với kịch bản biến đổi khí hậu
Số liệu đầu vào cho kịch bản Các dữ liệu lưu vực bộ phận, số liệu địa hình, mạng sông, mặt cắt và bộ thông số mô hình được lấy như trong trường hợp hiệu chỉnh và kiểm định Số liệu mưa và bốc hơi kịch bản được tính toán từ các mô hình toàn cầu và được tính toán cho lưu vực sông Lô.
Bảng 3.7 Thay đổi lưu lượng, dòng chảy mùa lũ trung bình nhiều năm theo kịch bản biến đổi khí hậu
Kết quả kịch bản phát thải Dòng chảy năm trên toàn hệ thống sông Lô – Gâm có xu hướng tăng Tuy nhiên sự biến đổi dòng chảy trên các lưu vực sông có sự khác biệt khánhỏ.
Dòng chảy năm 2020: theo kết quả tính toán mô hình cho thấy mức độ biến đổi lưu lượng trung bình nhiều năm kịch bản phát thải trung bình so với thời kỳ hiện trạng không khác nhau nhiều Tại các lưu vực sông, mực nước lũ lớn nhất ,dòng chảy lũ trung bình nhiều năm tăng khoảng 0.9 – 1.2% Với dòng chảy lũ tại các lưu vực tăng lên lớn hơn so với trung bình năm trong khoảng từ xấp xỉ 0.9% - 1.2% Với mùa kiệt chưa nhận thấy sự khác biệt giữa kịch bản BĐKH và hiệntrạng.
Dỏng chảy đến năm 2050: Đối với mùa kiệt lưu lượng gần như không có sự thay đổi so với hiện trạng: trên toàn bộ lưu vực thu nước mức độ biến đổi lưu lượng trung bình nhiều năm ở kịch bản này tăng cao hơn so với thời kỳ năm 2020 Tại tất cả các lưu vực bộ phận trên lưu vực sông Lô – Gâm đều có mức độ thay đổi tăng tương ứng là 0.9% - 1.2%.
Mục tiêu chính của phần này là đánh giá tác động của biến đổi khí hậu theo kịch bản đã được chọn đến tài nguyên nước các lưu vực bộ phận trên lưu vực sông Lô – Gâm. Trong luận văn này, tính toán sự biến đổi khí hậu tác động đến tài nguyên nước được tính toán so với trung bình thời kỳ 1970 – 1999 Mỗi kịch bản biến đổi khí hậu được tính cho sự thay đổi dòng chảy vào các năm 2020 và2050.
Nhìn chung, hệ thống sông Lô – Gâm có sự biến thiên dòng chảy trên các lưu vực là khác nhau theo kịch bản biến đổi khí hậu Nhưng có thể nhận thấy rằng, xu thế của dòng chảy trung bình năm tăng lên ở tất cả các lưu vực bộ phận theo thời gian và theo kịch bản phát thải.
Từ những phân tích trên đưa ra các phương án phòng chống lũ cho sông Lô xét đến biến đổi khí hậu như sau:
Chống lũ với tần suất 0.2%
+ LU 5.1 Hồ Tuyên Quang không cắt lũ, tần suất lũ 0.2% Không ngăn lũ tràn vào thành phố Tuyên Quang.
+ LU 5.2 Chống lũ theo quy trình hiện hành, tần suất lũ 0.2% Không ngăn lũ tràn vào thành phố TuyênQuang.
+ LU 5.3 Chống lũ theo quy trình hiện hành, tần suất lũ 0.2% Ngăn lũ tràn vào thành phố Tuyên Quang.
Kết quả tính toán thủy lực lũ:
Bảng 3.8 Kết quả tính toán mực nước lũ max 0.2% xét đến biến đổi khí hậu theo các phươngán
Bảng 3.9 Kết quả tính toán lưu lượng lũ max 0.2% xét đến biến đổi khí hậu theo các phươngán
Hình 3.6 Đường quá trình mực nước lũ 0.2% xét đến biến đổi khí hậu tại trạm
Phân tích kết quả tính toán thủylựclũ
Kết quả tính toán thủy lực các phương án điều tiết cắt, giảm lũ của hồ Tuyên Quang a Chống lũ với tần suất0.2%
+ Khi không ngăn cho lũ tràn vào thành phố Tuyên Quang (LU2.2),hành lang thoát lũ như hiện tại, mực nước max tại Tuyên Quang là 28,37 m, giảm 2,36 m so với khi không có hồ điều tiết giảmlũ.
+ Khi có ngăn cho lũ tràn vào thành phố Tuyên Quang (LU2.3), hành lang thoát lũ như hiện tại, mực nước max tại Tuyên Quang là 28,96 m, giảm 1,77 m so với khi không có hồ điều tiết giảm lũ.
+ Khi hồ Tuyên Quang vận hành cắt lũ tối đa cho hạ du lưu vực (LU2.max),hành lang thoát lũ như hiện tại, mực nước max tại Tuyên Quang là 28,16 m, giảm2,57 m so với khi không có hồ điều tiết giảm lũ. b Chống lũ với tần suất 0.2% có xét đến kịch bản biến đổi khíhậu
+ Khi không ngăn cho lũ tràn vào thành phố Tuyên Quang (LU 5.2), mực nước max tại Tuyên Quang là 28,58 m, giảm 2,39 m so với khi không có hồ điều tiết giảmlũ.
+ Khi có ngăn cho lũ tràn vào thành phố Tuyên Quang (LU5.3), mực nước max tại Tuyên Quang là 29,10 m, giảm 1,87 m so với khi không có hồ điều tiết giảmlũ.
Theo Quyết định số 198/2011/QĐ - TTg của Thủ tướng Chính phủ về việc Quy trình vận hành liên hồ chứa Hòa Bình - Sơn La - Thác Bà - Tuyên Quang Theo đó, trong trường hợp lũ sông Đà, sông Thao nhỏ, hồ Tuyên Quang có nhiệm vụ khống chế mực nước lũ tối đa tại thành phố Tuyên Quang dưới +27,0m. Để đảm bảo khống chế mực nước dưới +27,0 m tại Tuyên Quang, hồ Tuyên Quang chỉ có thể điều tiết mực nước khi xảy ra lũ tương ứng tần suất 7 - 8% tại Ghềnh Gà, với mực nước này thành phố Tuyên Quang vẫn bị ngập khoảng 700 ha Khi xảy ra lũ tần suất 0.2% kể cả có hồ điều tiết (LU2.3) như hiện nay, mực nước tại Tuyên Quang 28,96 m, tương ứng với khoảng 1.800 ha bịngập.
Từ các phân tích kết quả tính toán thủy lực có thể kết luận như sau: Để khắc phục tình trạng ngập lụt cho thành phố Tuyên Quang, chống lũ với tần suất 0.2% thì ngoài việc điều tiết cắt giảm lũ của hồ Tuyên Quang, cần phải xây dựng hệ thống bờ bao ngăn lũ với mực nước tính toán tại trạm thủy văn Tuyên Quang là 29,0 m.
Giải pháp phòng chống lũ tuyến sông Lô trên địabàntỉnh
3.7.1 Giải pháp côngtrình a) Kè chống xóilở
- Xây dựng kè bảo vệ bờ sông Lô đoạn qua thành phố TuyênQuang.
Trong các công trình kè chống sạt lở bờ thì việc xây dựng kè bảo vệ bờ sông Lô đoạn qua thành phố Tuyên Quang nhằm chống sạt lở bờ, ổn định đoạn sông Lô trong khu vực thành phố Tuyên Quang, hạn chế các ảnh hưởng bất lợi của thuỷ điện
Tuyên Quang gây ra cho vùng hạ du ngoài ra còn đảm bảo an toàn, tính mạng, tài sản cho dân cư và các công trình ven sông, giảm thiểu các thiệt hại cho thành phố Tuyên Quang khi có lũ lớn trên sông Lô, hạn chế việc lấn chiếm hành lang thoát lũ trong điều kiện dân cư đô thị phát triển nhanh, tạo cảnh quan sinh thái và chỉnh trang kiến trúc đô thị cho thành phố Tuyên Quang là vấn đề quan trọng nhất cần ưu tiên Tổng chiều dài toàn tuyến 16.102 m; trong đó: Chiều dài tuyến bờ phải 7.105 m; bờ trái 7.347 m và bãi Tình húc 1.650m.
- Tiếp theo cần xây dựng kè chống xói lở tại một số vị trí trên sông Lô kè bảo vệ mộtsố nơi sung yếu ở các sông suốinhỏ:
+ Xây dựng kè chống xói lở trên sông Lô tại An Khang chiều dài 500 m + Kè bảo vệ bờ các suối nhỏ: Về mùa mưa do các suối có địa hình dốc gặp mưa lớn thường xảy ra hiện tượng lũ quét, gây sạt lở bờ làm mất đất nông nghiệp và ảnh hưởng đến cuộc sống của người dân, cần thiết phải kè bờ một số sông suối nhỏ có tổng chiều dài 49,485 km (huyện Na Hang 8,168 km, huyện Chiêm Hoá 4,99 km, huyện Hàm Yên 14,652 km và huyện Yên Sơn 21,675km). b) Hệ thống đê phònglũ:
+ Cứng hóa mặt đê Sơn Dương dài 28,7 km và mặt đê Yên Sơn dài 7 km, đảm bảo an toàn mặt đê, kết hợp giao thông trong vùng.
+ Xây dựng mới tuyến đê Cấp Tiến, chiều dài 5,8 km từ đầu đê Đông Thọ đến cuối đê Kim Ninh, xã Vĩnh Lợi, thiết kế đảm bảo chống lũ với cos lũ tại thị xã Tuyên Quang là 30,0 m, bảo vệ cho 81 hộ của xã Cấp Tiến và 219 hộ của xã Đông Thọ, bảo vệ 350 ha ruộng 2 vụ, 100 ha màu, tham gia phòng chống lũ trên toàn tuyến đê Vĩnh Lợi - Lâm Xuyên, chiều rộng đỉnh đê B = 5 m Toàn tuyến đê có 8 cống tiêu:
+ 6 cống tiêu có mặt cắt (b x h) = (1 x 1,2) m, chiều dài L = 20 m.
+ Cống ngòi Liễn: 5 cửa, mỗi cửa có mặt cắt (b x h) = (2 x 2)m, chiều dài L
+ Cống ngòi Cát: 2 cửa, mỗi cửa có mặt cắt (b x h) = (2 x 2)m, chiều dài L 30 m, Qtiêu= 6,49 m 3 /s.
+ Sửa chữa cống dưới đê: Cống Lương Thiện và cống Đồng Gianh, huyện Sơn Dương; nâng cấp hệ thống tiêu cống Đõ - Ngòi Chả, Thành phố Tuyên Quang. c) Xây dựng 60 cột tín hiệu báo lũ toàntỉnh d) Công trình ngăn lũ cho thành phố TuyênQuang
Kết quả tính toán lũ cũng cho thấy, ứng với tần suất lũ 0,2% khi có hồ Tuyên Quang tham gia cắt lũ, mực nước đỉnh lũ tại Tuyên Quang tương đương +29,0 m. Căn cứ vào thực trạng địa hình và khả năng bố trí công trình, đề xuất giải pháp chống lũ cho thành phố Tuyên Quang như sau:
+29,0 m Khu vực trung tâm thành phố không có khả năng xây dựng 1 tuyến đê ngăn lũ riêng biệt, do trung tâm thành phố nằm sát bờ sông Lô, khu vực ven sông có dạng địa hình là các gò, đồi có cao độ từ 25 - trên 30 m Toàn vùng giao tiếp dòng chảy với sông Lô qua 4 cửa tiêu thoát là Ngòi Cơi, Ngòi Là, Ngòi Chả và Ngòi Thục.
Trong mấy năm gần đây khu vực thành phố Tuyên Quang đã được xây dựng các tuyến đường tránh lũ vùng ngoại vi, nâng cấp một số tuyến đường trục nội đô khép kín với cao trình vượt +29,0 m Đề nghị không xây dựng đê mới, sử dụng các tuyếnđườnghiệncóđểngănlũ,chấpnhậnmộtphầndiệntíchcócaođộthấpdưới
+ Xây dựng 4 cống ngăn nước lũ tại các cửa ngòi tiêu ra sông Lô là: cống Ngòi Cơi, Ngòi Là, Ngòi Chả và Ngòi Thục bảo đảm ngăn được lũ trên sông Lô khi có lũ ứng với mực nước +29,0 m. e) Xác định hành lang thoátlũ
* Khái niệm cơ bản về hành lang thoát lũVùng bãi sông:
Là vùng mà dòng chảy lũ đi qua một cách tự nhiên Vùng đồng bằng ngập lũ (bãi sông) chia làm 2 phần: Vùng hành lang thoát lũ và Vùng đệm nằm ngoài hành lang thoátlũ.
Hình 3.7 Mô tả khái niệm về bãi ngập lũ trên mặt bằng
Hành lang thoát lũ (floodway) là hành lang phải được duy trì để đảm bảo thoát lũ theo yêu cầu Hành lang thoát lũ được xác định bao gồm phần lòng dẫn chính và phần bãi sông liền kề được dành cho thoát lũ để đảm bảo tháo được lưu lượng lũ cho phép (thiết kế) mà không làm tăng đáng kể mực nước lũ tự nhiên hoặc không làm tăng mực nước lũ vuợt quá một trị số mực nước cho phép. Điều này có nghĩa là: Nếu làm co hẹp diện thoát lũ ở hai bên bãi sông, với yêu cầu cho phép chỉ được tăng mực nước lũ với 1 trị số nhất định thì khi đó ta có thể xác định được phạm vi co hẹp bãi sông và xác định được phạm vi của hành lang thoát lũ.
Theo một số điều luật và quy định tại nhiều nước, trong khi được phép phát triển (có kiểm soát và quy hoạch) hạ tầng dân sinh trên bãi sông nằm ngoài phạm vi hành lang thoát lũ thì trong phạm vi hành lang thoát lũ đã xác định, mọi sự phát triển đều không đượcphép.
* Các tiêu chí kỹ thuật xem xét khi thiết lập hành lang thoát lũTiêu chí về cho phép tăng mực nước khi thiết lậpHLTL:
Việc thiết lập HLTL không làm tăng mực nước lũ (thiết kế), hoặc cho phép tăng mực nước lũ (thiết kế) với 1 giá trị xác định, giá trị cho phép tăng mực nước lũ do cơ quan quản lý chuyên ngành trung ương hoặc địa phương quy định tuỳ theo từng lưu vực, con sông và hiện trạng dân sinh hạ tầng hiện tồn tại cùng với các yêu cầu phát triển khác trong tương lai Cụ thể là:
- Các tiêu chuẩn lũ cho vùng mới phát triển thường đòi hỏi là không được phép làm tăng mực nước lũ hiện tại, điều này có nghĩa là sự phát triển phải được thiết kế để đảm bảo rằng sự phát triển trên bãi sông không làm dâng cao mực nước lũ.
- Tuy nhiên vì các lý do rất mềm dẻo, tiêu chuẩn lũ ở vùng ngoài hành lang thoát lũ cho phép sự phát triển trên bãi sông có thể làm dâng cao mực nước lũ tới một trị số nào đó (ở Mỹ thường quy định là 1 foot = 33cm) Một sự chấp nhận có giới hạn cũng được cho phép tại các khu vực cầu hoặc cống thoát, ở đó việc đáp ứng đòi hỏi của tiêu chuẩn trên là khó thựchiện.
Hình 3.8 Mô tả sự phát triển trên vùng đồng bằng ngập lũ làm tăngmực nước lũ theo tiêu chuẩn cho phép
Các tiêu chí kỹ thuật có liên quan khác:
Kết luận chung về phòng chống lũ sông Lô trên địa bàn tỉnh TuyênQuang
a Phương án phòng chống lũ lâudài
Phương án phòng chống lũ lâu dài cho lưu vực sông Lô trên địa bàn tỉnh Tuyên Quang dưới ảnh hưởng của biến đổi khí hậu bao gồm các nội dung như sau:
+ Cải tạo các tuyến đê Để khắc phục tình trạng ngập lụt cho thành phố Tuyên Quang, chống lũ với tần suất 0.2% có xét đến điều kiện biến đổi khí hậu thì ngoài việc điều tiết cắt giảm lũ của hồ Tuyên Quang , cần phải xây dựng hệ thống bờ bao ngăn lũ với mực nước tính toán tại trạm thủy văn Tuyên Quang là 30,0 m.
+ Mở rộng 4 cống ngăn nước lũ tại các cửa ngòi tiêu ra sông Lô là: cống Ngòi Cơ, Ngòi Là, Ngòi Chả và Ngòi Thục bảo đảm ngăn được lũ trên sôngLô b Giải pháp hỗ trợkhác
Nạo vét lòng dẫn sông Lô
+ Giải pháp nạo vét sông sẽ có hiệu quả là cải thiện điều kiện giao thông thuỷ và hỗ trợ giảm mực nước lũ lớn nhất của sông Lô.
+ Để giảm mực nước lũ lớn nhất càng cao thì mặt cắt ngang sông thoát lũ phải tăng lên tương ứng, khối lượng nạo vét phải thực hiện cũng tăng lên rất lớn.
+ Việc nạo vét sông sẽ gặp khó khăn trong việc tập kết bùn đất, trong điều kiện tài liệu, số liệu khảo sát hiện nay vẫn chưa đủ để xác định được khả năng bồi lấp của lòng sông sau nạo vét. c Hiệu quả chống lũ mang lại khi thực hiện các giảipháp Đây là các giải pháp nghiên cứu phòng chống lũ mang tính xã hội cao, lợi ích thu được từ giải pháp là rất lớn, khi các công trình được xây dựng tỉnh Tuyên Quang sẽ không bị ngập lụt Như vậy tổn thất về ngập lụt hàng năm sẽ không còn, tính mạng và tài sản của nhân dân được bảo vệ, giúp ổn định đời sống dân cư trong vùng, sẽ tạo ra môi trường cảnh quan đẹp giúp cho đời sống tinh thần của người dân được nângcao.
- Việc có một hệ thống công trình chống lũ sẽ tạo điều kiện cho các ngành kinh tế khác như: Đô thị, giao thông, công nghiệp, du lịch được phát triển tạo nền móng cho việc phát triển kinh tế xã hội ổn định trong tươnglai.
- Công trình phòng chống lũ xây dựng sẽ giúp cho vùng chủ động trong việc tiêu thoát nước, đạt được các mục tiêu phát triển kinh tế đã đề ra Từng bước nâng cao đời sống nhândân.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Qua phântíchvà đánh giá tình hình lũ lụt trên lưu vực sông Lô thì ta thấy thiệt hại do lũ gây ratrênlưu vực ngày càng lớn, làm cho pháttriểnkinh tế kém bền vững ảnh hưởng tới đời sống và sản xuất của nhân dân Luận văn đượcnghiêncứu vớimụcđíchnghiêncứutìmhiểuvềtìnhhìnhvànguyênnhângâylũlụtđểtừđólàm tốt công tác phòng chống lụt bãotrênlưu vực sông Lô, hỗ trợ cho pháttriển kinhtế xãhội,kêugọivốnđầutư,cảithiệnđờisốngnhândânvàxoáđóigiảmnghèo.
Những kết quả đã đạt được của luậnvăn:
- Luận văn đã tổng quan về lĩnh vực nghiên cứu và vùng nghiên cứu ở trong nước và trên thế giới để đưa ra các nguyên nhân dẫn đễn tình trạng úng ngập, lũ lụt trên địa bàn tỉnh Tuyên Quang như: Địa hình dốc và bị chia cắt mạnh, diễn biết thời tiết ngày càng có xu thế bất lợi, khó dự báo Hiện trạng các công trình phòng chống lũ chưa đáp ứng được các chỉ tiêu phòng chống lũ theo thiết kế Mô hình quản lý các cấp chưa thực sự đáp ứng được nhiệm vụ đề ra, việc áp dụng các tiến bộ kỹ thuật trong quản lý phòng chống lũ còn hạnchế.
- Luận văn đã đưa ra tiêu chuẩn phòng chống lũ cho các tuyến sông Lô có đê khu vực Tuyên Quang theo yêu cầu của quyết định 92/2007/QĐ-TTg giai đoạn 2010-2015 phải đảm bảo lũ thiết kế tương ứng với tần suất 0,2% - với chu kỳ lặp lại là 500năm.
- Luận văn đã lựa chọn và sử dụng mô hình thủy lực 1 chiều Mile 11 để diễn toán mực nước và lưu lượng tại các nút trên hệ thống sông Lô -Gâm.
- Luận văn đã đưa ra 4 phương án chống lũ với tần suất 0,2% gồm : LU2.1; LU2.2; LU2.3; Lu2.max Kết quả tính toán cho thấy để tránh tình trạng ngập lụt cho
TP Tuyên Quang với lũ thiết kế thì ngoài vai trò cắt lũ của hồ Tuyên Quang phải xây dựng hệ thống bờ bao ngăn lũ với mực nước lũ tại trạm Tuyên Quang là +29,0; về lâu dài là+30,0.
- Luận văn cũng đã đưa ra các giải pháp công trình, phi công trình trongphòngchốnglũtuyến sôngL ô quađịa bànt ỉ n h TuyênQ u a n g Đề xuấtchiề urộng hành lang thoát lũ bình quân khu vực TP Tuyên Quang là 1000m; khu vực huyện Hàm Yên là 850m.
Qua việc tính toán áp dụng mô hình vào nghiên cứu thấy rằng một số vấn đề cần được nghiên cứu sâu thêm:
- Việc nghiên cứu trong luận văn này mới chỉ phân tích được một số nguyên nhân và yếu tố chính có tác động đến tình hình lũ lụt trong lưu vực cũng như mới chỉ đưa ra các phương án giảm thiểu tác hại của lũ lụt và chủ yếu xét đến khía cạnh quy hoạch phát triển thuỷ lợi, còn các giải pháp công trình cũng mới xét trên góc độ định hướng chưa đi sâu nghiên cứu thiết kế cụthể.