Nghiên cứu xác định những thay đổi bổ sung về chi phí đầu tư cho các cống dưới đê vùng triều ở miền Bắc và miền Trung thích ứng với biến đổi khí hậu

Bài viết trình bày kết quả đánh giá hiện trạng, phân tích các tác động của biến đổi khí hậu đến cống dưới đê vùng triều và đề xuất cách tính toán sự gia tăng của các yếu tố khí hậu theo các kịch bản biến đổi khí hậu; đưa ra các giải pháp phù hợp cho các cống dưới đê vùng triều thích ứng với BĐKH; trên cơ sở đó, lựa chọn, tính toán thiết kế và xác định, phân tích sự biến động về chi phí đầu tư cho một số cống dưới đê điển hình cho vùng nghiên cứu.

KHOA HỌC CÔNG NGHỆ NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH NHỮNG THAY ĐỔI BỔ SUNG VỀ CHI PHÍ ĐẦU TƯ CHO CÁC CỐNG DƯỚI ĐÊ VÙNG TRIỀU Ở MIỀN BẮC VÀ MIỀN TRUNG THÍCH ỨNG VỚI BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Đinh Xuân Trọng, Đỗ Hoài Nam, Dương Quốc Huy, Đỗ Thị Thùy Dung Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam Tóm tắt: Với 2.500 cống đê vùng triều loại vận hành, khai thác góp phần khơng nhỏ vào phát triển kinh tế - xã hội, phòng chống thiên tai khu vực miền Bắc miền Trung Tuy nhiên, xuống cấp tác động biến đổi khí hậu (BĐKH) làm suy giảm hiệu cơng trình Bài viết trình bày kết đánh giá trạng, phân tích tác động BĐKH đến cống đê vùng triều đề xuất cách tính tốn gia tăng yếu tố khí hậu theo kịch BĐKH; đưa giải pháp phù hợp cho cống đê vùng triều thích ứng với BĐKH; sở đó, lựa chọn, tính tốn thiết kế xác định, phân tích biến động chi phí đầu tư cho số cống đê điển hình cho vùng nghiên cứu Kết nghiên cứu sở để cấp, ngành tham khảo định đầu tư Từ khóa: Cống đê, vùng triều, giải pháp thích ứng, biến đổi khí hậu, chi phí đầu tư Summary: With over 2,500 tidal-sluices culverts under the dike in operation and exploitation, this type of irrigation infrastructure has contributed significantly to the socio-economic development and disaster prevention in the Northern and Central regions However, the degradation of the sluices together with the impacts of climate change have reduced the efficiency of these projects The paper presents the results on assessing the current situation, analyzing the impacts of climate change on the tidal-sluices under the dike, and proposing a method to determine changes in climate variables according to prescribed scenarios; proposes appropriate solutions for the tidal-sluice to adapt to climate change; on that basis, pilot tidalsluices representing each sub-regions are selected to perform design, calculation for determining additional changes of investment costs with climate change adaptation in the study area Research results are a good reference for ministries and sectors to make informed decisions in response to climate change Keywords: Sluice under dyke, tidal area, adaptive solutions, climate change, investment costs ĐẶT VẤN ĐỀ* Cống đê khu vực chịu ảnh hưởng thủy triều loại cơng trình đóng vai trị lớn phát triển kinh tế xã hội phòng chống thiên tai vùng, khu vực Trong năm gần đây, ảnh hưởng biến đổi khí hậu (BĐKH) nước biển dâng (NBD), nhiều cống đê Ngày nhận bài: 20/8/2019 Ngày thông qua phản biện: 27/9/2019 Ngày duyệt đăng: 10/10/2019 (đặc biệt cống tiêu) không đáp ứng nhiệm vụ đặt Các nguyên nhân gây là: - Lưu lượng thiết kế qua cống gia tăng lượng mưa thời đoạn ngắn gia tăng, diện tích đối tượng phục vụ có thay đổi đáng kể, thời gian tiêu nước yêu cầu gấp rút hơn; - Mực nước ngồi sơng / biển tăng lên dẫn đến làm giảm thời gian tiêu tự chảy; - Do phát triển kinh tế xã hội nên mức đảm bảo phục vụ cơng trình nâng lên TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 56 - 2019 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ Để đảm bảo thời gian vận hành hiệu đầu tư kinh tế - xã hội cho cơng trình cống đê vùng ảnh hưởng triều, cần thiết phải có giải pháp thích ứng với BĐKH cho loại hình cơng trình Bài viết trình bày kết đánh giá trạng cống đê vùng triều khu vực miền Bắc miền Trung, phân tích tác động BĐKH đến loại cơng trình đề xuất cách tính tốn gia tăng yếu tố khí hậu theo kịch BĐKH; đề xuất giải pháp phù hợp cho cống đê vùng triều thích ứng với BĐKH; sở đó, lựa chọn, tính tốn thiết kế xác định, phân tích biến động chi phí đầu tư cho số cống đê điển hình Kết nghiên cứu sở để cấp, ngành tham khảo định đầu tư ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI NGHIÊN CỨU Xác định biến đổi chi phí đầu tư mối liên hệ với BĐKH thực cống (đã xây dựng quy hoạch xây dựng) đê biển; đê sông cấp đặc biệt, cấp I, II, III Trung ương quản lý; đê cấp IV, V sơng đổ biển vùng ảnh hưởng triều khu vực miền Bắc miền Trung điều kiện khí hậu theo kịch BĐKH đến năm 2050 HIỆN TRẠNG CỐNG DƯỚI ĐÊ VÙNG TRIỀU KHU VỰC NGHIÊN CỨU Ngoài cống tuyến đê biển; ảnh hưởng thủy triều tuyến sông khu vực nghiên cứu xác định dựa tiêu chí quản lý vận hành cống - thời điểm định chu kỳ triều, thủy triều dâng cao, cống mở để lấy nước (do triều đẩy dồn lên) vào đồng; vào mùa lũ, triều rút, lợi dụng thời gian chân triều thấp cống mở để tiêu nước từ đồng sơng; mùa khơ, cống đóng để ngăn triều (ngăn mặn) giữ Kết điều tra cho thấy, tồn vùng có 2.552 cống đê ảnh hưởng triều (1.563 cống đê sông 989 cống đê biển) Cống xây dựng với nhiều loại kết cấu khác bê tông, bê tông cốt thép (90,63%), gạch xây (4,72%), đá xây (4,65%) Hình thức mặt cắt cống chủ yếu gồm hình hộp (90,24%), hình trịn (5,61%), hình vịm (4,15%) Khẩu độ cống đa dạng; cống có bề rộng đường kính nhỏ 2m chiếm tới 57,60%; bề rộng cống từ (2÷10) m chiếm 38,59%; cống có bề rộng 10m chiếm 3,81% Cống có khoang chiếm đa số với 73,51%; từ 02 đến 05 khoang 24,97% từ 05 khoang trở lên chiếm 1,52% Trong tổng số 2.552 cống đê vùng ảnh hưởng triều, có tới 60,26% cống xây dựng 10 năm, có tới 25,1% cống vận hành 30 năm; có 39,74% cống xây dựng vòng 10 năm trở lại Nhiệm vụ chủ yếu cống đê vùng triều tiêu, ngăn lũ ngăn triều (ngăn mặn), tiêu kết hợp lấy nước tưới TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN CỐNG DƯỚI ĐÊ VÙNG TRIỀU Cống đê vùng triều nhạy cảm với diễn biến BĐKH NBD: - Đối với công trình tưới: Qui mơ cơng trình phải thay đổi theo chiều hướng lớn so với do: (1) nhu cầu sử dụng nước mùa khô tăng lên nhiệt độ tăng, lượng mưa giảm; (2) khả lấy nước mùa khô hạn chế mực nước, lưu lượng sơng ngịi giảm đồng thời xâm nhập mặn gia tăng; - Đối với công trình tiêu: Qui mơ cơng trình tăng lên do: (1) Lượng mưa thời đoạn ngắn gia tăng, đồng thời với q trình cơng nghiệp, thị hố ngày tăng, ao hồ, đất nơng nghiệp bị thu hẹp nên khả trữ nước ngày giảm, thời gian tiêu phải tiêu gấp rút hơn; (2) BĐKH làm cho lượng mưa mùa tiêu úng tăng lên dẫn đến lưu lượng từ thượng lưu đổ lẫn TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 56 - 2019 KHOA HỌC lưu lượng cần tiêu thoát nội vùng đồng làm cho mực nước, lưu lượng dịng tăng lên, đồng thời điều kiện kinh tế xã hội thay đổi, q trình thị hóa cấu sử dụng đất thay đổi theo xu hướng làm tăng nhu cầu tiêu lượng lẫn chất, diện tích điều hịa nước úng bị thu hẹp tác động mạnh đến công tác tiêu úng; mặt khác NBD làm khả tiêu thoát nước biển qua cửa sông bị hạn chế làm tăng mực nước tồn hệ thống sơng, nói tác động BĐKH – NBD đến công tác tiêu úng mạnh mẽ Như vậy, thấy yếu tố khí hậu, thủy văn ảnh hưởng lớn đến hiệu quả, quy mơ cơng trình cống đê vùng triều lượng mưa, mực nước ngồi sơng / biển - Dự tính lượng mưa theo kịch BĐKH XTL = KbdX XHT (1) XTL - Lượng mưa thời điểm tương lai theo kịch BĐKH, mm; XHT - Lượng mưa thời điểm tại, mm; KbdX: Hệ số khí hậu xác định theo kịch BĐKH Bộ TN MT ban hành quy hoạch thủy lợi vùng, tỉnh - Dự tính mực nước thiết kế phía sơng cho kịch BĐKH ZtksTL = ZtksHT + ∆HsL-NBD (2) ZtksTL – Mực nước triều thiết kế ngồi sơng thời điểm tương lai theo kịch BĐKH, m; ZtksHT – Mực nước triều thiết kế ngồi sơng thời điểm tại, m; ∆HsL-NBD - Độ gia tăng mực nước sông ảnh hưởng lũ nước biển dâng; giá trị phụ thuộc vào điều kiện địa hình lịng sơng, lượng nước từ thượng nguồn đổ về, độ lớn thủy triều, v.v xác định qua tính tốn thủy lực mạng sơng CƠNG NGHỆ ZtkbTL – Mực nước triều thiết kế phía biển thời điểm tương lai theo kịch BĐKH, m; ZtkbHT – Mực nước triều thiết kế phía biển thời điểm tại, m; NBD - Độ gia tăng mực nước biển xác định theo kịch BĐKH Bộ TN MT ban hành ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP PHÙ HỢP CHO CỐNG DƯỚI ĐÊ VÙNG TRIỀU THÍCH ỨNG VỚI BĐKH 5.1 Đặc điểm làm việc cống đê vùng triều - Cống xây dựng đê biển hay đê sông, chịu tác động trực tiếp chế độ thuỷ triều Đối với khu vực kín, thuỷ triều ảnh hưởng phía cống Cịn lưu vực mở thuỷ triều ảnh hưởng mực nước hai phía cống làm cho chế độ chảy phức tạp mà việc xác định chúng cần phải xét hệ thống liên hoàn cống, kênh dẫn, vùng chứa - Nhiệm vụ chủ yếu cống đê vùng triều tiêu nước, lấy nước, ngăn lũ ngăn triều (ngăn mặn), tiêu kết hợp lấy nước tưới; nhiều cống cịn có nhiệm vụ giao thơng thuỷ; - Cống thường bố trí theo sơ đồ cống lộ thiên, có trường hợp chọn sơ đồ cống ngầm Hình thức mặt cắt cống chủ yếu gồm hình hộp, hình trịn, hình vịm với kết cấu bê tơng, bê tơng cốt thép, gạch xây, đá xây; - Cống thường thiết kế để đảm bảo tháo lưu lượng yêu cầu với độ chênh mực nước thượng hạ lưu nhỏ, cống dễ bị ảnh hưởng mực nước hạ lưu; - Tốc độ q trình ăn mịn, xâm thực lớn ảnh hưởng độ mặn nước - Dự tính mực nước thiết kế phía biển cho kịch BĐKH Từ đặc điểm cho thấy, cống đê vùng ảnh hưởng triều loại cơng trình dễ bị tổn thương suy giảm hiệu hoạt động BĐKH nước biển dâng ZtkbTL = ZtkbHT + NBD 5.2 Đề xuất giải pháp phù hợp cho cống (3) TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 56 - 2019 KHOA HỌC CƠNG NGHỆ đê vùng triều thích ứng với BĐKH 5.2.1 Giải pháp phi cơng trình - Giải pháp chế, sách: (1) Xây dựng, hồn thiện tiêu chuẩn thiết kế điều kiện có tính đến BĐKH; (2) Xây dựng tiêu chí đánh giá trạng hiệu cơng trình cống đê vùng triều; (3) Xây dựng hoàn thiện văn pháp quy liên quan đến quản lý, vận hành cơng trình đê điều, thủy lợi; (4) Thực có hiệu đồng chế, sách trung ương địa phương ban hành để phát triển, hoàn thiện hệ thống cống đê vùng triều; (5) Xây dựng mới, thay nâng cấp cống đê vùng triều có xét đến BĐKH từ nguồn vốn trong, nước đóng góp doanh nghiệp, người dân - Giải pháp quy hoạch: Cần có tầm nhìn dài điều kiện BĐKH, cụ thể quy hoạch sử dụng đất, quy hoạch nơng nghiệp, quy hoạch phịng chống lũ quy hoạch thủy lợi - Giải pháp thay đổi cấu sản xuất nông nghiệp: Chuyển đổi cấu sản xuất phù hợp với điều kiện vùng, mùa, …; bố trí thời vụ - trồng thích hợp - Giải pháp quản lý khai thác cơng trình: Kiện tồn máy quản lý cơng trình; xây dựng quy trình vận hành đồng bộ; đào tạo nâng cao lực quản lý cơng trình - Đẩy mạnh áp dụng tiến khoa học kỹ thuật vào xây dựng quản lý khai thác cơng trình 5.2.2 Giải pháp cơng trình Các giải pháp cơng trình đề xuất cho trường hợp cụ thể sau: Đối với cống đê quy hoạch xây dựng: Giải pháp cho cống đê quy hoạch xây dựng với hình thức cống hở chảy khơng áp cống ngầm (chảy có áp khơng áp) Khẩu độ cống xác định dựa số liệu mưa, mực nước ngồi sơng / biển có xét đến biến đổi khí hậu Cao trình đỉnh đê (đối với cống ngầm), đỉnh tường ngực (với cống lộ thiên) tính tốn xét đến ảnh hưởng nước biển dâng Đối với cống đê xây dựng: Có nhiều giải pháp cơng trình cống có, sau liệt kê số giải pháp khả thi kỹ thuật: (1) Tôn cao đỉnh đê, đỉnh cống trường hợp độ cống đảm bảo lấy nước tưới tiêu thoát nước với chế độ chảy thiết kế ban đầu để đảm bảo yêu cầu chống lũ tổ hợp triều + nước dâng bão; (2) Xây dựng bổ sung cống bên cạnh cống cũ để đảm bảo nhu cầu lấy tiêu nước; (3) Xây dựng bổ sung trạm bơm để hỗ trợ cống cũ lấy nước tiêu nước; (4) Cải tạo ao hồ thành hồ điều hòa đào hồ điều hòa vùng tiêu cống để tiếp nhận trữ bớt phần lượng nước cần tiêu (5) Phá bỏ cống cũ thay cống Việc lựa chọn giải pháp phù hợp cần dựa vào kết đánh giá trạng cống kết tính tốn thủy lực kiểm tra độ cống, tính tốn kiểm tra cao trình đỉnh cống sở số liệu mưa, mực nước ngồi sơng / biển có xét đến biến đổi khí hậu nước biển dâng theo kịch BĐKH yêu cầu ứng phó Giải pháp (1) áp dụng cho trường hợp cống có chất lượng tốt hoạt động đến thời gian theo kịch BĐKH cần ứng phó; độ cống đảm bảo lấy nước tưới tiêu thoát nước với chế độ chảy thiết kế ban đầu; nhiên cao trình đỉnh cống đỉnh đê không đảm bảo yêu cầu chống lũ tổ hợp triều + nước dâng bão Giải pháp (2), (3), (4), (5) áp dụng cho trường hợp cống có chất lượng tốt hoạt động đến thời gian theo kịch BĐKH cần ứng TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 56 - 2019 KHOA HỌC phó; cao trình đỉnh cống đỉnh đê đảm bảo yêu cầu chống lũ tổ hợp triều + nước dâng bão; mực nước triều mực nước sông tương ứng với tần suất thiết kế không ảnh hưởng đến chế độ chảy cống theo thiết kế cũ có ảnh hưởng thấp so với mực nước cần khống chế đồng (độ chênh mực nước thượng hạ lưu cống ∆H > 0m); độ cống không đảm bảo khả lấy nước tiêu nước CƠNG NGHỆ Trung Bộ 04/15 cống đại diện cho vùng khí hậu Nam Trung bộ; 15 cống điển hình nằm địa phận 11 tỉnh từ Quảng Ninh đến Ninh Thuận, đại diện cho khu vực có chế độ triều khác nhau; tồn cống điển hình có độ 2,0m Vị trí cống điển hình thể Hình Giải pháp (3) áp dụng cao trình đỉnh cống đỉnh đê đảm bảo yêu cầu chống lũ tổ hợp triều + nước dâng bão; mực nước phía sơng / biển theo kịch BĐKH xấp xỉ cao so với mực nước cần khống chế đồng (độ chênh mực nước thượng hạ lưu cống ∆H ≈ 0m ∆H < 0m); cống tháo lấy nước theo thiết kế Giải pháp (5) áp dụng cho cống bị hư hỏng, xuống cấp hoạt động đến thời gian theo kịch BĐKH cần ứng phó XÁC ĐỊNH CHI PHÍ ĐẦU TƯ BỔ SUNG CHO CỐNG VÙNG TRIỀU THÍCH ỨNG VỚI BĐKH 6.1 Lựa chọn cống điển hình Tiêu chí lựa chọn: (i) Cống nằm thân đê sông đê biển vùng ảnh hưởng triều; (ii) Cống xây dựng cống nằm diện quy hoạch; (iii) Cống đại diện cho vùng khí hậu; (iv) Cống đại diện cho vùng có chế độ thủy triều khác nhau; (v) Cống có quy mơ tương đối lớn (khẩu độ 2m) Trên sở các tiêu chí nêu, nghiên cứu lựa chọn 15 cống điển hình để đánh giá trạng, thiết kế xác định chi phí đầu tư, cụ thể: 06/15 nằm đê sông (trong vùng ảnh hưởng triều); 09/15 cống đê biển đê cửa sông; 04/15 cống chưa xây dựng (quy hoạch), 11/15 cống xây dựng; 06/15 cống đại diện cho vùng khí hậu miền Bắc, 05/15 cống đại diện cho vùng khí hậu Bắc Hình 1: Vị trí cống điển hình 6.2 Thiết kế cống điển hình Các cống điển hình thiết kế theo 02 kịch bản: Kịch (KB2018) kịch BĐKH (KB2050) Các nội dung liên quan đến BĐKH trình thiết kế gồm: - Lượng mưa: Lượng mưa 05 ngày max KB2050 xác định dựa lượng mưa thời điểm (KB2018) điều chỉnh hệ số khí hậu KbđX - Mực nước triều thiết kế phía sơng cho KB2050 xác định giá trị mực nước giai đoạn (KB2018) cộng với độ gia tăng mực nước sông ảnh hưởng TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 56 - 2019 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ lũ nước biển dâng (∆HsL-NBD) Mực nước thiết kế phía biển cho KB2050 xác định giá trị mực nước giai đoạn (KB2018) cộng với độ gia tăng mực nước biển NBD - Hệ số tiêu: Hệ số tiêu thiết kế (qtk) cho vùng tiêu xác định dựa lượng mưa thời đoạn, diện tích đối tượng cần tiêu Hệ số tiêu tự chảy (qTC) cho vùng tiêu điều chỉnh theo công thức: qTC = KTC qtk (4) Trong KTC = 24/TTC với TTC số tiêu tự chảy trung bình ngày Hình minh họa trình tiêu tự chảy cống vùng triều Có thể nhận thấy rằng, thời gian tiêu tự chảy chu kỳ triều giai đoạn 2050 giảm rõ rệt so với giai đoạn gia tăng mực nước biển mực nước sông BĐKH Hình 2: Minh họa trình tiêu tự chảy cống vùng triều - Cao trình đỉnh đê (đỉnh cống): Yếu tố BĐKH thể tính tốn cao trình đỉnh đê thơng số b - độ dâng cao mực nước sông ảnh hưởng NBD (đối với đê sông) độ dâng cao mực nước biển ảnh hưởng BĐKH (đối với đê biển) Đối với kịch (2018), giá trị b = 0m; kịch 2050, giá trị b lấy an toàn giá trị mực nước biển dâng b = n rNBD tương ứng với cấp cơng trình; rNBD: Tốc độ dâng cao trung bình hàng năm mực nước biển tương ứng với kịch phát thải trung bình, m/năm Khu vực Móng Cái – đèo Hải Vân rNBD = 0,006m/năm; khu vực đèo Hải Vân – mũi Kê Gà rNBD = 0,007m/năm 6.3 Xác định chi phí đầu tư bổ sung cho cống điển hình Chi phí đầu tư cho cống điển hình cho kịch 2018 (hiện trạng) kịch BĐKH (2050) xác định dựa quy định hành mặt giá 2018 Bảng 1: Biến động chi phí đầu tư cho cống điển hình thích ứng với BĐKH Chi phí đầu tư TT hình KB2018 Cốc Kim Sơn Tùng Nhì Tây Cồn Tàu Chất Thành C3 Ái Sơn Thạch Bàn 12 Kỳ Ninh n = 32 năm - Chu kỳ số năm lặp lại cho phép (tr đ) Cống điển TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 56 - 2019 Biến động KB205 Giá trị Tỷ lệ (tr đ) (%) 4.879,0 5.062,7 183,7 3,77% 14.126, 14.512, 16.318, 17.027, 25.498 26.293, ,8 12.406, 13.076, 15.313, 15.740, 385,0 2,73% 709,5 4,35% 795,0 3,12% 669,8 5,40% 426,9 2,79% 3.197,5 3.298,3 100,8 3,15% 4.654, 10,08 5.124,1 469,4 % 3.698,9 3.936,6 237,7 6,43% KHOA HỌC Chi phí đầu tư TT hình KB2018 10 11 Thủy Văn 784,1 TT KB205 Giá trị Tỷ lệ (tr đ) 892,9 (tr đ) Cống điển hình KB2018 (%) 108,7 Biến động KB205 Giá trị Tỷ lệ (tr đ) (%) 10,40 1.202,6 1.327,6 125,0 Điền Thái Chi phí đầu tư Biến động (tr đ) Cống điển CÔNG NGHỆ % 14 13,87 15 % Đầm Nại 7.276,9 7.735,8 458,9 6,31% CT2-3 518,0 548,3 Trung bình 12 Duy Vinh 1.480,9 1.560,9 80,0 13 Tịnh Kỳ 2.083,3 2.248, 165,5 7,94% 30,2 5,83% 329,7 6,10% 5,40% Bảng 2: Ảnh hưởng yếu tố đến biến động chi phí đầu tư T T Vùn g khí hậu Tên cống điển Loại thủy triều Kim Sơn Tùng Nhì Nhật triều Chất Bắc C3 Bắc Trun Cốc Tàu Thành Tây Cồn g Lb ∆Ht KbdX đê (km) (m) (%) hình Loại Ái Sơn Sôn Nhật triều g Sôn g Sôn Nhật triều g C ửa Nhật triều sông 47,0 10,0 26,0 9,0 Nhật triều Biển 0,5 Nhật triều Biển 0,0 Nhật triều không Sôn g Thủy Bán nhật Văn không triều Sôn g 15,2 6,2 2,4 1,5 1,4 2,9 1,6 1,5 1,2 0,7 rNBD (m/nă m) 4,11 0,006 4,03 0,006 3,43 0,006 3,20 0,006 4,03 0,006 3,43 0,006 2,12 0,006 3,00 0,006 ∆Bc ∆C (%) (%) 8,00% 2,73% 21,05 % 20,00 % 16,67 % 21,05 % 6,98% 10,71 % 4,35% 5,40% 3,77% 3,12% 2,79% 3,15% 16,67 10,40 % % TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 56 - 2019 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ Thạch Nhật triều không C ửa Bàn 12 sông Kỳ Ninh Nhật triều không C ửa sông Bán nhật triều Biển Nhật triều không Sôn 10 Điền 11 Thái 12 CT2-3 13 Nam Trun 14 g 15 Duy Vinh Bán triều không Đầm Nại Tịnh Kỳ Nhật triều không đều Nhật triều không 1,17 4,12 0,006 2,7 1,11 4,12 0,006 5,57 0,006 3,87 0,007 2,30 0,007 3,87 0,007 1,15 0,007 5,0 2,2 g nhật 5,1 C ửa sông 8,6 Biển 6,4 Biển 1,4 0,4 1,0 0,8 0,9 1,0 21,43 10,08 % % 20,00 % 6,43% 23,08 13,87 % % 13,04 % 20,00 % 15,00 % 16,67 % 5,83% 5,40% 6,31% 7,94% Ghi chú: Lb – Khoảng cách từ vị trí cống tới biển; ∆Ht – Biên độ mực nước triều; KbdX - Biến đổi lượng mưa tiêu 05 ngày max; rNBD - Mực nước biển dâng; ∆Bc – Biến động kích thước cống; ∆C – Biến động chi phí đầu tư Bảng thể số mối liên quan yếu tố khí hậu, thủy văn, cơng trình đến biến động chi phí đầu tư Có thể nhận thấy, mức độ biến động chi phí đầu tư cho cống đê vùng triều thích ứng với BĐKH có phân tán rõ nét; mức độ gia tăng trung bình 6,10%, thấp 2,73% (cống Kim Sơn) cao 13,87% (cống Điền Thái) Dưới phân tích thay đổi chi phí đầu tư theo khía cạnh cụ thể: tiếp với biển, đê cửa sông, đê đầm phá ven biển), mức độ gia tăng chi phí đầu tư trung bình 6,63% (09 cống); khu vực miền Bắc tăng trung bình 3,22% (03 cống); Bắc Trung tăng 10,13% (03 cống) Nam Trung tăng 6,55% (03 cống) Mức độ tăng chi phí đầu tư trung bình cống đê cửa sông 6,42% (04 cống); cống đê vùng đầm phá ven biển 10,09% (02 cống) cống đê trực tiếp với biển tăng 4,62% (03 cống) - Đối với cống đê sông đê biển - Ảnh hưởng điều kiện khí hậu Đối với cống đê sông, mức độ gia tăng chi phí đầu tư trung bình 5,31% (06 cống); khu vực miền Bắc tăng trung bình 4,16% (03 cống); khu vực Bắc Trung tăng 6,77% (02 cống) Nam Trung tăng 5,83% (01 cống) Vùng nghiên cứu chia thành 03 vùng khí hậu: vùng Bắc bộ, Bắc Trung Nam Trung Kết tính tốn cho thấy, chi phí đầu tư cho giải pháp thích ứng với BĐKH 03 vùng khí hậu có xu gia tăng; chi phí đầu tư cho cống đê vùng triều vùng khí hậu Bắc Bộ tăng trung bình 3,69%; vùng khí hậu Bắc Trung Bộ tăng 8,78% Đối với cống đê biển (gồm đê trực TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 56 - 2019 KHOA HỌC vùng khí hậu Nam Trung Bộ tăng 6,37% Trong yếu tố khí hậu, biến đổi lượng mưa yếu tố tác động lớn đến gia tăng chi phí đầu tư cho cống đê vùng triều thích ứng với BĐKH Hình thể ảnh hưởng lượng mưa 05 ngày max đến biến động chi phí đầu tư Có thể nhận thấy rằng, mức độ gia tăng lượng mưa thời đoạn ngắn cao chi phí đầu tư tăng thêm cho giải pháp thích ứng tăng Từ Hình biểu diễn mối quan hệ qua phương trình: KC = 0,0088 KbdX + 0,0304 CƠNG NGHỆ Biên độ triều: Hình thể mối liên hệ biên độ triều gia tăng chi phí đầu tư Dễ dàng nhận thấy, biên độ triều nhỏ chi phí đầu tư cho giải pháp thích ứng BĐKH cao Mối liên quan biểu diễn qua phương trình đây: KC = -13,32 ∆H + 2,1617 (6) đó: KC - Mức độ tăng thêm chi phí đầu tư, %; ∆H - Biên độ triều, m (5) đó: KC - Mức độ tăng thêm chi phí đầu tư, %; KbdX - Tỷ lệ gia tăng lượng mưa 05 ngày max, % Hình 4: Ảnh hưởng biên độ triều đến biến động chi phí đầu tư Hình 3: Ảnh hưởng lượng mưa 05 ngày max đến gia tăng chi phí đầu tư - Ảnh hưởng yếu tố thủy văn Chế độ triều: Khu vực nghiên cứu chịu ảnh hưởng nhiều chế độ triều: nhật triều, nhật triều không đều, bán nhật triều không đều, bán nhật triều Mức độ gia tăng chi phí đầu tư cho cống điển hình khu vực có chế độ nhật triều trung bình 3,69% (06 cống), vùng có chế độ nhật triều không 6,62% (06 cống), khu vực có chế độ bán nhật triều khơng 7,90% (02 cống) vùng có chế độ bán nhật triều 13,87% (01 cống) Kết nghiên cứu rằng, chế độ triều có ảnh hưởng lớn đến quy mơ cơng trình thơng qua thời gian tiêu tự chảy chu kỳ triều Sự dâng cao mực nước biển / sông (rNBD): Kết tính tốn cho thấy mức độ gia tăng mực nước biển cao chi phí cho giải pháp thích ứng tăng Sự gia tăng chi phí đầu tư cho giải pháp thích ứng khu vực từ Quảng Ninh đến Thừa Thiên – Huế trung bình 5,78% (11 cống); khu vực từ Đà Nẵng đến Bình Thuận trung bình 6,41% (04 cống) - Khoảng cách từ vị trí cống đến biển Chi phí đầu tư cho giải pháp ứng phó với BĐKH có xu hướng giảm dần theo gia tăng khoảng cách từ vị trí xây dựng cống đến biển Điều minh chứng rằng, vào sâu đất liền, tác động NBD giảm; nhiên, tác động BĐKH đến yếu tố khí hậu lượng mưa, nhiệt độ, … hữu TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 56 - 2019 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ với cống đê vùng triều có phân tán rõ nét; điều minh chứng mức độ biến động chi phí đầu tư phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác quy mơ cơng trình, vị trí xây dựng cơng trình, đặc điểm khí hậu – thủy văn, đặc điểm địa hình – địa chất, quy mơ tổng mức đầu tư, … Đối với cơng trình cụ thể mức độ ảnh hưởng yếu tố khác Hình 5: Ảnh hưởng khoảng cách từ cống đến biển tới chi phí đầu tư - Ảnh hưởng yếu tố cơng trình Các yếu tố cơng trình kích thước, cao trình, kết cấu, giải pháp xử lý nền, biện pháp xây dựng định lớn đến chi phí đầu tư Hình thể mối liên hệ chi phí đầu tư kích thước cống (bề rộng cống) Có thể nhận thấy rằng, kích thước cống mở rộng để thích ứng với BĐKH làm gia tăng chi phí đầu tư Hình 6: Mối liên hệ kích thước cống chi phí đầu tư Mối liên quan biểu diễn qua biểu thức đây: KC = 0,3482 Kb + 0,0029 (7) Trong đó: KC - Mức độ tăng thêm chi phí đầu tư, %; Kb - Mức độ gia tăng kích thước cống, % Từ kết tính tốn phân tích cho thấy, gia tăng chi phí đầu tư cho giải pháp ứng phó với BĐKH đối 10 Ở vùng khí hậu miền Bắc (06 cống), nơi có biến đổi lượng mưa 05 ngày max BĐKH trung bình 3,71%; chế độ thủy triều nhật triều với biên độ triều trung bình 1,94m; mực nước biển dâng 0,006m / năm; kết tính tốn cho thấy mức độ gia tăng độ cống ứng phó với BĐKH 2050 trung bình 15,63% so với (trung bình cống đê sông tăng 16,35%, cống đê cửa sông tăng 16,67% cống đê biển tăng 14,02%); mức độ gia tăng chi phí trung bình 3,69% (các cống đê sơng tăng trung bình 4,16%; cống đê cửa sông 3,77% cống đê biển 2,95%) Ở vùng khí hậu Bắc Trung (05 cống), mức độ biến đổi lượng mưa 05 ngày max BĐKH trung bình 3,79%; vùng có 03 chế độ thủy triều khác (nhật triều không đều, bán nhật triều không bán nhật triều đều) với biên độ triều trung bình 0,942m; mực nước biển dâng 0,006m / năm; mức độ gia tăng độ cống trung bình 18,38% (trung bình cống đê sơng tăng 13,69%, cống đê cửa sông tăng 20,72% cống đê biển – đê ven đầm phá tăng 23,08%); mức độ gia tăng chi phí trung bình 8,78% (các cống đê sơng tăng trung bình 6,77%; cống đê cửa sông 8,25% cống đê biển 13,87%) Ở vùng khí hậu Nam Trung (04 cống), lượng mưa 05 ngày max BĐKH tăng trung bình 2,80%; vùng có 02 chế độ thủy triều (nhật triều khơng bán nhật triều không đều) với biên độ triều trung bình 0,97m; TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 56 - 2019 KHOA HỌC mực nước biển dâng 0,007m / năm; độ cống gia tăng trung bình 16,18% (cống đê sơng 13,04%, cống đê cửa sông 20,00% cống đê biển – đê ven đầm phá 15,84%); mức độ gia tăng chi phí trung bình 6,37% (các cống đê sơng tăng trung bình 5,83%; cống đê cửa sơng 5,40% cống đê biển 7,13%) KẾT LUẬN Tác động bất lợi BĐKH đến sở hạ tầng thủy lợi – đặc biệt cống đê vùng triều – ngày rõ rệt Điều thể qua tình trạng hạn hán, xâm nhập mặn ngập ứng vùng chịu ảnh hưởng thủy triều Tác động BĐKH đến cống đê vùng triều cách tính tốn thay đổi CƠNG NGHỆ yếu tố khí hậu cho giai đoạn tương lai đề cập nghiên cứu Cùng với đó, giải pháp thích ứng với BĐKH đề xuất gồm giải pháp công trình phi cơng trình Sự biến động chi phí đầu tư xác định cho 15 cống đê vùng ảnh hưởng triều sở giải pháp kỹ thuật đáp ứng yêu cầu trạng (2018) yêu cầu ứng phó với BĐKH (2050) chế độ, sách hành; qua nhận thấy rằng, chi phí đầu tư cho giải pháp ứng phó với BĐKH cống đê vùng triều gia tăng trung bình 6,10% Trong mức độ đó, gia tăng chấp nhận cho giải pháp bền vững TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bộ Tài nguyên Môi trường, 2016 Kịch BĐKH, nước biển dâng cho Việt Nam [2] Quy hoạch thủy lợi vùng đồng sông Hồng giai đoạn 2012 - 2020 định hướng đến năm 2050 điều kiện biến đổi khí hậu, nước biển dâng, 2012 [3] Quy hoạch thủy lợi khu vực Bắc Trung giai đoạn 2012 - 2020 định hướng đến năm 2050 điều kiện biến đổi khí hậu, nước biển dâng, 2012 [4] Quy hoạch thủy lợi khu vực Nam Trung giai đoạn 2012 - 2020 định hướng đến năm 2050 điều kiện biến đổi khí hậu, nước biển dâng, 2012 [5] Đinh Xuân Trọng, Đỗ Hồi Nam, 2019 “Báo cáo tổng hợp” gói thầu “Xác định hững thay đổi bổ sung chi phí đầu tư cho sở hạ tầng tưới tiêu thích ứng với BĐKH – nghiên cứu điển hình cho cống vùng triều miền Bắc miền Trung” thuộc Dự án Ban Quản lý dự án hỗ trợ dự án quản lý nguồn nước phát triển đô thị mối liên hệ với BĐKH Hà Tĩnh, Ninh Thuận Bình Thuận Vương quốc Bỉ tài trợ TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 56 - 2019 11 ... cống) Vùng nghiên cứu chia thành 03 vùng khí hậu: vùng Bắc bộ, Bắc Trung Nam Trung Kết tính tốn cho thấy, chi phí đầu tư cho giải pháp thích ứng với BĐKH 03 vùng khí hậu có xu gia tăng; chi phí. .. cáo tổng hợp” gói thầu ? ?Xác định hững thay đổi bổ sung chi phí đầu tư cho sở hạ tầng tư? ??i tiêu thích ứng với BĐKH – nghiên cứu điển hình cho cống vùng triều miền Bắc miền Trung? ?? thuộc Dự án Ban... gia tăng; chi phí đầu tư cho cống đê vùng triều vùng khí hậu Bắc Bộ tăng trung bình 3,69%; vùng khí hậu Bắc Trung Bộ tăng 8,78% Đối với cống đê biển (gồm đê trực TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY