Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật tài nguyên nước: Nghiên cứu cơ sở khoa học và thực tiễn đề xuất giải pháp tiêu cho hệ thống thủy lợi Bắc Nam Hà dưới ảnh hưởng của biến đổi khí hậu

LỜI CAM ĐOAN

Học viên xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân học viên Các kêt

quả nghiên cứu và các kết luận trong luận văn là trung thực, không sao chép từ bât kỳ

một nguôn nào va dưới bat kỳ hình thức nào Việc tham khảo các nguôn tài liệu (nêu

có) đã được thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định.

Tác giả luận văn

Nguyễn Trường Giang

LOI CẢM ON

Sau một quá trình nghiên cứu, đến nay luận van thạc sĩ với dé tài: “ Nghiên cứu cơ sở

khoa học và thực tiễn dé xuất giải pháp tiêu cho hệ thống thủy lợi Bắc Nam Hà dưới

anh hưởng cua Biên doi khí hậu” đã được hoàn thành với sự nỗ luc của ban than va sự

giúp đỡ của các thầy, cô giáo, bạn bè và đồng nghiệp.

Tác giả xin Trân trọng cảm ơn các thầy, cô giáo Trường Đại học Thuỷ lợi cùng toànthé các thầy cô giáo trong khoa Kỹ thuật tài nguyên nước đã truyền đạt kiến thức mớitrong quá trình học tập cũng như giúp đỡ tác giả rất nhiều trong quá trình làm luận văn

tại trường.

Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Thầy giáo PGS.TS Phạm Việt Hòa ngườiđã trực tiếp, tận tình chỉ bảo, hướng dẫn tác giả trong suốt quá trình thực hiện luận

Tác giả xin chân thành cảm ơn sự tạo điều kiện của lãnh đạo Công Ty Cổ Phan Tu

Vấn Xây Dựng Và Chuyên Giao Công Nghệ đã tao mọi điều kiện thuận lợi dé tác giả

có điều kiện học tập, nghiên cứu chuyên sâu, nâng cao trình độ chuyên môn nghiệp vụnhằm hoàn thành tốt hơn nữa nghiệm vụ trong lĩnh vực đang công tác.

Cuối cùng, tác giả xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè và đồng nghiệp đã luôn

động viên, giúp đỡ tác giả trong quá trình làm luận văn.

Đây là lần đầu tiên nghiên cứu khoa học, với thời gian và kiến thức có hạn, chắc chắn

không tránh khỏi những khiếm khuyết, tác giả rat mong nhận được nhiều ý kiến góp ý

của các thây cô giáo, các cán bộ khoa học đê luận văn được hoàn thiện hơn.

Xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, tháng 12 năm 2016Tác giả

Nguyễn Trường Giang

il

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC HINH ẢNH -2- 5-22 SESE‡EES2EEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEECrkrrrvee V

DANH MỤC CÁC TỪ VIET TAT VÀ GIẢI THÍCH THUẬT NGỮ ix

CHƯƠNG | TONG QUAN VỀ LĨNH VUC NGHIÊN CỨU VA VUNG NGHIÊN

CỨU _ -2 ©2£©2+2E2EEE12921221221127112712117112112211211111 11.21111111 1e.4

1.1 Tổng quan về Biến đôi khí hậu và lĩnh vực nghiên cứu - 5: sz=s 41.1.1 Biến đồi khí hậu trên thé giới -¿- 2+ 5¿©5++2E+2EE+2E+tEEEtEE++rxezrxerrecree 41.1.2 Biến đổi khí hậu ở Việt Nam 2¿©2¿©225x+2Ec2E2EESEEeExrrkrerxerkrrrerree 71.2 Các nghiên cứu trong và ngoài nước có liên quan đến đề tài - - 11

1.2.1 Nghiên cứu ngoal NOC eeeeeeeceseeeeseeseesecsessecseceseeeeeseseesessessesaeeseens 11

1.2.3 Sử dung Mike 11 để lựa chọn giải pháp tiêu -. ¿ s¿©cs55ce¿ l61.3 Tổng quan về vùng nghiên cứu - ¿2 + s+EE+E++E£E££EeEEEEEEEEeEkrrkrrerrrree 201.3.1 Điều kiện tự nhiên của hệ thống thủy lợi Bắc Nam Hà - 201.3.2 Tình hình dân sinh, kinh tẾ - ¿2x +SE+E+E+EEEE+E+EEEE+E+EeEEEE+EeEtrkzEerereea 341.3.3 Hiện trạng thủy lợi, nhiệm vụ quy hoạch cải tạo và hoàn chỉnh hệ thống

thủy lợi Bắc Nam Hà - 2-2-2 S2+SE+EE+EEEEEEEEEEEEE2E12112112112171111111 1.1.1 42

1.3.4 Nhiệm vụ quy hoạch cải tạo và hoàn chỉnh hệ thống tiêu vùng tiêu ra sông

Hồng thuộc khu vực Bắc Nam Hà -.- - 6 St EESEEEEEESEEEESEEEkeEkrkerkererkeree 52CHƯƠNG2_ NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ THỰC TIEN DE XUẤT

GIẢI PHÁP TIÊU ỨNG CHO HỆ THÓNG THỦY LỢI BẮC NAM HÀ DƯỚI ẢNH

2.1 Cơ sở khoa học và thực tiễn 5: + se S33 E11 E91 1111111111 11111 1x0 55

2.1.1 Phân tích đánh giá về biến đổi khí hậu của vùng -¿2 s2 s+¿ 552.1.2 Phân tích đánh giá điều kiện tự nhiên 2 5¿©2+++x+zxzxzxserxez 58

2.1.3 Phan ving nh a5 59

2.1.4 Đặc điểm về khu nhận nước ti@u c.ccccccccccsscssssssesesessesessesvsececevsccecevsvsecesaveee 66

2.1.5 Yêu cầu phát triển kinh tế xã hội của vùng -2- + + +2 z+xzxezxeẻ 672.1.6 Xác định nhu cầu tiêu và tính toán cân bằng nước - 2 s+- 722.1.7 Phân tích đánh giá hiện trạng hệ thống công trình tiêu của vùng 96

2.1.8 Trình độ khoa học và công nghệ trong lĩnh vực tiêu cho vùng 971H

2.2 Đề xuất giải pháp công trình - ¿2 s++E£EE2EE+EE£EEEEEEEEEEEErErrEkrrkerkrrei 982.2.1 Co sở đề xuất giải phapio.cececceccecccccccesccsesesessessessessessessessessesesseesessesseseeseees 982.2.2 Phân tích đề xuất giải pháp tiêu -¿- 2: ©22©5222x2ExvEEterxverxrsrxerrres 99

CHUONG 3 PHAN TICH VA LUA CHON GIAI PHAP TIEU UNG CHO HE

THONG THUY LỢI BAC NAM HA DƯỚI ANH HUONG CUA BIEN ĐÔI KHÍ

¬ 1043.1 Giai phap COng trimh 0 anaag 104

3.2 Giải pháp phi công trÌnh «+ xxx n9 TH ngàng nành Hệ 13710809 02 — 142

iv

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Phân bố xu thế mực nước biển trung bình toàn cầu theo số liệu vệ tinh

(Nguồn: CNES/LEGOS/CLS, 2010) ccssccssessesssessessessesssessessessusssessessessesssessessessesseeeseesess 6Hình 1.2 Diễn biến của số con xoáy thuận nhiệt đới hoạt động ở Biển Đông, ảnh

hưởng và đồ bộ vào đất liền Việt Nam trong 50 năm qua (Nguồn: IMHEN/2010) 10

Hình 1.3 Bản đồ hành hành chính hệ thống Bắc Nam Hà - 2-2-2 22 s22 21Hình 2.1 Kịch bản nước biển dâng vùng đồng bằng sông Hồng 56Hình 2.2 Sơ hoạ ban đồ hệ thống thuỷ lợi Bắc Nam Hà -2- 2 5z252+5+25+¿ 65Hình 2.3 Sơ đồ tính toán tiêu cho lúa bằng đập tràn ¿22-55 xccxzzzzxcred 80Hình 2.4 Giản đồ hệ số tiêu sơ bộ của hệ thống với mô hình mưa 5 ngay max 86Hình 2.7 Giản đồ hệ số tiêu hiệu chỉnh của hệ thống với mô hình mưa 5 ngày max 88

Hình 2.8 Giản đồ hệ số tiêu sơ bộ năm 2030 -. c52cc2+ccrEktrrrrrkrrrrrkrrrrrk 89

Hình 2.9 Giản đồ hệ số tiêu sơ bộ năm 2050 -. 252c22+cctEktrrrrrkrrrrrkrrrrrk 89Hình 2.10 Giản đồ hệ số tiêu hiệu chỉnh của hệ thống với mô hình mưa 5 ngày max

Hình 3.7 Đường quá trình mực nước tính toán và thực đo tại điểm đo C3/K20 112

Hình 3.8 Đường quá trình mực nước tính toán va thực đo tại TB Hữu BỊ 113

Hình 3.9 Các biên nhập lưu lưu vực sông Châu Giang - -+++ss+<s+sexsexses 115

Hình 3.11 Tổng hop 28 khu nhận nước ở lưu vực Hữu BỊ -<<<+ 116

Hình 3.12 Đường quá trình mực nước trên sông Châu Giang — Km 0.YCTTC = 1,45 m¬ 116

Hình 3.13 Đường quá trình mực nước trên sông Châu Giang — Km 5200.YCTTC =

0,94 1 ồ'.i'''''.'ồễ®^'.'.".'®^®^.ê.'-.^ 117

Hình 3.14 Đường qua trình mực nước trên sông Châu Giang — Km 9800 YCTTC =

E5 117Hình 3.15 Đường quá trình mực nước trên sông Châu Giang — Km 17000.YCTTC =

I6 00 -ỐẦ 118

Hình 3.16 Duong quá trình mực nước trên sông Châu Giang — Km 20800.YCTTC =

I0 118

Hình 3.17 Đường quá trình mực nước trên sông Châu Giang — Km 26100.YC TC =

VI

DANH MỤC BANG BIEU

Bang 1.1 Mức tăng nhiệt độ và mức thay đồi lượng mưa trong 50 năm qua ở các vùngkhí hậu của Việt Nam (Nguồn: IMHEN/20110) ¿- 2+ +2E++EE+ExeEEcrkrrxerxerreee 9Bảng 1.2 Tóm tắt một số mô hình toán thường được sử dụng ở Việt Nam 19Bảng 1.3 LƯỢNG MƯA TRUNG BÌNH THANG, NĂM ( Đơn vị: mm ) 22Bảng 1.4 LƯỢNG MƯA TIEU THIET KE 1,3,5 NGÀY MAX VỚI TAN SUAT

P=10% TẠI TRAM NAM ĐỊNH ( Don Vi: mm ) cccccccesceeesecesseeeseeeessessssessseeesees 22

Bang 1.5 NHIỆT DO TRUNG BINH THANG, NĂM ( Đơn vị: °C ) 23

Bang 1.6 ĐỘ AM TƯƠNG DOI TRUNG BINH THANG, NAM ( Đơn vị: % ) 23Bảng 1.7 BÓC HOI TRUNG BINH THANG VA NĂM TAI NAM ĐỊNH ( Đơn vi:

⁄2 — 23

Bảng 1.8 TOC ĐỘ GIÓ TRUNG BÌNH THANG, NĂM ( Don vị: m/s ) 24Bang 1.9 Mực nước bình quân tháng, năm trên sông Hong, sông Day, sông Dao Nam

Dinh (DON Vi: CM) 1 25

Bang 1.10 Mực nước cao nhất, thấp nhất trên sông Hồng, sông Day, sông Dao Nam

Bang 1.11 Mức bao động tai một số vị trí trên sông ( Đơn V1: Im) « -«2 27Bang 1.12 Lưu lượng bình quân tháng 1, 2, 3 theo tần suất thiết kế - 28Bang 1.13 Các loại đất tinh Nam Định - ¿2-2 s+SE+EE+EE+E2EEEEEEEEEEEEEEErEkrrrrreei 30

Bang 1.15 Quy mô công trình diện tích được tưới băng nguồn nước sông Hồng 43Bang 1.16 Quy mô công trình diện tích được tưới băng nguồn nước sông Day 43Bảng 1.17 Tổng hợp các nguồn cấp nước khu 6 trạm bơm lớn Nam Hà 43

Bảng 1.19 Hiện trạng công trình khu tiêu Bắc Nam Hà - 2-2-5 ©522522£z+£e2 46

Bảng 2.1 Mức thay đổi lượng mưa năm (%) so với thời kỳ 1980-1999 theo kịch bản

phat thai trung Dinh -11 55

Bảng 2.2 Tác động của BDKH đến tình hình ngập ung vùng ĐBSH 57

Bảng 2.4 HIỆN TRANG VA DỰ KIÊN SỬ DUNG DAT TINH NAM ĐỊNH ( Đơn

VIIA G Q2 111113111 ng TH HT giết 68

Bang 2.5 CƠ CAU NGÀNH TRONG TROT ( Đơn vị: % ) -csesssesssesssesssessesssesssessseeseee 70

Bảng 2.6 Phân tích tính chất bao của các trận mưa + ¿5+ s+x+£++£+Ezzzzxeei 73Bảng 2.7 Các thông số của các đường tần suất lý luận - 2-52 z+cz+cz+cee: 75Bang 2.8 Mô hình mưa thiết kế thời đoạn 5 ngày max 2- 52 525252 76Bảng 2.9 Mức thay đổi lượng mưa ngày lớn nhất (%) của các năm so với thời kỳ 1980-

1999 76

Bang 2.10 Mô hình mưa điển hình thời đoạn 5 ngày max của các thời kỳ 76

Bang 2.11 Các thông số của các đường tần suất lý luận 2-2 2222: 77

vil

Bang 2.12 Mô hình mưa tiêu thiết kế 5 ngày max trạm Nam Định - 77

Bang 2.13 Mô hình mưa thiết kế thời đoạn 5 ngày max 2-2-5 55s s22 78Bang 2.14 Hệ số dòng chảy của các loại đối tượng tiêu nước - 2z s52 82Bảng 2.15 Kết quả tính toán chế độ tiêu cho cây lúa 2- 2 5¿©5sz2s++cx+sz+z 83Bảng 2.16 Kết quả tính toán chế độ tiêu cho cây lúa 2- 2 5¿©5sz2x++cx+szxz 83Bảng 2.17 Hệ số tiêu cho các loại diện tích khác với mô hình mưa 5 ngảy max 84

Bảng 2.18 Tỷ lệ của các loại diện tích so với tổng diện tích cần tiêu -. : 85

Bang 2.19 Hệ số tiêu sơ bộ của hệ thống với mô hình mưa 5 ngày max ( l⁄s-ha) 85

Bảng 2.20 Hiệu chỉnh hệ số tiêu của hệ thống với mô hình mưa 5 ngày max 88

Bảng 2.21 Hiệu chỉnh hệ số tiêu của hệ thống với mô hình mưa 5 ngày max năm 2030¬ 90

Bảng 2.22 Hiệu chỉnh hệ số tiêu của hệ thống với mô hình mưa 5 ngày max năm 2050"m Ỏ.Ỏ.Ỏ 92

Bang 2.23 Kết quả tính toán cân bằng nước cho hệ thống 2: 5 5522 2252 95Bảng 2.24 Diện tích thực tế đã tiêu được và chưa tiêu được của khu vực 95

Bảng 2.25 Kết quả dau tư vào các công trình đầu mối của tỉnh Nam Định 98

Bang 3.1 So sánh mực nước đỉnh lũ thực do va tinh toán -<c<<<+<+ 113Bảng 3.2 Diện tích ngập, thời gian ngập và độ sâu ngập tối đa theo phương án I 126

Bang 3.3 Diện tích ngập, thời gian ngập và độ sâu ngập tối đa theo phương án II 29

Bang 3.4 Diện tích ngập, thời gian ngập và độ sâu ngập tối da theo phương án III 133

Bảng 3.5 So sánh diện tích ngập, thời gian ngập và độ sâu ngập tối đa theo các phươngF08000 — 135

Viii

DANH MỤC CÁC TU VIET TAT VÀ GIẢI THÍCH THUẬT NGỮ

BĐKH Biến Đổi Khí Hậu

XTNĐP Xoáy Thuận Nhiệt Doi

1X

MỞ ĐẦU1 Tính cấp thiết của Đề tài

Cùng với sự phát triển của các nghành khoa học kỹ thuật khác thì ngành khoa học

Thuy lợi luôn luôn phat triển, hoàn thiện về mọi mặt nhằm xây dựng nên những côngtrình có hiệu quả kinh té - kỹ thuật cao Mặt khác, sự thay đổi về cơ cấu kinh tế, cơ cấucây trồng cùng với diễn biến bat lợi của thời tiết trong những năm gan đây có ảnhhưởng không nhỏ đến các công trình Thuỷ lợi đã và đang được thiết kế xây dựng.

Biến đồi khí hậu đang diễn ra ở quy mô toàn cầu, khu vực và ở Việt Nam do các hoạt

động của con người làm phác thải quá mức khí nhà kính và bầu khí quyền Biến đổi

khí hậu sẽ tác động nghiêm trọng đến sản xuất, đời sống và môi trường trên phạm vitoàn thế giới Van đề biến đổi khí hậu đã, đang và sẽ làm thay đổi toàn diện, sâu sắcquá trình phát triển và an ninh toàn cầu như lương thực, nước, năng lượng, các van đề

an toàn xã hội, văn hóa, ngoại giao, thương mại.

Cùng với sự gia tăng các hiện tượng thời tiết cực đoan, dòng chảy lũ đến các côngtrình sẽ tăng lên đột biến, nhiều khi vượt quá thông số thiết kế làm ảnh hưởng nghiêmtrọng tới an toàn của các hệ thống thủy lợi, sẽ ảnh hưởng lớn đến tài nguyên nước,dòng chảy năm biến động từ +4% đến -19%; lưu lượng đỉnh lũ, độ bốc thoát hơi đềutăng, lũ lụt và hạn hán sẽ tăng lên và mức độ ngày càng trầm trọng hơn Lũ quét và sạt

lở đất sẽ xảy ra nhiều hơn và bất thường hơn.

Do chế độ mưa thay đổi cùng với quá trình đô thị hóa và công nghiệp hóa dẫn đến nhu

cầu tiêu nước gia tăng đột biến, nhiều hệ thống thủy lợi không đáp ứng được yêu cầu

Hậu quả của biến đổi khí hậu đối với Việt Nam là nghiêm trọng và là một nguy cơ

hiện hữu cho mục tiêu xóa đói giảm nghéo, cho việc thực hiện các mục tiêu thiên niên

kỷ và sự phát triển bền vững của đất nước Có rất nhiều lĩnh vực, ngành đặc biệt hệthống thủy lợi dé bị tổn thương và chịu tác động mạnh mẽ của biến đổi khí hậu Trong

khi đó những năm gần đây các yếu tố khí tượng có sự thay đổi nhiều và theo chiềuhướng cực đoan đã và đang ảnh hưởng mạnh đến hệ thống thủy lợi.

Hệ thống công trình Thuỷ lợi Bắc Nam Hà, nằm trên địa phận tỉnh Nam Định và HàNam Hệ thống được đưa vào quản lý khai thác với mục đích tiêu nước, chống ngậpúng Tuy nhiên do tình hình biến đổi khí hậu ảnh hưởng nghiêm trọng đến hệ thốngtiêu, tình trạng ngập lụt diễn biến theo chiều hướng xấu, các trạm bơm của hệ thống

không đáp ứng được nhu cau tiêu cho hệ thống.

Xuất phát từ tình hình nêu trên cho thấy rằng việc “Nghiên cứu cơ sở khoa học và thựctiễn dé xuất giải pháp tiêu cho hệ thống thủy lợi Bắc Nam Hà dưới anh hưởng của

Biên doi khí hậu” là rat cân thiết.

2 Mục tiêu nghiên cứu

Trên cơ sở phân tích, đánh giá ảnh hưởng của sự thay đổi khí hậu đến nhu cầu tiêu của

vùng nghiên cứu, từ đó đề xuất và lựa chọn giải pháp tiêu nước hệ thống thủy lợi Bắc

Nam Hà dé phát triển bền vững kinh tế - xã hội cho vùng nghiên cứu.

3 Hướng tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

a Hướng tiếp cận

- Tiếp cận lịch sử, kế thừa có bồ sung: Tiếp cận lich sử là cách tiếp cận truyền thốngcủa hầu hết các ngành khoa học Một phần ý nghĩa của cách tiếp cận này là nhìn vào

quá khứ, dé dự báo tương lai qua đó xác định được các mục tiêu cần hướng tới trong

nghiên cứu khoa học.

- Tiếp cận theo hướng da ngành, da mục tiêu: Hướng nghiên cứu nay xem xét các đốitượng nghiên cứu trong một hệ thống quan hệ phức tạp vì thế đề cập đến rất nhiều đốitượng khác nhau như nông nghiệp, thủy sản, du lịch, trồng trot, V.V.

- Tiếp cận đáp ứng nhu cấu: Là cách tiêp cận dựa trên nhu câu sử dụng nước hoặcđịnh mức sử dụng nước của các đôi tượng dùng nước, qua đó xây dựng các giải pháp

câp nước tôi ưu cho các đôi tượng dùng nước.

- Tiếp cận bên vững: Là cách tiêp cận hướng tới sự phát triên hai hòa giữa các đôi

tượng dùng nước dựa trên quy hoạch phát triển, sự bình đăng, sự tôn trọng những giátrị lịch sử, truyền thống của các đối tượng dùng nước trong cùng một hệ thống.

- Tiép cận các phương pháp, công cụ hiện đại trong nghiên cứu: Dé tài này ứng dụng

mô hình Mike 11.

4 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp điều tra, thu thập phân tích, xử lý, tổng hợp số liệu;- Phương pháp thống kê xác suất;

- Phương pháp kế thừa, áp dụng có chọn lọc sản phẩm khoa học và công nghệ;- Phương pháp phân tích hệ thống:

- Phương pháp ứng dụng các mô hình hiện đại;- Phương pháp chuyên gia.

5 Nội dung của luận văn

a Tổng quan về biến đổi khí hậu và ảnh hưởng của Biến đổi khí hậu đến nhu cầu tiêu

của hệ thống Cập nhật và phân tích tài liệu về điều kiện tự nhiên, tình hình dân sinh,

kinh tế và các yêu cầu phát triển của hệ thống thủy lợi Bắc Nam Hà.

b Điều tra, phân tích, đánh giá hiện trạng tiêu úng của hệ thống thủy lợi Bắc Nam Hà,

dé ra nhiệm vụ tiêu ung và yêu câu hoàn chỉnh hệ thông tiêu cho huyện.

c Nghiên cứu cơ sở khoa học và thực tiễn của hệ thong thuy loi Bac Nam Ha, dé xuatgiải pháp tiêu ung cho hệ thống dưới ảnh hưởng của Biến đổi khí hậu.

d Phân tích và lựa chọn giải pháp tiêu úng cho hệ thống thủy lợi Bắc Nam Hà nhằm

phát triên bên vững kinh tê xã hội của vùng.

CHƯƠNG 1 TONG QUAN VE LĨNH VUC NGHIÊN CỨU VA VUNG

báo, nhiệt độ mặt đất và tầng đối lưu tăng lên, tại tầng bình lưu nhiệt độ lại giảm, từ độcao 15+18 km xuống mặt đất nhiệt độ tăng lên 1 + 40°C, từ vi độ 50°B đến Bắc cựctăng thêm 1 độ, từ vĩ độ 50°N đến Nam cực tăng thêm từ 1 + 2°C so với vùng vĩ độ

thấp Ở vùng Bắc bán cầu từ vĩ độ 30°B trở lên, về mùa Đông (tháng 10 đến tháng 4

năm sau) nhiệt độ tăng thêm 4 + 12°C Ngược lại vào mùa hẻ (tháng 6, 7, 8) chỉ tăng

thêm khoảng 2°C ở vùng vĩ độ từ 30°B trở xuống, vào các tháng 11, 12 cũng có thétăng đến 4°C.

Mưa trở nên thất thường hơn Cường độ mưa thay đổi Những vùng mưa nhiều, lượngmưa trở nên nhiều hơn, cường độ mưa lớn hơn Các vùng hạn trở nên hạn hơn Khităng gấp đôi lượng phát thải khí CO», lượng mưa tăng ở các vùng vĩ tuyến cao và cácvùng nhiệt đới trong tất các các mùa trong năm, còn ở vĩ tuyến trung bình về mùa

đông, lượng mưa tăng 10 + 20%, ở các vùng từ vĩ độ 35 + 55°N lượng mưa tăng

không đáng kể Theo các kết quả nghiên cứu cho thấy bốc hoi thay đổi theo 4 mùa,

nếu lượng mưa tăng 10 + 30% thì lượng bốc hơi tăng 10 + 15%.

Sự nóng lên toàn câu là rât rõ ràng với những biêu hiện của sự tăng nhiệt độ không khí

và đại dương, sự tan băng diện rộng và qua đó là mức tăng mực nước biên trung bìnhtoàn câu Các quan trac cho thay răng nhiệt độ tăng trên toàn cau và tăng nhiêu hơn ở

các vĩ độ cực Bắc Trong 100 năm qua (1906 - 2005), nhiệt độ trung bình toàn cầu đã

tăng khoảng 0,74°C, tốc độ tăng của nhiệt độ trong 50 năm gần đây gần gấp đôi so với

50 năm trước đó.

Theo báo cáo gần đây của WMO, 2010 là năm nóng nhất trong lịch sử, với mức độ

tương tự như các năm 1998 và 2005 Ngoài ra, trong mười năm qua tính từ năm 2001,

nhiệt độ trung bình toàn cầu đã cao hơn nửa độ so với giai đoạn 1961 - 1990, mức cao

nhất từng được ghi nhận đối với bất kì một giai đoạn 10 năm nào ké từ khi bat đầuquan trắc khí hậu bằng thiết bị đo đạc (Michel Jarraud, 2011) Theo số liệu của NOAA(Hoa Kỳ), tháng 6 năm 2010 được ghi nhận là tháng nóng nhất trên toàn thế giới kế từnăm 1880, khi các quan trắc khí tượng được thực hiện một cách tương đối hệ thống.

Trên phạm vi toàn cầu lượng mưa tăng lên ở các đới phía Bắc vĩ độ 30°B thời kỳ 1901

- 2005 và giảm đi ở các vĩ độ nhiệt đới, kê từ giữa những năm 1970 Ở khu vực nhiệtđới, mưa giảm đi ở Nam Á và Tây Phi với trị số xu thế là 7,5% cho cả thời kỳ 1901 -2005 Ở đới vĩ độ trung bình và vĩ độ cao, lượng mưa tăng lên rõ rệt ở miền Trung Bắc

Mỹ, Đông Bắc Mỹ, Bắc Âu, Bắc Á và Trung Á Tần số mưa lớn tăng lên trên nhiều

khu vực, ké cả những nơi lượng mưa có xu thế giảm di (IPCC, 2007).

Trên phạm vi toàn cầu, biến đổi của xoáy thuận nhiệt đới (XTND) chịu sự chi phối củabiến đổi nhiệt độ nước biển, của hoạt động ENSO và sự thay đôi quỹ đạo của chínhXTNĐ Xu thế tăng cường hoạt động của XTNĐ rõ rệt nhất ở Bắc, Tây Nam TháiBình Dương và An Độ Dương (IPCC, 2010).

Trong thế kỷ 20 cũng với sự tăng lên của nhiệt độ không khí có sự suy giảm khối

lượng băng trên phạm vi toàn cầu Từ năm 1978 đến nay, lượng băng trung bình hangnăm ở Bắc Băng Dương giảm khoảng 2,1 - 3,3% mỗi thập ky (IPCC, 2007).

Sự nóng lên của khí hậu đã được minh chứng rõ ràng thông qua số liệu quan trắc ghi

nhận sự tăng lên của nhiệt độ không khí và nhiệt độ nước bién trung bình toàn cầu, sự

tan chảy nhanh của lớp băng, làm tăng mực nước biển trung bình toàn cầu (IPCC,

2007) Mực nước biên tăng phù hợp với xu thế nóng lên do có sự đóng góp của: Hiện

tượng giãn nở nhiệt của đại dương; Tan băng ở Greenland, Nam Cực và các khu vực

khác; Thay đổi khả năng giữ nước ở đất liền.

Theo các nhà khoa học về biến đổi khí hậu (BDKH) toàn cầu và nước biển dâng chothấy, đại đương đã nóng lên đáng ké từ cuối thập kỷ 1950 Các nghiên cứu từ số liệu

quan trắc trên toàn cầu cho thấy, mực nước biển trung bình toàn cầu trong thời kỳ1961 - 2003 đã dâng với tốc độ 1,8 + 0,5 mm/năm, trong đó, đóng góp do giãn nở

nhiệt khoảng 0,42 + 0,12 mm/năm và tan băng khoảng 0,7 + 0,5 mm/năm (IPCC,

2007) Nghiên cứu cập nhật năm 2009 cho rằng, tốc độ mực nước biển trung bình toảncầu dâng khoảng 1,8 mm/năm (Chuch và White, 2009) Mực nước biển thay đổi khôngđồng đều trên toàn bộ đại dương thế giới Một số vùng tốc độ dâng có thể gấp một vàilần tốc độ dâng trung bình toàn cau trong khi mực nước biển ở một số vùng khác lại có

thé hạ thấp Xu thế tăng của mực nước trung bình xuất hiện hầu hết tại các trạm quan

trắc trên toàn cầu, mặc dù vẫn xuất hiện một số khu vực có xu hướng giảm như ở bờ

biển phía Đông của Nam Mỹ và khu vực ven biển phía Nam Alaska và Đông Bắc

Canada, vùng biển Scandinavia Trên quy mô toàn cau, xu thé biến đổi của mực nướcbiển tăng mạnh ở ven bờ Tây Thái Bình Dương có xu thế giảm ở bờ Đông Thái Binh

Dương (Hình 1.1).

Hình 1.1 Phân bố xu thé mực nước biển trung bình toàn cầu theo số liệu vệ tỉnh

(Nguôn: CNES/LEGOS/CLS, 2010)

1.1.2 Biến đổi khí hậu ở Việt Nam

Việt Nam là một trong 5 quốc gia trên thế giới bị tác động nhiều nhất của hiện tượng

BDKH mà cụ thé là hiện tượng nước biển dâng cao - hậu quả tăng nhiệt độ làm bề mặt

trái đất nóng lên do phát thải khí nhà kính Ở Việt Nam, xu thé biến đổi của nhiệt độ

và lượng mưa là rât khác nhau trên các vùng.

Các phương pháp và nguồn số liệu để xây dựng kịch bản biến đổi khí hậu, nước biểndâng cho Việt Nam được kế thừa từ các nghiên cứu trước đây và được cập nhật đếnnăm 2010 Thời ky 1980 - 1999 được chon là thời kỳ cơ sở dé so sánh sự thay đôi củakhí hậu và nước biển dâng.

a Sự thay đổi về nhiệt độ

Trong 50 năm qua, nhiệt độ trung bình năm tăng khoảng 0,5°C trên phạm vi cả nước

và lượng mưa có xu hướng giảm ở phía Bắc và tăng ở phía Nam lãnh thô Nhiệt độ

mùa đông thì tăng nhanh hơn so với mùa Hè và nhiệt độ vùng sâu trong đất liền tăng

nhanh hơn so với nhiệt độ vùng ven biển và hải đảo Lượng mưa ngày một tăng cao.

Vào mùa đông, nhiệt độ tăng nhanh hơn cả là ở Tây Bắc Bộ, Đông Bắc Bộ, Đồng bằngBắc Bộ, Bắc Trung Bộ (khoảng 1,3 - 1,5°C/50 năm) Nam Trung Bộ, Tây Nguyên vàNam Bộ có nhiệt độ tháng I tăng chậm hơn so với các vùng khí hậu phía Bắc (khoảng

0,6 - 0,9°C/50 năm) Tính trung bình cho cả nước, nhiệt độ mùa đông ở nước ta đã

tăng lên 1,2°C/50 năm Nhiệt độ tháng VII tăng khoảng 0,3 - 0,5°C/50 năm trên tất cả

các vùng khí hậu của nước ta Nhiệt độ trung bình năm tăng 0,5 - 0,6°C/50 năm ở Tây

Bắc, Đông Bắc Bộ, Đồng bằng Bắc Bộ, Bắc Trung Bộ, Tây Nguyên và Nam Bộ cònmức tăng nhiệt độ trung bình năm ở Nam Trung Bộ thấp hơn, chỉ vào khoảng 0,3°C/50

Xu thế chung của nhiệt độ là tăng trên hầu hết các khu vực, tuy nhiên, có những khuvực nhỏ thuộc vùng ven biển Trung Bộ và Nam Bộ như Thừa Thiên — Huế, QuảngNgãi, Tiền Giang có xu hướng giảm của nhiệt độ Đáng lưu ý là ở những nơi này,

lượng mưa tăng trong cả hai mùa: Mùa khô và mùa mưa.

Mức thay đổi nhiệt độ cực đại trên toàn Việt Nam nhìn chung dao động trong khoảng

từ -3°C đến 3°C Mức thay đổi nhiệt độ cực tiểu chủ yếu dao động trong khoảng -5°Cđến 5°C Xu thế chung của nhiệt độ cực đại và cực tiểu là tăng, tốc độ tăng của nhiệt

độ cực tiểu nhanh hơn so với nhiệt độ cực đại, phù hợp với xu thế chung của biến đổi

khí hậu toàn câu.

Theo kịch bản phát thải thấp: Đến cuối thế kỷ 21, nhiệt độ trung bình năm tăng từ 1,6đến 2,2°C trên phan lớn diện tích phía Bắc lãnh thổ và đưới 1,6°C ở đại bộ phận diện

tích phía Nam (từ Đà Nẵng trở vào).

Theo kịch bản phát thải trung bình: Đến cuối thế kỷ 21, nhiệt độ trung bình tăng từ 2đến 3°C trên phần lớn diện tích cả nước, riêng khu vực từ Hà Tĩnh đến Quảng TrỊ cónhiệt độ trung bình tăng nhanh hơn so với những nơi khác Nhiệt độ thấp nhất trungbình tăng từ 2,2 đến 3,0°C, nhiệt độ cao nhất trung bình tăng từ 2,0 đến 3,2°C Số ngàycó nhiệt độ cao nhất trên 35°C tăng từ 15 đến 30 ngày trên phần lớn diện tích cả nước.

Theo kịch bản phát thải cao: Đến cuối thé kỷ 21, nhiệt độ trung bình năm có mức tăng

phô biến từ 2,5 đến trên 3,7°C trên hầu hết diện tích nước ta.b Sự thay đổi về lượng mưa

Lượng mưa mùa khô (tháng XI - IV) tăng lên chút ít hoặc thay đổi không đáng ké ở

các vùng khí hậu phía Bắc tăng mạnh mẽ ở các vùng khí hậu phía Nam Lượng mưa

mùa mưa (tháng V - X) giảm từ 5 đến hơn 10% trên đa phần diện tích phía Bắc nướcta và tăng khoảng 5 đến 20% ở các vùng khí hậu phía Nam Xu thế diễn biến của

lượng mưa năm tương tự như lượng mưa mùa mưa, tăng ở các vùng khí hậu phía Nam

và giảm ở các vùng khí hậu phía Bắc Khu vực Nam Trung Bộ có lượng mưa mùa khô,

mùa mưa và lượng mưa năm tăng mạnh nhất so với các vùng khác ở nước ta, nhiều nơi

đến 20% trong 50 năm qua (Bang 1.1).

Bang 1.1 Mức tăng nhiệt độ và mức thay đôi lượng mưa trong 50 năm qua ở các vùng

khí hậu của Việt Nam (Nguôn: IMHEN/2010)

Nhiệt độ (°C) Lượng mua(%)

Vùng khí hậu

Tây Bắc BộĐông Bắc Bộ

xảy ra ở khu vực miền Trung Tén tại mối tương quan khá rõ giữa sự nóng lên toàn

cầu và nhiệt độ bề mặt biển khu vực Đông xích đạo Thái Bình Dương với xu thế biến

đôi của sô ngày mưa lớn trên các vùng khí hậu phía Nam.

Theo kịch bản phát thải thấp: Đến cuối thế kỷ 21, lượng mưa năm tăng phô biến

khoảng trên 6%, riêng khu vực Tây Nguyên có mức tăng ít hơn, chỉ vào khoảng dưới

Theo kịch bản phát thải trung bình: Đến cuối thế kỷ 21, lượng mưa năm tăng trên hầukhắp lãnh thé Mức tăng phổ biến từ 2 đên 7%, riêng Tây Nguyên, Nam Trung Bộtăng ít hơn, dưới 3% Xu thế chung là lượng mưa mùa khô giảm và lượng mưa mùa

mưa tăng Lượng mưa ngày lớn nhất tăng so với thời kỳ 1980 - 1999 ở Bắc Bộ, Bắc

Trung Bộ và giảm ở Nam Trung Bộ, Tây Nguyên, Nam Bộ Tuy nhiên, ở các khu vực

khác nhau lại có thể xuất hiện ngày mưa dị thường với lượng mưa gấp đôi so với kỷ

lục hiện nay.

Theo kịch bản phát thải cao: Lượng mưa năm vào cuối thế kỷ 21 tăng trên hầu khắplãnh thổ nước ta với mức tăng phổ biến khoảng từ 2 đến 10%, riêng khu vực TâyNguyên có mức tăng ít hơn, khoảng từ 1 đến 4%.

c Về xoáy thuận nhiệt đới

Về xoáy thuận nhiệt đới, trung bình hàng năm có khoảng 12 cơn bão và áp thấp nhiệtđới hoạt động trên Biển Đông, trong đó khoảng 45% số cơn nảy sinh ngay trên BiểnĐông và 55% số cơn từ Thái Bình Dương di chuyên vào Số cơn bão và áp thấp nhiệtđới ảnh hưởng đến Việt Nam vào khoảng 7 con mỗi năm và trong đó có 5 cơn dé bộhoặc ảnh hưởng trực tiếp đến đất liền nước ta Nơi có tần suất hoạt động của bão, ápthấp nhiệt đới lớn nhất nằm ở phan giữa của khu vực Bắc Biển Đông, trung bình mỗi

năm có khoảng 3 cơn đi qua ô lưới 2,5 x 2,5 độ kinh vĩ Khu vực bờ biển miền Trungtừ 16 đến 18°N và khu vực bờ biển Bắc Bộ từ 20°N trở lên có tần suất hoạt động củabão, áp thấp nhiệt đới cao nhất trong ca dai ven biển nước ta, cứ khoảng 2 năm lại có 1

cơn bão, áp thấp nhiệt đới đi vào khu vực 1 vĩ độ bờ biên.

Số lượng xoáy thuận nhiệt đới hoạt động trên khu vực Biển Đông có xu hướng tăngnhẹ, trong khi đó số cơn ảnh hưởng hoặc đồ bộ vào đất liền Việt Nam không có xu

hướng biến đôi rõ ràng (Hình 1.2).

Khu vực đồ bộ của các cơn bão và áp thấp nhiệt đới vào Việt Nam có xu hướng lùi dầnvề phía Nam lãnh thé nước ta; số lượng các cơn bão rất mạnh có xu hướng gia tăng;mùa bão có dấu hiệu kết thúc muộn hơn trong thời gian gần đây Mức độ ảnh hưởng

của bão đên nước ta có xu hướng mạnh lên.

on & a @1959 1964 1969 1974 1979 1984 1989 1994 1999 2004

Hình 1.2 Diễn biến của số cơn xoáy thuận nhiệt đới hoạt động ở Biển Đông, ảnh

hưởng va đồ bộ vào đất liền Việt Nam trong 50 năm qua (Nguồn: IMHEN/2010)

10

d Sự thay đối về nước biển dâng

Theo kịch bản phát thải thấp (B1): Vào cuối thế kỷ 21, mực nước biển dâng cao nhất ởkhu vực từ Cà Mau đến Kiên Giang trong khoảng từ 54 đến 72 cm; thấp nhất ở khuvực từ Móng Cái đến Hòn Dầu trong khoảng từ 42 đến 57 em Trung bình toàn ViệtNam, mực nước biển dâng trong khoảng từ 49 đến 64 cm.

Theo kịch bản phát thải trung bình (B2): Vào cuối thé kỷ 21, nước biển dâng cao nhất

ở khu vực Cà Mau đến Kiên Giang trong khoảng từ 62 đến 82 cm; thấp nhất ở khu vựctừ Mong Cái đến Hòn Dấu trong khoảng từ 49 đến 64 cm Trung bình toàn Việt Nam,mực nước biên dâng trong khoảng từ 57 đến 73 cm.

Theo kịch bản phát thải cao (AIFI): Vào cuối thế kỷ 21, nước biển dâng cao nhất ở

khu vực từ Cà Mau đến Kiên Giang trong khoảng từ 85 đến 105 cm; thấp nhất ở khu

vực từ Móng Cái đến Hòn Dau trong khoảng từ 66 đến 85 cm Trung bình toàn ViệtNam, mực nước biển dâng trong khoảng từ 78 đến 95 cm.

Nếu mực nước biển dâng 1 m, sẽ có khoảng 39% diện tích đồng bằng sông Cửu Long,trên 10% diện tích vùng đồng bằng sông Hồng và Quảng Ninh, trên 2,5% diện tíchthuộc các tỉnh ven biển miền Trung và trên 20% diện tích Thành phố Hồ Chí Minh cónguy cơ bị ngập; gần 35% dân số thuộc các tỉnh vùng đồng băng sông Cửu Long, trên

9% dân số vùng đồng bằng sông Hồng và Quảng Ninh, gần 9% dân số các tỉnh ven

biển miền Trung và khoảng 7% dân số Thành phố Hồ Chi Minh bị ảnh hưởng trựctiếp, trên 4% hệ thống đường sắt, trên 9% hệ thống quốc lộ và khoảng 12% hệ thống

tỉnh lộ của Việt Nam sẽ bị ảnh hưởng.

1.2 Cac nghiên cứu trong và ngoài nước có liên quan đến đề tài

1.2.1 Nghiên cứu ngoài nước

Có thé nói rang việc giải quyết van đề tiêu thoát nước cho đô thị có từ ngàn năm trước.Đến những năm 1850 ở các thành phố của Anh đã có những công trình cống tiêu thoát

nước rất lớn như Bazalgette ở Luân Đôn Khoảng những năm 1950 - 1960 có bướctiến về kỹ thuật công trình là hệ thống phân tách nước mưa và nước thải sinh hoạt vàcông nghiệp Đến những năm 1980 nhờ phát triển công nghệ phần cứng, phần mềm vi

11

tính mô phỏng hệ thống tiêu thoát nước đã làm tăng hiệu quả kinh tế của các côngtrình tiêu thoát nước và sáng tỏ nhiều vấn đề kỹ thuật Đến những năm 1990 thì vấn đềquan lý chất lượng nước thải được quan tâm giải quyết và cơ cau tô chức ngành nước

và môi trường ở nhiêu nơi được cải tô.

Dé đối phó với tình trang ung ngập, người dân ở Tay Bengal (An D6) thường phải làmnhững hệ thống cột chống rất cao dé có chỗ lánh nạn khi lũ lụt kéo đến Ở Bangladeshnông dân làm những ngôi nhà nổi có thê tự nâng lên khi mực nước lũ dâng cao Còn ở

Nepal các cộng đồng dân cư xây dựng các tháp canh cảnh báo lũ sớm, đóng góp nhâncông và nguyên vật liệu dé gia có các bờ kè không cho các hồ băng bị vỡ do tan băng.

Các công trình thoát nước ở các nước dưới đây đã nói lên việc tiêu thoát nước là rât

quan trọng và cân thiết.

Singapore được công nhận là nhà tiên phong toàn cầu trong công nghệ xử lý nước vàđã thiết lập hắn một đơn vị quản lý nước từ năm 1972 với tên gọi là Cục Quản lý nước

Singapore (PUB) Trước đó, người dân Singapore đã sống dựa trên nguồn nước từ 3

hồ chứa và chủ yếu nhập khẩu từ nước láng giềng Malaysia Nhưng ngày nay,Singapore thu nhập nước mưa thông qua một mạng lưới đường ống dài 8000 km, dẫn

về 17 hồ chứa, đồng thời thu lại nước đã qua sử dụng từ hệ thống đường ham thoát

nước nằm sâu 60 m dưới mặt đất Đặc biệt là hệ thống kênh đào với hơn 40 con kênh

và rãnh thoát nước có chiều dài tổng cộng 1000 km cùng với mạng lưới cống dài 8000km đã giúp Singapore xử lý được tình trạng ngập lụt do triều cường và trời mưa lớn

trong những năm qua Lịch sử đã ghi nhận những đợt ngập lụt lớn ở Singapore trong

thập niên 1950, 1960, chính vì thế mà các nhà chức trách đã tiến hành các dự án chống

lụt ở các vùng trung tâm, Đông Bắc và Tây Nam Chính vì thế mà diện tích có nguy cơ

ngập lụt ở Singapore đã giảm từ 3200 ha trong những năm 70 xuống còn 56 ha.

Khi nói về tiêu thoát nước không thé ké đến Nhật Bản Nhật Ban được biết đến là một

đất nước thường chịu nhiều ảnh hưởng bởi thiên tai, trong đó có động đất và mưa bão.Do địa hình núi dốc chiếm tới 75% diện tích đất, mỗi khi mưa lớn, các dòng sông taiđây rất dé bị tràn gây tinh trạng ngập lụt Vì lý do này cộng với diện tích đất giới hạnnên Nhật Ban đã xây dựng một hệ thống thoát nước ngầm không lồ tại ngoại 6 thủ đô

12

Tokyo Hệ thống này là công trình thoát nước ngầm lớn nhất thé giới và phải mat tới17 năm dé hoàn thành Dự án bắt đầu từ năm 1992, sau đó đưa vào hoạt động từ năm

2006 và chính thức hoàn tất mọi thứ vào năm 2009 Hệ thống đã gây sự chú ý mạnh

mẽ trên toàn thế giới và đã được chuyên gia từ nhiều quốc gia tới tham quan, học hỏi

kinh nghiệm.

Hà Lan được biết đến là đất nước nằm thấp nhất so với mực nước biển Vùng trũngnhất ở đưới mực nước biển tới 6,74 m Theo thống kê, 2/3 diện tích của quốc gia nàynam ở khu vực dễ ngập lụt, trong khi mật độ dân số thuộc nhóm đông đảo bậc nhất.Đặc điểm này đã nhiều lần khiến Hà Lan trải qua những thảm hoạ kinh hoàng Đỉnhđiểm nhất là tháng 2/1953, triều cường dâng cao do ảnh hưởng của một cơn bão đã tànphá gần như hoàn toàn vùng duyên hải phía nam Hơn 200.000 ha đất trồng trọt bịngập lụt, 1.835 người bị chết đuối Cũng từ thảm hoạ này đã lộ ra điểm yếu lớn nhấttrong hệ thống các công trình phòng vệ chống nước biển của Hà Lan Chính vì vậy,Chính phủ Hà Lan đã ngay lập tức thành lập Uy ban Châu thé nhằm sửa chữa, thi công

các công trình phòng vệ chống biển Sau một thời gian nghiên cứu thực địa, Ủy banChâu thổ nước này đã cho ra đời một kế hoạch xây dựng các công trình với tầm vóc và

quy mô vĩ đại Đó là hệ thong các công trình đê biển, kè biển, cửa cống và cửa chắn lụtở khu vực Tây Nam Tổng cộng có 65 đê chan sóng đúc bê tông không lồ cùng 62 cửavan bằng thép di động treo giữa các đê chắn với tổng chiều dài 6,8 km Hiện tại cácchuyên gia Hà Lan đang nghiên cứu và triển khai những dự án xây dựng hệ thống “đêchan sóng thông minh” bằng cách tích hợp công nghệ cảm ứng dé giám sát những con

đê, đập nhằm đưa ra những cảnh báo sớm về nguy cơ bị nước biển tàn phá do biến đổi

khí hậu Theo đó, các chuyên gia và các nhà khoa học thủy lợi Hà Lan đang thử

nghiệm gắn các chip vào thân đê, đập nhăm mục đích phát hiện sớm và cảnh báo cáctrận sóng thần và nước biển dâng Qua đó, với những kinh nghiệm sâu sắc của Hà Lan,đây có thể là những giải pháp hữu hiệu mà Việt Nam có thê áp dụng cho thoát nước tại

các đô thị lớn.

1.2.2 Nghiên cứu trong nước

Biến đổi khí hậu (BĐKH) hiện đang là van đề nóng, thu hút nhiều nhà khoa học trênthế giới trong nhiều ngành, nhiều lĩnh vực nghiên cứu BĐKH là vấn đề mang tính

13

toàn câu, được các nước trên thê giới quan tâm nghiên cứu từ những năm 1960 Ở Việt

Nam, vân dé nay mới chỉ thực sự bat dau được nghiên cứu vào những năm 1990 Da

có nhiêu đê tai, dự án nghiên cứu về tác động của BDKH tới nhu câu tiêu nước - vanđê này đã và đang được rât nhiêu nhà nghiên cứu quan tâm.

Trước đây, khi nghiên cứu quy hoạch, thiết kế và xây dựng các hệ thống thủy lợithường xem nhẹ hệ thống tiêu đối với các hệ thống tưới Điều đó có thé do khống chếvốn đầu tư, hệ thong tiêu thường dé địa phương tự lo Do đó, hiện tượng úng ngậptrong các hệ thong thường xảy ra Với đặc điểm khí hậu và địa hình nước ta, một hệthống thủy lợi phải đồng thời thực hiện dược hai nhiệm vụ tưới và tiêu, chưa ké đếnnhiệm vụ chống lũ cũng vô cùng quan trọng Vì vậy, đây cũng chính là nội dung lớntrong cải tạo hoàn chỉnh hệ thống thủy lợi.

Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn nhận định, trong thời gian vừa qua BĐKH đãgây ra những thách thức đối với ngành Thủy lợi nước ta Trong 10 năm qua, số trậnbão hàng năm đồ vào ven biển nước ta tăng 0,4 trận Theo dự báo của Bộ Tài nguyênvà Môi trường, đến năm 2010 nhiệt độ trung bình năm tăng 2,3 độ C so với trung bình

thời kỳ 1980 - 1999 Tính chung cho cả nước, lượng mưa tăng khoảng 5% so với thời

kỳ 1980 - 1999 Do chế độ mưa thay đồi cùng với quá trình đô thị hóa và công nghiệphóa dẫn đến nhu cầu tiêu nước gia tăng đột biến, nhiều hệ thống thủy lợi không đáp

ứng yêu cầu tiêu, cấp nước Cùng với tác động của BĐKH, nguồn nước sạch sẽ trở nên

khan hiểm, có khoảng 8,4 triệu người Việt Nam thiếu nước ngọt vào năm 2050 Cũng

theo dự báo, đến năm 2050 mực nước biển có thé dâng thêm 30 cm và đến năm 2100có thể dâng thêm 75 em so với thời kỳ 1980 - 1999 Như vậy diện tích ngập triềuthường xuyên có thé ở mức 20% và khoảng 20 triệu người bi ảnh hưởng đến nơi ở.

Cũng do nước biển dâng, chế độ dòng chảy sông suối sẽ thay đổi theo hướng bat lợi,các công trình thủy lợi sẽ hoạt động trong điều kiện khác với thiết kế, làm cho năng

lực phục vụ của công trình giảm Các tác động đến các hệ thống tiêu có thé nhận thay

- Lượng mưa lớn do biến đổi khí hậu làm cho lưu lượng cần tiêu lớn.

14

- Thủy triều dang cao do ảnh hưởng của nước biển dâng khiến khả năng tiêu tự chảy

gặp khó khăn.

- Biến đổi khí hậu làm cho nhiệt độ va lượng mưa tăng cao cũng như nhiều trận bão vànhững đợt gió lớn xảy ra khiến các hồ chứa nước phải xả lũ gây ảnh hưởng trực tiếp

tới việc tiêu nước.

- Tác động đên mô hình quản lý đôi với hệ thông tiêu.

- Tác động đên cơ chê, chính sách đôi với hệ thông tiêu.

Một sô dé tai, dự án nghiên cứu vê ảnh hưởng của BDKH đên hệ thông tiêu nước có

thé kế đến bao gồm:

- Luận án tiến sĩ “Nghiên cứu sự biến đổi của nhu cau tiêu và biện pháp tiêu nước cho

hệ thống thủy nông Nam Thái Bình có xét đến ảnh hưởng của biến đổi khí hậu toàn

cau” do TS Bùi Nam Sách thực hiện năm 2010 Trong nghiên cứu này, tác giả đã xemxét ảnh hưởng của cường độ mưa tăng và nước biển dâng đến kha năng làm việc củahệ thống tiêu Nam Thái Bình và đã đề xuất một số giải pháp ứng phó Các giải phápbao gồm các giải pháp công trình và giải pháp phi công trình Các giải pháp công trìnhđược phân tích tương đối chỉ tiết bao gồm mở rộng vùng tiêu động lực dé tiêu trực tiếpra sông ngoài và giảm nhỏ quy mô vùng tiêu tự chảy ra biển qua cống Lân; xây dựng

các hồ điều hòa dé giảm nhẹ hệ số tiêu và phù hợp với năng lực tiêu nước của các công

trình thủy lợi đã và sẽ xây dung; mở rộng mặt cắt sông trục Kiến Giang và mở thêmcông Lân mới dé tăng cường kha năng tiêu tự chảy ra biển; củng cố và nâng cao khanăng chống chịu của đê sông, đê biển và công trình dưới đê dưới tác động của dòng

chảy, sóng biển và gió bão đã được đề cập Các biện pháp phi công trình cũng đã được

đề cập nhưng ở mức tổng quan đề làm cơ sở ban đầu cho việc tiếp tục nghiên cứu biệnpháp phòng tránh, thích ứng với điều kiện biến đổi khí hậu và nước biển dâng.

Kế thừa các nghiên cứu của các nhà khoa học về giải pháp tiêu đưới ảnh hưởng củabiến đổi khí hậu, theo TS Bùi Nam Sách: trong điều kiện thời tiết diễn biến bấtthường như những năm gan đây và anh hưởng của biến đôi khí hậu toàn cau thì hệ số

tiêu thiệt kê nên tính với trường hợp khi xuât hiện trận mưa lớn nhât năm ứng với tân

15

suất thiết kế, công trình bao đảm tiêu hết trong giai đoạn sinh trưởng bat lợi nhất Từnhững nghiên cứu trên em ứng dụng vào luận văn của mình khi chon mô hình phân bốmưa - chọn mô hình mưa bắt lợi nhất.

12.3 Sử dụng Mike 11 để lựa chọn giải pháp tiêu

Dưới đây là khái quát một số mô hình tiêu biéu dang được sử dụng rộng rãi ở nước ta.

Hiện nay có rất nhiều mô hình tính toán thủy lực đang được ứng dụng để tính toán

phân tích dòng chảy trên sông.

1 Mô hình VRSAP(Vietnam river systerm and plains:)

Mô hình do có GS.TS.Nguyén Như Khuê thiết lập VRSAP là phiên ban cải tiến cuốicùng của mô hình gốc KRSAL KRSAL là mô hình toán dòng chảy lũ và thủy triềutrên hệ thống sông ngòi, hồ chứa và đồng ruộng, được xây dựng từ năm 1978 pháttriển trên sơ đồ sai phân ấn của Dronker - Hà Lan Mô hình VRSAP mô tả chuyềnđộng sông thiên nhiên phức tạp như hệ thống sông Hồng và sông Thái Bình khá tốt,được ứng dụng rộng rãi, giải quyết được nhiều bài toán thông thường và một số bàitoán lớn mang đặc thù riêng của đồng bằng sông Hồng cũng như đồng bằng sông CửuLong (có bổ sung thêm phần xâm nhập mặn) Tuy nhiên mô hình này còn có một số

nhược điêm chính sau:

- Giao diện đơn giản, khai thác kêt qua mat rat nhiêu công và yêu về đô họa.

- Các thửa ruộng hai bên đều được coi là dé trực tiếp vào kênh, chia thành nhiều cấp

cao độ Trong nội bộ ô ruộng kín không cho phép chảy tràn từ cao xuống thấp Điềunày chỉ đúng trong điều kiện hệ thống thủy lợi được hoàn chỉnh từ đầu mối đến mặtruộng, có bờ vùng, bờ kênh đến từng khoảnh, bờ ruộng canh tác có chiều cao đủ sức

chông tràn.

- 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 thé hiện được quá trình bơmmột cách thực tiễn và phù hợp với thực tiễn vận hành các trạm bơm tiêu để đảm bảo

yêu câu tiêu nước.

16

Chương trình gốc được viết bằng ngôn ngữ FORTRAN Qua quá trình áp dụng tínhtoán quy hoạch vùng đồng băng sông Hong và đồng bằng sông Cửu Long mô hình đã

được cải tiến nâng cấp dan Hiện nay mô hình 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 tap, 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.

2 Mô hình SOBEK:

Mô hình do Delft Hydraulics - Hà Lan xây dựng,sử dụng sơ đồ sai phân ân, cho phéptính toán thủy lực dong hở, xói lan truyền, phù sa lơ lửng và xâm nhập mặn và các đặctrưng thuỷ lực lòng dẫn hở như lưu lượng, mực nước, độ sâu dòng chảy, vận tốc trung

bình mặt cắt, hệ số chezy Ngoài ra, mô hình cũng cho phép tính toán xói mòn do mat

cân bằng phù sa trong lòng dẫn như ảnh hưởng của đập Tính lượng phù sa tưới chođồng ruộng, tính nồng độ muối tại các vị trí khác nhau trên mạng sông Ưu điểm củamô hình là sử dụng thuận tiện, truy nhập số liệu dễ dàng, cho phép thay đổi mạng

sông, các công trình thủy lực trên mạng Tuy nhiên mô hình chỉ quản lý mạng sông

nhỏ hơn 400 mặt cắt, chưa xét đến sự điều tiết của các ô đồng ruộng như mô hìnhVRSAP, SOGREAH Mô hình WENDY mang tính chất quản lý lưu vực, khi sử dụng

có thê đưa thêm sơ đồ hình thái kênh mương, cầu cống, công trình thủy lợi, giả định

các tình huống về nguồn nước và khai thác nguồn nước Tuy nhiên mô hình không môphỏng dòng bổ sung ngang từ mưa trên lưu vực như mô hình SSARR, lượng mưa gianhập khu giữa chỉ có thê được tính trực tiếp từ dòng chảy trên các sông con, không môtả khối lượng mưa rơi trực tiếp trên các ô ruộng, không có hệ thống liên kết các ôruộng như trong các mô hình SOGREAH, VRSAP Dùng mô hình WENDY bắt buộcphải có PLUG (một bộ phận khoá cứng do Delft Hydraulics độc quyền chế tạo).

Trong dự án quy hoạch tổng thế đồng bằng sông Hồng (VIE 89/034) Công ty tư vanSMEC (Úc) phối hợp với Delft Hydraulics (Hà Lan) cùng các chuyên gia của ViệtNam đã đưa mô hình WENDY vào ứng dụng cho toàn mạng Sông Hồng - Thái Bình.

Do bộ nhớ của mô hình có hạn, chỉ đưa được tối đa 400 mặt cắt nên cấu trúc mạngsông của đồng bằng sông Hồng có bị giảm bớt đi.

17

3 Mô hình kết hợp TLID + ECOMOD-2D:

Đây là mô hình kết nối giữa mô hình thuỷ lực 1 chiều (mô hình TL1D) và 2 chiều (môhình ECOMOD-2D) - kết quả nghiên cứu trong dự án FLOCODS giữa Viện Cơ họcViệt Nam thuộc Trung tâm Khoa học tự nhiên và công nghệ Quốc gia và GIáo su

Nguyễn Kim Dan - Khoa Toán Cơ (Viện đại hoc Caen, Pháp) thực hiện năm 2004 Mô

hình dùng dé tính toán cho một hệ thống sông tại một số điểm cục bộ (như đoạn sôngcong bị xói lở, vùng cửa sông, khu phân chậm lũ ), có thé tính toán bang mo hinhthuy luc 2 chiéu:

- TLID là mô hình thuỷ lực 1 chiều do Viện Co học thiết lập, hiện đã được áp dụngtính toán cho hệ thống sông Hồng - sông Thái Bình.

- ECOMOD-2D là mô hình thuỷ lực 2 chiều, là kết quả nghiên cứu của 10 luận án tiễn

sỹ trong khoảng thời gian 18 năm tại Khoa Toán cơ - Viện đại học Caen, Pháp.

Hiện nay cả 2 mô hình đều có chương trình nguồn, khi sử dụng có thé bé sung cho phù

hợp với yêu cầu bài toán nghiên cứu (tuy nhiên đòi hỏi người lập trình phải có kinh

nghiệm và chuyên sâu).

4 Mô hình thuỷ lực một chiều MIKE 11:

La mô hình thủy lực một chiều MIKE 11 của Viện thủy lực Dan Mach DHI phat trién,là phần mềm dùng đề mô phỏng dòng chảy, lưu lượng, chất lượng nước và vận chuyểnbùn cát ở các cửa sông, sông, kênh tưới và các vật thé nước khác MIKE 11 là một môhình mạnh và có nhiều điểm thuận lợi trong quá trình tính toán thuỷ lực, áp dụng với

chế độ sóng động lực hoàn toàn ở cấp độ cao, có khả năng tính toán với dong chảy

biến đổi nhanh, lưu lượng thủy triều, hiệu quả nước đọng thay đổi nhanh, sóng lũ vàlòng dẫn có độ dốc lớn.

18

Bảng 1.2 Tóm tắt một số mô hình toán thường được sử dụng ở Việt Nam

Tác giả, bản quyền Loại mô hìnhNoi Nguyễn Như Khuê 1 chiều an

Nguyễn An Niên 1 chiều hiệnDelf Hydraulics , Hà Lan 1 chiều ân

KODO2 Nguyễn Ân Niên 2 chiều hiệnEXTRAN EPA - Hoa Kỳ 1 chiều hiện

TELEMAC EDF - Pháp 2 chiều bằng FFM

FLDWAV Fread - Cục 7 tượng Hoa 1 chiều Ân

HECI 1 chiêu

13 Hà Lan 1 và hai chiều ấn

14 TANK Nhật Thuỷ văn

15 Phần mềm MIKE Đan Mạch Thủy van, they lực 1, 2

— Tất ca các mô hình giới thiệu ở trên đều được xây dựng trên cơ sở phương trình liêntục và quy luật bảo toàn động lượng Mỗi mô hình có một cách tiếp cận và đều cho

phép tính toán chế độ thuỷ lực trong kênh dẫn hở đề tìm ra những thông số cần thiết

phục vụ việc thiết kế, quản lý các hệ thống thuỷ lợi Trong tất cả các chương trình tínhtoán trên, họ chương trình MIKE đã được cải tiến nhiều lần cho phù hợp với điều kiện

về tài liệu cũng như khai thác kết quả tính toán.Đây là họ chương trình tiên tiễn, đãđược nhiều cơ quan đầu ngành trong lĩnh vực tai nguyên nước kiểm nghiệm Trongnghiên cứu nay học viên sử dụng mô hình MIKE 11 để thực hiện các tính toán thuỷ

văn, thuỷ lực nhằm đưa ra các giá trị mực nước lưu lượng tại tất cả các mặt cắt của hệ

thống sông từ đó xác định được diện và độ sâu ngập lụt gây ra bởi mỗi trận lũ.

19

1.3 Tổng quan về vùng nghiên cứu

1.3.1 Điều kiện tự nhiên của hệ thống thủy lợi Bắc Nam Hà

tinh Ha Nam gồm: thành phố Phủ Lý, huyện Thanh Liêm, Bình Lục, Ly Nhân.với ranh

giới hành chính như sau:

Phía Bắc giáp sông Châu và Sông HồngPhía Đông giáp sông Đào và Sông Hồng

Phía Tây và phía Nam giáp sông Day

20

TP PHỦ LÝ

21

1.3.1.2 Đặc điểm địa hình

Cao độ ruộng đất phần lớn của vùng Bắc Nam Hà từ +0,75 m đến +1,5 m Một số

vùng cao ở bắc Lý Nhân, ven sông Đảo, sông Chu Một số vùng trũng năm ở Bình

Lục, Y Yên, Vụ Ban, Mỹ Lộc Một số nơi có đồi núi cao như: Vụ Bản, Thanh Liêm, Y

Yên Diện tích mặt bang của hệ thống là 85.326 ha.1.3.1.3 Đặc điểm khí hậu, khí tượng

a Mưa

Tổng lượng mưa trung bình nhiều năm ở Nam Định khoảng 1.750 mm Mùa hè lượngmưa đổi dao và tập trung vào các tháng 6, 7, 8 chiếm 70% lượng mưa cả năm Mùađông tiêu biểu là mưa nhỏ, mưa phùn thịnh hành vào nửa cuối mùa đông tháng 2, 3.

Bảng 1.3 LƯỢNG MƯA TRUNG BÌNH THANG, NĂM ( Don vị: mm )

Phủ Lý29,929,350,2103,6177,3 254,1 251,3 312,0 325,8 233,4 86,1 36,0 1889,0Hung yén24,834,4 42,385,4162,7 237,0 160,0 328,1 280,5 185.2 64,4 24,1 1728,9

Nam Dinh27,835,0 50,881,6174,7 192,7 230,2325,2347,7194,6 67,529,2 1757,0

Ninh Binh 23,735,646,082,7166,8 224,1 227,2301,5381,8235,2 69,834,11828,5

Nguồn: Viện Kỹ Thuật TNN - Trường Đại Học Thủy Lợi

Bang 1.4 LUGNG MƯA TIỂU THIET KE 1,3,5 NGÀY MAX VỚI TAN SUAT

P=10% TẠI TRAM NAM ĐỊNH( Don vị: mm )

Ngay Thang VII Thang VII Thang IX Năm1 176,9 157,4 213,6 259,8

2 242 214,4 309 252,8

3 278,6 256,5 341 404,5

Nguồn: Viện Kỹ Thuật TNN - Trường Dai Học Thuy Lợi

b Nhiệt độ

Nhiệt độ không khí trung bình nhiều năm tương đối cao khoảng (22,5 - 24)°C Chế độ

nhiệt cũng phân hoá thành hai mùa khá rõ: Mùa nóng từ tháng 5 đến tháng 9 với nhiệt

22

độ trung bình (28 - 29)°C; Mùa lạnh từ tháng 10 đến tháng 4 năm sau với nhiệt độtrung bình đưới 20°C Biên độ nhiệt trong năm dao động trong khoảng 10C.

Bảng 1.5 NHIET ĐỘ TRUNG BÌNH THANG, NĂM ( Đơn vị: °C )

Trạm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 | 10 | 11 | 12 |Năm

PhủLý | 16,1} 16,9 | 19,9 | 23,5 | 27,1 | 28,6 | 29,1 | 28,3 | 27,0 | 24,5 21,2|17.8| 23,3

Hưng Yên | 16,0] 16,8 | 19,7 | 23,4 | 27,1 | 28,5 | 28,7 | 28,1 | 27,1 | 24,4 | 21,1 | 17,7 | 23,2Nam Định | 16,7 | 17,3 | 19,8 | 23,5 | 27,3 | 29,0 | 29,3 | 28,6 | 27,5 | 24,9 | 21,8 | 18,4) 23,7Ninh Bình | 16,3 | 17,0 | 19,7 | 23,4 | 27,3 | 28,2 | 29,2 | 28,4 | 27,2 | 24,8 | 21,5 | 17,4] 23,4

Nguồn: Viện Kỹ Thuật TNN - Trường Đại Học Thuy Lợi

c Độ ẩm

Độ ẩm không khí trung bình tháng nhiều năm khoảng (82 - 90)% Những tháng đầu

mùa đông độ âm không khí xuống rất thấp, thấp nhất khoảng 42% gây ra hiện tượng

Nguồn: Viện Kỹ Thuật TNN - Trường Đại Học Thuy Lợid Bốc hơi

Lượng bốc hơi trung bình năm vào khoảng (750 - 800) mm Mùa đông lượng bốc hơi

e Gió bão

Về mùa đông và mùa xuân gió có hướng chủ yếu là Đông bắc, tốc độ gió trung bình từ2,0 - 2,4 m/s Gió Đông Nam thịnh hành vào mùa hè và mùa thu từ tháng 5 đến tháng10, tốc độ gió trung bình từ 1,7- 2,2 m/s Tốc độ gió mạnh nhất quan trắc được tại Phủ

Lý là 36 m/s (VI/1974).

Bang 1.8 TOC ĐỘ GIÓ TRUNG BÌNH THANG, NĂM ( Don vị: m/s )

Trạm 1 21314 | 5 | 6/7 8 | 9 |10 | 11 | 12 | NămPhủ Lý 2,2 | 2,0 | 1,9 | 2,1 | 2,1 | 1,9 | 2,0} 1,7] 1,9 | 2,1] 2,0) 2,1 | 2.0Hung yén 2,1 | 2,0 | 1,9 | 2,1 | 2,1 | 1,8 | 2,0} 1,6) 1,7] 1,8) 1,8] 1,9 | 1,9Nam Dinh 2,4 | 2,3 | 2,0 | 2,3 | 2,4 | 2,3 | 2,4 | 2,0 | 2,2 | 2,5 | 2,2) 2,3) 2,3

Ninh Binh 2,2 | 2,0) 1,7 | 1,9 | 2,0 | 1,9 | 2,1 | 1,6 | 2,0 | 2,2 | 2,1 | 2,1} 2,0

Nguồn: Viện Ky Thuật TNN - Trường Dai Học Thuy LợiDo vị trí địa lý của một tỉnh ven biển nên Nam Định luôn chịu ảnh hưởng của bão.Theo số liệu thống kê của Tổng cục Khí tượng - Thủy văn, trung bình mỗi năm ở đâycó 2 cơn bão đồ bộ vào và thường xuất hiện từ tháng 5 đến tháng I1, nhiều nhất vàotháng 6 đến tháng 9 gây thiệt hại về người và của cho các huyện ven biên Cơn bão số5 xuất hiện tháng 9/1996 có sức gió giật trên cấp 12 là trận bão hiếm có trong gần 100năm lại đây đã gây thiệt hại nặng nề cho tỉnh.

f Nang

Tổng số giờ nắng trong năm dao động trong khoảng từ 1.600 - 1.700 giờ Vụ hè thu có

số giờ nắng cao khoảng từ 1.100 - 1.200 giờ chiếm 70% số giờ nắng trong năm.

1.3.1.4 Đặc điểm thủy văn, sông ngòi1 Hệ thống sông trong khu vực

a Sông Hong

24

Chảy qua phía bắc và phía Đông lưu vực, đây là con sông có hàm lượng phù sa lớn, là

nguôn nước tưới cho lưu vực, đồng thời cũng là con sông nhận nước tiêu Chiều rộngtrung bình của sông khoảng (500 - 600) m Mùa lũ trên sông Hồng bắt đầu từ tháng VI

đến hết tháng X, lũ chính vụ trên sông Hồng thường từ 15/VII đến 15/VIII, có năm

muộn đến cuối tháng VIII Về mùa lũ nước sông thường dâng lên rất cao, chênh lệch

mực nước và cao độ dat trong dong từ 6 - 7 m ảnh hưởng lớn đên việc tiêu ung.

Vé mùa kiệt chịu tác động điêu tiệt của hô Hoà Bình nên mực nước mùa kiệt được

nâng cao hơn, tuy nhiên vào các tháng mùa kiệt mực nước vẫn thấp hơn cao độ trong

đông nên lây nước tưới cho vùng phải tưới băng động lực Chỉ vào các tháng đâu và

cuối mùa lũ có thê lợi dung mực nước lớn nhất trong ngày dé lay nước tự chảy.

b Sông Đáy

Chay ở phía Tây và phía Nam lưu vực Sông Day trước đây là một phân lưu của sông

Hồng nhưng đến năm 1937 sau khi xây dựng đập Day nước lũ sông Hồng không

thường xuyên vào sông Đáy nữa (trừ những năm phân lũ) Sau năm 1937 đập Đáyđược xây dựng thì sông Đáy trở thành sông nội địa Trước khi chưa có đập Đáy, mùa

lũ trên sông kéo dài từ tháng VII - X và các trận lũ thường xuất hiện vào tháng VII,

Sông Day có bãi rộng và nhiều khu trũng nên khả năng điều tiết lũ lớn nhưng thoát lũchậm do phần hạ lưu sông hẹp, lại bị ảnh hưởng lũ sông Hoàng Long và sông ĐảoNam Định nên mực nước kéo dài ngày ảnh hưởng đến việc tiêu thoát lũ của Tỉnh.

Lũ sông Đáy có phần ảnh hưởng chế độ bão gió miền Trung, thường có mưa nhiều vàotháng IX, nên đỉnh lũ chính vụ thường xuất hiện từ 15/VII đến cuối thang VIII.

Bảng 1.9 Mực nước bình quân tháng, năm trên sông Hồng, sông Đáy, sông Đào Nam

Nguồn: Viện Kỹ Thuật TNN - Trường Đại Học Thủy LợiBang 1.10 Mực nước cao nhất, thấp nhất trên sông Hong, sông Day, sông Dao Nam

Dinh ( Don vi: cm)

Binh quan thang

(S.Day) Min -18 | -18 | -38 | -28 | -21 | -20 | 20 78 58 | 50 | 17 -4

Nguồn: Viện Kỹ Thuật TNN - Trường Đại Hoc Thủy Lợi

c Sông Đào Nam Định

Sông Đào bắt nguồn từ sông Hồng ở phía Bắc phà Tân Đệ (Thái Bình) chảy ngang quaThành phố Nam Định, gặp sông Day ở Thanh Khê và hợp thủy lại tạo thành sông DaiGiang đồ ra biển Sông có chiều dai (45 - 50) km, chiều rộng trung bình (500 - 600) m Đây là con sông quan trong đưa nguồn nước ngọt đồi dao của sông Hồng bồ sung cho

hạ du lưu vực sông Đáy cả mùa kiệt và mùa lũ.

d Sông Ninh Cơ

Sông Ninh Cơ là phân lưu cuối cùng ở bờ hữu sông Hồng nhận nước sông Hồng ởMom Rô và đồ ra biến tại cửa Lach Giang Sông Ninh Cơ liên hệ với sông Day quakênh quan liêu, kênh này chuyển nước từ sông Day sang sông Ninh Cơ quanh năm,

sông chịu ảnh hưởng của thuỷ triều mạnh Cũng giống như sông Đào, sông có dòngchảy quanh co, uốn lượn, chiều rộng trung bình (400 - 500) m, chiều đài từ (35 - 40)km Sông chịu ảnh hưởng mạnh của thủy triều, về mùa lũ sông chịu ảnh hưởng của lũsông Hồng, thoát lũ hỗ trợ cho sông Hồng từ 1000 - 1200 m’*/s, kha năng thoát lũ lớn

nhất tới 3600 m’/s, là tuyến giao thông thủy quan trọng trong vùng lưu lượng hàng hoátừ 160.000 tan đến 200.000 tan ngày đêm Sông có độ dốc <2.10”, nước sông có hamlượng phù sa lớn (về mùa lũ từ 1,3 kg/m? đến 3,6 kg/m’), hiện tại tốc độ bồi lắng

nhanh, đặc biệt từ cửa Mom Rô đến bối Tân bồi Hải Ninh, Hải Hậu.

e Sông Sò

26

Bị bồi lấp từ khi xây dựng cống thay cửa Ngô Đồng bỏ ngỏ rồi xây dựng đập NhấtĐỗi Hiện nay sông nảy từ đập Nhất Đỗi ra biến chỉ còn lại là một lach bién, làm giảm

khả năng tiêu úng.

ƒ Sông Sắt

Là sông nội đồng, chạy qua vùng thấp nhất là trục tiêu chính của trạm bơm Vĩnh Trị,

cũng như là trục tiêu chính của vùng Bắc sông Đào.

2 Quan hệ mực nước trong sông trục nội đông và sông lớn

Mỗi khi có mưa lớn sinh úng nội đồng vì quá sức chứa của các kênh, sông trục, mực

nước các sông nội đồng tăng nhanh đến khi mực nước trong sông và trên đồng xấp xi

nhau thì bắt buộc phải tiêu khan cấp lượng nước trong sông bằng động lực, các trambơm hoạt động nhiệm vụ triệt dé hoặc bơm voi Trường hợp đặc biệt mực nước ngoàisông lớn tới mức không được bơm qua đê thì mực nước trong sông trục đành đểnguyên không rút xuống thấp được.Những trường hợp đó trong đồng chịu úng hạn tạmthời đến khi nước sông ngoài rút tới mức được phép bơm (dưới báo động II).

Bang 1.11 Mức báo động tại một số vị trí trên sông ( Don vị: m)

Cô Dam Sông Day 2,1 2,9 3,6 +4,9 -0,6

Vinh Tri Sông Day 1,9 2,6 3,4 +4,1 -0,6

Céc Thanh Sông Dao Nam Dinh 3,0 3,6 4,2 +4,6 -0,6

Nguồn: Viện Kỹ Thuật TNN - Truong Dai Học Thuy Lợi

3 Dong chảy

- Dong chảy mùa lũ

Mùa lũ trên các sông thường từ tháng VI đến tháng X.

27

Sông Đáy có nhiệm vụ chuyền tải lượng nước lũ của sông Hồng qua cửa đáy ở Hát

Môn, đoạn ở hạ lưu nhận nước lũ sông Hồng qua sông Đào Nam Định Độc Bộ, bản

thân sông Day còn phải chuyền tải lượng nước lũ do mưa của chính lưu vực sông Daysinh ra từ các nhánh sông nhỏ ở phía Tây Nam đồ vào như sông Tích, sông Bùi, sông

Hoàng Long

Năm 1971 nước lũ sông Hồng rất cao mà phân vào sông Đáy chỉ đạt 2500 mỶ/s, hạ cho

Hà Nội được 0,3 m, nhưng trong sông Đáy lụt úng lớn kéo dài ngày Lũ từ sông Nam

Định sang thường gấp 10 lần lũ bản thân sông Đáy, lũ về lại nhanh hơn mực nước lũ

từ Phủ Lý đến biển hầu như do lũ sông Nam Định quyết định.

- Dòng chảy mùa kiệt

Sông Day: Dòng chảy kiệt chủ yếu do nước ngầm trong đất của mùa mưa năm trước,

vào đầu mùa cạn lượng nước phải giảm đi rất nhanh, từ thang I đến thang III là giaiđoạn kiệt nhất, lượng nước biến đổi rất ít, mô số trung bình nhiều năm trên sông Daytại Ba Tha khoảng 7 I/⁄s.km” (10/5/1963).

Bang 1.12 Lưu lượng bình quân thang 1, 2, 3 theo tần suất thiết kế

(Don vi: mỉ /s )

Tháng I Tháng II Tháng IH

50% | 75% | 85% | 50% | 75% | 85% | 50% | 75% 85%Ba Tha 8,6 | 6,92 | 6,05 | 85 | 6,3 | 5,26 | 12,5 | 10,1 8,8

Nam Dinh | 325 | 282 | 262 | 277 | 249 | 232 | 280 236 210

Nguồn: Viện Kỹ Thuật TNN - Trường Đại Hoc Thủy Lợi6 Thuy triều

Vùng nghiên cứu bi anh hưởng thủy triều Vịnh Bắc Bộ, chế độ nhật triều, một ngày có

một đỉnh và một chân triều Thuỷ triều tại vùng biển Nam Định thuộc loại nhật triều,

biên độ triều trung bình từ 1,6 - 1,7 m, lớn nhất là 3,31 m và nhỏ nhất là 0,11 m.Thông qua hệ thống sông ngòi, kênh mương, chế độ nhật triều đã giúp cho quá trình

thau chua rửa mặn trên đông ruộng Tuy nhiên cũng còn một sô diện tích bị nhiễm

28

mặn Dòng chảy của sông Hồng và sông Day kết hợp với chế độ nhật triều đã bôi tụvùng cửa 2 sông tạo thành hai bãi bồi lớn là Con Lu - Cong Ngạn ở huyện Giao Thuy

và vùng đông Cửa Đáy ở huyện Nghĩa Hưng.

Độ lớn thủy triều là chênh lệch mực nước đỉnh triều và chân triều, cứ khoảng 15 ngàycó 1 chu kỳ nước cường và 1 chu kỳ nước ròng (độ lớn thủy triều bé) Ảnh hưởng củathủy triều mạnh nhất vào các tháng mùa kiệt, giảm đi trong các tháng lũ lớn Sóng đỉnhtriều truyền sâu vào nội địa 150 km về mùa cạn và 50- 100 km về mùa lũ.

1.3.1.5 Đặc điểm thé nhưỡng dat dai

Đất đai toàn vùng đại bộ phận có nguồn gốc là phù sa, trong số 85.326 ha đất tự nhiên

chỉ có trên 400 ha đất có nguồn gốc từ phiến thạch, đó là vùng đôi và núi đất của

huyện Thanh Liêm, H.Vụ Bản, H.Ý Yên Dưới tác dụng nhiều năm của điều kiện tựnhiên, con người, đất phù sa biến hoá thay đôi nhiều Ở những nơi cao bị rửa trôi kiệtmàu, đất trở nên bạc màu, khô căn Ngược lại ở nhũng nơi trũng thấp quanh năm cónước thì bị glây hoá tích đọng nhiều chất hại như: Sắt, nhôm, mangan ảnh hưởng lớn

đến cây trồng Do bị ngập úng thường xuyên nên quá trình phân giải chất hữu cơ trong

điều kiện yếm khí rất chậm và sinh ra các chất làm kìm hãm sự sing trưởng của cây

trồng như: H;S§, CHạ, SO> Các chất này kết hợp với sắt, nhôm trong đất tạo thành các

dạng phi rít bám vào rễ cây gây khó khăn cho vệc hút các chất dinh dưỡng, rễ cây bịthôi.

1 Đất dai tho nhưỡng phan đất thuộc tinh Nam Định

Dat dai của Nam Định hau hết có nguồn góc từ dat phù sa của lưu vực sông Hồng Chitiết của các loại đất trên tổng diện tích điều tra 124.106,1 ha Nhìn chung theo tài liệuphân loại đất Nam Định theo tiêu chuân của Fro-UNESCO có thé phân thành các loại

chính như bảng sau:

29

Nguồn: Viện Kỹ Thuật TNN - Trường Đại Học Thuy LợiNhận xét: Nhìn tong quát, trên địa bàn tinh có sự phong phú về chủng loại đất nên quátrình khai thác sử dung có thé cho phép da dang hóa các loại hình sử dụng theo hướngđa dang sinh học với thế mạnh là các loại cây rừng ven biên, cây ăn trái và các loại câycông nghiệp ngắn ngày Khả năng sử dụng: Đất phù sa nâu rất thích hợp cho việc canh

tác lúa 2 - 3 vụ và nuôi trồng thủy sản

2 Dat dai thé nhưỡng phần đất thuộc tỉnh Hà Nam

Đất của tỉnh Hà Nam gồm 8 nhóm dat chính với các đặc điểm như sau:

tế cao Đất than bùn cũng được sử dung dé làm nguyên liệu dé sản xuất phân bón

30