Nghiên cứu đề xuất giải pháp lấy nước của cống cầu xe và an thổ thuộc hệ thống thủy lợi bắc hưng hải trong điều kiện biến đổi khí hậu nước biển dâng​

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI NGUYỄN VĂN TOÀN NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP LẤY NƯỚC CỦA CỐNG CẦU XE VÀ AN THỔ THUỘC HỆ THỐNG THỦY LỢI BẮC HƯNG HẢI TRONG ĐIỀU KIỆN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU NƯỚC BIỂN DÂNG LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI, NĂM 2019 i BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI NGUYỄN VĂN TOÀN NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP LẤY NƯỚC CỦA CỐNG CẦU XE VÀ AN THỔ THUỘC HỆ THỐNG THỦY LỢI BẮC HƯNG HẢI TRONG ĐIỀU KIỆN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU NƯỚC BIỂN DÂNG Kỹ thuật tài nguyên nước Chuyên ngành: Mã số: 8580212 NGƯỜI HƯỚNG DẪN 1: TS NGÔ ĐĂNG HẢI NGƯỜI HƯỚNG DẪN 2: PGS.TS LÊ VĂN CHÍN HÀ NỘI, NĂM 2019 ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài luận văn làm hướng dẫn khoa học PGS.TS Lê Văn Chín TS Ngơ Đăng Hải.Trong q trình làm tơi có tham khảo tài liệu liên quan nhằm khẳng định thêm tin cậy cấp thiết đề tài Các tài liệu trích dẫn rõ nguồn gốc tài liệu tham khảo thống kê chi tiết Những nội dung kết trình bày Luận văn trung thực, khách quan phù hợp với thực tiễn cơng trình Nếu vi phạm tơi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm Hà Nội, ngày tháng TÁC GIẢ Nguyễn Văn Toàn i năm LỜI CẢM ƠN Luận văn thạc sĩ kỹ thuật chuyên ngành Kỹ thuật tài nguyên nước với đề tài “Nghiên cứu đề xuất giải pháp lấy nước cống Cầu Xe cống An Thổ thuộc hệ thống thủy lợi Bắc Hưng Hải điều kiện biến đổi khí hậu nước biển dâng” kết q trình cố gắng khơng ngừng thân giúp đỡ, động viên khích lệ thầy, bạn bè đồng nghiệp người thân Qua luận văn này, tác giả xin gửi lời cảm ơn tới người giúp đỡ thời gian học tập, nghiên cứu khoa học vừa qua Đặc biệt, xin chân thành bày tỏ lời cảm ơn đến PGS.TS Lê Văn Chín TS Ngơ Đăng Hải tận tình hướng dẫn, tạo điều kiện tốt cho tơi hồn thành làm luận vặn Xin chân thành cảm ơn tồn thể q thầy Bộ môn Kỹ thuật Quản lý tưới, Khoa Kỹ thuật tài nguyên nước, Trường Đại học Thuỷ lợi tận tình truyền đạt kiến thức kinh nghiệm quý báu suốt trình học tập thực luận văn Xin chân thành cảm ơn Công ty TNHH MTV KTCTTL Bắc Hưng Hải cung cấp số liệu đơn vị liên quan giúp đỡ tơi nhiều từ q trình khảo sát, xây dựng tốn đến góp ý hiệu chỉnh hệ thống; đặc biệt phối hợp kiểm tra, thử nghiệm, sử dụng đánh giá kết nghiên cứu cho q trình làm luận văn Cuối tơi xin chân thành cảm ơn gia đình, đơn vị cơng tác đồng nghiệp hỗ trợ suốt trình học tập thực luận văn Hà Nội, ngày tháng năm TÁC GIẢ Nguyễn Văn Toàn ii MỤC LỤC MỞ ĐẦU I TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI .1 Sơ lược hệ thống thủy lợi Bắc Hưng Hải Error! Bookmark not defined Tính cấp thiết đề tài Error! Bookmark not defined II MỤC TIÊU VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU Mục tiêu nghiên cứu 2 Phạm vi nghiên cứu .2 Đối tượng nghiên cứu III CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .2 Cách tiếp cận .2 2.Phương pháp nghiên cứu V NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CHÍNH CỦA LUẬN VĂN CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan biến đổi khí hậu nước biển dâng tồn cầu Việt Nam 1.1.1 Xu Biến đổi khí hậu Việt Nam 1.1.2 Tác động tiềm tàng biến đổi khí hậu Việt Nam tài ngun nước cơng trình thủy lợi .7 1.1.3 Tác động nước biển dâng 1.2 Tình hình biến đổi khí hậu nước biển dâng vùng nghiên cứu 10 1.2.1 Sự thay đổi khí hậu .10 1.2.2 Sự thay đổi chế độ thuỷ văn 12 1.3 Tổng quan nghiên cứu liên quan giới Việt Nam .13 1.3.1 Tổng quan nghiên cứu BĐKH giới 13 1.3.2 Tổng quan nghiên cứu BĐKH Việt Nam .14 1.4 Khái quát hệ thống thủy lợi Bắc Hưng Hải .17 1.4.1 Điều kiện tự nhiên vùng nghiên cứu 17 1.4.2 Hiện trạng dân sinh kinh tế - xã hội vùng nghiên cứu 21 1.4.3 Hiện trạng thủy lợi 24 iii CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CẤP NƯỚC CỦA CỐNG CẦU XE VÀ CỐNG AN THỔ 28 2.1 Dự báo dân số phát triển kinh tế hệ thống thuỷ lợi Bắc Hưng Hải 28 2.1.1 Dự báo phát triển dân số 28 2.1.2 Phương hướng phát triển ngành nông nghiệp 29 2.1.3 Dự báo phát triển ngành kinh tế khác ( công nghiệp, du lịch,,,) 31 2.2 Kịch biến đổi khí hậu 32 2.3 Xác định nhu cầu nước hệ thống theo kịch biến đổi khí hậu phát triển kinh tế xã hội 33 2.3.1 Tính tốn yếu tố khí tượng , thủy văn 33 2.3.2 Tính tốn nhu cầu nước 39 2.3.3 Tính tốn nhu cầu nước cho giai đoạn 2030 56 2.3.4 Tính toán nhu cầu nước cho giai đoạn 2050 59 2.4 Tính tốn cân nước hệ thống 62 2.4.1 Hiện trạng cấp nước hệ thống, 62 2.4.2 Mô thủy lực hệ thống 65 2.4.3 Xác định khả đáp ứng lấy nước cống Cầu Xe cống An Thổ 85 2.5 Phân tích khả lấy nước cống Cầu Xe cống An Thổ thuộc hệ thống thủy lợi Bắc Hưng Hải kịch biến đổi khí hậu nước biển dâng 91 CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO KHẢ NĂNG CẤP NƯỚC CỦA CỐNG CẦU XE VÀ CỐNG AN THỔ 93 3.1 Cơ sở nguyên tắc đề xuất giải pháp 93 3.1.1 Các sở đề xuất giải pháp 93 3.1.2 Nguyên tắc đề xuất 93 3.2 Nghiên cứu đề xuất giải pháp lấy nước đảm bảo cấp nước cho vùng nghiên cứu 94 3.2.1 Các giải pháp cơng trình 94 3.2.2 Nghiên cứu đề xuất giải pháp phi cơng trình 97 3.3 Mô kiểm tra hệ thống ứng với giải pháp đề xuất 101 3.3.1 Phương án cấp nước cho vùng tưới cấp nước cống Cầu Xe cống An iv Thổ .101 3.3.2 Mô cống An Thổ trường hợp mở rộng cống 102 3.4 Phân tích, đánh giá lựa chọn phương án 103 3.4.1 Kết tính toán cho phương án tưới cấp nước 103 3.5 Sơ đánh giá hiệu đề xuất phương án chọn 115 3.5.1 Đánh giá hiệu giải pháp phi cơng trình 115 3.5.2 Đánh giá hiệu giải pháp công trình .115 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .118 1, KẾT LUẬN .118 2, KIẾN NGHỊ .119 TÀI LIỆU THAM KHẢO 121 v DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Số liệu hành chính, diện tích, dân số hệ thống Bắc Hưng Hải 21 Bảng 1.2 Phân bố dân cư vùng Bắc Hưng Hải năm 2018 22 Bảng 1.3 Phân bố dân cư vùng cấp nước cống Cầu Xe cống An Thổ năm 201822 Bảng 1.4 Diện tích, cấu trồng vùng cấp nước cống Cầu Xe cống An Thổ năm 2018 23 Bảng 1.5 Số lượng gia súc, gia cầm vùng cấp nước cống Cầu Xe cống An Thổ 201823 Bảng 1.6 Diện tích lượng thủy sản vùng cấp nước cống Cầu Xe cống An Thổ năm 2018 23 Bảng 1.7 Diện tích đất công nghiệp vùng tưới cấp nước cống Cầu Xe, An Thổ24 Bảng 2.1 Dự báo dân số vùng Bắc Hưng Hải giai đoạn 2030 28 Bảng 2.2 Dân số vùng cấp nước cống Cầu Xe cống An Thổ giai đoạn 2030 28 Bảng 2.3 Dân số vùng cấp nước cống Cầu Xe cống An Thổ giai đoạn 2050 28 Bảng 2.4 Cơ cấu trồng vùng cấp nước cống Cầu Xe cống An Thổ giai đoạn 2030 29 Bảng 2.5 Cơ cấu trồng lúa vùng cấp nước cống Cầu Xe cống An Thổ giai đoạn 2050 29 Bảng 2.6 Số lượng gia súc, gia cầm vùng cấp nước cống Cầu Xe cống An Thổ giai đoạn 30 Bảng 2.7 Số lượng gia súc, gia cầm vùng cấp nước cống Cầu Xe cống An Thổ giai đoạn 2030 30 Bảng 2.8 Số lượng gia súc, gia cầm vùng cấp nước cống Cầu Xe cống An Thổ giai đoạn 2050 30 Bảng 2.9 Nuôi trông thủy sản vùng cấp cống Cầu Xe cống An Thổ giai đoạn 31 Bảng 2.10 Nuôi trông thủy sản vùng cấp cống Cầu Xe cống An Thổ giai đoạn 2030 31 Bảng 2.11 Nuôi trông thủy sản vùng cấp cống Cầu Xe cống An Thổ giai đoạn vi 2050 31 Bảng 2.12 Diện tích đất cơng nghiệp thuộc vùng tưới cấp nước cống Cầu Xe cống An Thổ giai đoạn 2030 31 Bảng 2.13 Diện tích đất cơng nghiệp thuộc vùng tưới cấp nước cống Cầu Xe và32 cống An Thổ giai đoạn 2050 32 Bảng 2.14 Nhiệt độ trung bình tháng năm trạm Hải Dương 34 Bảng 2.15 Kết tính tốn mơ hình nhiệt độ thời kỳ 2030 bảng sau: 35 Bảng 2.16 Kết tính tốn mơ hình nhiệt độ thời kỳ 2050 bảng sau: 35 Bảng 2.17 Độ ẩm tương đối trung bình khu vực nghiên cứu 36 Bảng 2.18 Số nắng trung bình năm khu vực nghiên cứu 37 Bảng 2.19 Tốc độ gió trung bình năm khu vực nghiên cứu 37 Bảng 2.20 Lượng mưa tương lai theo kịch biến đổi khí hậu 2030 38 Bảng 2.21 Lượng mưa tương lai theo kịch biến đổi khí hậu 2050 39 Bảng 2.22 Chỉ tiêu lưu vực cấp nước cống Cầu Xe cống An Thổ40 Bảng 2.23 Kết tính tốn tổng lượng nước cho trồng trọt giai đoạn 49 Bảng 2.24 Kết tính tốn tổng lượng nước yêu cầu cho chăn nuôi giai đoạn tại50 Bảng 2.25 Kết tổng lượng nước cấp cho sinh hoạt giai đoạn 51 Bảng 2.26 Tổng hợp diện tích ni trồng thủy sản cho vùng Bắc Hưng Hải tương lai 52 Bảng 2.27 Kết tính tốn lượng nước cấp cho ni trồng thủy sản tính 1ha mặt nước 53 Bảng 2.28 Kết tính tốn tổng lượng nước cấp cho nuôi trồng thủy sản 54 Bảng 2.29 Kết tính tốn tổng lượng nước cấp cho khu công nghiệp giai đoạn 55 Bảng 2.30 Kết tính toán tổng lượng nước ngành giai đoạn 56 Bảng 2.31 Kết tổng lượng nước yêu cầu cấp cho nông nghiệp giai đoạn 2030 56 Bảng 2.32 Kết tính tốn tổng lượng nước cho chăn nuôi cho vùng tưới cống Cầu Xe cống An Thổ giai đoạn 2030 57 Bảng 2.33 Kết tổng lượng nước yêu cầu cấp cho sinh hoạt giai đoạn 2030 57 Bảng 2.34 Kết tính tốn tổng lượng nước cấp cho ni trồng thủy sản giai đoạn vii 2030 58 Bảng 2.35 Kết tính tốn tổng lượng nước cấp cho khu công nghiệp thuộc vùng cấp nước cống Cầu Xe cống An Thổ giai đoạn 2030 58 Bảng 2.36 Kết tính tốn tổng lượng nước u cầu ngành theo tháng vùng cống Cầu Xe cống An Thổ giai đoạn 2030 59 Bảng 2.37 Kết tổng lượng nước yêu cầu cấp cho nông nghiệp giai đoạn 2050 59 Bảng 2.38 Kết tính tốn tổng lượng nước cho chăn nuôi giai đoạn 2050 60 Bảng 2.39 Kết tổng lượng nước yêu cầu cấp cho sinh hoạt giai đoạn 2050 60 Bảng 2.40 Kết tính tốn tổng lượng nước cấp cho ni trồng thủy sản giai đoạn 2050 61 Bảng 2.41 Kết tính tốn tổng lượng nước cấp cho khu công nghiệp thuộc vùng cấp nước cống Cầu Xe cống An Thổ giai đoạn 2050 61 Bảng 2.42 Kết tính tốn lưu lượng nước u cầu ngành theo tháng vùng cống Cầu Xe cống An Thổ giai đoạn 2050 62 Bảng 2.43 Mực nước trung bình nhiều năm trước sau có hồ chứa Hịa Bình 63 Bảng 2.44 Đặc trựng lưu lượng (m3/s) trạm Sơn Tây trạm Hà Nội 64 Bảng 2.45 Kết tính tốn lưu lượng yêu cầu dùng nước giai đoạn 75 Bảng 2.46 Kết tính tốn lưu lượng u cầu dùng nước giai đoạn 2030 75 Bảng 2.47 Kết tính tốn lưu lượng u cầu dùng nước giai đoạn 2050 76 Bảng 2.48 Hệ số nhám vị trí mặt cắt nhánh sông 81 Bảng 2.49 Kết mực nước lớn thực đo tính tốn mơ 81 Bảng 2.50 Kết mực nước nhỏ thực đo tính tốn mơ 81 Bảng 2.51 Kết kiểm tra hệ số Nash bước hiệu chỉnh mô hình 81 Bảng 2.52 Kết mực nước lớn thực đo tính tốn mô 83 Bảng 2.53 Kết mực nước nhỏ thực đo tính tốn mơ 83 Bảng 2.54 Kết kiểm tra hệ số Nash bước hiệu chỉnh mơ hình 83 Bảng 2.55 Tổng hợp nhu cầu nước giai đoạn đổ ải tương lai 85 Bảng 2.56 Kết tính tốn thủy lực lượng nước lấy qua cống Cầu Xe cống An Thổ 91 Bảng 3.1 Quy hoạch sử dụng đất toàn vùng Bắc Hưng Hải đến 2020 97 viii ... ngành Kỹ thuật tài nguyên nước với đề tài ? ?Nghiên cứu đề xuất giải pháp lấy nước cống Cầu Xe cống An Thổ thuộc hệ thống thủy lợi Bắc Hưng Hải điều kiện biến đổi khí hậu nước biển dâng” kết q trình... đề xuất giải pháp lấy nước cống Cầu Xe cống An Thổ thuộc hệ thống hệ thống thủy lợi Bắc Hưng Hải điều kiện biến đổi khí hậu nước biển dâng” cần thiết cấp bách II MỤC TIÊU VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU... DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI NGUYỄN VĂN TOÀN NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP LẤY NƯỚC CỦA CỐNG CẦU XE VÀ AN THỔ THUỘC HỆ THỐNG THỦY LỢI BẮC HƯNG HẢI TRONG ĐIỀU KIỆN