Bài giảng quản lý ngập lụt đô thị (đại học thủy lợi)

Chương 3: QUẢN LÝ NGẬP LỤT TRONG  QUẢN LÝ NGẬP LỤT TRONG THỐT NƯỚC ĐƠ THỊ TS. Nguyễn Mai Đăng ễ Bộ môn Thủy văn & Tài nguyên nước Viện Thủy văn, Môi trường & Biến đổi khí hậu Viện Thủy văn, Mơi trường & Biến đổi khí hậu dang@wru.edu.vn Giới thiệu Giới thiệu • Việc kiểm sốt tiêu nước thị liên quan đến quản lý khu vực thị để kiểm sốt tác động bê tơng hóa để tránh kênh mương hóa Một số khái niệm về Một số khái niệm quản lý lũ quản lý lũ • Giảm nhẹ lũ (flood alleviation): là giải pháp để giảm nhẹ (relieve or  mitigate) những ảnh hưởng xấu của lũ iti t ) hữ ả h h ấ ủ lũ • Kiểm sốt lũ (Flood control): – Là sử dụng các kỹ thuật để thay đổi các đặc tính vật lý của lũ, gồm  cơng trình điều khiển xây dựng sơng các cơng trình điều khiển được xây dựng trên sơng – Quản lý dịng chảy lũ vào một khu vực cũng như xả ra ngồi để giữ cho lũ xuất hiện nhỏ nhất (return period, extent) hoặc xuất hiện tại  thời điểm (moment) quy hoạch và trong thời gian (period) quy hoạch • Bảo vệ ả lũ (flood protection): – Là bảo vệ để chống lại những ảnh hưởng gây thiệt hại của lũ – Bao gồm cả kiểm sốt lũ và bảo vệ con người và các tài sản. Do đó  bảo vệ lũ rộng hơn kiểm sốt lũ bảo vệ lũ rộng kiểm sốt lũ • Quản lý lũ (flood management): là tổ chức các giải pháp đối phó  với các vấn đề liên quan đến lũ 3.1 Tác động phát triển đô thị lên ê vịng ị tuần ầ hồn nước • Phát triển đô thị làm thay đổi thảm thực vật, ảnh hưởng đến yếu tố vịng tuần hồn nước tự nhiên theo hình thức khác nhau: – Các mái nhà, đường phố, khu vực trải nhựa hàng hiên làm cho mặt đất không thấm nước; – Nước trước thấm xuống chảy thông qua cống rãnh,tăng dòng chảy bề mặt – Lượng dòng chảy trước kia chảy từ từ qua bề mặt đất giữ lại trên các thảm thực vật, bây giờ đô thị hóa nên chảy qua các kênh, địi hỏi phải có mặt  cắt rộng có sức chứa lớn cắt rộng có sức chứa lớn Hình 3.1 Các đặc điểm cân nước lưu vực đô thị ((OECD, 1986)) 3.1 Tác động phát triển thị lên ê vịng ị tuần ầ hồn nước (tiếp) ( ế ) • Đơ thị hóa làm thay đổi vịng tuần hồn nước sau: – Giảm thấm vào lịng đất – Lượng khơng thấm bề mặt, làm tăng dòng chảy bề mặt ặt – Thêm vào đó, từ cống nước mưa xây dựng cho dòng chảy mặt, làm  tăng vận tốc giảm thời gian chảy truyền Đỉnh lũ chảy truyền Đỉnh lũ cao theo thời gian gian Đỉnh lũ trung bình tăng lên sáu bảy lần – Trong lưu vực sông Belém Curitiba, Brazil, với diện tích nước 42 km2 khu vực ự khơng g thấm nước chiếm 60%, dịng chảy lũ trung bình tăng sáu lần ầ với thay đổi ổ từ nông thôn sang đô thị Hình 3.2 Tác động thị hóa (Schueler, 1987) a. Thay đổi cân Bằng nước trước và sau khi đơ thị hóa Bốc thốt hơi Giữ lại trên lá  lại cây, thân cây Dịng chảy  g y mặt Dịng chảy  sát mặt át ặt Bốc thốt hơi Dịng  Dịng chảy mặt Dịng chảy ngầm Dịng chảy sát  mặt Dịng chảy ngầm b. Thay đổi dịng chảy mặt Lưu lượngg (m3/s) Đỉnh lớn Trước khi đơ thị hóa Sau khi đơ thị hóa Đỉnh cao hơn  và lên nhanh,  xuống nhanh xuống nhanh Đỉnh nhỏ Tổng lượng  tăng lên tăng lên Đỉnh thấp hơn và  lên xuống từ từ Dòng chảy  nền cao hơn Sườn  xuống  thoải Thời gian (h) 3.1 Tác động phát triển đô thị lên ê vịng ị tuần ầ hồn nước (tiếp) ( ế ) • Do lượng thấm ợ g giảm,, mực g ự nước ngầm có g xu hướng gg giảm thiếu nước bổ cập (chủ yếu diện tích thị phát  triển rộng), làm giảm dịng chảy ngầm • Tuy nhiên đường ống T hiê đ ố nước hệ thống thố thoát th át nước bị rị ị rỉ cung cấp một phần nước mặt cho tầng nước ngầm • Việc thay thảm phủ thực vật tự nhiên làm giảm bốc thốt hơi: – Vì bề mặt khu đô thị không giữ lại nước lớp phủ thực vật nên không  nên không cho phép thấm qua lá cây và bề mặt đất – Mặc dù là bề mặt khu thị thành phố nóng lên gây ậ mưa nhỏ bốc lớn từ trận Các thách thức quản lý lũ Các thách thức của quản lý lũ • Thay đổi và Biến đổi khí hậu – Một loạt tham số khí hậu khơng ‐ khí hậu ảnh hưởng đến q trình lũ lụt Một phần từ các điều kiện lưu vực, cường độ lũ lụt, phụ thuộc vào cường độ mưa, độ sâu, thời gian,, không g gg gian p phân p phối p pha Nhiệt ệ độ ộ g gió ảnh hưởng g đến tuyết y tan,, ảnh hưởng đến cường độ lũ – Việc tăng khả cường độ bão nhiệt đới ngụ ý gia tăng tương ứng cường độ mưa – Ủy ban liên chính phủ Ủy ban liên phủ (IPCC) tìm thấy xu thế (IPCC) tìm thấy xu tăng trong các trận mưa lớn ở tăng trận mưa lớn nhiều vùng,  nhiều vùng thậm chí vài vùng có lượng mưa bình qn năm giảm – Biến đổi khí hậu đặt thách thức lớn khái niệm thay đổi tảng giả định thông thường các điều kiện thủy văn lịch sử thời kỳ dài sẽ tiế tục tiếp t h vậy trong ậ t tương t lai l i Quản lý lũ tổng hợp Quản lý lũ tổng hợp • • • • Quản lý tổng hợp tài nguyên nước (IWRM) là tiêu chuẩn cần thiết cho phát triển  bền vững. Quản lý lũ tổng hợp nằm trong khuôn khổ ề ổ ằ ổ của quản lý tổng hợp tài  ổ nguyên nước IWRM: trình thúc đẩy phát triển quản lý nước, đất các tài  nguyên liên quan để tối đa kết kinh tế phúc lợi xã hội theo nguyên liên cách công mà khơng làm giảm tính bền vững hệ sinh thái quan trọng ị g q ý g ợp lýý tổng hợp lũ g ợp ộ q trình thúc đẩy y Định nghĩa quản lý tổng hợp lũ: Quản tích hợp - phân mảnh cho tiếp cận quản lý lũ lụt Nó tích hợp phát  triển tài nguyên đất nước lưu vực sông, bối cảnh IWRM, nhằm tối đa hóa lưới lợi ích từ việc sử dụng vùng lũ giảm thiểu thiệt hại người từ lũ lụt lụt IFM nhận ra rằng một lưu vực sơng la một hệ thống động, trong đó rất nhiều mối  tương tác và dịng chảy giữa đất và nước • Các thành phần của quản lý tổng hợp lũ • Quản lý chu trình nước như một thế thống nhất; • Quản lý tổng hợp nước và đất; Q ý g ợp ; • Quản lý rủi ro và độ khơng chắc chắn; • Đạt được sự kết hợp tốt nhất của các  chiến lược; • Đảm bảo sự Đả bả ự tiếp cận có sự tiế ậ ó ự tham gia của  th i ủ cộng đồng; • Đạt được các tiếp cận quản lý nguy cơ thiên tai tổng hợp Mơ hình quản lý tổng hợp lũ The cycle of disaster management (National Drought Mitigation Center, University of Nebraska‐Lincoln; Wilhite and Svoboda 2005) • Các thành phần của quản lý tổng hợp lũ (contd.): – Quản lý vịng tuần hồn nước như một thể thống nhất:  • Hầu hết dòng chảy theo thời gian tạo thành phần thiết yếu tài nguyên nước sẵn có và đặt vấn đề điều kiện khắc nghiệt • Quy hoạch quản lý lũ lụt nên bao gồm quản lý hạn hán, phải có biện pháp tối đa hóa khía cạnh tích cực lũ lụt cách giữ lại phần dòng chảy lũ để sử dụng sản xuất nơng nghiệp • IFM nhận ra sự cần thiết để quản lý tất cả các trận lũ • Quản lý lũ lụt thị cần để đối phó cách rõ ràng với ba thành phần quản lý nước ả lý nước đô thị: cấp nước uống, nước thải xử lý nước thải, xử lý dòng chảy mặt – Quản lý tổng hợp đất và nước: • Quy hoạch sử Q y dụng ụ g đất quản q lýý nước nên ợ kết hợp ợp g quy hoạch tổng hợp với số lĩnh vực phổ biến, lập đồ mối nguy hiểm rủi ro lũ lụt, để kích hoạt chia sẻ thơng tin quy hoạch sử dụng đất các coq quan quản lý  nước • Các thay đổi thượng lưu trong sử dụng đất thay đổi nhanh  đặc tính lũ lụt liên quan đến chất lượng nước vận chuyển bùn cát, đặc biệt chuyển đổi khu vực rừng và đất g nước thành các loại địa hình khác ngập • Các thành phần của quản lý tổng hợp lũ  (contd ): (contd.): – Quản lý rủi ro và độ không tin cậy: • Biến đổi khí hậu làm trầm trọng thêm rủi ro xã ã hội hiệ đ đại i C Cuộc ộ sống ố ttrên ê ột đồng bằng lũ  đồ bằ lũ liên liê quan đến nguy thiệt hại tài sản, mát người, mang lại nhiều cơ hội • Rủi ro Rủi lũ ũ liê liên quan đế đến độ không tin cậy về khô i ậ ề thủy thủ văn Kiến thức khơng đầy đủ nói chung có hiêu biết khơng hồn hảo q trình nhân quả nhân điều hành hành – Đảm bảo sự tiếp cận có sự tham gia của các bên liên quan và  cộng đồng: • Xác định và tham gia của các bên liên quan Xá đị h th i ủ bê liê • Đảm bảo nguyên tắc từ dưới lên và từ trên xuống • Hội nhập sức mạnh tổng hợp về thể chế • Các thành phần của quản lý tổng hợp lũ  ( (contd.): d) – Đạt được sự tổng hợp tốt nhất về chiến lược: Đưa quản lý tổng hợp lũ vào thực tiễn Đưa quản lý tổng hợp lũ vào thực tiễn • Các Các chính sách phải rõ ràng và có mục tiêu hỗ sách phải rõ ràng có mục tiêu hỗ trợ cho pháp luật và quy chế • Cơ cấu về cấu thể chế phải thơng qua các liên kết  phải thơng qua liên kết thích hợp • Thiết lập thể hiế lậ hể chế hế trên cơ ê sở cộng đồng ộ đồ • Phải có sự quản lý và trao đổi thơng tin • Có các cơng cụ kinh tế thích hợp • Sự cần thiết cho tiếp cận lưu  vực: – Lưu Lưu vực sơng là một hệ vực sơng hệ thống động  thống động trên cả khơng gian và thời gian,  trong đó có một loạt các tương tác  giữa đất và mơi trường nước  (figure) – Những tương tác này khơng chỉ nước mà cịn là đất/bùn cát và ơ  nhiễm/chất dinh dưỡng – Gia tăng các hoạt động kinh tế khai thác mỏ canh tác nơng là khai thác mỏ, canh tác nơng  nghiệp và đơ thị hóa dẫn đến  lượng bùn cát từ lưu vực sẽ lớn  Tương tác giữa đất và nước (Source:  APFM, 2004) – Trượt lở ợ đất bởi các hoạt động con  ộ g người và tự nhiên ở các vùng cao  làm tăng mật độ bùn cát trong  các sông – Tăng mật độ bùn cát gây xáo trộn  độ sông thiên nhiên như các độ sông thiên nhiên giảm  giảm khả năng truyền nước lưu lượng  trên hệ thống sơng – Qua thời gian một phần của sơng  có thể cao hơn phần đồng bằng lũ  p g g xung quanh sông Nguyên lý quản lý tổng hợp lũ và tiếp cận hệ sinh thái Tiếp ế cận hệ sinh thái •Các Cá mục tiêu iê quản ả lý tài ài nguyên vấn đề lựa chọn xã hội Quản lý tổng ổ hợp lũ Các hậu tiềm ề tàng không đạt quản lý tổng hợp lũ • Dựa D ê nguyên ê lý quản lý rủi ro • Hỗ trợ phục hồi lực trongg xã hội ộ dễ bịị tổn thương • Phân tích kinh tế dựa phân tích đa mục tiêu – yếu tố liên quan đến giá trị xã hội •Tổn Tổ thương h vàà tiếp iế xúc ú với lũ cộng đồng địa phương bị tăng lên •Quản lý cần phân • Dựa tầm quan trọng cấp đến mức thích hợp thấp việc tiếp cận có tham gia bên • Có kết hợp phù hợp tiếp cận từ xuống ố vàà từ ddưới ới lên lê • Tổng hợp hợp tác thể chế • Một số lợi ích hợp pháp gần bị bỏ qua định quản lý lũ lụt quản lý nước, dẫn đến tác động xấu ới ngành h kinh ki h tếế xã hội Principles of IFM and the ecosystem approach (contd.) Tiếp cận hệ sinh thái Quản lý tổng hợp lũ Các hậu tiềm tàng khơng đạt quản lý tổng hợp lũ •Các nhà quản lý hệ sinh thái nên xem xét ảnh hưởng (thực tế tiềm năng) hoạt động họ lên hệ sinh thái vàà lân khác lâ cận ậ • Nhằm mục đích cải thiện chức lưu vực sông tổng ổ thể ể • Xem xét lợi ích, thiệt hại chắn phát sinh từ thay đổi tương tác nước , đất mơ trường • Cân đối yêu cầu phát triển tổn thất lũ nhu cầu mơi trường •Xem xét khơng đầy đủ đến ế mơi trường dẫn đến suy thối mơi trường mà có ảnh hưởng xấu đến kinh tế xã hội •Thừa nhận lợi ích tiềm từ quản lý thường có nhu cầu tìm hiểu quản lý hệ sinh thái bối cảnh ề kinh tế • Chấp nhận kết hợp tốt chiến lược phù với yếu tố khí hậu, đặc điểm lưu vực kinh tế điều kiện xã hội hội • Nhằm tối đa hóa hiệu sử dụng vùng đồng lũ lụt giảm thiểu tổn thất lũ • Chấp ấ nhận đánh giá hệ sin thái việc phân tích lợi ích – chi phí •Thay đổi sử dụng đất hệ sinh thái thay đổi chế độ tự nhiên sông, mà dẫn đến hội tiềm cho sử dụng bền ề vững tài nguyên nước Principles of IFM and the ecosystem approach (contd.) Tiếp cận hệ sinh thái Quản lý tổng hợp lũ Các hậu tiềm tàng không đạt quản lý tổng hợp lũ •Bảo vệệ cấu trúc chức hệ sinh thái để trì hệ sinh thái nên ưu tiên • Hướngg tới bền vữngg mơi trường trì lợi ích hệ sinh thái sơng đa dạng sinh học • Giải q ết liên quan q an đến an toàn người thiệt hại lũ lụt •Mất tính bền vữngg mơi trường tính tồn vẹn sinh thái quản lý lũ khơng thích hợp làm giảm lợi ích tiềm ccung ng cấp hệ sinh thái cho xã hội •Hệ Hệ sinh thái phải quản lý giới hạn chức chúng •Đạt Đạt tới thỏa hiệp lợi ích cạnh tranh lưu vực, để tối đa hóa lợi ích trì bền vững vềề mơii trường •Cơ Cơ hội để giảm thiệt hại lũ lụt để có lợi ích cung cấp hệ sinh thái bị mất, trừ chức h hệ h sinh i h thái h i giải thích hợp Principles of IFM and the ecosystem approach (contd.) Tiếp p cận ậ hệệ sinh thái Quản lý Q ý tổng g hợp ợp lũ Các hậu ậ q tiềm tàng g không đạt quản lý tổng hợp lũ •Cách tiếp cận hệ sinh thái cần ầ thực thông qua quy mô không gian thời gian thích hợp • Lưu vực sơng lưu vực thượng nguồn toàn lưu vực phải quy hoạch thống • Vịng tuần hồn nước xem xét cách tônge thể bao gồm kiện cực trị • Làm Là việc iệ với ới mục tiêu giải pháp ngắn hạn dài hạn •Các định ngành quản lý nước mà không kết nối kiến thức từ ngành khác bên liên quan ảnh hưởng tiêu cực đến sử dụng bền vững đồng lũ bao gồm lợi ích ủ hệ sinh i h thái hái •Chấp nhận quy mô tạm thời thay đổi ảnh hưởng sau mà định dạng trình hệ sinh thái, mục tiêu quản lý hệ sinh thái nên đặt thời kỳ dài hạn •Cơng tác xây dựng nên •Các tiếp cận nhằm vào dựa vào sử dụng lâu dài các lợi ích ngắn hạn đồng lũ mang lại thiếu hiệu tác động tiêu cực ề kinh tế ế Principles of IFM and the ecosystem approach (contd.) Tiếp p cận ậ hệệ sinh thái Quản lý Q ý tổng g hợp ợp lũ Các hậu ậ q tiềm tàng g không đạt quản lý tổng hợp lũ •Thay đổi tất yếu quản lý phải có khả phương pháp tiếp cận thích ứng •Thơng qua phương pháp tiếp ế cận nhiều ề mặt, với kết hợp lựa chọn, phù hợp điều kiện định định •Tiếp cận quản lý thích hợp đánh giá tác động theo chu kỳ thường xuyên •Một tiếp cận hẹp với khía cạnh khoa học khơng thể giải với vấn đề khơng chắn dẫn đến suy chắn, thối mơi trường nghiêm trọng tương lai •Cách tiếp cận hệ sinh thái nên tìm kiếm cân thích hợp tổng hợp việc sử dụng bảo tồn đa dạng sinh học •Cân yếu tố rủi ro lũ bảo tồn lợi ích hệ sinh thái cho việc hỗ trợ sinh kế người dân dân • Phớt lờ vấn đề mơi trường có tác động tiêu cực đến sinh kế mà gây tác hại nghiêm trọng sức khỏe • Coi nhẹ xem xét rủi ro lũ dẫn đến tăng tổn thất ấ vềề người kinh tế Principles of IFM and the ecosystem approach (contd.) Tiếp p cận ậ hệệ sinh thái Quản lý Q ý tổng g hợp ợp lũ Các hậu ậ q tiềm tàng g không đạt quản lý tổng hợp lũ •Tiếp cận nên xem xét tất loại thông tin liên quan bao gồm khoa học nhận thức địa phương địa, địa đổi thực tiễn • Kiến thức thủy văn kỹ thuật; kiến ế thức xã hội, luật pháp, kinh tế môi trường, thông tin số liệu; kiến thức địa tài nguyên, khả thích ứng, tổn thương rủi ro • Cơ chế hợp tác nhà hà quản ả lý lũ với ới liên kết đa ngành •Kiến thức hạn chế chu trình thủy văn tương tác với hệ sinh thái làm tăng tổn thương sử dụng tài nguyên nước tăng rủi ro lũ •Tiếp cận hệ sinh thái nên bao gồm tất ngành liên quan xã hội ngành khoa học •Tìm kiếm tiếp cận đa ngành với phạm vi rộng nhà hoạt động từ cộng đồng khác nhóm quan tâm lưu vực sơng •Tiếp cận đơn ngành khơng thể dự báo hậu tiêu cực hoạt động cụ thể kết chuyển đổi rủi ro thay giảm nhẹ chúng ... kiểm sốt tiêu nước đô thị liên quan đến quản lý khu vực đô thị để kiểm sốt tác động bê tơng hóa để tránh kênh mương hóa Một số khái niệm về Một số khái niệm quản? ?lý? ?lũ quản lý lũ • Giảm nhẹ lũ (flood alleviation):... trường thị thị Điều áp dụng san lấp đô thị, xây dựng cầu, đường cao tốc, bêtơng hóa q trình thị hóa Ngun tắc khơng có người dùng đô thị nên làm tăng mức lũ tự nhiên, b) định cư khu vực đô thị và tiêu thoát... kiến trúc sư, sư nhà nông học, học nhà địa chất nhà chuyên môn khác, công chức quản lý nhà nước để người nhận thức việc phối hợp định • Nguyên tắc 8: Quản lý – Việc quản lý, bảo trì kiểm sốt q trình