Nghiên cứu giải pháp tiêu thoát nước cho vùng nam ninh bình trong điều kiện biến đổi khí hậu nước biển dâng

LỜI CẢM ƠN Sau tháng thực hiện, luận văn Thạc sỹ chuyên nghành Quy hoạch Quản lý Tài nguyên nước với đề tài:“Nghiên cứu giải pháp tiêu nước chovùng Nam Ninh Bình điều kiện biến đổi khí hậu, nước biển dâng”đã hồn thành Ngồi nỗ lực thân, tác giả bảo, hướng dẫn nhiệt tình thầy giáo đồng nghiệp, bạn bè Trước hết, tác giả xin chân thành cảm ơn Trường Đại học Thủy lợi, thầy giáo, cô giáo Khoa Kỹ thuật Tài nguyên nước, thầy giáo, cô giáo môn truyền đạt kiến thức chuyên môn trình học tập Tác giả xin bày tỏ lịng kính trọng biết ơn chân thành tới thầy giáo hướng dẫn: PGS.TS.Nguyễn Văn Tỉnh- PhóTổngcụctrưởng Tổng cục Thủylợi,Bộ Nơng nghiệp &PTNT PGS.TS Trần Viết Ổn, Phó Hiệu trưởng,TrườngĐại học Thủy lợi trực tiếptậntình hướng dẫn, giúp để tác giả hoàn thànhLuậnvănnày Tácgiảxinchân thànhcảmơnsự giúp đỡ, tạo điều kiện củalãnhđạoVụ Quản lý Cơng trình Thủy lợi; đồng thời cảmơnsự giúp đỡ ViệnQuyhoạch Thuỷ lợiViệtNam, Sở Nơng nghiệp & PTNT Ninh Bìnhvàcác đồng nghiệpđãcung cấp tài liệucầnthiết cho tác giả hoàn thành Luận vănnày Tuy nhiên thời gian có hạn, trình độcịn hạnchế, số liệuvàcôngtácxửlýs ố l i ệ u v i k h ố i l ợ n g l n n ê n nhữngthiếu sót Luận vănlàkhơng thể tránh khỏi Do đó, tác giả rấtmongtiếp tục nhận chỉbảogiúp đỡ thầy cô giáo cũngnhưnhững ý kiến đónggópcủa bạnbè vàcủa đồngnghiệp Cuối cùng, tác giảxinchân thànhcảmơntấmlịng củanhữngngười thân gia đình, bạnbèđã động viên giúp đỡ khíchlệtác giả suốt q trình học tậpvàhồn thành luận vănnày Xin chân thành cảm ơn./ Hà Nội, tháng năm 2012 Tác giả Trần Minh Tuyến MỤC LỤC Trang MỞĐẦU I TÍNH CẤP THIẾT CỦAĐỀTÀI II MỤC TIÊU VÀ NHIỆMVỤNGHIÊNCỨU III PHẠMVINGHIÊNCỨU IV CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁPNGHIÊNCỨU Chương 1:TỔNGQUAN 1.1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀNGHIÊNCỨU .4 1.1.1 Tìnhhình nghiêncứutrongnước 1.1.2 Tìnhhình nghiêncứutrênthếgiới 1.1.3 Một sốmơhình ứng dụng tínhtốnthủylực 1.2 ĐẶCĐIỂMTỰNHIÊN VÙNGNGHIÊNCỨU 1.2.1 Phạm vivùngnghiêncứu .9 1.2.2 Đặc điểmđịahình 1.2.3 Đặc điểmđịachất 11 1.2.4 Đất đai,thổnhưỡng 12 1.3 ĐẶCĐIỂMKHÍTƯỢNGTHỦYVĂN 13 1.3.1 Đặc điểmsơngngịi .13 1.3.2 Đặc điểm khí hậu,khítượng 14 1.3.3 Nguồnnướcngầm .24 1.4 HIỆNTRẠNG PHÁTKINHTẾXÃHỘI 25 1.4.1 Tổchức hành chính,dâncưvàlaođộng 25 1.4.2 Hiện trạng phát triển ngành kinh tế -xãhội 26 1.4.3 Tìnhhình thiêntaingậpúng,lũ 29 1.5 HIỆNTRẠNG CƠNG TRÌNHTHỦYLỢI 30 1.5.1 Hiện trạngcơngtrình 30 1.5.2 Hiện trạng cơng trình tiêu, cơng trình phịng chống lũ vùngnghiêncứu .30 1.6 PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂNKINHTẾ-XÃHỘI .32 1.6.1 Địnhhướng phát triển kinh tếxãhội 32 1.6.2 Địnhhướng phát triển ngànhkinhtế 33 Chương 2: ĐÁNH GIÁ TÌNH HÌNHMƯALŨ, NGUYÊN NHÂN NGẬP LỤTVÀHIỆN TRẠNG CƠNG TRÌNH TIÊU ÚNG, DỰ BÁO TÌNH HÌNH NGẬP LỤT TRONG ĐIỀU KIỆN BIẾN ĐỔI KHÍHẬU,NƯỚCBIỂNDÂNG 38 2.1 PHÂN TÍCH, ĐÁNHGIÁTÌNH HÌNHÚNGNGẬP 38 2.1.1 Kháiquátchung 38 2.1.2 Biếnđổikhíhậuở đồngbằngBắcBộ 39 2.1.3 Biếnđổichế độthủyvăn .54 2.1.4 Phân phối dịng chảy sơng Hồng qua cácchilưu 55 2.1.5 Biếnđổidịng chảymùakiệttrêndịng chínhsơngHồng 56 2.1.6 Biếnđổidịng chảymùalũ dịng chínhsơngHồng 58 2.1.7 Mựcnướcbiển dâng, chế độthuỷtriềuvàxâmnhậpmặn 60 2.2 DỰ BÁO TÌNH HÌNH NGẬP LỤT TRONG ĐIỀU KIỆN BIẾN ĐỔIKHÍHẬU, NƯỚCBIỂNDÂNG 64 2.2.1 Tácđộng BĐKH, nước biển dângtớivận hành tiêunướctrong cáchệthốngthủylợi 64 2.2.2 Dựbáotình hình ngậplụttrong điều kiện BĐKH, nướcbiểndâng 69 Chương 3: GIẢI PHÁP TIÊU THỐT LŨ,ÚNGCHO VÙNGNAMNINH BÌNH.72 3.1 PHÂNVÙNGTIÊU .72 3.1.1 Cơ sở phânkhutiêu .72 3.1.2 Phânkhutiêu 72 3.2 XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁNTIÊUÚNG .73 3.2.1 Tìnhtrạngmưẳng 73 3.2.2 Tiêuchuẩntínhtốntiêu 73 3.2.3 Kếtquảtính tốn hệsốtiêu 74 3.3 TÍNH TỐN PHƯƠNG ÁNTIÊNG .75 3.3.1 PhươngántiêutồnmạngsơngHồng 75 3.3.2 Phươngántiêu vùngnghiêncứu 76 3.3.3 Rà soátquyhoạchtiêuúng .80 3.3.4 Dự kiến cơng trình tiêuvùngnghiêncứu .85 3.4 GIẢI PHÁP TIÊU ÚNG XÉT ĐẾNĐIỀUKIỆNBIẾN ĐỔI KHÍ HẬU,NƯỚCBIỂNDÂNG 87 3.4.1 Biếnđổivềmưa 87 3.4.2 Biếnđổivềmựcnướctrong trườnghợpcụthểđếnnăm2020 .88 KẾT LUẬN,KIẾNNGHỊ 90 KẾTLUẬN 90 KIẾNNGHỊ 91 TÀI LIỆUTHAMKHẢO 92 PHẦNPHỤLỤC 93 DANH MỤC HÌNH Hình2.1:Xuthế biếnđổinhiệt độ trungbìnhnămtạitrạmLáng 40 Hình 2.2:Bảnđồ vị trí trạmKhítượng - Thủy vănvùngđồng bằngBắcBộ 41 Hình2.3:Xuthế biếnđổilượngbốchơi Piche nămtạitrạmLáng .43 Hình2.4:Xuthế thayđổilượngbốchơi Piche nămtạitrạmNinhBình 44 Hình2.5:Xuthế biếnđổisố nắng nămtạitrạmLáng 45 Hình2.6:Xuthế biếnđổisố nắng nămtạitrạmNinhBình 45 Hình2.7:Xuthế biếnđổilượng mưa ngày lớn nămtạitrạmLáng 48 Hình2.8:Xuthế biếnđổilượng mưa ngày lớn nămtạitrạmHàĐơng 49 Hình2.9:Xuthế biếnđổilượng mưa ngày lớn nămtạitrạmNinhBình 49 Hình2.10:Xuthế biếnđổilượng mưa ngày lớn nămtạitrạmBắcNinh 50 Hình2.11:Xuthế biếnđổilượng mưa ngày lớn nămtạitrạmGiaLâm 51 Hình2.12:Xuthế biếnđổilượng mưa ngày lớn nămtạitrạmVănGiang .51 Hình2.13:Xuthế biếnđổilượng mưa ngày lớn nămtạitrạmThủyNguyên 52 Hình2.14:Xuthế biếnđổilượng mưa ngày lớn nămtạitrạmPhùLiễn 53 Hình2.15:Xuthếbiếnđổicủa mựcnướctrungbìnhnămtạitrạm Định Cư sơngTràLý 59 Hình2.16:Xuthế biếnđổicủa mực nướcmaxnămtạitrạmĐịnhCư 59 Hình2.17:Xuthế biếnđổicủa mực nước trungbìnhnămtạitrạmBaLạt 60 Hình2.18:Xuthế biếnđổicủa mực nướcmaxnămtạitrạmBaLạt 60 Hình 2.19: Quá trình biếnđốimực nước biển Việt Nam giaiđoạn1880-2000 60 Hình2.20: Dao động mựcnướctrungbìnhnămtạitrạm Hịn Dấu (1955÷2008) 61 Hình2.21: Dao động Hmax nămtạitrạmHịn Dấu từ năm 1956đếnnăm2008 .61 Hình 2.22: Mực nước triều điển hìnhtạicửa Lạch Tray theo kịch biếnđổikhíhậu sử dụng tính tốn đánh giátácđộng 68 Hình3.1: Mạng lưới sơng trục tính tốn thủy lực tiêu úng vùngnghiêncứu 77 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Phânbốdiện tích đấtđaitheo cao độvùngNamNinhBình .11 Bảng 1.2: Hiện trạng phânbốcácloạiđất .12 Bảng 1.3: Nhiệt độ khơng khí trung bình,tốicao,tốithấptạicáctrạm(0C) .15 PP Bảng 1.4: Số giờnắngtrungbìnhthángvànăm(giờ) 15 Bảng 1.5: Tốc độ gió trungbìnhthángvànăm(m/s) 16 Bảng 1.6: Lượngbốchơi(Piche) trungbìnhthángvànăm(mm) 16 Bảng 1.7: Độẩmtươngđốitrungbìnhthángvànăm(%) 17 Bảng 1.8: Lượng mưa thángvànăm trungbìnhnhiềunăm(mm) 17 Bảng 1.9:Lưulượngbìnhqn tháng sơng trongvùngnghiêncứu .19 Bảng 1.10: Mựcnướclớn sơng trụckhuNamNinhBình 20 Bảng 1.11: Độ mặnbìnhquân, max,mincác tháng trênsôngĐáy 23 Bảng 1.12: Độ mặntạiđo đượctạisông VạcvàsôngĐáy 23 Bảng 1.13: Trữ lượng nước đấtvùngnghiêncứu 24 Bảng 1.14: Trữ lượng động tự nhiên nướcdướiđất tỉnhNinhBình 24 Bảng 1.15: Hiện trạngdânsố tỉnh Ninh Bìnhđếnnăm2010 25 Bảng 1.16: Tổngđàngia súc,giacầm 28 Bảng 1.17: Bảng thống kêmộtsố năm mưẳngđiểnhình .29 Bảng 1.18: Dựbáophát triểndânsố 33 Bảng 2.1: Phânbốdiện tíchvùngđồngbằngBắc Bộ theocaođộ 38 Bảng 2.2: Nhiệt độ trungbìnhnămcủamộtsố trạmkhítượng 40 Bảng 2.3: Đặc trưng độẩmtrungbìnhtháng thậpkỷtạitrạmLáng .42 Bảng 2.4: Bốchơipiche trungbìnhtháng nămtạimộtsố trạmđiểnhình 42 Bảng 2.5: Tổng số giờnắngtạimộtsố trạm quan trắcđiểnhình .44 Bảng 2.6: Phânbốsố lầnbãođổbộvào Việt Nam theotừngtháng 45 Bảng 2.7: Phânbốsố lầnbãođổbộvào Việt Nam theokhuvực 46 Bảng 2.8:Tầnsuấtbãođổbộvàocáckhuvực theotháng(%) 46 Bảng2.9:LượngmưatrungbìnhquatừngthờikỳtạitrạmNinhBình 47 Bảng 2.10: Lượng mưa ngày lớn trungbìnhcủa thờikỳtạimộtsố trạm đovùngHữusơngHồng 48 Bảng 2.11: So sánhtỷlệlượng mưa ngàymaxtrungbình củacácthờikỳso với trungbìnhnhiềunăm(%) 48 Bảng 2.12: Lượng mưa ngày lớn trungbìnhcủa thờikỳvùngTảsơngHồng 50 Bảng 2.13: Tỷlệlượngmưa ngày lớn so với trung bìnhnhiềunăm 50 Bảng2.14:Lượng mưa ngày lớn trung bình thờikỳtạimộtsố trạmvùngven biển từ Hải PhòngtớiVănLý .52 Bảng 2.15: So sánhtỷlệlượng mưa ngày lớn trungbìnhcủacácthờikỳsovớitrungbìnhnhiềunăm 52 Bảng2.16:Lưulượng bìnhquân thángmùalũ thời đoạn 1902-2008của mộtsố vị trí sơng Hồng có liên quanđếnHệ thống thủynơngNamNinh Bình 58 Bảng 2.17: Mực nước báo động thời gian trì số vị trí điển hình hạ lưusơngHồng 59 Bảng 2.18: Mựcnướcbìnhquân 7đỉnhmax, chân ứng vớitầnsuất10% 61 Bảng 2.19: Khoảng cáchxâmnhập mặn trênmộtsốsông 62 Bảng 2.20: Độmặnlớn nhấtmùakhô (‰) củamộtsố sơng trongmộtsố nămđiểnhình 63 Bảng 2.21: Diễn biến độ mặn trungbìnhquamộtsố nămtạimộtsốtrạmquantrắc (‰) 63 Bảng 2.22: Diễn biến mặn dọc theo số triềnsông(‰) 64 Bảng 2.23: Mức tăng nhiệt độ trungbìnhnăm (0C) so với thờikỳ1980-1999 theo cácKịchbản biếnđổikhíhậuở Đồng bằngBắcBộ 65 Bảng 2.24: Mức thayđổicủa lượng mưa năm (%) so với thờikỳ1980-1999 theo kịch ĐồngbằngBắcBộ 66 Bảng2.25:Mức thayđổilượng mưa tháng (%)sovới thờikỳ1980-1999theokịchbảnphátthảithấpở ĐồngbằngBắcBộ 66 Bảng2.26:Mức thayđổilượng mưa tháng (%)sovới thờikỳ1980-1999theokịchbảnphátthải trungbìnhở ĐồngbằngBắcBộ 66 Bảng2.27:Mứcthayđổilượng mưa tháng (%)sovới thờikỳ1980-1999 theo kịch phát thải cao ĐồngbằngBắcBộ .67 Bảng 2.28: Các kịch bảnvềmực nước biển dâng (cm) so vớinăm2000 .67 Bảng 2.29: Tác động biếnđổikhíhậu đếnngập úngvùngĐBsơngHồng 69 Bảng 3.1: Phânkhu Quyhoạch tiêu tỉnhNinhBình 72 Bảng 3.2: Thống kê trận mưa lớn nhấtvàdiện tích úng tỉnhNinhBình nămgầnđây .73 Bảng 3.3: Mơ hình mưa tiêu thiếtkế(P=10%) .74 Bảng 3.4: Kết q tính tốn hệ sốtiêu(P=10%) 75 Bảng 3.5: Kết tính tốn thủy lực mựcnướctiêutạimộtsốvịtrí 79 Bảng 3.6: Thống kê trục tiêucầnnạovétkhuNamNinhBình 81 Bảng 3.7: Các cống tiêucầnsửa chữanângcấp, làm mớikhuNamNinhBình 82 Bảng 3.8:Các trạm bơm tiêucầnnâng cấp, sửa chữa, làmmớikhu NamNinhBình 83 Bảng 3.9: Tổng hợpquyhoạch tiêukhuNamNinhBình 87 CÁC CHỮ VIẾT TẮT - ĐBBB : ĐồngbằngBắcbộ - ĐBSH : ĐồngbằngsôngHồng - BĐKH : Biếnđổi khíhậu - BĐ(I,II,III) : Mực nướcbáođộng (I,II,III) - DHI : Viện Thuỷ lực ĐanMạch - ĐBSCL : Đồngbằngsông CửuLong - ĐHTL : Đại học Thủylợi - HTX : Hợp tácxã - KTCTTL : Khai thác Công trình Thủylợi - NN&PTNT : Nơng nghiệpvàPhát triểnnơngthơn - NNNT : Nông nghiệpnôngthôn - QHTL :Quyhoạch thủylợi - SH&SXNN : Sinh hoạt sản xuấtnôngnghiệp - TP : Thànhphố - UBND : Uỷ ban nhândân -1- MỞ ĐẦU I TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀTÀI: Vùng Nam Ninh Bình bao gồm huyện (Hoa Lư, Yên Mô - Yên Khánh, Kim Sơn), thị xã Tam Điệp, TP Ninh Bình, phần huyện Nho Quan Gia Viễn Tổng diện tích tự nhiên 98.093 ha, diện tích cần tiêu khu Nam Ninh Bình 60.795ha, hệ thống cơng trình tiêu có đảm bảo tiêu cho 49.956ha, sơng Hồng Long, Đáy chi phối Đâylàvùngkinh tế trọng điểm tỉnh Ninh Bình, Nhànướcđầu tư nhiều cơng trình thủy lợiđảmbảosản xuất 02 vụlúaănchắcvà01 vụmàu.Cáccơngtrình thủy lợi bị xuống cấpnênkhơngcịnđáp ứng nhiệm vụ cấp thốtnước.Trongnhữngnămgần đâydiễn biến thời tiếtxảyrabấtthường, kết hợpảnhhưởng biếnđổikhíhậunêngâynhiều khó khăn cho cơng tác cấp nước phục vụdânsinh Phần lớn cơng trình tiêu trải qua q trình sử dụng từ 20 - 30 năm, hệ thống kênh trục xây dựng chưa xét đến thay đổi thời tiết ảnh hưởng biến đổi khí hậu, cơng tác quản lý khai thác cịn nhiều hạn chế khiến cho hệ thống tiêu úng chưa phát huy hiệu Vì tình trạng ngập, úng cịn xảy xảy nhiều hơn, nhận định số nguyên nhân chủ yếu sau: − Diện tích tiêu tự chảy theo thiết kế trước lớn, ảnh hưởng biến đổikhíhậumộtsốvùngtiêu tự chảy khó khăn, đặc biệtlàthờikỳlúacấy đầuvụM ù a đ n g thờigặp mưa lớnvàokhoảngđầutháng hàngnăm − Nhiều trạm bơm tiêunhưChất Thành (8 máy x 4.000m3/h),QuyHậu (11máyx PP 4.000m3/h), Chính Tâm(11máy x 4.000m3/h) xây dựngtừnhững PP PP năm 70 kỷ trước tu bảo dưỡng thường xuyên bị xuống cấp nghiêm trọng… Từ tồn hệ thống tiêu yêu cầu phát triển toàn vùng nhằm đáp ứng mục tiêu phát kinh tế xã hội tỉnh, đảm bảo an ninh lương thực, việc nghiên cứu rà soát quy hoạch, đề xuất phương án tiêu nước cho vùng Nam Ninh Bình cần thiết