Diễn biến ngập lũ Đồng bằng sông Cửu Long theo một số kịch bản bao đê

Bài báo này sẽ khảo cứu chế độ ngập trên Đồng bằng ứng với các phương án (PA) bao đê khác nhau, từ đó rút ra các kết luận phục vụ cho xây dựng định hướng bao đê thích hợp cho tương lai. Một số kết luận quang trọng đáng chú ý là việc bao đê vùng ngập sâu gần Vĩnh Tế, Sở Thượng, Cái Cỏ, Long Khốt cần cân nhắc kỹ do tác động gây gia tăng mực nước đáng kể cho các vùng này và các vùng lân cận.

KHOA HỌC CÔNG NGHỆ DIỄN BI ẾN NGẬP LŨ ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG THEO MỘT SỐ KỊCH BẢN BAO ĐÊ Tăng Đức Thắng, Vũ Quang Trung, Phạm Văn Giáp, Nguyễn Thanh Hải Nguyễn Văn Hoạt Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam Tóm tắt: Trong năm gần đây, đê bao bờ bao phát triển mạnh mẽ Đồng sông Cửu Long (ĐBSCL) nhằm chủ động cho sản xuất Việc phát triển đê bao bờ bao triệt để thời gian qua khơng trường hợp nằm ngồi quy hoạch, để lại tác động tiêu cực chiều hướng tiếp tục diễn tương lai Bài báo khảo cứu chế độ ngập Đồng ứng với phương án (PA) bao đê khác nhau, từ rút kết luận phục vụ cho xây dựng định hướng bao đê thích hợp cho tương lai Một số kết luận quang trọng đáng ý việc bao đê vùng ngập sâu gần Vĩnh Tế, Sở Thượng, Cái Cỏ, Long Khốt cần cân nhắc kỹ tác động gây gia tăng mực nước đáng kể cho vùng vùng lân cận Từ khóa: Lũ 2011, đê bao, tỷ lệ bao đê, lưu lượng, mực nước, tính hợp lý; Summary: Ring dikes have been beeeing developed in the Mekong delta, which create more advantages for agricultural production in flood season However dikes also make disadvantages to outside region, for example increasing flood water level The change of flood regime resulting from dikes is complicated, depending on ratio and location of dykes in the delta This paper will present some results on flood regime change according to ratio of diked area, and some discussion will be given Keywords: 2011 flood, dykes, ratio of diked area, discharge, flood water level, rationality ĐẶT VẤN ĐỀ * Trong năm gần đây, việc sản xuất lúa Thu Đông liên tục phát triển dần trở thành vụ Đồng sông Cửu Long (ĐBSCL) Việc bao đê vùng ngập lũ Đồng có tác động làm thay đổi chế độ thủy lực mùa lũ Đồng bằng, thường phức tạp [1], [2], [4], [5], [6], [7], [8] Cho đến có số nghiên cứu vấn đề này, kịch bao đê hẹp thường chưa theo kịp thực tế, việc phát triển đê bao vượt kịch Do vậy, việc nghiên cứu tác động việc Ngày nhận bài: 8/9/2016 Ngày thông qua phản biện: 12/10/2016 Ngày duyệt đăng: 28/10/2016 bao đê với tỷ lệ bao (so với diện tích vùng ngập lũ) khác để lường trước tác động định hướng trước giải pháp phát triển vùng bao đê biện pháp ứng xử xảy cố vùng bao cần thiết Đây vấn đề cần giải báo Đ ê bao bờ bao vùng lũ ĐBSCL vấn đề lớn, phứ c t ạp Bài báo phần vấn đề đó, t hiết kế liền có liên quan chặt chẽ với hai vấn đề trình bày [4], [5] D o vậy, này, số nội dung quan trọng nhắc lại xin đọc giả t ham khảo [4], [5] CÁCH TIẾP CẬN, PHƯƠNG PHÁP, CÔNG CỤ VÀ S Ố LIỆU NGHIÊN CỨU 2.1 Cách tiếp cận, phương pháp công cụ TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 35 - 2016 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ nghiên cứu  Không gian nghiên cứu Trong nghiên cứu này, không gian nghiên cứu lưu vực M ê Công, vùng trực tiếp Châu thổ M ê Công (từ Kratie biển, có kết nối với lưu vực Đồng Nai) chi tiết hóa cho vùng ĐBSCL (cũng có kết nối với lưu vực Đồng Nai), chi tiết không gian nghiên cứu xem [5] Hình  Yếu tố thủy văn, khí tượng Các yếu tố khí tượng thủy văn nghiên cứu bao gồm dòng chảy lũ đầu châu thổ, điều kiện khí tượng thủy văn (mưa, bốc hơi, ) vùng châu thổ mực nước triều ven biển Nghiên cứu khảo sát cho trận lũ lớn 2011 điều kiện năm thủy văn Chi tiết xin tham khảo [5] Các kịch khí tượng thủy văn khác liên quan đến phát triển thượng lưu biến đổi khí hậu-nước biển dâng (BĐKH-NBD) xem xét nghiên cứu  Hạ tầng vùng nghiên cứu Trong nghiên cứu này, loại hạ tầng có tác động đến lũ xem xét, đường giao thông vùng ngập lũ, tuyến đê ven sông, Tác động loại hạ tầng nêu chi tiết [5] Trong nghiên cứu này, với mục tiêu đánh giá ảnh hưởng của đê bao vùng lũ đến chế độ thủy lực ĐBSCL, nên việc xem xét kịch bao đê tập trung xem xét  Phương pháp nghiên cứu Cơng cụ nghiên cứu Có hai phương pháp nghiên cứu sử dụng nghiên cứu này: (1) Khảo cứu thực tế; (2) Mô dựa vào mơ hình tốn (phương pháp mơ hình tốn) Phương pháp khảo cứu thực tế chủ yếu thu thập số liệu trạng đê bao vận hành cơng trình thực tế xu hướng bao đê để chủ động sản xuất ĐBSCL Phương pháp mơ hình tốn sử dụng mơ hình thủy văn - dịng chảy (MIKE-NAM) mơ hình thủy động lực dịng chảy chiều MIKE11 Ngoài phần mềm GIS trợ giúp diễn tả thông tin không gian (ARCGIS , ) sử dụng 1.1 S ố liệu Nghiên cứu sử dụng số liệu địa hình, khí tượng thủy hải văn liên quan đến toán lũ nguồn số liệu gồm: Ủy hội M ê Cơng Quốc tế (M RC), quan nước, địa phương, đặc biệt số liệu khảo cứu Đề tài cấp nhà nước ĐTĐL.T12-T/25 Bộ số liệu vừa có tính pháp lý cập nhật, có độ tin cậy tốt đủ đáp ứng cho việc xây dựng mơ hình tốn, xây dựng kịch phát triển hạ tầng Hầu hết số liệu chuẩn hóa theo tiêu chuẩn Quốc tế (chuẩn tài liệu M RC) tiêu chuẩn Việt Nam Tuy vậy, số loại số liệu, số liệu trạng đê bao, bờ bao nhiều điểm chưa cập nhật (do khơng có số liệu) 1.2 Xây dựng mơ hình tốn lũ Mơ hình thủy động lực châu thổ M ê Công xây dựng dựa phần mềm MIKE11, ++ theo toán chiều mở rộng 1D (các ô chứa mô kênh lũ với cửa thoát phù hợp địa hình tuyến bao đê thực tế, miêu tả động lực gần giống với toán chiều ngang) Biên mơ hình Kratie (Campuchia) biên giới biển, có kết nối lưu vực lân cận Đồng Nai Giang Thành (Tây-Bắc Tứ giác Long Xun (TGLX)), Hình 1, chi tiết mơ hình trình bày [5] Mơ hình cân chỉnh (lũ 2011) kiểm định (2013) với độ tin cậy cao, phản ảnh tốt chất thủy động lực Đồng tác động yếu tố địa hình thay đổi phức tạp Chi tiết mơ hình trình bày [5] TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 35 - 2016 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỘT S Ố KẾT QUẢ TÍNH TỐN VÀ THẢO LUẬN 3.1 Các phương án bao đê ĐBS CL Nguồn: Tăng Đức Thắng nnk, [5] Hình 1: Sơ đồ mơ hình thủy lực lũ Châu thổ Mê Công Với mục tiêu nghiên cứu khảo cứu tác động số phương án bao đê đến chế độ thủy lực Đồng bằng, phương án bao đê phát triển dần từ mức trạng 2015 đến mức bao tồn Đồng bằng, theo phương án thiết lập, chi tiết xem Hình Bảng Các PA xây dựng theo hướng bao dần từ vùng ngập nông lấn dần lên vùng ngập sâu Đây số PA bao sơ bộ, với mục đích xem xét tác động gây ngập lũ hệ thống đê, mức độ hợp lý PA bao chưa xem xét nghiên cứu HT + CT 30% HT + CT 40% HT + CT 50% HT + CT 60% HT + CT 70% HT +CT 80% HT + CT 90% HT + CT 100% Hình 2: Các phương án bao đê triệt để Đồng (màu Vàng: Nền bao 2015; màu Nâu: bao thêm theo kịch xem xét; màu Xanh: phần lại chưa bao) TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 35 - 2016 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ Bảng 1: Các kịch bao đê ĐBSCL TT Tên phương án Miêu tả phương án - Hiện trạng đê bao tỉnh năm 2015; HT + CT30% - Bao đê triệt để thêm toàn tỉnh Tiền Giang, Hậu Giang, Vĩnh Long, phía Nam kênh Cái Sắn TP Cần Thơ Kiên Giang - Đê bao phương án HT + CT (xem Hình 2); HT + CT40% - Bao đê triệt để thêm huyện Thạnh Hóa, phía Nam kênh Dương Văn Dương huyện Tân Thạnh - Long An, phía Đơng quốc lộ 62 huyện M ộc Hóa - Đê bao phương án HT + CT 40% (xem Hình 2); HT + CT50% HT + CT60% - Bao đê triệt để thêm phía Bắc kênh Cái Sắn tỉnh Cần Thơ, phía Nam kênh Đồng Tiến tỉnh Đồng Tháp - Đê bao phương án HT + CT 50%, (xem Hình 2); - Bao đê triệt để thêm phần lại chưa bao tỉnh Kiên Giang - Đê bao phương án HT + CT 60%; HT + CT70% HT + CT80% - Bao đê triệt để thêm phần lại chưa bao thuộc vùng Tứ giác Long Xuyên tỉnh An Giang - Đê bao phương án HT + CT 70% (xem Hình 2); - Bao đê triệt để thêm phía Đông Bắc kênh 79 tỉnh Long An - Đê bao phương án HT + CT 80% (xem Hình 2); HT + CT90% - Bao đê triệt để thêm phần lại chưa bao triệt để huyện Tân Hưng - Long An, huyện Tháp M ười - Đồng Tháp, phía Đơng kênh Ranh Tràm huyện Tam Nơng - Đồng Tháp HT + CT100% - Bao đê triệt để hồn tồn vùng chịu ảnh hưởng lũ, (xem Hình 2) Ghi chú: Các tỷ lệ bao đê bảng (30%, ) tính với số diện tích cịn lại chưa bao so với trạng 2015, tỷ lệ ước tính 1.3 Trường hợp tính toán Để xét tác động số phương án bao đê đến chế độ thủy lực (với mối quan tâm mứ c ngập) t rên Đồng t rong mùa lũ, nghiên cứu lựa chọn trận lũ lớn Ưu tiên để chọn trận lũ mô (1) lũ lớn, (2) xảy thời gian gần Theo t iêu chí đó, lũ 2011 lựa chọn Đ ây trận lũ lớn, xảy gần nhất, xảy muộn kỳ với triều cư ờng biển Đơng gây bất lợi cho tiêu 1.4 Kết tính tốn Đ ể t huận t iện cho việc trình bày, H ình s ẽ giới t hiệu điểm truy xuất kết (số t ên vị trí), H ình giới thiệu mự c TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 35 - 2016 KHOA HỌC nước lũ lớn t ính t oán cho kịch (1) H iện trạng 2015 (N ền) Bao đê 100% (toàn Đ ồng bằng) Các H ình từ CƠNG NGHỆ 5-9 t rình bày mực nư ớc lũ lớn lư u lư ợng số vị trí (đư ợc phân theo vùng) Đ ồng Hình 3: Ký hiệu vị trí số tuyến lũ vào, lũ trạm đo ĐBSCL phía Campuchia  Mực nước lũ lớn số phương án ĐBSCL cho hai phương án bao đê điển bao đê Hình trình bày kết tính tốn mực nước lũ lớn hình Hiện trạng 2015 Hiện trạng 2015+bao đê 100% (bao đê toàn Đồng bằng) TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 35 - 2016 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ Đơn vị: m (a) (b) Hình 4: Bản đồ ngập lũ ĐBSCL (đơn vị thang chia m): (a) Mực nước lớn PA Nền; (b) Mực nước lớn A Nền+bao100% Hình : Mực nước phương án bao đê vị trí dịng TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 35 - 2016 KHOA HỌC CƠNG NGHỆ Hình 6: Lưu lượng phương án bao đê vị trí dịng Hình 7: Mực nước phương án bao đê vị trí dọc Sở Thượng - Long Khốt TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 35 - 2016 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ Hình 8: Mực nước phương án bao đê vị trí vùng TGLX Tây sơng Hậu Hình 9: Mực nước phương án bao đê vị trí vùng Đồng Tháp Mười TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 35 - 2016 KHOA HỌC 1.5 Thảo luận Từ kết tính tốn trình bày Hình Bảng nêu, rút số nhận xét thay đổi chế độ ngập Đồng tương ứng với kịch bao đê  Phạm vi ảnh hưởng bao đê Từ kết tính tốn rút số nhận xét sau đây: - Việc bao đê khơng làm thay đổi đáng kể cấu trúc dịng chảy lũ Đồng bằng, cấu dòng chảy so với kịch (dịng - tràn biên giới; sông Tiền - sông Hậu) so với kịch thay đổi không nhiều (kể bao 90 100%); - Tác động việc bao đê vùng ĐTM ảnh hưởng đến TGLX ngược lại không lớn  Thay đổi dịng Nhìn chung dịng việc bao đê làm thay đổi mực nước phần phía Long Xuyên Cao Lãnh, vùng mà chế độ thủy lực mùa lũ lũ chi phối chính; vùng phía mực nước gần khơng ảnh hưởng việc bao đê, cụ thể là: - Tại trạm Tân Châu (sông Tiền) Châu Đốc sơng Hậu: phương án bao đê, dịng mực nước thay đổi khơng lớn, có PA bao 90% vào 100% làm cho mực nước cao lên đáng kể so với PA khoảng 15-20cm, tương ứng lưu lượng bao 100% tăng khoảng 1000 m3/s Tương tự vậy, trạm Châu Đốc (sông Hậu) gia tăng khoảng 12-15 cm - Đối với trạm khác sơng Tiền Hậu, mực nước theo kịch bao đê biến đổi nhỏ, không đáng kể Riêng Vàm Nao, phương án bao 90 -100% có gia tăng mực nước 7-10 cm; lưu lượng gia tăng 500 m3/s  Thay đổi ngập lũ nội đồng CÔNG NGHỆ - Đối với vùng bao đê (s o với phương án nền), theo hướng dịng chảy, nhìn chung vùng bao phía vùng bao đê (ngư ợc hư ớng dịng chảy lũ) mực nước gia tăng, sau vùng bao mực nước giảm (tựa nguyên t ắc xây đập tràn lòng dẫn) - Ảnh hưởng việc bao đê đến dòng chảy lũ vùng ngập nơng khơng lớn (độ ngập thay đổi); - Đối với vùng TGLX: Khi bao đê PA 70% (toàn TGLX) 100% (trên toàn Đồng bằng) mực nước gia tăng đáng kể vùng này, cụ thể là: (1) Tri Tôn gia tăng 15-18 cm (bao 70%) 20-24cm (bao 100%); đầu Kênh T5 (Vĩnh Tế) gia tăng 40-45cm (bao 70%) 48-52cm (bao 100%) - Đối với vùng Đồng Tháp Mười: Các phương án mà diện tích bao đê chưa lấn cao phía biên giới (từ PA đến bao 70%) phần gần kênh biên giới mực nước tăng không đáng kể, vùng bao lại tăng thêm đáng kể; vùng bao không tăng, chí có xu giảm Chẳng hạn, Hưng Thạnh (Trung tâm ĐTM ), bao đê nằm 70-80% mực nước cao cao PA 17-20cm, bao 90-100% lại giảm trở lại, cao pA 2-3 cm; Kiến Bình, bao 70% mực nước đạt cao nhất, phương án 8-12 cm, bao 100% mực nước giảm thấp PA 4045cm Còn đầu kênh dọc, dọc theo kênh Sở Thượng, Cái Cỏ, Long Khốt, mực nước lớn đạt bao 100%, cao so với PA từ 30 - 50 cm, tức tác động dâng nước lớn Như vậy, thấy rằng, phương án bao từ 70-100% có tác động dâng mực nước lớn vùng ngập sâu, vùng phía mức nhẹ vùng đồng bằng, vùng nhập nơng lại có xu giảm nhẹ Đây điểm cần cân nhắc kỹ xem xét giải pháp thích ứng sau TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 35 - 2016 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ KẾT LUẬN Với số phương án bao đê đưa cho thấy việc bao đê Đồng không làm thay đổi trạng thái ngập dòng chảy vùng ngập sâu ngập vừa, có tác động dâng nước vùng gần kênh Vĩnh Tế, Sở Thượng, Cái Cỏ, Long Khốt với mức bao 70, 80, 90 100%, với mức tăng 30 đến 50 cm Với nhữ ng tác động gây ngập lớn vùng thượng Đồng bằng, bao đê vùng cần phải nghiên cứu cẩn thận; để tránh dâng mực nước cao cần phải có giải pháp giảm thiểu, tuyến tràn để chủ động lũ lớn cần thiết Vấn đề trình bày báo TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Đề tài cấp Nhà nước ĐTĐL.2012-T/25, 2015: Báo cáo khảo sát điều tra thực tế trạng thủy lợi sản xuất vụ Thu Đông tỉnh ĐBSCL [2] Đề tài ĐTĐL.2012-T/25, 2015: Báo cáo khảo sát, điều tra, thu thập số liệu khí tượng thủy văn châu thổ M ê Công [3] Dự án Đan M ạch, 2006: Tăng cường lực cho Viện ngành nước Việt Nam (2001-2006) [4] Nguyễn Văn Hoạt, Hoàng Quốc Tuấn, Tăng Đức Thắng N guyễn Thanh Hải, Phạm Văn Giáp, Vũ Quang Trung, 2016, "M ột số vấn đề sản xuất lúa vụ Thu Đông Đồng bằn g sơng Cửu Long", Tạp chí Khoa học Công nghệ Thủy lợi, số 10, 2016 [5] Tăng Đức Thắng, Nguyễn Thanh Hải, Vũ Quang Trung, Phạm Văn Giáp Nguyễn Văn Hoạt, 2016, "M ột số vấn đề dịng chảy lũ vùng Đồng sơng Cửu Long nhìn từ trận lũ lớn 2011", Tạp chí Khoa học Công nghệ Thủy lợi, số 10, 2016 [6] Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam, 2011, "M ột số kết nghiên cứu đề tài cấp Nhà nước:“Nghiên cứu giải pháp thủy lợi nhằm khai thác bền vững vùng Bán Đảo Cà M au”, 2008-2010 [7] Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam, 2005, “Nghiên cứu sở khoa học quản lý hệ thống thủy lợi ven biển có cống ngăn mặn”- Đề tài cấp Bộ [8] Viện Quy hoạch Thủy lợi miền Nam, 2015, Báo cáo tóm tắt “Quy hoạch lũ Đồng bằn g sông Cửu Long giai đoạn đến 2020, định hướng đến 2030" [9] M IKE11 (2011) – Users’ Guide 10 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 35 - 2016 ... ứng với kịch bao đê  Phạm vi ảnh hưởng bao đê Từ kết tính tốn rút số nhận xét sau đây: - Việc bao đê không làm thay đổi đáng kể cấu trúc dòng chảy lũ Đồng bằng, cấu dòng chảy so với kịch (dịng... án bao đê phát triển dần từ mức trạng 2015 đến mức bao toàn Đồng bằng, theo phương án thiết lập, chi tiết xem Hình Bảng Các PA xây dựng theo hướng bao dần từ vùng ngập nông lấn dần lên vùng ngập. .. ngập lũ nội đồng CÔNG NGHỆ - Đối với vùng bao đê (s o với phương án nền), theo hướng dòng chảy, nhìn chung vùng bao phía vùng bao đê (ngư ợc hư ớng dịng chảy lũ) mực nước gia tăng, sau vùng bao