nghiên cứu cơ sở khoa học và đề xuất giải pháp tiêu úng, thoát lũ sông phan cà lồ

B GIỄO DC V̀ ̀O TO B T̀I NGUYểN V̀ MỌI TRNG VIN KHOA HCăKHệăTNG THYăVNăVÀăBINăI KHÍ HU HOÀNG TH NGUYT MINH NGHIÊN CUăCăS KHOA HCăVÀă XUT GII PHÁP TIÊU ÚNG, THOỄTăLăSỌNGăPHANăậ CÀ L LUNăỄNăTINăSăAăLụ Hµ néi - 2014 B GIỄO DC V̀ ̀O TO B T̀I NGUYểN V̀ MỌI TRNG VIN KHOA HCăKHệăTNG THYăVNăVÀăBINăI KHÍ HU HOÀNG TH NGUYT MINH NGHIÊN CUăCăS KHOA HCăVÀă XUT GII PHÁP TIÊU ÚNG, THOỄTăLăSỌNGăPHANăậ CÀ L ChuyênăngƠnh:ăThyăvnăhc Mưăs: 62440224 LUNăỄNăTINăSăAăLụ NGIăHNGăDNăKHOAăHC 1. PGS. TS. Lã Thanh Hà 2. PGS. TS. Hoàng Minh Tuyn Hµ néi - 2014 i LIăCAMăOAN Tôi xin cam đoan đơy lƠ công trình nghiên cu ca riêng tôi. Các s liu, kt qu trình bày trong lun án là trung thc vƠ cha tng đc ai công b trong bt k công trình nào khác. Tác gi lun án Hoàng Th Nguyt Minh ii LIăCMăNă Lun án đc hoàn thành ti Vin Khoa hc Khí tng Thy vn và Bin đi khí hu di s hng dn khoa hc ca PGS.TS. Lã Thanh Hà và PGS.TS. Hoàng Minh Tuyn. Tác gi xin bày t lòng bit n sơu sc ti hai Thy đư tn tình giúp đ vƠ hng dn tng bc trong nghiên cu và hoàn thin lun án. Tác gi lun án xin cm n Vin Khoa hc Khí tng Thy vn vƠ Bin đi khí hu vƠ các đn v trc thuc Vin đc bit là Phòng Khoa hc Ơo to và Hp tác quc t, Trung tâm nghiên cu Thu vn vƠ TƠi nguyên nc đư tn tình giúp đ, to mi điu kin thun li nht cho tác gi hc tp và nghiên cu hoàn thành lun án. Nhân dp này, tác gi cng xin đc bày t li cm n sơu sc ti các nhà khoa hc, các thy giáo, Ban giám hiu Trng i hc TƠi Nguyên vƠ Môi trng, bn bè vƠ đng nghip đư tn tình giúp đ, ch bo vƠ đng viên tác gi trong sut quá trình hc tp, nghiên cu thc hin lun án. Cui cùng, tác gi xin bày t lòng bit n đn b m vƠ ngi thân trong gia đình, đc bit là chng vƠ con đư đng viên, khích l, to điu kin trong sut quá trình hc tp đ tác gi hoàn thành lun án này. Tác gi lun án Hoàng Th Nguyt Minh iii MCăLC Trang Li cam đoan i Li cm n ii Mc lc iii Danh mc các t và ký hiu vit tt vi Danh mc các bng vii Danh mc các hình x M U 1 CHNG I: TNG QUAN V NGHIÊN CU TIểU ÚNG, THOỄT L TRÊN TH GII V̀ TRONG NC 7 1.1 Tình hình nghiên cu tiêu, thoát l trên th gii 7 1.1.1 Tình hình l lt trên th gii 7 1.1.2 Phòng chng l lt trên th gii 11 1.1.3 Mt s nghiên cu ngp lt trên th gii 16 1.1.4 Mt s kt lun chung v tình hình nghiên cu l lt trên th gii 17 1.2 Tình hình nghiên cu tiêu úng thoát l  Vit Nam 18 1.2.1 L lt và ngp úng  Vit Nam 18 1.2.2 Thit hi do l lt gây ra  Vit nam 20 1.2.3 Phòng chng l lt và ngp úng 21 1.2.4 ánh giá v tình hình tiêu úng thoát l  Vit Nam 22 1.3 Nghiên cu ngp úng vƠ thoát l trên lu vc sông Phan-Cà L 25 1.3.1 Tình hình ngp úng trên lu vc sông Phan- Cà L 25 1.3.2 Các nghiên cu liên quan trên lu vc sông Phan- Cà L 28 1.4 Hng nghiên cu ca lun án 32 1.5 Kt lun chng I 33 CHNG II: C IM CA SÔNG PHAN ậ CÀ L TRONG BÀI TOỄN TIểU ÚNG THOỄT L 34 2.1 Gii thiu v lu vc sông Phan - Cà L 34 2.1.1 n v hành chính và dân s 34 2.1.2 c đim đa hình 35 2.1.3 c đim khí hu 35 iv 2.1.4 c đim sông ngòi 36 2.1.5 Tình hình thu thp s liu khí tng thu vn 39 2.2 Hin trng công trình tiêu thoát nc 41 2.2.1 H thng đê điu 41 2.2.2 Các công trình tiêu thoát nc 41 2.2.3 Hin trng tiêu thoát nc 44 2.3 Phân tích nguyên nhân úng, ngp trên lu vc sông 45 2.3.1 a hình thp trng dng da báo 45 2.3.2 H thng sông có lòng dn hp, nhiu cu cng vƠ đ un khúc ln 45 2.3.3 Lu vc nm trong khu vc ma ln  sn phía Tây ca dãy núi Tam o 46 2.3.4 nh hng nc vt ca sông Cu 49 2.3.5 H thng tiêu thoát nc cha đáp ng đc yêu cu 53 2.3.6 Nhn xét, đánh giá chung 53 2.4 Phng pháp gii quyt bài toán ngp úng 55 2.4.1 Nguyên tc chung 55 2.4.2 La chn và gii thiu tóm tt mô hình tính toán 56 2.4.3 La chn s đ tính toán thu vn, thu lc cho lu vc sông Phan ậ Cà L 58 2.4.4 Tính toán thu vn cho bƠi toán ngp lt 2008 59 2.4.5 Tính toán thu lc cho bƠi toán ngp lt 2008 63 2.4.6 Kt qu bài toán ngp úng hin trng nm 2008 68 2.5 Kt lun chng 2 70 CHNG III: XỄC LP C S KHOA HC VÀ THC TIN CHO VIC  XUT GII PHỄP TIểU ÚNG, THOỄT L LU VC SÔNG PHAN ậ CÀ L 71 3.1 C s đ xut gii pháp tiêu úng, thoát l trên lu vc sông Phan ậ Cà L 71 3.1.1 Nguyên tc chung 71 3.1.2 S đ tip cn gii quyt bài toán 72 3.2 Phơn vùng tiêu thoát l cho lu vc sông Phan- Cà L 74 3.2.1 Nguyên tc phân vùng tiêu 74 3.2.2 Phơn vùng tiêu lu vc sông Phan ậ Cà L 76 3.3 Các phng án tiêu thoát nc 80 v 3.4 Tính toán thu lc tiêu thoát nc 83 3.4.1 Phng án hin trng (PAHT) 83 3.4.2 Phng án 1 - Ct dòng sông Cà L đon h lu 90 3.4.3 Phng án 2 ậ Ci to lòng dn mt s đon sông vùng trung lu 98 3.4.4 Phng án 3 ậ Bm tiêu ti Nguyt c 105 3.4.5 Phng án 4 ậB sung bm tiêu ti Ng Kiên 112 3.4.6 Nhn xét kt qu các phng án 119 3.5 Kt lun chng 3 120 CHNG IV:  XUT GII PHỄP TIểU ÚNG, THOỄT L LU VC SÔNG PHAN ậ CÀ L 122 4.1 C s vƠ s đ đ xut gii pháp 122 4.1.1 C s đ xut gii pháp 122 4.1.2 La chn gii pháp tiêu thoát 123 4.1.3 S đ đ xut gii pháp 124 4.2 Gii pháp tiêu thoát nc cho toàn b h thng vƠ tng vùng 125 4.2.1 Gii pháp chung 125 4.2.2 Gii pháp cho toƠn b h thng 126 4.2.3 Các bin pháp công trình c th cho tng vùng tiêu thoát 128 4.2.4 Các gii pháp phi công trình 130 4.3  xut nguyên tc vn hành h thng 132 4.3.1 Khung k hoch tiêu úng, thoát l trên lu vc sông Phan ậ Cà L 132 4.3.2  xut các đim kim soát l trên lu vc sông Phan- Cà L 133 4.4  xut c ch phi hp vn hành h thng tiêu thoát 139 4.4.1 Thi đim cnh báo 141 4.4.2 Thi đim bt đu tin hƠnh bm (vn hành h thng công trình) 141 4.4.3 Gii hn bm ti các v trí bo đm kinh t k thut 146 4.4.4 C ch phi hp đng b toàn h thng tiêu thoát 146 4.5 Kt lun chng 4 146 KT LUN VÀ KIN NGH 148 Các công trình đư công b có liên quan đn lun án 151 Tài liu tham kho 152 Ph lc 160 vi DANHăMCăCỄCăTăVÀăKụăHIUăVITăTT BNNPTNT B Nông nghip vƠ Phát trin nông thôn BTNMT B TƠi nguyên vƠ Môi trng CP Chính ph GIS H thng thông tin đa lỦ KHCN Khoa hc công ngh KS Kim soát KTTV Khí tng Thy vn LVS Lu vc sông NCKH Nghiên cu khoa hc NXB NhƠ xut bn PA Phng án PAHT Phng án hin trng QCVN Quy chun Vit Nam Q Quyt đnh QHSD Quy hoch s dng đt QHTL Quy hoch thy li QPTL Quy phm Thy li TH Trng hp TP ThƠnh ph TX Th xư UBND y ban nhơn dơn vii DANHăMCăCỄCăBNG STT Tên bng Trang 1.1 ánh giá v thiên tai th gii 12 1.2 Các bin pháp phi công trình và công trình 12 1.3 Din tích ngp úng đng bng sông Hng t 1980 - 2005 18 1.4 S ngi cht do thiên tai gây ra  Vit Nam t 1998 ậ 2008 21 1.5 Tng hp tình hình ngp úng đt canh tác nông nghip trên lu vc sông Phan - Cà L 25 1.6 Mc nc ln nht trên sông Phan trong mt s nm 1971,1978, 1980, 2008 26 1.7 Mc nc ln nht trong sông trong trn l lch s X/2008 28 2.1 Thng kê các đn v hành chính trong lu vc 35 2.2 Phân phi ma tháng trung bình nhiu nm ti trm Vnh Yên 36 2.3 c trng hình thái lu vc ca mt s sông 38 2.4 Thng kê các h cha t nhiên và nhân to thuc vùng nghiên cu 39 2.5 Thng kê s liu khí tng thu vn trên lu vc sông Phan - Cà L 40 2.6 Các trm bm tiêu nc 41 2.7 Hin trng các tuyn đê sông CƠ L 42 2.8 Lng ma trung bình tháng vƠ nm (1960 - 2011) ti mt s trm đo ma trong lu vc 47 2.9 Lu lng l ln nht xy ra trên lu vc (trn l VII/1971) 48 2.10 Dòng chy nm ng vi mt s tn sut quy đnh 49 2.11 So sánh chênh cao mc nc gia 3 trm Lng Phúc ậ Mnh Tân ậ Phúc Lc Phng 51 2.12 Trích xut kt qu v trí xy ra nc vt nm 2006 52 2.13 Trích xut kt qu v trí xy ra nc vt nm 2008 52 2.14 Thng kê tình hình thu thp s liu khí tng thu vn 60 2.15 Phân chia các tiu lu vc thuc lu vc sông Phan ậ Cà L 60 2.16 Các b thông s hiu chnh mô hình MIKE - NAM 62 2.17 Kt qu đánh giá hiu chnh b thông s 62 2.18 Kt qu đánh giá b thông s đi biu tng trn l 62 2.19 Kt qu kim đnh thông s mô hình NAM ti trm Phú Cng 63 viii 2.20 Thng kê tài liu mt ct trên các sông trong lu vc 63 2.21 Thng kê các ch tiêu đánh giá mô hình trm Lng Phúc nm 2006 65 2.22 Thng kê các ch tiêu đánh giá mô hình trm Mnh Tơn nm 2006 65 2.23 Thng kê các ch tiêu đánh giá mô hình trm Lng Phúc nm 2008 66 2.24 Thng kê các ch tiêu đánh giá mô hình trm Mnh Tơn nm 2008 67 2.25 Tng din tích ngp phân theo các cp đ sâu ngp trn l cui tháng X/2008 70 3.1 V trí và quy mô các khu công nghip trong vùng d án đn 2020 phân theo các vùng tiêu 79 3.2 Các phng án tính toán 81 3.3 Kt qu tính toán thu lc trênh thng Sông Phan ậ Cà L, PAHT 83 3.4 Kt qu tính toán din tích ngp ln nht và yêu cu dung tích cn tiêu 85 3.5 Kt qu tính toán din tích duy trì đ sâu ngp theo thi gian ậ Phng án hin trng 86 3.6 Kt qu tính toán thu lc các trng hp ậ PA1 92 3.7 ánh giá tác đng các trng hp ct dòng đn chiu dài sông và din tích nh hng ca l 93 3.8 Kt qu tính toán din tích duy trì đ sâu ngp theo thi gian, PA1-TH4 95 3.9 Kt qu tính toán din tích ngp ln nht và hiu qu tiêu thoát,PA1-TH4 96 3.10 Kt qu tính toán thu lc h thng Sông Phan ậ Cà L, Phng án 2 99 3.11 Din tích ngp ng vi đ sâu và thi gian ngp ậ PA2 102 3.12 Kt qu tính toán din tích ngp ln nht và hiu qu tiêu thoát - PA2 103 3.13 Kt qu tính toán thu lc h thng Sông Phan ậ Cà L, Phng án 3 107 3.14 Kt qu tính toán din tích duy trì đ sâu ngp theo thi gian ậ PA3. 109 3.15 Kt qu tính toán din tích ngp ln nht và hiu qu tiêu thoát ậ PA3 110 3.16 Kt qu tính toán thu lc h thng Sông Phan ậ Cà L, Phng án 4 113 3.17 Kt qu tính toán din tích duy trì đ sâu ngp theo thi gian ậ PA4 116 3.18 Kt qu tính toán din tích ngp ln nht và yêu cu lng nc cn tiêu theo PA4 117 3.19 So sánh kt qu tính các phng án tiêu thoát trên lu vc 119 4.1 Ch tiêu tiêu thoát nc cho tng vùng (theo loi hình tiêu) 123 4.2 Ch tiêu tiêu thoát nc cho tng vùng (theo đi tng tiêu) 123 4.3 Tng hp các gii pháp công trình đ xut 129 4.4 Tng hp quy mô công trình thit k 130 [...]... th i gian duy trì ng 3.1 t ng th thi t l i sông Phan Cà L 61 64 65 m M nh Tân i tháng X/2008 c sông Phan Cà L tr 68 i X/2008 c sông Phan c 65 Cà L X/2008 69 69 73 xi 3.2 gi i pháp k thu 73 3.3 B ranh gi c sông Phan 3.4 B các khu công nghi Cà L c sông Phan- Cà L 77 78 3.5 -9/X/1978) 80 3.6 o (7-9/X/1978) 80 3.7 82 3.8 ng quá trình m c t i các v c sông Phan- Cà L - PAHT 84 3.9 Di n tích duy trì ng p theo... ng tr Phan u tiên -1919) n trên h th ng sông H ng, sông Cà L ng h th ng c ng v i 18 c a khu v c Trung Hà, huy vào khu v c ng, t ng, Yên L c nh C u, VIII/19 ng sang sông u qu phân ch ng p l t nên sau này c c b t kín, vì v y sông Cà L không còn n i v i sông H ng Sông Phan - Cà L tr ra duy nh t c sông có d ng khép kín v i c a sông C u Nh y ra v i t n s n tình hình ng p úng ngày càng c sông Phan - Cà L... xã h i và b o v phát tri n b n v ng c sông 3 M c tiêu nghiên c u c a lu n án T c và th c ti n nêu trên, m c tiêu c a lu n án là: - Xác l p c khoa h c và th c ti n nh m làm rõ tí v c sông Phan - Cà L - xu t c thù c phân tích nguyên nhân hình thành và di n bi n ng p úng; c gi - Cà L ph c v phát tri n kinh t - xã h i và b o v ng phát tri n b n v ng c sông ng và ph m vi nghiên c u c a lu n án ng nghiên. .. c, v gi i c sông càng tr nên c p bách h t cb ic tài lu n án khoa h xu t 2 gi - Cà L ti p c n gi i quy t v tiêu úng, th c ti n góp ph n gi i quy t v c l a ch n nh t cách t ng th n cách khoa h c và trên m t cách toàn di c sông Phan- Cà L 2 Tính khoa h c và th c ti n c a lu n án Tính khoa h c: Nh ng k t qu c a lu n án góp ph n làm sáng t nguyên nhân gây ra ng p l bi n quá trì c sông Phan - Cà L bao g... 3.37 u v c Sông Phan ng m Phan c Sông Phan 125 t ng th b trí gi i pháp công trình 4.3 V m ki 4.4 Hình th c và thông tin thông báo t i m 4.5 Di n bi n m 4.6 Bi 126 c sông Phan ct theo dõi di n bi n m Cà L 134 m ki m soát 135 m ki 136 ct m ki 137 4.7 Ph 4.8 Di n bi ng t 4.9 Bi m 4.10 Bi u ch tiêu v 4.11 m ki m soát 138 m ki m soát 138 c sông Phan Cà L kh i v n 4.12 137 v 139 140 c sông Phan Cà L 143 4.13... cách hi u qu c sông Phan Cà L K t qu nghiên c u c a lu n án s b sung và hoàn thi n thêm các k t qu nghiên c ng ti p c n c c sông Vi t Nam Tính th c ti n: Hi c sông H ng - Thái Bình nói chung và sông Phan Cà L Quy t n v quy ho ch phòng ch nh s - Th Chính ph v phê duy t Quy ho ch phòng, ch ng th ng sông H ng, sông Thái Bình ; Quy nh s - Chính ph v phê duy t Th ng c qu c gia phòng, ch ng và gi m nh thiên... i và ng nghiên c Vi t Nam, t ng l a ch n cách ti p c n gi i quy t bài c sông Phan Cà L - n tr c thù c c sông Phan c góp ph bài toán tiêu úng - c nghiên c u T quy t bài toán t ng th v tình hình ng p úng - ,t Cà L , ng u vào cho gi i c ng hi u qu xu i ng d ng b công c mô hình h MIKE (NAM, HD11, GIS, HD21, FLOOD) k t h p công c GIS - nh xu t gi khoa h c và th c ti p lý có tính kh Gi c xác l p, lu c sông. .. thành, di n - dòng ch y và ng p úng ng m nh m c a các ho c sông Phan - Cà L v i tác ng kinh t - xã h pháp tiêu thoát ng p l t m t cách toàn di n thu xu t các gi i ng không phá v h cân b ng ng l c c a dòng sông nh m ph c v phát tri n b n v ng kinh t - xã h i trong c sông Phan - Cà L th c hi c nhi m v trên, lu n án s d ng cách ti p c n h th ng và t ng h ng d ng các thành t u v khoa h c, công ngh trong... s 27 ch s tháng XI - 2008 t ch s 27 - 27 gi i quy t bài toán 2 1 B v 2 2 B m 2 3 B m 2 4 Bi 32 c sông Phan- Cà L i sông su i tr 34 c sông Phan - Cà L ng, thu so sánh m 37 c sông Phan - Cà L c l n nh t gi 40 M nh Tân Phúc L 2 5 21 50 Hi c v t x y xa trong các tháng VII, VIII (2006-2011) 2 6 51 c sông Phan Cà L 59 2 7 c b ph n tính toán trong mô NAM 2 8 Các biên trong mô thu l c m 2 9 Quá trình m c th... xác l p, lu c sông Phan- Cà L xu t bao g m trình t , n i dung vi c ph i h p v n hành gi i quy 7 Nh c sông Phan Cà L i c a Lu n án c thù c i c sông Phan - Cà L n quá trình hình thành khoa h l a ch xu ng c a con di n bi n c a ng ct o xu t gi p; c quy trình v soát nh m v n hành h th s cho công tác quy ho ch phòng ch m ki m c, t ng th trên h th ng sông Phan - Cà L 7 1.1 Tình hình nghiên 1.1.1 Ng p l . LP C S KHOA HC VÀ THC TIN CHO VIC  XUT GII PHỄP TIểU ÚNG, THOỄT L LU VC SÔNG PHAN ậ CÀ L 71 3.1 C s đ xut gii pháp tiêu úng, thoát l trên lu vc sông Phan ậ Cà L 71 3.1.1. đ gii pháp k thut tiêu úng thoát l sông Phan ậ CƠ L 73 3.3 Bn đ ranh gii các vùng tiêu lu vc sông Phan ậ Cà L 77 3.4 Bn đ các khu công nghip trên lu vc sông Phan- Cà L 78. Biu đ ch tiêu vn hƠnh tiêu thoát nc trên lu vc sông Phan ậ Cà L 139 4.11 S đ khi vn hƠnh tiêu thoát úng ngp 140 4.12 S đ vn hƠnh tiêu úng thoát l lu vc sông Phan ậ Cà L 143