TÁC ĐỘNG PHÁT TRIỂN đô THỊ và CÔNG NGHIỆP KHU vực PHÍA tây NAM VĨNH PHÚC đến CHẾ độ lũ lụt SÔNG PHAN – cà lồ

Hội thảo khoa học Quốc gia Khí tượng Thủy văn, Môi trường Biến đổi khí hậu lần thứ XVI TÁC ĐỘNG PHÁT TRIỂN ĐÔ THỊ VÀ CÔNG NGHIỆP KHU VỰC PHÍA TÂY NAM VĨNH PHÚC ĐẾN CHẾ ĐỘ LŨ LỤT SÔNG PHAN – CÀ LỒ Hoàng Văn Đại(1), Hoàng Thị Nguyệt Minh(2) (1) Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn Môi trường (2) Trường Đại học Tài nguyên Môi trường Hiện nay, Vĩnh Phúc tỉnh có tốc độ phát triển công nghiệp đô thị đầu nước. Việc phát triển khu công nghiệp đô thị kèm theo áp lực lên hệ thống tiêu thoát nước ô nhiễm môi trường. Trong giới hạn báo này, nhóm tác giả trình bày số kết nghiên cứu tác động phát triển khu đô thị công nghiệp phía tây nam tỉnh Vĩnh Phúc đến chế độ lũ lụt sông Phan – Cà Lồ. Kết cho thấy việc phát triển khu đô thị công nghiệp tác động đáng kể đến tình trạng ngập lụt vùng lân cận cần có biện pháp giảm thiểu tác động này. 1. Đặt vấn đề Hiện nay, với phát triển không ngừng khoa học công nghệ, người nâng cao đời sống vật chất mặt. Sự xuất mở rộng khu công nghiệp, khu đô thị (ĐT) dân cư đô thị ngày trở nên phổ biến kèm với khó khăn gia tăng đô thị hóa mang lại mà chủ yếu áp lực cho việc giải toán thoát lũ đô thị. Quá trình bê tông hóa bề mặt làm dần khả tổn thất điền trũng đồng thời làm tăng cao lượng mưa hiệu khiến dòng chảy bề mặt ngày lớn tổng lượng gây lũ lụt, ngập lụt nghiêm trọng cho khu vực nghiên cứu. Do vậy, việc đánh giá tác động phát triển đô thị công nghiệp cho phía Tây Nam Vĩnh Phúc đến chế độ lũ lụt sông Phan – Cà Lồ có ý nghĩa to lớn với chiến lược phát triển tương lai. Sông Cà Lồ chi lưu sông Cầu với phụ lưu bao gồm Đầm Vạc, sông Phan, sông Cầu Bòn, sông Tranh, sông Ba Hanh sông Mây nằm phía tả Cà Lồ. Trong đó, vùng nghiên cứu thuộc bờ tả lưu vực sông Cà Lồ thuộc địa bàn huyện Bình Xuyên, Tam Dương Mê Linh với tọa độ từ 21020’ – 21030’ vĩ độ Bắc 105030’ đến 105040’ kinh độ Đông. Khu vực nghiên cứu quy hoạch khu công nghiệp kỹ thuật cao, có hạ tầng kỹ thuật đại, đồng bộ, xác định nằm quy hoạch chung khu công nghiệp - đô thị Bình Xuyên - Phúc Yên. Khu công nghiệp (KCN) Phú Xuyên nằm phạm vi quy hoạch tổng thể khu công nghiệp đô thị dịch vụ huyện Bình Xuyên, theo Quyết định số 1107/QĐ-TTg ngày 21/08/2006 Thủ tướng Chính Phủ việc phê duyệt Quy hoạch phát triển khu công nghiệp Việt Nam đến năm 2015 định hướng đến năm 2020. Phía Nam KCN Bình Xuyên I hình thành khu đô thị 2000ha quy hoạch. Phía Đông Bắc KCN 350ha nhà đầu tư Compal. Xung quanh khu công nghiệp giới hạn mạng lưới đường dự kiến theo quy hoạch chung đường cao tốc xuyên Á, đường 317, đường Trung Mỹ đường KCN Khai Quang. Tập 2: Thủy văn - Tài nguyên nước, Biển, Môi trường 49 Hội thảo khoa học Quốc gia Khí tượng Thủy văn, Môi trường Biến đổi khí hậu lần thứ XVI 2. Phương pháp nghiên cứu sở liệu 2.1. Phương pháp nghiên cứu Để đánh giá tác động phát triển đô thị công nghiệp phía Tây Nam Vĩnh Phúc đến chế độ lũ lụt sông Phan – Cà Lồ, nghiên cứu sử dụng mô hình mưa rào dòng chảy MIKE NAM mô hình thủy lực MIKE 11 xây dựng dựa sở hệ phương trình Saint-Venant. Các liệu đưa vào tính toán tài liệu thiết kế theo tần suất yêu cầu. 2.2. Cơ sở liệu Số liệu mưa phục vụ cho mô đánh giá gồm mưa ngày lớn trạm Tam Đảo (1960 – 2007) Vĩnh Yên (1970 – 2007), lượng mưa năm điển hình 1978 2008. Do trận mưa phản ánh đầy đủ trình lũ (đỉnh lũ, lượng nước) cho lưu vực sông vùng nghiên cứu. Với lượng mưa sử dụng lượng mưa ngày lớn tương ứng với tần suất 0.5% (chu kỳ lặp 200 năm), 1% (chu kỳ lặp 100 năm) 2% (chu kỳ lặp 50 năm). Mực nước Phúc Lộc Phương sử dụng biên nằm gần cửa sông Cà Lồ (cách cửa sông Cà Lồ Km). Khoảng cách từ trạm Phúc Lộc Phương đến cầu Xuân Phương (nơi giáp ranh Hà Nội Vĩnh Phúc) 55km, tới khu vực nghiên cứu 73km theo chiều dòng chảy. Nếu tính theo đường chim bay khoảng cách từ trạm Phúc Lộc Phương tới khu vực nghiên cứu 28 km. Hiện số liệu quan trắc trạm đảm bảo chất lượng thời gian phục vụ cho tính toán thống kê. Lựa chọn trạm mực nước phản ánh toàn dạng lũ sông Cầu tác động lên hệ thống sông Cà Lồ sông thuộc khu vực nghiên cứu. Tài liệu mặt cắt ngang toàn sông Phan từ cầu Giã Bàng, sông Cà Lồ từ ngã ba Hương Canh tới vị trí nhập lưu với sông Cầu, sông Cà Lồ Cụt, sông Cầu Bòn từ cầu Gốc Gạo, sông Mây từ cầu Lằm Pó. Bản đồ địa hình tỷ lệ 1: 5000, trạng san KCN Bá Thiện I (Compal), Bình Xuyên thông tin khác cho toàn vùng nghiên cứu. Sơ đồ thủy văn, thủy lực thể Hình Hình 2. Hình 1: Sơ đồ tính toán thủy lực mạng sông mô hình MIKE 11 50 Hình 2: Sơ đồ phân chia lưu vực phận (đơn vị Km2) Tập 2: Thủy văn - Tài nguyên nước, Biển, Môi trường Hội thảo khoa học Quốc gia Khí tượng Thủy văn, Môi trường Biến đổi khí hậu lần thứ XVI 3. Kết thảo luận 3.1. Hiệu chỉnh kiểm định mô hình Bài toán kiểm tra thông số mô hình toán có vai trò quan trọng để xác định thông số thủy văn, thủy lực cho khu vực nghiên cứu. Tùy điều kiện cụ thể số liệu khu vực nghiên cứu mà việc kiểm tra thông số mô hình thực đầy đủ theo bước khác nhau. Đối với khu vực nghiên cứu điều kiện số liệu hạn chế thực hiệu chỉnh tham số mô hình theo số liệu mực nước lưu lượng thực đo từ ngày đến 14 tháng năm 2008 kiểm định trận lũ từ 30/10/2008 đến 3/11/2008. Kết hiệu chỉnh cho thấy mô hình chạy ổn định với bước thời gian tính toán 20 giây. Kiểm tra mực nước vị trí sông Cà Lồ cho thấy có phù hợp diễn biến lũ đỉnh lũ với số Nash đạt 0.90 – 0.93 Mạnh Tân Lương Phúc. Hình 3: Kết kiểm tra mực nước Lương Phúc Hình 4: Kết kiểm tra mực nước Mạnh Tân Trận lũ lịch sử tháng 11/2008, lượng mưa đo ngày 31/10 1/11 Tam Đảo 411.7 mm (tương ứng với tần suất 4%), Vĩnh Yên 463.0 mm (tương ứng với tần suất 0.2%). Mực nước thực đo lúc 7h ngày 1/11 Phúc Lộc Phương 4.82m. Kết mô kiểm định cho trận lũ cho thấy tham số ổn định với số Nash hai vị trí kiểm tra Lương Phúc Mạnh Tân lớn 0,85. 3.2. Tác động KCN&ĐT đến gia tăng mực nước Để đánh giá tác động KCN&ĐT đến mực nước, ngập lụt, nghiên cứu thiết lập hai phương án tính toán. Phương án trạng đươc tính toán điều kiện chưa có KCN&ĐT phía Tây Nam tỉnh Vĩnh Phúc ngược lại phương án quy hoạch hoàn chỉnh. Kết phương án nhằm đánh giá diễn biến thủy lực hệ thống sông Mây sông Cầu Bòn, đồ ngập lụt điều kiện trạng quy hoạch. Đồng thời sở đồ ngập lụt xác định gia tăng ngập lụt cho vùng nghiên cứu khu vực phụ cận. Kết tính toán thủy lực phương án trạng cho thấy mực nước lớn ứng với tần suất thiết kế 0.5% sông Cầu Bòn đoạn qua khu vực nghiên cứu biến đổi từ 11,12m đến 11,01 m, sông Mây từ 11,02m đến 10,97m. Độ dốc mặt nước qua khu vực nghiên cứu có xu từ Bắc xuống Nam theo hướng dòng chảy. Trong điều kiện quy hoạch hoàn chỉnh, khu công nghiệp, đô thị, tuyến đường có thay đổi với trạng. Những thay đổi xét đến gồm Tập 2: Thủy văn - Tài nguyên nước, Biển, Môi trường 51 Hội thảo khoa học Quốc gia Khí tượng Thủy văn, Môi trường Biến đổi khí hậu lần thứ XVI thay đổi bề mặt phủ thể qua thông số hệ số dòng chảy, thay đổi cao độ địa hình. Các thông tin cập nhật so với phương án trạng gồm: khu công nghiệp Phú Xuyên, Thiện Kế I (Compal), Thiện Kế II, khu đô thị Sơn Lôi xây dựng san theo thiết kế; Cập nhật tuyến đường cao tốc Xuyên Á; Hệ thống sông, kênh mương có thay đổi với chiều rộng sông đoạn có nắn tuyến đoạn sông Mây qua Thiện Kế I, đoạn sông Ba Hanh, sông Tranh qua khu đô thị Sơn Lôi. Kết tính toán mực nước lớn (Bảng 1) cho thấy mực nước sông tương ứng với tần suất thiết kế tăng đáng kết so với trạng, sông Cầu Tôn tăng 59-67cm , sông Mây tăng 61-80cm. Bảng 1: Kết gia tăng mực nước phương án quy hoạch so với trạng Sông-Vị trí mặt cắt S CẦU TÔN 0.00 S CẦU TÔN 1178 S CẦU TÔN 1583 S CẦU TÔN 2097 S CẦU TÔN 2439 S CẦU TÔN 3253 S CẦU TÔN 4041 S CẦU TÔN 4483 S CẦU TÔN 5094 S CẦU TÔN 5334 S CẦU TÔN 5443 S CẦU TÔN 5443 S CẦU TÔN 5768 HHT (m) H=HQH-HHT (m) P=2% P=1% P=0.5% P=2% P=1% P=0.5% 10.69 10.98 11.24 0.65 0.63 0.66 10.61 10.94 11.19 0.67 0.63 0.67 10.52 10.87 11.12 0.66 0.61 0.65 10.53 10.88 11.13 0.67 0.62 0.66 10.42 10.79 11.03 0.64 0.60 0.62 10.43 10.80 11.04 0.66 0.61 0.64 10.39 10.76 11.01 0.66 0.61 0.63 10.39 10.77 11.02 0.66 0.61 0.63 10.39 10.76 11.02 0.66 0.61 0.63 10.37 10.75 11.00 0.66 0.61 0.63 10.36 10.74 10.99 0.66 0.60 0.63 10.36 10.74 10.99 0.66 0.60 0.63 10.35 10.73 10.98 0.65 0.60 0.62 S CẦU TÔN 10762 10.08 10.52 10.75 0.58 0.57 0.61 S. BA HANH 10.32 10.72 10.96 0.64 0.60 0.64 52 Chú thích Cầu Gốc Gạo Cầu Quảng Khai Cầu Hàm Rồng Vị trí NL với sông Phan Hồ Đại Lải Tập 2: Thủy văn - Tài nguyên nước, Biển, Môi trường Hội thảo khoa học Quốc gia Khí tượng Thủy văn, Môi trường Biến đổi khí hậu lần thứ XVI Sông-Vị trí mặt cắt 0.00 S. BA HANH 6297 S. BA HANH 6777 S. BA HANH 6777 S. BA HANH 6937 S. BA HANH 7184 S. BA HANH 7606 S. BA HANH 8130 S. BA HANH 8475 S. BA HANH 8723 S. BA HANH 9103 S. BA HANH 9580 HHT (m) H=HQH-HHT (m) P=2% P=1% P=0.5% P=2% P=1% P=0.5% 10.24 10.66 10.90 0.63 0.59 0.63 10.24 10.65 10.91 0.73 0.93 0.78 10.24 10.65 10.91 0.73 0.93 0.78 10.24 10.65 11.21 2.00 2.20 2.07 10.25 10.67 10.92 0.67 0.78 0.70 10.20 10.61 10.86 0.60 0.57 0.80 10.23 10.64 10.91 0.62 0.58 0.65 10.23 10.64 10.90 0.62 0.58 0.62 10.21 10.62 10.88 0.60 0.59 0.62 10.18 10.61 10.87 0.60 0.59 0.59 10.14 10.59 10.84 0.60 0.59 0.59 S. BA HANH 10683 10.08 10.53 10.78 0.59 0.55 0.60 S. MAY 0.00 10.59 10.86 11.19 0.80 0.70 0.80 S. MAY 1022 10.53 10.82 11.13 0.78 0.68 0.78 S. MAY 1947 10.49 10.80 11.10 0.76 0.67 0.74 S. MAY 3528 S. MAY 3790 S. MAY 4106 S. MAY 4413 S. MAY 4880 S. MAY 5532 S. MAY 6023 S. MAY 6426 10.41 10.38 10.36 10.36 10.32 10.32 10.32 10.31 10.75 10.74 10.73 10.73 10.70 10.71 10.70 10.70 11.04 11.02 11.00 11.00 10.96 10.97 10.97 10.97 0.73 0.71 0.71 0.70 0.66 0.68 0.68 0.68 0.66 0.64 0.63 0.63 0.60 0.62 0.61 0.61 0.70 0.68 0.68 0.67 0.64 0.65 0.65 0.65 S. MAY 7097 10.31 10.70 10.97 0.67 0.61 0.64 Tập 2: Thủy văn - Tài nguyên nước, Biển, Môi trường Chú thích Nhập lưu sông Tranh Vị trí nhập lưu với sông Cà Lồ Cầu Lăm Pó Cầu IThiện Kế I Cầu IIThiện Kế I Thượng lưu cầu Tranh 53 Hội thảo khoa học Quốc gia Khí tượng Thủy văn, Môi trường Biến đổi khí hậu lần thứ XVI Sông-Vị trí mặt cắt HHT (m) H=HQH-HHT (m) P=2% P=1% P=0.5% P=2% P=1% P=0.5% Chú thích sông Mây S. MAY 7631 S. MAY 7631 S. MAY 10137 S. MAY 10388 10.30 10.30 10.70 10.70 10.96 10.96 0.67 0.67 0.61 0.61 0.63 0.63 10.24 10.66 10.91 0.64 0.58 0.64 10.24 10.65 10.91 0.73 0.93 0.78 Một số nguyên nhân dẫn đến gia tăng mực nước: Khi diện tích khu đô thị công nghiệp tăng lên làm cho tỷ lệ lớp phủ cứng tăng lên, diện tích điền trũng giảm hệ số dòng chảy khu vực tăng lên. Hệ số dòng chảy khu công nghiệp đô thị lấy 0.65 trong điều kiện trạng hệ số dòng chảy lấy 0,40 đến 0,60. Khu đô thị Sơn Lôi, Compal, đường xuyên Á hình thành làm cho phần lớn diện tích trước chứa lũ chứa lũ làm gia tăng áp lực tiêu thoát sông. điều làm gia tăng tình trạng ngập lụt. Nếu trước có dự án nước lũ chảy lòng dẫn tự nhiên chảy tràn đồng khu vực nghiên cứu, khu đô thị Sơn Lôi, Compal hình thành làm cho lũ thoát lòng dẫn tự nhiên. Dựa kết tính toán đối vơi phương án trên, bảng tổng hợp kết tính toán mực nước lớn hai sông Cầu Bòn sông Mây khu khu vực nghiên cứu. 3.3. Tác động KCN&ĐT đến gia tăng ngập lụt Dựa bình đồ địa hình tỷ lệ 1:5000 toàn phạm vi miền tính, cao độ thiết kế san cho khu Compal, Sơn Lôi, Thiện Kế I, II tiến hành xây dựng đồ DEM cho khu vực nghiên cứu. Kết tính toán ngập lụt khu vực nghiên cứu tương ứng với tần suất thiết kế theo phương án trạng phương án quy hoạch hoàn chỉnh thể Hình 5. Kết tính toán cho thấy, tất tần suất diện tích ngập lụt tăng tư 7-15% so với trạng. Độ sâu ngập tăng từ 0,2m đến 0,5m tăng 5%, độ sâu ngập >0,5m tăng 10% so với trạng. 54 Tập 2: Thủy văn - Tài nguyên nước, Biển, Môi trường Hội thảo khoa học Quốc gia Khí tượng Thủy văn, Môi trường Biến đổi khí hậu lần thứ XVI (a) Phương án trạng (tần suất P=2%) (b) Phương án quy hoạch (tần suất P=2%) (c) Phương án trạng (tần suất P=1%) (d) Phương án quy hoạch (tần suất P=1%) (e) Phương án trạng (tần suất P=0.5%) (f) Phương án quy hoạch (tần suất P=0.5%) Hình 5: Bản đồ ngập lụt lớn khu vực nghiên cứu theo phương án ứng với tần suất 4. Kết luận Nghiên cứu tiến hành đánh giá sơ trạng phát triển đô thị công nghiệp khu vực tây nam tỉnh Vĩnh Phúc, từ thu thập tài liệu thủy văn mô hình Tập 2: Thủy văn - Tài nguyên nước, Biển, Môi trường 55 Hội thảo khoa học Quốc gia Khí tượng Thủy văn, Môi trường Biến đổi khí hậu lần thứ XVI hóa hiệu chỉnh, kiểm định mô hình theo trận lũ thực đo tháng tháng 11 năm 2008 với kết đạt số Nash nhìn chung lớn 0,82. Tác động KCN&ĐT làm gia tang mực nước lớn nhánh sông Mây, Ba Hanh, Cầu Tôn tăng 60cm. Tình trạng ngập lụt có nguy nặng độ sâu diện tích ảnh hưởng. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Viện Kỹ Thuật Tài nguyên nước (2011). Quy hoạch chi tiết thủy lợi tỉnh Vĩnh Phúc giai đoạn 2010-2010 định hướng đến 2030. 2. Trung tâm Nghiên cứu Thủy văn Tài nguyên nước (2008). Báo cáo thủy lực tiêu thoát nước sông Phan Cà Lồ tỉnh Vĩnh Phúc. 3. MIKE DHI (2007), User guide, THE EFFECT OF URBAN AND INDUSTRIAL DEVELOPMENT IN VINH PHUC SOUTHWEAST ON INUNDATION REGIMENT AT PHAN – CA LO RIVER (1) Hoang Van Dai(1), Hoang Thi Nguyet Minh(2) Viet Nam Institute of Meteorology Hydrology and Environment (2) Hanoi University for Natural Resources and Environment Nowadays, Vinh Phuc are becoming one of the highest province in the rate of developing industry and urban in Viet Nam. The activity of development industrial zones and urbanization always go with the pressure on drainage system and pollution. In this study, the authors present some research the effect of urban development and industrial Vinh Phuc Southwest on flood regime of Phan - Ca Lo river. The results show that the development of urban areas and industrial zones has significant effect on inundation state of a large closed area. Solutions are proposed to contribute to minimize impact of innundation in the study areas. 56 Tập 2: Thủy văn - Tài nguyên nước, Biển, Môi trường . báo này, nhóm tác giả trình bày một số kết quả nghiên cứu tác động của phát triển các khu đô thị và công nghiệp phía tây nam của tỉnh Vĩnh Phúc đến chế độ lũ lụt sông Phan – Cà Lồ. Kết quả cho. ngày càng lớn về tổng lượng gây lũ lụt, ngập lụt nghiêm trọng cho khu vực nghiên cứu. Do vậy, việc đánh giá tác động phát triển đô thị và công nghiệp cho phía Tây Nam Vĩnh Phúc đến chế độ lũ lụt. trường và Biến đổi khí hậu lần thứ XVI Tập 2: Thủy văn - Tài nguyên nước, Biển, Môi trường 49 TÁC ĐỘNG PHÁT TRIỂN ĐÔ THỊ VÀ CÔNG NGHIỆP KHU VỰC PHÍA TÂY NAM VĨNH PHÚC ĐẾN CHẾ ĐỘ LŨ LỤT SÔNG