Tính cấp thiết củađềtài
Vùng Nam – Hƣng - Nghi là một trong những vùng phát triển kinh tế trọng điểmcủatỉnh Nghệ An trong đó về nông nghiệp đây là một trong hai vùng có diện tích lúanướclớn nhất của tỉnh Nghệ An Do đặc điểm địa hình của vùng thấp, trũng lại nằm sát biển chịuảnhhưởngcủamưabãomạnhnênthườngbịngậplụtvềmùamưalũ.
Việc nghiên cứu đánh giá tình hình úng ngập và các giải pháp tiêu úng cho vùng này đã đƣợc đề cập trong Quy hoạch thuỷ lợi vùng Nam - Hƣng - Nghi từ năm 1964vàđƣợc Văn phòng Uỷ ban sông Hồng, Viện Quy hoạch Thuỷ lợi & Quản lýnướcnghiên cứu hoàn chỉnh năm 1975, bổ sung năm 1988; Đoàn Quy hoạch Thuỷ lợi Nghệ An lập bổ sung năm 1993 Đây là cơ sở cho việc quản lý và đầu tƣ xây dựng cáccôngtrìnhtiêuthoátnướctrênđịabàn,côngtáctiêuthoátnướctừđóđếnnayđónggópmộtphần không nhỏ đối với sự phát triển chung của toànvùng.
Tuy nhiên, trong những năm gần đây do có nhiều biến động về điều kiện tự nhiên cũng nhƣtácđộngcủasựpháttriểnkinhtế-xãhội,nhấtlàchuyểnđổicơcấucâytrồng,vậtnuôi, sự biến đổi của khí hậu kết hợp mực nước biển dâng, tốc độ đô thị hoá,côngnghiệp hoá trong vùng đang là áp lực đối với các hệ thống tiêu thoát nước, đãlàmthay đổi nhiệm vụ của các hệ thống tiêu, gây mâu thuẫn trong quá trình tiêu thoát nước, tạo ra sự quá tải cho các hệ thống tiêu gây ngập úng và ảnh hưởng đếnmôitrường sinh thái trongvùng.
Vì vậy việc nghiên cứu„„Nghiêncứugiảipháp tiêuúng vùngNam
HƣngNghitỉnhNghệAntrong điều kiện biếnđổikhíhậunhằm đảmbảo pháttriển kinhtế xãhộivàsản xuất nôngnghiệp„„có vai trò rất quan trọng, cần đƣợc đầutưnghiên cứu nhằm đưa ra phương án tiêu thoát nước phù hợp với yêu cầu pháttriểnkinh tế - xã hội cho vùng ở thời điểm hiện tại và trong tươnglai.
Mục đích củaĐềtài
- Nghiên cứu đề xuất phương án, giải pháp công trình tiêu úng cho vùng Nam Hưng
Nghi tỉnh Nghệ An để đảm bảo cuộc sống và phục vụ sản xuất của người dân góp phần thực hiện mục tiêu phát triển kinh tế xã hội của vùng trong điều kiện biến đổi khí hậu, nước biển dâng
- Dựa vào kịch bản BĐKH đã chọn để xác định yêu cầu tiêunước.
- Các giải pháp chủ yếu giải quyết vấn đề tiêu thoátnướccho hệ thống thủy lợiphùhợp với yêu cầu phát triển kinh tế - xã hội, thích ứng với BĐKH toàncầu.
Cáchtiếpcậnvàphươngphápnghiêncứu
Cáchtiếpcận
- Tiếp cận tổng hợp của vùng nghiên cứu:Từ định hướng phát triển KT-
XH,cácnghành nghề của các địa phương trong vùng Nam Hưng Nghi để rút ra các giảiphápcông trình và phi công trình thích ứng làm giảm nhẹ thiệt hại do úngngập.
- Tiếp cận thực tiễn:Thực hiện khảo sát thực địa, thu thập số liệu thông tin nhằm làm rõhiệntrạngcáccôngtrìnhtiêuúngvàhiệntrạngngậpcủacácđịaphươngtrongvùngnghiên cứu. Các số liệu thực tế giúp đánh giá một cách tổng quan để có cơ sở đánh giá tác động và đề xuất giải pháp khắcphục.
- Tiếp cận Kịch bản biến đổi khí hậu:Áp dụng kịch bản BĐKH cho vùng nghiên cứu.
Phương phápnghiêncứu
a Phương pháp điều tra, thuthập:
Tiến hành điều tra, thu thập các tài liệu trong vùng nghiên cứu bao gồm tài liệu hiện trạng thủy lợi, các công trình tưới, tiêu, định hướng phát triển kinh tế - xã hội, tình hình khai thác và sử dụng đất đai, nguồn nước, các tài liệu địa hình, thủy văn trên khhu vực. b Phương pháp thốngkê
Phân tích, thống kê, tổng hợp các số liệu ngập lụt từ các trận lũ trong lịch sử, đánh giá khả năng ngập lụt của khu vực nghiên cứu ứng với các tần suất thiết kế khác nhau. b Phương pháp mô hình hóa
Các mô hình mưa - dòng chảy:
Hiện nay có rất nhiều mô hình thuận tiện cho người sử dụng (Hec-HMS, NAM, Ltank ) mà kết quả là các là quá trình dòng chảy tại các điểm khống chế, sau khi kết hợp với công cụ khác nhƣ GIS thì có thể đƣa ra các thông tin về diện tích và mức độ ngập lụt.
Mô hình MIKE 11 của Viện thủy lực Đan Mạch (DHI) là phần mềm dùng để mô phỏng dòng chảy, chất lượng nước và vận chuyển bùn cát ở các cửa sông, sông,kênhtưới.
Mô hình MIKE 21 cũng là một sản phẩm của DHI, đƣợc dùng để mô phỏng sựbiếnđộng của mực nước và lưu lượng ứng với các thay đổi về chế độ thủy lực trongsông,hồ và các vùng chảytràn.
MôhìnhMIKEFLOODđƣợcpháttriểnbởiViệnThủylựcĐanMạch(DHI)thựchiệncác kết nối giữa mô hình MIKE 11 (1 chiều) với mô hình MIKE 21 (2 chiều),đƣợcdùng để mô phỏng sự biến động của mực nước và lưu lượng ứng với các thay đổivềchế độ thủy lực trong sông, hồ và các vùng chảy tràn Sử dụng MIKE FLOOD sẽ mô phỏng đƣợc chi tiết điều kiện vật lý của hệthống.
Phạm vinghiêncứu
Khu vực nghiên cứu là vùng đất thấp của tỉnh Nghệ An ( Nam Đàn, Hƣng Nguyên, Nghi Lộc,TP.Vinh) b Phạmvi thờigian
-Trong quá khứ: 2 trận lũ điển hình xảy ra ở khu vực nghiên cứu gây ngập trên diện rộng ( năm 1978, 1988).
-Trongtươnglai:Môphỏngngậplụtởkhuvựcnghiêncứuchonăm2050ứngvớitrậnlũtươngtựn hưnăm1988xảyratheokịchbảnnướcbiểndâng(BộTàinguyênvàMôitrường,2016).
Kết quả dự kiếnđạtđƣợc
- Đánh giá đƣợc hiện trạng úng ngập, các nguyên nhân gây úng ngập và thựctrạngnăng lực tiêu úng vùng Nam Hƣng Nghi, NghệAn;
- Đề xuất các kịch bản phát triển kinh tế xã hội và lựa chọn kịch bản biến đổi khí hậu áp dụng tại vùng nghiên cứu;
- Đƣa ra đƣợc kết quả yêu cầutiêugiai đoạn hiện tại và kết quả tiêu ứng với kịchbảnBĐKHđãchọntrongđiềukiệnbiếnđổikhíhậuvàpháttriểnkinhtếxãhội;
- Đề xuất các giải pháp tiêu cho vùng nghiêncứu.
TỔNG QUANNGHIÊNCỨU
Tổng quan tình hình ngập úng, các công cụ, phương pháp nghiên cứu trên thếgiớivàViệtNam 5 1 Tìnhhìnhngậpúngvàgiảiphápcủamộtsốnướctrênthếgiới
1.1.1 Tình hình ngập úng và giải pháp của một số nước trên thếgiới
Thiên tai và những tác động của chúng đến kinh tế xã hội và môi trường ngày cànggiatăngtrênthếgiớivớimộttốcđộbáođộng.Conngười,xãhội,môitrườngđangbịảnhhưởn grõrệt.Chúngtacóthểnhậnthấysựthayđổi:hiệntượngnónglêntoàncầutăngdân số, tăng trưởng kinh tế, đô thị hóa, công nghiệp hóa, phá rừng, mở rộng khudâncƣ,dicanh,dicƣ làmchoxãhộibịtácđộngmạnhmẽtừthiênnhiên.
Trên sông Hoàng Hà: Lũ năm 1887 làm chết 900ngàn người;thập niên 1990 có 7trậnlũ lớn đã xảy ra vào các năm 1991, 1993, 1994, 1995, 1996, 1997, 1998 làm chết khoảng25nghìnngười;riêngnăm1993đãảnhhưởngđến3,6triệungườivà18ngànngườichết.Tr ênsôngTrườngGiang,lũnăm1931làmngập3triệuha,ảnhhưởngtới28,5triệungườivà145ngàn ngườichết;lũnăm1998làmchết3.000người,23nghìnngười mất tích, 240 triệu người bị lũ uy hiếp, phá huỷ 5 triệu ngôi nhà,thiệthạikhoảng21tỉUSD.Tínhchung,trong55nămgầnđâylũlụtđãảnhhưởngđến9,3triệuh a đất canhtác,trung bình mỗi năm làm chết khoảng 5.000 người.[1]
Giải pháp khắc phục: Phòng, chống lũ của Trung Quốc là “Tăng cường chứa lũởthượngnguồn;bảovệcácvùngảnhhưởnglũởtrunglưuvàhạlưucácsônglớn;phốihợpchứalũ,gi ảmlũởtrunglưu;chuẩnbịtốtkhảnăngchốnglũtrướcmùamưalũ”.
Các giải pháp công trình chủyếutiêu thoát lũ của Trung Quốc hiện nay là:Củngcố hệ thống đê khoảng 278.000 km cácloại;xây dựng hồ chứathượnglưu với 86.000hồchứa các loại với tổng dung tích 566 tỷ m 3 để bảo vệ cho khoảng 12 triệu ha đất canh tác khỏi ngập lụt; 98 khu vực chứa lũ với khả năng chứa khoảng 120 tỷm 3 nước;khoảng2.000 trạm bơm lớn và trung bình để tiêuúng.[3]
Là quốc gia nằm ở khu vực Tây Âu có những trận thiên tai nặng nề nhất: Năm 1134,
1287, 1375, 1404, 1421, 1530, 1570, 1717, 1916, 1953 Lũ lịch sử năm 1421 đã làm chết 100 người, lũ năm 1930 làm chết 400 người, lũ năm 1570 vỡ đê làm ngập2/3diện tích của Hà Lan và hơn 2.000 người chết Trong Lễ Giáng sinh năm 1717,trậnbão Biển Bắc tồi tệ nhất trong vòng 400 năm tấn công Hà Lan, Đức và Scandinavia làm 14.000 người chết, trong đó Hà Lan có 2.276 người Năm 1916, nhiều tuyếnđêở Zuiderzee bị vỡ dẫn đến việc xây dựng đập ngăn và con đê Afsluitdijk dài 32 km Ngày 1/II/1953, bão lũ đã nhấn chìm phần lớn khu vực phía Tây Nam của Hà Lan, phá huỷ hơn 45 km đê biển gây ngập lụt 3 tỉnh phía Nam, giết chết 1.835 người, làmngậphơn
150 ngàn ha đất Hai trận lũ lớn năm 1993, 1995 đã gây thiệt hại cho đất nướcHàLan hàng trăm triệu USD [4], [5],[6].
Sau trận lụt lịch sử năm 1953, Uỷ ban Châu thổ đƣợc thành lập và cho ra đời “Quy hoạch châu thổ” với kế hoạch xây dựng các con đê, xây các đập chắn nước biển dâng, bịt hầu hết các cửa sông ở phía Tây Nam.
Về chống lụt cho sông: Sông Rine khi chảy vào lãnh thổ Hà Lan chia thành nhiều phân lưu.Từngànxưa,đểngănchặnlũlụtcácsôngnàydângcaotrongmùalũ(mùađông)mỗi bên bờsôngxây dựng hai đêkiêncố Đê liền kề dòngsôngđƣợc gọi là đê mùahè(mùacóítmƣa,lụt),cónhiệmvụngănlụtnhỏtrongmùahèvàđêbênngoàilàđêmùađông (mùa lũ lụt chính) đây là đê chính cách xa sông, có nhiệm vụ không chonướctràn vàođồng.
Nhữngbiệnphápkiểmsoátlũđượcthựchiện:Giảmbớtcườngsuấtlũbằngviệcnângcaokhảnăngt hấmnướccủađất,trữnước,mởrộngđườngthoátlũ,trồngrừngvàkhôiphục vùng bị lũ, phát triển các công trình tiêu Đồng thời xây dựng đê điều vàtườngchốnglũ,nângcấphệthốngdựbáođểbáolũsớm,đưasôngngòivàopháttriểnđôthị,bao gồm trữ nước và thoát nước tại đô thị Quy hoạch không gian trong phòngchốnglũ: Bản đồ phân vùng ngập lũ, quy hoạch dân cư, hướng dẫn phòng chống chongườidân.
1.1.1.3 Một số nghiên cứu ngập lụt trên thế giới
- ChrisN i e l s e n ( 2 0 0 6 ) [ 7 ] đ ã ứ n g d ụ n g m ô h ì n h M I K E S H E đ ể t í n h t o á n n g ậ p l ụ t vùng đồng bằng và tiêu thoát nước đô thị, đã áp dụng cho khu vực Đông Nam Áđôngđúc dân cƣ sinh sống với đặc trƣng các dòng sông lớn chảy qua các vùng đồngbằngtrũng và các khu đô thị.
- A Pathirama và các tác giả khác (2011) [8] đã phát triển mô hình EPA-SWMM5 để tính toán ngập lụt đô thị trên cơ sở mô hình 2 170 N.T Sơn và nnk / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, Tập 32, Số 3S (2016)167-174chiều đƣợc đơn giản hóa kết hợp với mô hình tiêu thoát lũ 1 chiều SWMM5 Tácgiảcũng đã sử dụng kết quả đầu ra của mô hình để tính toán thiệt hại do ngập lụt Mô hình nàycũngcóhiệuquảtrongviệctínhtoántốiưuhệthốngtiêuthoátnướcđôthị.
- Zhifeng Li và các tác giả khác (2014) [9] đã nghiên cứu ngập úng đô thị do mƣabãobằng mô hình Các tác giả đã sử dụng ô tam giác hạn chế để tính toán ngập lụt cho vùngđôthị.L.Liuvàcáctácgiảkhác(2015)[10].đãnghiêncứungậpúngdomƣalớnbằng mô hình Máy tự động di động CA (Cellular Automata) Quá trình thấm, dòng chảycửavào,độnglựcdòngchảyđượcmôphỏngtrêncơsởxửlýtrướcmộtphầnnhỏdữ liệu địa hình đô thị nhỏ ở Guangzho, miền nam Trung Quốc Kết quả cho thấy sai số mực nước ở đầu ra là 4cm; so sánh với bản đồ ngập lụt cho thấy mô hình nàycókhả năng mô phỏng động lực dòng chảy hiệu quả; tốc độ nhanh của mô hình đáp ứng đƣợc yêu cầu điều hành khẩn cấp ở vùng đôthị.
1.1.2 Các nghiên cứu trong nước
Theobáo cáo Chỉsốrủi ro khí hậu toàn cầu năm 2020(CRI) đƣợccôngbốtại Hộinghịlần thứ25Các bênthamgia Công ƣớckhungcủaLiênhợp quốcvềbiếnđổi khíhậu(COP25) diễnra tạiMadrid, TâyBan Nha,Việt Nam tăng thêm3bậctrên thangđomứcđộdễbịtổnthương,từvịtríthứ9trongbảngxếphạngCRI2019(thốngkêtrongkhoản gthờigiantừ1998đến2017),lênvịtríthứ6năm2018.[10] Ở nước ta với việc chịu ảnh hưởng trực tiếp của biến đổi khí hậu đã xảy ra thiên tai liên tục gây thiệt hại lớn về tài sản và tính mạng của con người Đặc biệt, miền Trung của Việt Nam bị ngập lụt nhiều nhất so với cả nước Đã có nhiều đề tài nghiên cứu về vấn đề ngập úng trên cả nước và vùng nghiên cứu Có thể kể đến một số nghiên cứu tiêu biểu sau đây:
- Năm 2012, Trần Duy Kiều [11], đã “Nghiên cứu quản lý lũ lớn lưu vực sôngLam”kết quả gồm: Phân tích, tổng hợp các nguyên nhân, đặc điểm lũ lớn và tổ hợp lũ lớn trênlưuvựcsôngLam;X á c địnhđượcquyluậtbiếnđổiđỉnhlũtheodiệntíchlưuvựcsông trên hệ thống sông Lam; đã xây dựng đƣợc bảng nhận dạng dấu hiệu lũ lớntạimột số tuyến sông, bước đầu phục vụ công tác cảnh báo, dự báo lũlớn.
- Năm2013,Sở NôngnghiệpvàPhát triểnnôngthôn thực hiệnDựán:“Quy hoạch tiêuvùng Nam–Hƣng–NghivàThành phố Vinh, tỉnhNghệAnđến năm2020,tầmnhìn2050”.Dự án đã sửdụng môhình thủy lực MIKE11đểmôphỏnglũtrênhệthốngsôngCảtừtrạm thủyvănNghĩa Khánh,Cửa Ràovềcửabiển; đồng thờidự án đãmôphỏnglũ vùngNam–Hƣng– NghivàthànhphốVinh[12].
- Năm2017,ĐỗTiến Dũng, Trần Hồng Thái[13]đãnghiêncứu“Đánh giá tác động của ngập lụt đếnsửdụng đất nôngnghiệpởcáchuyện ven biểncủatỉnhNghệ Antrongbối cảnhbiếnđổi khíhậu”
Nghiên cứu đã sử dụng mô hình MIKE 11, MIKE 21 FM để đánh giá mức độ ngập và công cụ ArcGIS để phân tích, biểu diễn về mặt không gian các kết quả tính toán từ mô hình thủy động lực giúp đánh giá các tác động của ngập lụt đến sử dụng đất nông nghiệp cho các huyện ven biển tỉnh Nghệ An trong bối cảnh BĐKH Kết quả cho thấy, nguy cơ ngập lụt tại các huyện ven biển Nghệ An ngày càng gia tăng nghiêm trọng đối với cả trường hợp lũ 1% Các địa bàn ngập nghiêm trọng nhất là Thành phố Vinh và các huyện Diễn Châu, Quỳnh Lưu, Nghi Lộc Cụ thể tính đến thời kỳ 2080 - 2099, diện tích có nguy cơ ngập tại Thành phố Vinh là 42,85%, tại Diễn Châu là 27,57%, Nghi Lộc và Quỳnh Lưu có nguy cơ ngập thấp hơn với khoảng 16%.
Luận văn đã giới thiệu khái quát qua một số công trình khoa học, dự án có liên quan đếnngậpúngcủavùngnghiêncứutuynhiênvẫncònmộtsốvấnđềchƣađƣợcnghiêncứu và giảiquyết.
Các tồn tại của các công trình khoa học, nghiên cứu này chƣa nghiên cứu sự biếnđổicủanhucầutiêunướcvàbiệnpháptiêuthoátnướcchotỉnhNghệAnnóichungvàhệthống thủy lợi Nam Hƣng Nghi nói riêng trong điều kiện BĐKH toàn cầu.Vì vậyđâylà cơ sở để hình thành luận văn“Nghiêncứu giảipháp tiêuúngvùngNamHưng
NghitỉnhNghệAntrong điều kiện biếnđổi khí hậunhằmđảm bảophát triển kinhtếxã hội và sản xuất nôngnghiệp”
Tổng quan vùngnghiên cứu
1.2.1 Đặcđiểm tự nhiên vùng nghiêncứu
Vùng nghiên cứu nằm về phía Đông Nam, tỉnh Nghệ An Phía Bắc giáp huyện Diễn Châu, Yên Thành; phía Tây giáp huyện Đô Lương, Thanh Chương; phía Nam giáp Sông Cả ( Sông Lam ); phía Đông giáp Biển Đông.
Diện tích tự nhiên vùng nghiên cứu nằm trọn trong lãnh thổ của các huyện Nam Đàn ( phía tả sông Cả ), Hƣng Nguyên, Nghi Lộc.
Hình 1.1 Sơ đồ khu vực nghiên cứu 1.2.1.2 Địa hình, địamạo Địa hình vùng nghiên cứu có cao độ thấp dần từ Tây sang Đông và từ Bắc vào Nam, được chia làm 2 vùng là vùng đồi núi và vùng đồng bằng Có xuhướng thấpdầnvềphíacáctrục tiêu chínhnênviệc tiêutựchảytươngđốithuận lợi.Chỉ mộtsốvùngtrũngcụcbộnhƣ:BàuNón,SenĐôi,HƣngĐạo,HƣngChâu-
HƣngLợi,HƣngTrung dođặcđiểmđịahìnhcódạnglòngchảo hoặcbịbao bọc bởituyếnđêtả Lam nên việctiêutựchảykhó.
Vùng núi địa hình tương đối dốc, thảm phủ thực vật thưa dẫn đến nước lũ tập trung nhanh gây ngập úng cho vùng đồng bằng.
Nhiệt độ trung bình năm đạt 24,0 O C tại Vinh Mùa đông từ tháng XII tới tháng II và lạnh nhất là tháng I Mùa nóng từ tháng V tới tháng VIII với nhiệt độ trung bình tháng đạt từ 2829 O C Tháng nóng nhất là tháng VII do hoạt động mạnh của gió Lào. b Bốc hơi
Vùng nghiên cứu gần biển, có tốc độ gió trung bình lớn nên lƣợng bốc hơi khá cao, trung bình năm đạt 982mm tại Vinh Lƣợng bốc hơi piche đạt cao nhất vào tháng VII đạt 169,4 mm, nhỏ nhất vào tháng II đạt trung bình 30,6mm. c Độ ẩm khôngkhí Độ ẩm tương đối trung bình nhiều năm đạt 84,0% tại Vinh Độ ẩm thấp xảy ra vào mùa hè khi có hiện tượng gió phơn Tây Nam khô nóng, với độ ẩm tương đối trung bình tháng VI-VII chỉ đạt 74% d Đặc trưngmưa
Lƣợngmƣanămtrungbìnhnhiềunămởvùngnghiêncứuđạt18002000mm.Lƣợngmƣanămtrung bìnhnhiềunămđạt1800mmtạiNghiLộc,2043mmtạiVinh.
MùamưathườngbắtđầutừthángVI,VIIvàkếtthúcvàothángXhoặcXI.Dạngphânbố mưa thường xuất hiện 2 cực trị vào tháng IV, V do mưa tiểu mãn và cực tiểuphụvào thángVII do ảnh hưởng của gió Tây khô nóng và một cực đại chính vào thángIX và cực tiểu chính vào tháng I hoặc tháng II.
Tổng lƣợng mƣa trong 5 tháng mùa mƣa chiếm 74,8% tại Nam Đàn, 74% tại Nghi Lộc, 74% tại Vinh.
ThángIX,Xlàthángcólƣợng mƣa lớn nhất, 27,8%tại NghiLộc, 25,7% tại Vinhvà24,2%tạiNamĐàn.Tổnglƣợngmƣatậptrungchủyếuvào3thángmùamƣaVIII,IX,Xch iếm61%ởVinh,61,2%ởNamĐànvà63,4%ởNghiLộc.
Trên địa bàn vùng nghiên cứu có các sông lớn chảy qua nhƣ: sông Cả phía Nam;SôngCấm, Khe Cái ở phía Bắc và Tây Bắc, ngoài ra còn có một hệ thống sông nội đồng, bao gồm sông Vinh, Sông Rào Đừng, Kênh Thấp, KênhGai.
- Sông Cả: Đoạn chảy qua phía Nam vùng nghiên cứu với chiều dài khoảng 67 km. Sông Cả là con sông lớn của Việt Nam, bắt nguồn từ đỉnh núi Phulaileng thuộc tỉnh Hủa Phăm – CHDCND Lào nhập vào Việt Nam tại xã Keng Đu ( Huyện Kỳ Sơn). Dòng chính sông Cả dài 531 km, phần chảy trên đất Việt Nam là 360 km Tổng diện tích lưu vực là 27.200 km 2 với 9.740 km 2 thuộc địa phận Lào còn lại nằm ở địaphậnViệt Nam Bề rộng trung bình của sông Cả đoạn chảy qua Nam Đàn về mùa kiệt từ 150200m, mùa lũ mặt nước mở rộng đến trên 800900m; cửa sông Cả đổ ratạiNghi Thọ vuông góc với bờ biển, cửa sông rộng bình quân 1.500 m Lòng sông tại cửa sâu tới-14-30m.
- Khe Cái - Sông Cấm: Bắt nguồn từ xã Đại Sơn ( Đô Lương ), tổng chiều dài51,75km;diệntíchlưuvực243km 2 (khôngbaogồmlưuvựckênhGaivàkênhThấp),chảytheo hướng gần Tây sang Đông rồi đổ ra biển Đông tại Cửa Lò; phần sông Cấm haibờcó đê bao khá vữngchắc.
- Sông Rào Đừng: Bắt nguồn từ phía Bắc thành phố Vinh chảy theo hướng Tây Bắc– Đông Nam, sau đó dồn về vũng trũng thuộc xã Hưng Hoà rồi đổi hướng từ NamlênBắc và đổ ra Sông Lam tại cống Rào Đừng, sông dài khoảng 13km, có lưuvực63,8km2.
- Sông Vinh:xuất phát từ Ngã ba ĐướcchảytheohướngTây sang Đông đổ vàoSông
Lam tại cống Bến Thuỷ.Sôngcóchiềudài5,8km,cólưuvực 181,2km 2 ( bao gồmcảkênhThấp) Sôngđã cải tạo trởthànhkênh dẫn nướctướitừ sôngCả,đồngthờinhằmthoátlũ nhanh hơn chovùng phíaNam ra cống Bến Thuỷ.
Ngoài ra trong vùng còn có nhiều khe suối nhỏ khác xuất phát từ các dãy núi, một số đãđượcxâydựngcáchồchứanướcvớinhiệmvụcấpnướctướivàgiảmlũchovùngđồng bằng.
1.2.2 Đặcđiểm kinh tế - xã hội vùng nghiêncứu
Vùng nghiên cứu có cơ cấu mùa vụ và cơ cấu cây trồng đƣợc bố trí ngày càng hợp lý, tốc độ tăng trưởng ngành của Nam Hưng Nghi đạt 4,45%, của thành phố Vinh và thị xã Cửa Lò đạt 2,01%.
Giá trị sản của vùng nghiên cứu theo giá hiện hành đạt 4.662.404 triệu đồng, trong đó Nam Hưng Nghi là 4.000.254 triệu đồng, chiếm 86% Sản lượng lương thực củatoànvùng là 252.126tấn. a) Trồngtrọt
Vùng quy hoạch có diện tích lúa 23.196,4 ha (năng suất trung bình đạt 42,59 tạ/ha), diện tích ngô 8.981 ha (năng suất trung bình đạt 36,49 tạ/ha), diện tích lạc 7.672ha (năng suất trung bình đạt 22,7 tạ/ha). b) Chănnuôi
Tổng đàn trâu đạt khoảng 30.323 con, đàn bò đạt 52.693 con, đàn lợn đạt 164.445 con, đàn gia cầm đạt 3.160 nghìn con Số trang trại của toàn vùng là 246, trong đó trang trại chăn nuôi chiếm 54 trangtrại. c) Lâmnghiệp
Diện tích đất lâm nghiệp của vùng là 14.334,82 ha Sản lƣợng khai thác gỗ đạt 13.078m 3 d) Thuỷsản
Sản lƣợng nuôi trồng đạt 21.575,44 tấn, sản lƣợng khai thác đạt 13.100 tấn.
Toàn vùng hiện có hơn 10 khu công nghiệp, đây là vùng có ngành công nghiệp và tiểu thủ công nghiệp phát triển nhất của tỉnh Hiện tại có 3 khu công nghiệp tương đối quy mô đã dần đi vào hoạt động.
Khu công nghiệp Cửa Lò: được xây dựng tại các xã Nghi Thu, Nghi Hương thuộcthịxã Cửa Lò; có quy mô diện tích: 40,55ha.
Khu công nghiệp Nam Cấm: đƣợc xây dựng tại các Xã Nghi Long, Nghi Thuận, Nghi
Xá, Nghi Quang, thuộc huyện Nghi Lộc Với quy mô diện tích đƣợc quy hoạch 327,83ha.
1.2.3 Hiện trạng hệ thống tiêu thủy lợi và tình hình ngập úng tại vùng nghiêncứu
Toàn vùng có hệ thống thủy lợi khá hoàn chỉnh với 95 hồ đập chứa nước, 236trạmbơm tưới, 925,98 km kênh mương trong đó 471,66 km kênh mương đã kiên cố,diệntích tưới chủ động 16.977,81 ha (trong đó 16.124,41 ha lúa và 853,4 ha màu).
Hệ thống tiêu úng trên địa bàn còn có nhiều vấn đề cần đƣợc giải quyết.
1.2.3.1 Hiện trạng các trục tiêuchính
Vị trí Nhiệm vụ Hiện trạng
Xuất phát từ cống Nam Đàn chảy qua huyện Nam Đàn và Hƣng Nguyên kết thúc tạingãBa Đước
Dẫn nước tạo nguồn cho các trạm bơm tưới và tiêu thoát lũ cho 17.483 ha diện tích thuộc huyện Nam Đàn, Hƣng Nguyên trong mùa mƣa lũ
Các vấn đề cần đặt ra trongnghiêncứu
- Xácđịnhgiảiphápchocáccôngtrìnhtiêuthoátlũchotoànvùngtrongđiềukiệnbiếnđổi khi hậu vàmựcnước biểndâng.
Doảnhhưởngcủabiếnđổikhíhậu,lượngmưatrongmùamưatừthángVIđếnthángVIII sẽ tăng 5,6% vào năm 2050 ( theo kịch bản phát thải trung bình của Bộ Tài nguyên và Môi trường ) làm tăng lượng mưa 1,3,5 ngày max trong vùng nghiêncứu,dẫnđếnnhucầutiêuthoátnướcchocácđốitượngcầntiêunướctăng.
Khi mực nước biển dâng cao, giả định hình dạng triều không thay đổi thì mực nước triều thấp nhất cũng sẽ dâng cao Dẫn đến khả năng tiêu thoát tự chảy của các công trình tiêu vùng lợi dụng biên độ triều để tiêu tự chảy sẽ kém hiệu quả do thời gian lợi dụng triều thấp để tiêu ngắn hơn và thời gian tiêu bị kéo dài
- Nghiên cứu các phương án và giải pháp công trình tiêu úng của vùng để tiêu thoátcho71.447ha,trongđó27.537hadiệntíchđấtsảnxuấtnôngnghiệp
Phạm vi cần tiêu: Toàn bộ diện tích tự nhiên trong vùng nghiên cứu với tổng diện tích cần tiêu là 71.447 ha.
- Thời kỳ cần phải tiêu úng vùng nghiên cứu:
+ Thời kỳ mƣa tiểu mãn ( cuối tháng 4 và đến đầu tháng 6 ) vào thời kỳ cuối vụ ĐôngXuân Thời kỳ này thường gây tổn thất đến năng suất cây trồng đang chuẩn bị vào vụ thu hoạch, cần phải tiêu thoát kịp thời để tránh thiệt hại.
+ Thời kỳ tiêu úng vụ Hè Thu từ tháng 6 đến tháng 9 ( tập trung chủ yếu vào tháng 8 và đầu tháng 9 ) thường xảy ra những trận mưa lũ sớm, đây cũng là thời kỳ chuẩnbịthu hoạch vụ Hè Thu, cũng cần phải tiêu thoát để đảm bảo cho việc thuhoạch.
+ Thời kỳ lũ chính vụ cần phải tiêu thoát kịp thời để tránh thiệt hại.
CƠ SỞ KHOA HỌC, PHƯƠNG PHÁP VÀ CÔNG CỤ NGHIÊNCỨUCHO VÙNG NAMHƢNGNGHI
CÔNGCỤNGHIÊN CỨU CHO VÙNG NAM HƢNG NGHI
2.1 Cơ sở khoa học và thực tiễn
2.1.1 Đặcđiểm địa hình nguyên nhân gây ngập úng ,các tồn tại trong công tácphòng, chống, giảm nhẹ thiệt hại và thích ứng với ngập úng trong vùng nghiêncứu
Nhìn chung địa hình vùng nghiên cứu có cao độ thấp dần từ Tây sang Đông và từ Bắc vào Nam, đƣợc chia làm 2 vùng là vùng đồi núi và vùng đồngbằng:
- Vùng đồi núi: Diện tích 171,953 km 2 ,phía Bắc gồm các dãy núi Thần Vũ, Đại Vạc, Truông Sắt, Động Ru, Động Rầy có cao độ cao nhất là +439,1m ( núi Thần Vũ ); Phía Tây Nam là dãy núi Đại Huệ và các đồi núi thấp có cao độ cao nhất là + 408,7m ( núi Đại Huệ tại xã Nam Anh ); đỉnh các dãy núi này đồng thời là đường phân lưuphânchia các lưu vực kênh Thấp-sông Vinh, kênh Gai, khe Cái - sông Cấm, vùng đồinúicâycốithưathớt,đasốlàrừngtrồngvàđồinúitrọc,độdốctươngđốilớn.
- Vùng đồng bằng: Diện tích 655,03 km 2 , chủ yếu nằm ở phía Đông và phía Nam vùng nghiên cứu; ngoài ra có một số vùng nhỏ hẹp nằm xen kẽ giữa các dãy núi với nhiều khe suối nhỏ cắtngang:
+ Vùng đồng bằng thuộc lưu vực khe Cái - sông Cấm có cao độ địa hình biến thiên từ + 0,1m+ 9,5 Dọc hai bên khe Cái cao độ phổ biến từ 3,59,5, sông Cấm cao độ phổ biến từ +0,1dưới +3,0 m thấp dần về phía Cửa Lò;
+ Vùng đồng bằng thuộc lưu vực kênh Gai có cao độ phổ biến từ +0.33,3m thấp dần về phía kênh Gai
+VùngđồngbằngthuộclưuvựckênhThấp-sôngVinhcaođộđịahìnhbiếnthiêntừ+0.2 m+4.0 m, một số vùng cục bộ nhƣ vùng Bàu Nón cao độ phổ biến từ +1.9 m+2,7mđịahìnhcódạnglòngchảo;VùngHƣngChâu,HƣngLợicócaođộtừ+0.2đến
+3,0m thấp dần về phía sông Cả Các xã Hùng Tiến, Hồng Long, Xuân Hoà phổ biến cao độ từ +4,0m+8,0m thấp dần về phía kênh Thấp và kênh Lam Trà;
+ Vùng đồng bằng thuộc lưu vực sông Rào Đừng và vùng đồng bằng ven biển thuộc huyện Nghi Lộc có cao độ + 0,5 m+ 4,5 m tương đối bằng phẳng, dốc về hai phía sông Cấm và sông Cả.
- Địahình vùng nghiêncứunhìn chungđều có xuhướngthấp dần vềphíacáctrụctiêuchínhnênviệctiêutựchảytươngđốithuậnlợi.Chỉmộtsốvùngtrũngcụcbộnhư: BàuNón,SenĐôi,HƣngĐạo,HƣngChâu-HƣngLợi,HƣngTrung dođặcđiểmđịahìnhcó dạnglòngchảo hoặc bị bao bọcbởituyến đê tả Lamnênviệc tiêu tựchảykhó khăn hơncầnphảicógiảipháptiêukếthợpbằngđộnglực;
- Vùng núi địa hìnhtươngđối dốc, thảm phủthựcvật thưa dẫn đến nước lũ tậptrungnhanh gây ngập úngchovùng đồng bằng.Cầnphải cóbiệnpháp côngtrìnhphù hợp nhằm giảmthiểu mộtphần lũ đổxuống vùng đồngbằng.
2.1.1.2 Cáctồntạitrongcôngtáctuyêntruyềnphòng,chống,thíchứngvớingậpúngtrong vùng nghiêncứu
- Cần cải tiến tổ chức và quản lý, có chính sách thu hút đóng góp của nhân dân tuyên truyền giáo dục ý thức giữ gìn vệ sinh cùng với áp dụng công nghệ mới để giải quyết có hiệu quả hơn về thoát nước và xử lýrác.
- Chƣa giải quyết triệt để vấn đề thu gom, xử lý rác và các chất thải rắn ảnh hưởngtớimỹ quan đô thị, cần tuyên truyềnnângcao ýthứctự giác“khôngxả rác bừa bãi” của mọingườidân.
2.1.2 Các hình thái gây mưa và tác động của biến đổi khíhậu
2.1.2.1 Các hình thái gây mưa ở vùng nghiêncứu
Mƣa lớn do không khí lạnh phía bắc tràn xuống kết hợp với rãnh thấp phía tây, loại mưa này thường xảy ra vào mùa hè;
Bão liên tiếp đổ bộ vào trong thời gian ngắn;
Bão tan thành áp thấp nhiệt đới gây mƣa lớn trên diệnrộng;Không khí lạnh kết hợp với dải hội tụ nhiệt đới; ÁpthấpnhiệtđớidichuyểnlênphíaBắcTâyBắcgặpkhôngkhílạnhtăngcườnggâymưa lớn trên diện rộng, loại hình này thường gây lũlớn.
2.1.2.2 Tác động của biến đổi khí hậu tới vùng nghiêncứu
Doảnhhưởngcủabiếnđổikhíhậu,lượngmưatrongmùamưatừthángVIđếnthángVIII sẽ tăng 5,6% vào năm 2050 ( theo kịch bản phát thải trung bình của Bộ Tài nguyên và Môi trường ) làm tăng lượng mưa 1,3,5 ngày max trong vùng nghiêncứu,dẫnđếnnhucầutiêuthoátnướcchocácđốitượngcầntiêunướctăng.Ởđâyluậnvănsử dụng kịch bản RC4.5.
Khi mực nước biển dâng cao, giả định hình dạng triều không thay đổi thì mực nước triều thấp nhất cũng sẽ dâng cao Dẫn đến khả năng tiêu thoát tự chảy của các công trình tiêu vùng lợi dụng biên độ triều để tiêu tự chảy sẽ kém hiệu quả do thời gian lợi dụng triều thấp để tiêu ngắn hơn và thời gian tiêu bị kéo dài.
2.1.3 Phân vùng tiêu, đối tượngtiêu
2.1.3.1 Khái niệm và các loại vùngtiêu
Vùng tiêu là một tập hợp hệ thống các công trình tiêu và đối tƣợng cần tiêu bao gồm công trình đầu mối (có thể là cống tiêu hoặc trạm bơm tiêu), các công trình tiêu phân tán nội đồng, công trình nối tiếp, hệ thống kênh dẫn nhằm tạo nên và kiểm soát đƣợc mối liên hệ thủy lực giữa mặt ruộng và nơi nhận nước tiêu đáp ứng yêu cầu phát triển nông nghiệp, dân sinh, bảo vệ sản xuất và môi trường.
- Vùng tiêu hay hệ thống tiêu nước chia thành 4 loại sau:
- Vùng tiêu tự chảy: Là vùng mà lượng nước cần tiêu được chuyển đến nơi tậptrungnước bằng trọng lực, có hoặc không có công trình đầu mối (cống đưa nước vàonơinhận nước tiêu, ví dụ như cống vensông).
- Vùng tiêu bán tự chảy: Là vùng mà quá trình tiêu bị chi phối bởi mực nước tạinơitậptrungnướctiêu.Trongmộtngàycólúctiêuđượctựchảycólúckhông.Trongmộttháng có thể có ngày tiêu đƣợc tự chảy, có ngày không Trong một năm có thángtiêuđƣợc tự chảy, có thángkhông.
- Vùng tiêu động lực: Là vùng phải sử dụng năng lƣợng (chủ yếu là trạm bơm) đểtiêuthoátnước.Côngtrìnhtiêucóthểlàmộthaynhiềutrạmbơmhoặccốngtiêu.Cáctrạmbơm bố trí trong vùng có thể là bơm tập trung ra sông trục lớn hoặc là hệ thống bơm phân tán nội đồng.
- Vùng tiêu hỗn hợp: Là vùng tiêu trong đó áp dụng nhiều biện pháp tiêu khác nhau, hỗ trợ lẫn nhau Nói cách khác, vùng tiêu hỗn hợp là tập hợp các tiểu vùng tiêu tự chảy và bán tự chảy hoặc tự chảy và độnglực.
NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP TIÊU ÚNG CHOVÙNGNGHIÊNCỨU
3.1 Tínhtoán và kết quả tính toántiêu
3.1.1 Tính toán mô hình mưa tiêu giai đoạn hiệntại
Luận văn lựa chọn trạm khí tƣợng Vinh và trạm thủy văn Nam Đàn để tính toán cho các vùng tiêu Hai trạm này có quan trắc 5 yếu tố chính, chất lƣợng tài liệu tốt, đảm bảo độ tin cậy Trạm khí tƣợng Vinh nằm ở gần trung tâm khu vực nghiên cứu, có liệt tài liệu từ năm 1960 đến 2019, đủ dài để tính toán.
Tần suất tính toán căn cứ vào QCVN 04 - 05: 2012/BNNPTNT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia - công trình thủy lợi - các quy định chủ yếu về thiết kế, quy định đối với công trình tiêu có thể lấy tần suất P= 1020% Vùng nghiên cứu là khu vực tập trung nhiều khu đô thị, khu công nghiệp quan trọng và hầu hết đều cần có công trình tiêu, do vậy lấy tiêu chuẩn tần suất là: Mưa trong đồng tần suất 10% và mực nước ngoàisôngtần suất 10% để tính toán yêu cầutiêu.
3 Chọn thời đoạn tính toán
Theo tiêu chuẩn thiết kế hệ số tiêu TCVN 10406:2015, lƣợng mƣa đƣợc sử dụngđểt í n h t o á n h ệ s ố t i ê u l à l ƣ ợ n g m ƣ a c ủ a c á c t r ậ n m ƣ a r à o 1 n g à y m a x , 3 n g à y m a x , 5n g à y m a x , 7 n g à y m a x C á c t h ờ i đ o ạ n m ƣ a n à y r ơ i v à o t h ờ i k ỳ b ấ t l ợ i n h ấ t c h o s ự sinhtrưởng và phát triển của cây trồng Vì vậy để đảm bảo yêu cầu tiêu thì phải tiêu hếtởtrậnmưatrướcđểđóntrậnmưatiếptheo.Luậnvănsẽchọnthờiđoạntínhtoántiêulàthời đoạn
5 ngày max Từ tài liệu mƣa trạm Vinh tiến hành thống kê mƣa thời đoạn1,3, 5, 7 ngày max ( mƣa trạm Vinh bảng
1 Phụ lục) Tính chất bao của các nhómngàymƣa lớn nhất ( tính chất trận mƣa 1 ngày max nằm trong trận mƣa 3 ngày max,trậnmƣa3ngàymaxnằmtrongtrậnmƣa5ngàymax,trậnmƣa5ngàymaxnằmtrongtrậnmƣa 7 ngày max) đƣợc thống kê trong (bảng3.1)
Bảng 3.1 Tính chất bao của các ngày mưa lớnnhất
Thời đoạn mƣa Tần số Tỷ lệ
1 ngày max trong 3 ngày max 37/47 78,72%
1 ngày max trong 5 ngày max 24/47 51,06%
1 ngày max trong 7 ngày max 16/47 34,04%
3 ngày max trong 5 ngày max 30/47 63,83%
3 ngày max trong 7 ngày max 16/47 34,04%
5 ngày max trong 7 ngày max 31/47 65,96%
4.Tính toán và vẽ đường tần suất kinh nghiệm, đường tần suất lýluận
Vẽ đường tần suất kinh nghiệm theo công thức vọng số của Weibull và Kritsky- Menken.
Với mẫu đã chọn là liệt tài liệu mƣa thời đoạn 5 ngày lớn nhất của 47 năm trongbảng1 phần Phụ lục Sử dụng phần mềm vẽ đường tần suất thủy văn FFC 2008 vẽđượcđườngtầnsuấtkinhnghiệmvàlýluậnmưathờiđoạn5ngàymax.Chọnphươngphápthíchh ợpdầnđểvẽđườngtầnsuấtlýluậnvớidạngphânphốixácsuấtPearsonIII.
Kết quả cụ thể nhƣ sau:
Bảng 3.2 Các thông số của các đường tần suất lý luận
Vẽ đường tần suất lượng mưa thời đoạn 5 ngày max củaTrạmVinh,kết quả thểhiệnnhưHình 3.1 và bảng 3.2
Hình 3.1 Đường tần suất lượng mưa 5 ngày max trạm Vinh
5 Chọn mô hình mưa tiêu điểnhình
Bảng 3.3 Một số trận mưa có lượng mưa xấp xỉ lượng mưa thiết kế
Năm X5max Dạng phân phối
Dựa vào bảng 3.3 ta thấy năm 1992 có tổng lƣợng mƣa 5 ngày max đạt 646,7mmtươngđốigầnvớilượngmưathiếtkế,đồngthờinămđấycũngcódạngphânphốibấtlợi trận mưa lớn nhất rơi vào ngày thứ ba của mô hình mưa khiến khả năng tiêunướcvào ngày đó gặp bất lợi Nhƣ vậy ta chọn trận mƣa từ ngày 06/10 đến 10/10 làmtrậnmƣa điển hình.
6 Xác định mô hình mưa tiêu thiếtkế
Mô hình mƣa tiêu thiết kế đƣợc xác định bằng cách thu phóng từ mô hình mƣa tiêu điển hình.
Trong luận văn này ta sử dụng phương pháp thu phóng cùng tỷ số Các tung độ của trận mƣa điển hình đƣợc quy đổi về trận mƣa thiết kế theo công thức:
K : Hệ số thu phóng K Xp Xdh
Cụ thểnhƣsau: Hệ số thu phóng: K =(2.2)
Kết quả tính toán mô hình mƣa thiết kế nhƣ trong bảng 3.4 :
Bảng 3.4 Bảng tính mô hình mưa thiết kế - Trạm Vinh
7 Tính toán chế độ tiêu cho hệ thống trong giai đoạn hiệntại a) Tính toán hệ số tiêu cho vùng trồnglúa
Các tài liệu cần thiết
- Mô hình mƣa tiêu thiết kế (Bảng3.4).
- Giai đoạn sinh trưởng của lúa và chiều cao từng thờiđoạn
- Đặc trƣng thấm của đất (hệ số thấm ổn định): K=2(mm/ngày).
- Lƣợng bốc hơi mặt ruộng và ngấm trong thời gian tính toán: ho=6(mm/ngày)
- Khả năng chịu ngập của lúa theo tài liệu thí nghiệm, thường xác định theo chiềucaocâylúa.
- Thời gian tiêu cho phép, thường xác định theo công thức:
[T]: Thời gian tiêu cho phép (ngày) t: Thời gian mƣa theo mô hình tính toán (ngày)
Theo TCVN 10406:2015 Công trình thủy lợi – Tính toán hệ số tiêu thiết kế, đối với khuvựcquyhoạch,khảnăngchịungậpcủalúavàothờikỳmƣalớnhiệnnaynhƣsau:
Ngập trên 250 mm không quá một ngày
Ngập trên 225 mm không quá hai ngày
Ngập trên 200 mm không quá ba ngày
Ngập trên 175 mm không quá bốn ngày
Ngập trên 150 mm không quá năm ngày
Với tài liệu mƣa thiết kế có thời đoạn là 5 ngày nên thời gian tiêu cho lúa sẽ là 7ngày.Do phương pháp tưới lúa là tưới ngập nên trong khi tính chế độ tiêu ta không xétđếntính chậm tới của dòng chảy.Phương pháp tính toán dựa trên cơ sở cân bằng nướcmặtruộng và loại công trình tiêunước.
Trong đó - Pi_ Lƣợng mƣa rơi xuống 1 ngày trên ruộng lúa (mm).
- qoiĐộ sâu tiêu (lớp nước tiêu) trong ngày(mm).
- hoi– Lƣợng tổn thất do ngấm và bốc hơi trên ruộng lúa trong 1 ngày
Bảng 3.5 Kết quả tính toán hệ số tiêu cho lúa với giả thiết b0=0,3
Hình 3.2 Đường quá trình a ~ t phương án b 0 = 0,3
(m/ha)Bảng 3.6 Kết quả tính toán hệ số tiêu cho lúa với giả thiết b0=0,4
Hình 3.3 Đường quá trình a ~ t phương án b 0 = 0,4 (m/ha) Đ ộs âu lớ pn ƣ ớc (m m ) Đ ộs âu lớ pn ƣ ớc (m m )
Bảng 3.7 Kết quả tính toán hệ số tiêu cho lúa với giả thiết b0=0,45
Hình 3.4 Đường quá trình a ~ t phương án b 0 = 0,45 (m/ha)
Trong 3 phương án tính toán ta chọn phương án b0= 0,4 (m/ha) vì :
- Đường quá trình atb~ t ( hình 2.5 ) phù hợp với khả năng chịu ngập củalúa.
-Ngập trên 250 mm không quá một ngày: 250
-Ngập trên 200 mm không quá hai ngày: 200
-Ngập trên 150 mm không quá ba ngày : 150
- với b0= 0,4 (m/ha) thì đảm bảo lớp nước trên mặt ruộng nằm trong khoảng
5%Hmax( H m a x = 1 1 8 m m , 1 0 5 % H m a x = 1 2 3 , 9 m m ) , v ớ i a c u ố i t h ờ i đ o ạ n a 1 0 4 , 9 Đ ộs âu lớ pn ƣ ớc (m m )
(mm) thỏa mãn điều kiện không vƣợt qua 105% Hmax.
- Ưu tiên chọn phương án công trình đồng thời đảm bảo yêu cầu kỹ thuật và kinhtế.
- Tacầntiêunướccủatrậnmưatừtừđảmbảokhôngvượtquákhảnăngchịungậpcủacây lúa Trường hợp là mùa mưa bão hay lúa tới thời điểm thu hoạch ta mới nêntháohết nước của trậnmƣa. b) Tính toán hệ số tiêu cho các loại diện tíchkhác
Công thức chung để xác định hệ số tiêu các loại diện tích này là : q8,64 P i i (l/s-ha)
Pi: Lƣợng mƣa ngày thiết kế (mm), đã tính toán đƣợc nhƣ trong bảng 3.4
Bảng 3.8 Hệ số dòng chảy C của một số loại đối tượng tiêu nước chính
TT Đối tượng tiêu nước Hệ số C
1 Đất trồng hoa, màu, cây công nghiệp 0.60
2 Đất ở đô thị, đất chuyên dùng trong khu đô thị và đất khu công nghiệp và làng nghề 0.95
4 Đất ao hồ, sông suối:
- Ao hồ chuyên nuôi thủy sản
Ta có bảng hệ số tiêu cho cây trồng cạn và diện tích phi canh tác
Bảng 3.9 Hệ số tiêu cho các loại cây trồng và diện tích khác Đơn vị: l/s-ha
1 Đất trồng hoa màu, cây công nghiệp 0,55 11,72 0,17 12,11 10,68 6,91
2 Đất ở đô thị, chuyên dùng trong KĐT 0,95 20,24 0,3 20,91 18,44 11,93
4 Đất ao hồ sông suối
Ao hồ chuyên nuôi thủy sản 1,00 21,31 0,32 22,01 19,41 12,56 Sông suối nội vùng và đầm trũng ao hồ 0,2 4,26 0,06 4,4 3,88 2,51
8.Tính toán hệ số tiêu cho hệ thống giai đoạn hiệnnay
Hệ số tiêu lớn nhất của hệ thống bằng hợp các hệ số tiêu thành phần Hệ số tiêu lớn nhất tại cửa tập trung nước là tổng các hệ số tiêu lớn nhất trên các phần đất tiêu Công thức xác định hệ số tiêu cho cả khu tiêu nhƣ sau : q ht n
q i i i1 qli: hệ số tiêu của đối tƣợng tiêu i αi: Tỷ lệ diện tích của đối tƣợng tiêu i so với tổng diện tích của vùng tiêu, αi=i/. Với ωidiện tích của đối tƣợng tiêu i; vàlà diện tích của vùng tiêu.
Theo các Quyết định phê duyệt điều chỉnh quy hoạch sử dụng đất đến năm 2020 của các huyện trong tỉnh Nghệ An thì tỷ lệ diện tích của các đối tƣợng tiêu đƣợc thể hiện trong bảng 3.10.
Bảng 3.10 Tỷ lệ diện tích các loại đối tượng tiêu
TT Loại đối tƣợng tiêu Diện tích (ha) Tỷ lệ (%)
2 Đất trồng hoa, màu, cây công nghiệp 38.359,12 40,1
3 Đất ở đô thị, đất chuyên dùng trong khu đô thị và đất khu công nghiệp và làng nghề 8.512,4 8,9
5 Đất ao, hồ, sông, suối:
- Ao hồ chuyên nuôi thủy sản 1.600,84 1,7
- Sông suối nội vùng và các loại đầm trũng, ao hồ tự nhiên… 3.541,26 3,7
Bảng 3.11 Tính toán hệ số tiêu cho hệ thống Đơn vị: l/s-ha
2 Đất trồng hoa, màu, cây công nghiệp 40,1 4,7 0,07 4,86 4,28 2,77 0.00 0.00
3 Đất chuyên dùng trongkhuđô thị và đất khu côngnghiệpvà làngnghề 8,9 1,8 0,03 1,86 1,64 1,06 0.00 0.00
5 Đất ao hồ, sông suối: 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
- Sông suối nội vùng và các loại đầm trũng, ao hồ tự nhiên…
Biểudiễnbằngđồthịquátrìnhhệsốtiêucủakhutiêuvừatínhtoántađƣợcgiảnđồhệsố tiêu nhƣ trong các hình 2.6 và2.7
Hình 3.5 Giản đồ hệ số tiêu sơ bộ theo hiện trạng của hệ thống
Nhận xét: kết quả tính toán hệ số tiêu sơ bộ và qua giản đồ hệ số tiêu hiện tại cho thấy hệ số tiêu của vùng có giá trị lớn và không đồng đều có thời gian hệ số tiêu rất nhỏ lại có thời gian hệ số tiêu rất lớn Vì vậy cần hiệu chỉnh giản đồ hệ số tiêu để đảm bảo vừa tiêu hết lượng nước theo yêu cầu, vừa giảm nhỏ hệ số tiêu nhằm giảm quy môkíchthước của công trình tiêu Hiệu chỉnh giản đồ hệ số tiêu cần lợi dụng khả năngtrữnước của diện tích ao hồ khu trũng, khu nuôi cá, kênh mương… trữ nước vàonhữngngày tiêu nước căng thẳng và tiến hành tiêu đi vào những ngày sau đó.
Khả năng trữ nước được xác định theo công thức :
H tr 8,64 tr Δqqtr: Tổng hệ số tiêu có thể giảm nhỏ (l/s-ha);
Wtr: Lượngnước trữ lại; Ω: Tổng diện tích khu tiêu (ha);
Htr:làchiềusâutrữnước(mm);ωtr:Di ệntíchtrữnước(ha); αtr: Tỷ lệ diện tích trữ nước so với tổng diện tích tiêu;
Từ thực tế của vùng nghiên cứu, cải tạo các diện tích sông suối nội vùng và các loại đầm trũng, ao hồ tự nhiên… để trữ nước, với chiều sâu có thể trữ thêm trung bình là 0,5m Nhƣ vậy, tổng hệ số tiêu có thể giảm nhỏ là: l/s-ha
Kết quả hiệu chỉnh giản đồ hệ số tiêu của hệ thống với mô hình mƣa 5 ngày max trong bảng 3.12 Từ đó, giản đồ hệ số tiêu hiệu chỉnh đƣợc thể hiện trong hình 3.6.
Bảng 3.12 Hiệu chỉnh hệ số tiêu của hệ thống Đơn vị: l/s-ha
Hệ số tiêu sơ bộ Trữ Tháo Hệ số tiêu hiệu chỉnh
Hình 3.6 Giản đồ hệ số tiêu đã hiệu chỉnh
Từ giản đồ hệ số tiêu sau khi đã hiệu chỉnh của cả hệ thống, chọn hệ số tiêu cho hệ thống là q = 9,37 (l/s-ha).
3.1.2 Tính toán mô hình mưa tiêu ứng với kịch bản biến đổi khí hậu RCP4.5
Theo“ ản nnnn o ” do Bộ Tài nguyên và Môi trường công bố2016.