Nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng biến đổi khí hậu và nước biển dâng đến khả năng lấy nước hệ thống thủy lợi nam thái bình

LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài luận văn làm hướng dẫn khoa học PGS.TS Lê Văn Chín PGS.TS Nguyễn Thu Hiền 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 hồn tồn chịu trách nhiệm Hà Nội, ngày tháng năm 2019 TÁC GIẢ Hoàng Thị Hồng Nhung i LỜI CẢM ƠN Luận văn thạc sĩ kỹ thuật chuyên ngành Kỹ thuật tài nguyên nước với đề tài “Nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng biến đổi khí hậu nước biển dâng đến khả lấy nước hệ thống thuỷ lợi Nam Thái Bình” kết q trình cố gắng khơng ngừng thân giúp đỡ, động viên khích lệ thầy, bạn bè đồng nghiệp người thân 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 trân trọng đến PGS.TS Lê Văn Chín PGS.TS Nguyễn Thu Hiền 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 mơn Kỹ thuật tài nguyên nước, 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 Nam Thái Bình; Các đơn vị liên quan giúp đỡ tơi nhiều từ q trình khảo sát, xây dựng tốn đến góp ý hiệu chỉnh mạng lưới sơng Cuối tơi xin chân thành cảm ơn gia đình, đơn vị công tác đồng nghiệp hỗ trợ tơi suốt q trình học tập thực luận văn Hà Nội, ngày tháng năm 2019 TÁC GIẢ Hoàng Thị Hồng Nhung ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .i LỜI CẢM ƠN ii MỞ ĐẦU 1 Sự cần thiết Đề tài 1.1 Sơ lược hệ thống Nam Thái Bình 1.2 Sự cần thiết đề tài Mục tiêu nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu .2 3.1 Đối tượng nghiên cứu 3.2 Phạm vi nghiên cứu Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu 4.1 Cách tiếp cận .3 4.2 Phương pháp nghiên cứu 4.3 Kết dự kiến đạt CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Xu Biến đổi khí hậu, nước biển dâng Việt Nam tác động Biến đổi khí hậu, nước biển dâng 1.2 Tình hình biến đổi khí hậu nước biển dâng vùng nghiên cứu 10 1.3 Tổng quan nghiên cứu vấn đề nghiên cứu 12 1.3.1 Tổng quan vấn đề nghiên cứu giới .12 1.3.2 Tổng quan vấn đề nghiên cứu nước .13 1.4 Tổng quan hệ thống thủy lợi Nam Thái Bình 15 1.4.1 Điều kiện tự nhiên vùng nghiên cứu 15 1.4.2 Hiện trạng dân sinh kinh tế - xã hội vùng nghiên cứu 20 CHƯƠNG II: NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ TƯƠNG LAI CẤP NƯỚC HTTL NAM THÁI BÌNH 26 2.1 Dự báo dân số phát triển kinh tế hệ thống thuỷ lợi Nam Thái Bình .26 2.1.1 Dự báo phát triển dân số .26 iii 2.1.2 Phương hướng phát triển ngành nông nghiệp 26 2.1.3 Phương hướng phát triển khu công nghiệp 28 2.2 Kịch biến đổi khí hậu nước biển dâng 28 2.3 Xác định nhu cầu nước hệ thống theo kịch biến đổi khí hậu nước biển dâng 31 2.3.1 Tính tốn yếu tố khí tượng thủy văn 31 2.3.2 Xác định nhu cầu nước đối tượng dùng nước hệ thống 40 2.4 Ứng dụng mơ hình tốn đánh giá khả lấy nước hệ thống 63 2.4.1 Lựa chọn mơ hình 63 2.4.2 Hiệu chỉnh xác định thông số kiểm định mơ hình 67 2.4.3 Xác định khả đáp ứng lấy nước hệ thống thủy lợi Nam Thái Bình 74 CHƯƠNG III: ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG CAO KHẢ NĂNG CẤP NƯỚC CỦA HỆ THỐNG NAM THÁI BÌNH 79 3.1 Cơ sở nguyên tắc đề xuất giải pháp 79 3.1.1 Các sở đề xuất giải pháp 79 3.1.2 Nguyên tắc đề xuất 79 3.2 Đề xuất giải pháp nâng cao hiệu lấy nước hệ thống 79 3.2.1 Nhóm giải pháp cơng trình 79 3.2.2 Nhóm giải pháp phi cơng trình 81 3.3 Mô hệ thống kiểm tra giải pháp đề xuất 81 3.3.1 Mô cống Tân Lập trường hợp mở rộng cống 81 3.3.2 Mô cống Tân Lập trường hợp đào sâu cống 82 3.3.3 Mô cống Tân Lập trường hợp mở rộng kết hợp đào sâu 83 3.4 Phân tích, đánh giá lựa chọn phương án 84 3.4.1 Trường hợp 1: b=3m, Zđáy = -2m (3 cánh cống x 3m) 84 3.4.1 Trường hợp 2: b=2m, Zđáy = -3m (3 cánh cống x 2m) 86 3.4.1 Trường hợp 3: b=3m, Zđáy = -3m (3 cánh cống x 3m)P 88 3.5 Sơ đánh giá hiệu đề xuất phương án chọn 89 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 91 iv Những kết nghiên cứu luận văn 91 Kiến nghị 92 TÀI LIỆU THAM KHẢO 93 v DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Diện tích đất canh tác - Hệ thống thủy lợi Nam Thái Bình [18] 15 Bảng 1.2 Tổng hợp trạng tưới toàn vùng nghiên cứu [18] 18 Bảng 1.3 Các cống lấy nước ven sơng [18] 19 Bảng 1.4 Độ mặn bình quân, nhỏ lớn tuyệt đối số vị trí [15] 20 Bảng 2.1 Nhiệt độ trung bình tháng nhiều năm – Trạm Thái Bình 32 Bảng 2.2 Độ ẩm trung bình tháng nhiều năm – Trạm Thái Bình 32 Bảng 2.3 Tốc độ gió trung bình tháng nhiều năm – Trạm Thái Bình 32 Bảng 2.4 Số nắng trung bình tháng nhiều năm – Trạm Thái Bình 32 Bảng 2.5 Lượng mưa trung bình tháng nhiều năm – Trạm Thái Bình 33 Bảng 2.6 Kết q tính tốn thơng số thống kê thời kỳ 35 Bảng 2.7 Bảng thống kê chọn mơ hình mưa đại diện ứng với thời vụ thời kỳ 2005 - 2015 36 Bảng 2.8 Bảng tổng hợp mưa thiết kế theo tháng thời kỳ (2005–2015) ứng với tần suất P=85% 36 Bảng 2.9 Bảng thống kê mơ hình mưa ứng thiết kế P=85% ứng với vụ thời kì sở 37 Bảng 2.10 Bảng thống kê mơ hình mưa thiết kế P=85% ứng với thời vụ thời kỳ sở 37 Bảng 2.11.a Hệ số biến đổi khí hậu ứng với năm 2030 38 Bảng 2.11.b Bảng thống kê thay đổi mơ hình mưa thiết kế ứng với thời vụ giai đoạn 2030 38 Bảng 2.12.a Hệ số biến đổi khí hậu ứng với thời kỳ 2050 38 Bảng 2.12.b Bảng thống kê chọn mơ hình mưa đại diện ứng với thời vụ giai đoạn 2050 39 Bảng 2.13 Mức tăng nhiệt độ trung bình (°C) so với thời kỳ sở 1986-2005 vùng khí hậu theo kịch RCP8.5 39 Bảng 2.14 Nhiệt độ trạm Thái Bình năm tương lai theo kịch phát thải khí hậu trung bình (0C) 39 Bảng 2.15 Các tiêu lý đất 41 vi Bảng 2.16 Diện tích canh tác giai đoạn tưới ải vùng cấp nước hệ thống thủy lợi Nam Thái Bình 43 Bảng 2.17 Tổng hợp mức tưới cho lúa vụ chiêm giai đoạn 50 Bảng 2.18 Lượng nước yêu cầu cho loại trồng giai đoạn tưới ải hệ thống 50 Nam Thái Bình giai đoạn 50 Bảng 2.19 Kết tính tốn tổng lượng nước cho trồng trọt giai đoạn tưới ải (15/1/2018-11/2/2018) 51 Bảng 2.20 Kết tính tốn tổng lượng nước u cầu cho chăn nuôi giai đoạn (15/1/2018-11/2/2018) 52 Bảng 2.21 Kết tổng lượng nước cấp cho sinh hoạt giai đoạn giai đoạn (15/1/201811/2/2018) 53 Bảng 2.22 Tổng hợp diện tích ni trồng thủy sản cho vùng Nam Thái Bình tương lai 54 Bảng 2.23 Kết tính tốn tổng lượng nước cấp cho ni trồng thủy sản (15/1/201811/2/2018) 55 Bảng 2.24 Kết tính tốn tổng lượng nước cấp cho khu công nghiệp giai đoạn (15/1/2018-11/2/2018) 55 Bảng 2.25 Kết tính tốn tổng lượng nước ngành giai đoạn (15/1/2018-11/2/2018) 56 Bảng 2.26 Tổng hợp mức tưới cho lúa vụ chiêm giai đoạn 2030 57 Bảng 2.27 Lượng nước yêu cầu cho loại trồng giai đoạn làm ải hệ thống .57 Nam Thái Bình giai đoạn 2030 .57 Bảng 2.28 Kết tổng lượng nước yêu cầu cấp cho nông nghiệp giai đoạn 2030 .57 Bảng 2.29 Kết tính tốn tổng lượng nước cho chăn nuôi cho vùng tưới 58 hệ thống Nam Thái Bình giai đoạn 2030 .58 Bảng 2.30 Kết tổng lượng nước yêu cầu cấp cho sinh hoạt giai đoạn 2030 58 Bảng 2.31 Kết tính tốn tổng lượng nước cấp cho nuôi trồng thủy sản giai đoạn 2030 58 Bảng 2.32 Kết tính tốn tổng lượng nước cấp cho khu công nghiệp thuộc vùng cấp nước hệ thống thủy lợi Nam Thái Bình giai đoạn 2030 59 vii Bảng 2.33 Kết tính toán tổng lượng nước yêu cầu ngành hệ thống thủy lợi Nam Thái Bình giai đoạn 2030 từ 15/1-11/2 59 Bảng 2.34 Tổng hợp mức tưới cho lúa vụ chiêm giai đoạn 2050 60 Bảng 2.35 Lượng nước yêu cầu cho loại trồng giai đoạn đổ ải hệ thơng Nam Thái Bình giai đoạn 2050 60 Bảng 2.36 Kết tổng lượng nước yêu cầu cấp cho nông nghiệp giai đoạn 2050 60 Bảng 2.37 Kết tính tốn tổng lượng nước cho chăn nuôi cho vùng tưới hệ thống Nam Thái Bình giai đoạn 2050 61 Bảng 2.38 Kết tổng lượng nước yêu cầu cấp cho sinh hoạt giai đoạn 2050 61 Bảng 2.39 Kết tính tốn tổng lượng nước cấp cho ni trồng thủy sản giai đoạn 2050 61 Bảng 2.40 Kết tính tốn tổng lượng nước cấp cho khu công nghiệp thuộc vùng cấp nước hệ thống thủy lợi Nam Thái Bình giai đoạn 2050 62 Bảng 2.41 Kết tính tốn tổng lượng nước u cầu ngành hệ thống thủy lợi Nam Thái Bình giai đoạn 2050 từ 15/1-11/2 62 Bảng 2.42 Các vị trí kiểm tra mơ hình 67 Bảng 2.43 Hệ số nhám vị trí mặt cắt nhánh sông 70 Bảng 2.44 Kết mực nước lớn thực đo tính tốn mơ 71 Bảng 2.45 Kết mực nước nhỏ thực đo tính tốn mơ 71 Bảng 2.46 Kết kiểm tra hệ số Nash bước hiệu chỉnh mơ hình 71 Bảng 2.47 Kết mực nước lớn thực đo tính tốn mơ 73 Bảng 2.48 Kết mực nước nhỏ thực đo tính tốn mơ 73 Bảng 2.49 Kết kiểm tra hệ số Nash bước hiệu chỉnh mơ hình 73 Bảng 2.50 Tổng hợp nhu cầu nước giai đoạn đổ ải tương lai 74 Bảng 2.51 Thống kê thời đoạn cống không đáp ứng yêu cầu nước tưới 77 Bảng 3.1 Tổng hợp nhu cầu nước giai đoạn làm ải thời kỳ 89 Bảng 3.2 Bảng thống kê kết phương án 90 viii DANH MỤC HÌNH Hình 2.1 Bản đồ phân vùng tưới (lưu vực) vùng cấp nước hệ thống thủy lợi Nam Thái Bình .42 Hình 2.2 Sơ đồ áp dụng mơ hình thủy lực vào toán 64 Hình 2.3 Sơ đồ tính tốn thủy lực hệ thống thủy lợi Nam Thái Bình 65 Hình 2.4 Kết hình thành giá trị toàn mạng lưới kênh tưới vùng tưới hệ thống Nam Thái Bình mơ hình MIKE 11 .69 Hình 2.5 Quá trình mực nước thực đo tính tốn vị trí trạm Quyết Chiến 0h ngày 15/01/2018 đến 24h ngày 11/02/2018 70 Hình 2.6 Q trình mực nước thực đo tính tốn vị trí cống Dục Dương 0h ngày 15/01/2018 đến 24h ngày 11/02/2018 71 Hình 2.7 Quá trình mực nước thực đo tính tốn vị trí trạm Quyết Chiến 0h ngày 15/01/2016 đến 24h ngày 11/02/2016 72 Hình 2.8 Q trình mực nước thực đo tính tốn vị trí cống Dục Dương 0h ngày 15/01/2016 đến 24h ngày 11/02/2016 73 Hình 2.9 Mực nước sơng Hồng dọc theo cống lấy nước hệ thống Nam Thái Bình 0:00 ngày 15/1 75 Hình 2.10 Mực nước sông Trà Lý dọc theo cống lấy nước hệ thống Nam Thái Bình 0:00 ngày 15/1 76 Hình 2.11 Mực nước vị trí mặt cắt thượng lưu cống Tân Lập 0:00 ngày 15/1 76 Hình 2.12 Đường trình mực nước thượng, hạ lưu cống Tân Lập giai đoạn đổ ải từ ngày 15/1 đến ngày 11/2 77 Hình 3.1 Mô cống Tân Lập theo phương án mở rộng cống 82 Hình 3.2 Mơ cống Tân Lập theo phương án đào sâu cống 83 Hình 3.3 Mơ cống Tân Lập theo phương án tăng kích thước cống 84 Hình 3.4 Mực nước sơng Hồng dọc theo cống lấy nước hệ thống Nam Thái Bình 0:00 ngày 15/1 (bcánh=3m;Z đáy cống = -2m) 85 Hình 3.5 Mực nước vị trí mặt cắt thượng lưu cống Tân Lập 0:00 ngày 15/1 85 (bcánh=3m;Z đáy cống = -2m) 85 Hình 3.6 Đường trình mực nước thượng, hạ lưu cống Tân Lập giai đoạn đổ ải từ ix ngày 15/1 đến ngày 11/2 (bcánh=3m;Z đáy cống = -2m) 86 Hình 3.7 Mực nước sông Hồng dọc theo cống lấy nước hệ thống Nam Thái Bình 0:00 ngày 15/1 (bcánh=2m;Z đáy cống = -3m) 86 Hình 3.8 Mực nước vị trí mặt cắt thượng lưu cống Tân Lập 0:00 ngày 15/1 87 (bcánh=2m;Z đáy cống = -3m) 87 Hình 3.9 Đường trình mực nước thượng, hạ lưu cống Tân Lập giai đoạn đổ ải từ ngày 15/1 đến ngày 11/2 (bcánh=2m;Z đáy cống = -3m) 87 Hình 3.10 Mực nước sông Hồng dọc theo cống lấy nước hệ thống Nam Thái Bình 0:00 ngày 15/1(bcánh=3m;Z đáy cống = -3m) 88 Hình 3.11 Mực nước vị trí mặt cắt thượng lưu cống Tân Lập 0:00 ngày 15/1 88 (bcánh=3m;Z đáy cống = -3m) 88 Hình 3.12 Đường trình mực nước thượng, hạ lưu cống Tân Lập giai đoạn đổ ải từ ngày 15/1 đến ngày 11/2 (bcánh=3m;Z đáy cống = -3m) 89 x Phương án 1: Tăng chiều rộng cống, cao trình đáy cống Tân Lập giữ nguyên trạng Zđáy = -2m Cụ thể tăng cánh cống x cánh 2m thành cánh cống x cánh 3m Phương án 2: Giữ nguyên chiều rộng cống trạng Bcống = 6m, cao trình đáy cống hạ thấp từ Zđáy = -2m xuống Zđáy = -3m Phương án 3: Tăng chiều rộng cống hạ cao trình đáy cống Tân Lập Cụ thể tăng cánh cống x cánh 2m thành cánh cống x cánh 3m hạ cao trình đáy từ Zđáy = -2m xuống Zđáy = -3m 3.2.1.2 Giải pháp tưới hệ thống Nam Thái Bình - Làm lại cống đê sông Trà Lý bị hư hỏng không đảm bảo an tồn đê điều: c.Ngũ Thơn, c.Dục Dương nạo vét sông dẫn sau cống để đảm bảo cấp nước tưới, tiêu nước cho vùng Bắc huyện Kiến Xương cấp nguồn cho TB Thống Nhất (Tiền Hải) - Nạo vét sông trục cấp II Kiến Giang: Sông Cự Lâm, sông Búng, sông Lạng, sông Sọng, sông Bạch, sông Ngũ Tổng, sơng Ngơ Xá, sơng Hồng Giang, sơng Bồng Tiên, sông Vua Rộc, sông Lâm Giang, sông Hương, sông Cốc Giang, sông Lịch Bài Để đáp ứng nhu cầu cho cấp nước tưới cho khu vực, kết hợp với việc cấp nước phục vụ ngành kinh tế khác cấp nước sinh hoạt, công nghiệp, thuỷ sản, môi trường Cần phải: - Bổ sung nâng cấp hệ thống cơng trình thuỷ lợi bao gồm cống đê, trạm bơm tưới, hệ thống kênh mương dẫn nước khu vực; - Cải tạo cống tưới có xây dựng từ lâu chưa thiết kế lấy nước sơng có lũ cao; - Thay trạm bơm trục ngang xây dựng từ lâu, khơng cịn phù hợp với tại, tốn điện, hiệu thấp Cải tạo nâng cấp hệ thống công trình trạm bơm tiếp nguồn cho vùng ven biển; - Nạo vét hệ thống sông trục, kênh mương cấp 2,3, nội đồng 80 - Kiên cố hoá hệ thống kênh chính, cấp cấp 2, tập trung ưu tiên kênh máng lấy sa vùng đất cát, vùng trồng màu nhằm nâng cao hiệu tưới 3.2.2 Nhóm giải pháp phi cơng trình Ngồi biện pháp cơng trình nhằm nâng cao lực cơng trình tưới hiệu tưới vùng biện pháp phi cơng trình cần quan tâm: + Giải pháp ưu tiên giải pháp xây dựng, lắp đặt thiết bị quan trắc mực nước tự động thượng hạ lưu cống lấy nước, hỗ trợ công tác vận hành lấy nước; + Tăng cường khả lấy nước từ thượng nguồn cấp nước cho hệ thống; + Lợi dụng thời kỳ triều, lấy nước nhiều vào cống tuân thủ nguyên tắc vận hành cống (Mực nước ngồi sơng cao bên đồng độ mặn nhỏ 4%o cống mở ngược lại cống đóng) với phương châm “tích nước giai đoạn nước cao, triều cường để tưới giai đoạn nước thấp, triều kém”; + Chuyển đổi trồng từ lúa sang trồng cạn có khả chịu mặn chịu hạn, thích ứng với Biến đổi khí hậu, cho xuất cao, phù hợp với định hướng phát triển kinh tế xã hội địa phương điều kiện đất đai thổ nhưỡng vùng nghiên cứu; + Tái cấu sản xuất, điều chỉnh cấu trồng thời vụ phù hợp với hồn cảnh BĐKH, đa dạng hóa hoạt động xen canh, luân canh, tăng cường biện pháp canh tác, phương thức sản xuất nông nghiệp đa mục tiêu bảo đảm an ninh lương thực, tăng thu nhập cho nông dân giảm phát thải; + Chuyển đổi nuôi trồng thủy sản; + Tăng cường tham gia cộng đồng đến quản lý, vận hành hệ thống 3.3 Mô hệ thống kiểm tra giải pháp đề xuất Tác giả tiến hành kiểm tra giải pháp công trình đề trên: 3.3.1 Mơ cống Tân Lập trường hợp mở rộng cống TH1: Mở rộng cống, giữ nguyên cao trình đáy trạng Phương án tăng chiều rộng cống, cao trình đáy cống Tân Lập giữ nguyên trạng 81 Zđáy = -2m Cụ thể tăng cánh cống x cánh 2m thành cánh cống x cánh 3m Hình 3.1 Mô cống Tân Lập theo phương án mở rộng cống 3.3.2 Mô cống Tân Lập trường hợp đào sâu cống TH2: Đào sâu cống, giữ nguyên chiều rộng cống trạng Phương án giữ nguyên chiều rộng cống trạng Bcống = 6m, cao trình đáy cống Tân 82 Lập hạ thấp từ Zđáy = -2m xuống Zđáy = -3m Hình 3.2 Mơ cống Tân Lập theo phương án đào sâu cống 3.3.3 Mô cống Tân Lập trường hợp mở rộng kết hợp đào sâu TH3: Mở rộng kết hợp với đào sâu cống Phương án tăng chiều rộng cống hạ cao trình đáy cống Tân Lập Cụ thể tăng cánh 83 cống x cánh 2m thành cánh cống x cánh 3m hạ cao trình đáy từ Zđáy = 2m xuống Zđáy = -3m Hình 3.3 Mơ cống Tân Lập theo phương án tăng kích thước cống 3.4 Phân tích, đánh giá lựa chọn phương án Kết tính tốn phương án 3.4.1 Trường hợp 1: b=3m, Zđáy = -2m (3 cánh cống x 3m) 84 Hình 3.4 Mực nước sơng Hồng dọc theo cống lấy nước hệ thống Nam Thái Bình 0:00 ngày 15/1 (bcánh=3m;Z đáy cống = -2m) Hình 3.5 Mực nước vị trí mặt cắt thượng lưu cống Tân Lập 0:00 ngày 15/1 (bcánh=3m;Z đáy cống = -2m) 85 Hình 3.6 Đường trình mực nước thượng, hạ lưu cống Tân Lập giai đoạn đổ ải từ ngày 15/1 đến ngày 11/2 (bcánh=3m;Z đáy cống = -2m) - Kết tính tốn cho thấy tăng kích thước bề rộng cống lên bcánh = 3m Lượng nước tưới lấy qua cống Tân Lập là: 7,07.106m3 < 7,54.106m3 lượng nước yêu cầu tưới cấp nước vùng nghiên cứu 3.4.1 Trường hợp 2: b=2m, Zđáy = -3m (3 cánh cống x 2m) Hình 3.7 Mực nước sông Hồng dọc theo cống lấy nước hệ thống Nam Thái Bình 0:00 ngày 15/1 (bcánh=2m;Z đáy cống = -3m) 86 Hình 3.8 Mực nước vị trí mặt cắt thượng lưu cống Tân Lập 0:00 ngày 15/1 (bcánh=2m;Z đáy cống = -3m) Hình 3.9 Đường trình mực nước thượng, hạ lưu cống Tân Lập giai đoạn đổ ải từ ngày 15/1 đến ngày 11/2 (bcánh=2m;Z đáy cống = -3m) - Kết tính tốn cho thấy đào sâu cống xuống cao trình Z đáy cống = -3m Lượng nước tưới lấy qua cống Tân Lập là: 7,25.106m3 < 7.54.106m3 lượng nước yêu cầu tưới cấp nước vùng nghiên cứu → Vẫn chưa đáp ứng yêu cầu 87 3.4.1 Trường hợp 3: b=3m, Zđáy = -3m (3 cánh cống x 3m)P Hình 3.10 Mực nước sông Hồng dọc theo cống lấy nước hệ thống Nam Thái Bình 0:00 ngày 15/1(bcánh=3m;Z đáy cống = -3m) Hình 3.11 Mực nước vị trí mặt cắt thượng lưu cống Tân Lập 0:00 ngày 15/1 (bcánh=3m;Z đáy cống = -3m) 88 Hình 3.12 Đường trình mực nước thượng, hạ lưu cống Tân Lập giai đoạn đổ ải từ ngày 15/1 đến ngày 11/2 (bcánh=3m;Z đáy cống = -3m) (Kết chi tiết xem bảng PL 3.2 – Phụ Lục) Kết tính tốn cho thấy tăng kích thước bề rộng cống Tân Lập lên bcánh=3m; Z đáycống= -3m Lượng nước tưới lấy qua cống Tân Lập là: 7,79.106m3 > 7,54.106m3 lượng nước yêu cầu tưới cấp nước vùng nghiên cứu 3.5 Sơ đánh giá hiệu đề xuất phương án chọn Bảng 3.1 Tổng hợp nhu cầu nước giai đoạn làm ải thời kỳ Các ngành dùng nước Hiện 2030 2050 7,14.106m3 7,36.106m3 7,54.106m3 Tổng Từ kết tính tốn, ta thấy giải pháp phi cơng trình giải phần thiếu hụt lượng nước cần lấy điều kiện biến đổi khí hậu nước biển dâng Tuy nhiên, lượng nước thiếu hụt lên tới 1,01 triệu m3 giai đoạn 2030 2050, áp dụng giải pháp phi cơng trình khơng đáp ứng nhu cầu nước cho vùng nghiên cứu Cần phải áp dụng giải pháp cơng trình đề trên, với kết tính tốn cụ thể Bảng 3.2 sau 89 Bảng 3.2 Bảng thống kê kết phương án Lượng nước Lượng nước yêu Trường hợp lấy qua cống cầu (106m3) (106m3) Hiện cống 6,99 7,14 Trường hợp 1: Bc=9m; 7,07 Z đáy cống = -2 m Trường hợp 2: Bc=6m; 7,54 (Giai đoạn 7,25 năm 2050) Z đáy cống = -3 m Trường hợp 3: Bc=9m; 7,79 Z đáy cống = -3 m Chênh lệch (106m3) -0,15 -0,47 -0,29 0,25 - Nhận xét: Kết tính tốn thủy lực thời kỳ cho thấy với kích thước tại, khả lấy nước cống Tân Lập chưa đáp ứng nhu cầu nước vùng nghiên cứu hệ thống Nam Thái Bình - Kết tính tốn thủy lực cho thấy, với phương án mở rộng cống Tân Lập, trường hợp 1, cống lấy lượng nước 6,99.106m3 đáp ứng nhu cầu nước cho giai đoạn 7,07.106m3 không đáp ứng nhu cầu nước cho giai đoạn tương lai (7,54.106 m3 giai đoạn 2050) Do đó, cải tạo cống theo trường hợp khơng đạt hiệu kinh tế gây lãng phí - Với trường hợp 3, mở rộng đào sâu cống Tân Lập từ 6m lên 9m, từ kết mơ hình cho thấy lượng nước lấy tăng lên đáng kể, giá trị 7,79.106m3, vượt 6,9% so với nhu cầu nước vùng tính theo định hướng phát triển kinh tế xã hội, tầm nhìn 2030-2050 Do đó, việc mở rộng cống với kích thước trường hợp hợp lý cần thiết - Từ nhận xét trên, kiến nghị lựa chọn phương án mở rộng (trường hợp 3) để cải tạo nâng cấp cống Tân Lập, đáp ứng yêu cầu cấp nước tưới cho vùng nghiên cứu nói riêng vùng Nam Thái Bình nói chung, đồng thời đáp ứng phù hợp với quy hoạch giao thông thuỷ hệ thống 90 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Những kết nghiên cứu luận văn Qua đề tài: “Nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng biến đổi khí hậu nước biển dâng đến khả lấy nước hệ thống thuỷ lợi Nam Thái Bình”, luận văn đạt số kết rút số kết luận sau: a) Tổng hợp phân tích điều kiện tự nhiên kinh tế xã hội vùng tưới hệ thống Nam Thái Bình, tác giả phân chia tiểu vùng xác định nhu cầu nước cho ngành dùng nước vùng Từ đánh giá khả lấy nước qua cống lấy nước vùng giai đoạn tương lai 2030, 2050 b) Tác giả tính nhu cầu nước cho loại trồng phương pháp thử dần sử dụng bảng excel, dùng phương pháp lập bảng thống kê để tính nhu cầu nước cho ngành dùng nước khác Bên cạnh đó, tác giả sử dụng mơ hình thủy lực Mike 11 để đánh giá khả lấy nước cống Tân Lập (cống đại diện) vùng nghiên cứu c) Kết tính tốn cho thấy, nhu cầu nước toàn vùng tưới tăng theo thời gian điều kiện biến đổi khí hậu, nước biển dâng, cụ thể năm 2018 nhu cầu nước cho giai đoạn đổ ải (từ 15/1 đến 11/2) 148,29 triệu m3, nhu cầu nước tăng lên 152,64 triệu m3 giai đoạn 2030 155,04 triệu m3 giai đoạn 2050 d) Luận văn đưa giải pháp nâng cấp, cải tạo cống Tân Lập nhằm đáp ứng nhu cầu tưới cấp nước cho vùng nghiên cứu thuộc hệ thống Nam Thái Bình Cụ thể, với cống Tân Lập, giữ nguyên cánh cống, mở rộng cống từ 6m lên 9m, hạ tấp cao trình đáy cống từ Zđáy= -2m xuống Zđáy= -3m e) Với phương án mở rộng đảm bảo cấp nước chủ động (đủ nước tưới) cho vùng tưới cống Tân lập thuộc hệ thống Nam Thái Bình, phù hợp với quy hoạch phát triển giao thông đô thị giai đoạn 2030 2050 91 Kiến nghị a) Để việc đánh giá cụ thể thiếu hụt nước cho lĩnh vực dùng nước khác cần phải có nghiên cứu sâu ảnh hưởng biến đổi khí hậu đến lĩnh vực khác tính toán cân nước phạm vi hệ thống lưu vực cách đầy đủ b) Để cải thiện tình trạng thiếu nước, đặc biệt nhu cầu dùng nước căng thẳng giao đoạn đổ ải cho hệ thống Nam Thái Bình Tác giả lựa chọn giải pháp cải tạo nâng cấp cống Tân lập giải pháp mở rộng kết hợp đào sâu: chiều rộng cống mở rộng từ 6m lên 9m hạ thấp cao trình đáy cống từ -2m xuống -3m Phương pháp nghiên cứu cho vùng Nam Thái Bình áp dụng cho hệ thống thủy lợi vùng khác có đặc điểm tương tự (lấy nước ngược thông qua cống tưới, tác động thủy triều) 92 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Roula Bachour Manal Al Arab, “Nghiên cứu ưu tiên cung cấp nước tưới cho hệ thống tưới tỉnh Oronts”, Lebanon, 2011 [2] Michael L Connor, “Nghiên cứu nhu cầu nước cấp nước cho lưu vực sông Corolado”, USA, 2012 [3] David S Bowles Trevor C Hunghes, “Nghiên cứu mở rộng hệ thống lấy nước vùng hạn hạn Mỹ”, 2005 [4] Robert G Evans E Jonh Sadler, “Nghiên cứu công nghệ phương pháp cải thiện hiệu lấy nước tưới hệ thống thủy lợi”, 2008, [5] J Jägermeyr, D Gerten J Heinke, "Nghiên cứu tiềm tiết kiệm nước hệ thống tưới với mô kết nối toàn cầu", 2015 [6] A Hamdy, “Nghiên cứu sử dụng nước hiệu tưới cho nơng nghiệp, nghiên cứu điển hình Bari”, Italy, 2007 [7] Sigit Supadmo Arif Murtiningrum, “Nghiên cứu thách thức cấp bách quản lý tưới tương lai Indonesia”, 2012 [8] Lê Kim Truyền, “Nghiên cứu giải pháp cấp nước mùa cạn cho hệ thống thuỷ lợi dọc sông Hồng”, Đề tài cấp nhà nước, Hà Nội, 2005 [9] Lê Văn Chín, “Quy trình vận hành hệ thống thủy lợi Bắc Hưng Hải”, 2016 [10] Lại Tiến Vinh, “Nghiên cứu biến động tài nguyên nước vùng đồng sông Hồng bối cảnh biến đổi khí hậu”, Luận án tiến sĩ địa lý, Học viện khoa học công nghệ, Hà Nội, 2016 [11] Đinh Vũ Thanh, “Nghiên cứu số kỹ thuật cống vùng triều cần tập trung nghiên cứu để phục vụ nông nghiệp nuôi trồng thuỷ sản ven biển”, Tạp chí Khoa học kỹ thuật Thủy lợi, Trường Đại học Thủy lợi, tháng 12/2012 [12] Lê Xuân Quang, Vũ Thế Hải, Nguyễn Thế Quảng,“Nghiên cứu tính tốn cân nước cho ngành kinh tế lưu vực sông Mã”, Internet: 93 http://iwe,vn/p1c4/p2c15/n87/tai-nguyen-nuoc-viet-nam-tinh-toan-can-bang-nuoc-chocac-nganh-kinh-te-cua-luu, 6,25, 2012 [13] Phạm Tất Thắng, Nguyễn Thu Hiền, “Ảnh hưởng biến đổi khí hậu – nước biển dâng đến tình hình xâm nhập mặn dải ven biển đồng Bắc Bộ”, Tạp chí Khoa học KTTL&MT, 2012 [14] Bùi Nam Sách, “Nghiên cứu biến đổi nhu cầu tiêu biện pháp tiêu cho hệ thống thủy nơng Nam Thái Bình có xét đến ảnh hưởng biến đổi khí hậu tồn cầu”, Luận án tiến sĩ, 2010 [15] Nguyễn Thu Hiền, “Đánh giá khả lấy nước cống tưới – hệ thống thủy lợi Nam Thái Bình ảnh hưởng BĐKH-NBD”, Tạp chí Khoa học KTTL&MT, 2011 [16] Nguyễn Thu Hiền, "Mơ hình quản lý vận hành hệ thống Nam Thái Bình nhằm cải tạo đất thích ứng với điều kiện biến đổi khí hậu", 2010 [17] Bộ tài ngun mơi trường, Kịch biến đổi khí hậu nước biển dâng cho Việt Nam, 2016 [18] Viện Quy hoạch Thủy lợi, Báo cáo rà soát quy hoạch thủy lợi vùng kẹp sơng Hồng sơng Hóa, 2016 94 ... - Nghiên cứu đánh giá khả lấy nước cống tưới hệ thống thuỷ lợi Nam Thái Bình ảnh hưởng biến đổi khí hậu - nước biển dâng tác giả PGS.TS Nguyễn Thu Hiền (2012), nghiên cứu đánh giá khả lấy nước. .. từ biển lấy nước vài ngày chất lượng nước không đảm bảo Xuất phát từ vấn đề trên, thấy đề tài ? ?Nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng biến đổi khí hậu nước biển dâng đến khả lấy nước hệ thống thuỷ lợi Nam. .. Nam Thái Bình” cần thiết Mục tiêu nghiên cứu Đánh giá ảnh hưởng biến đổi khí hậu nước biển dâng đến khả lấy nước hệ thống đề xuất giải pháp nâng cao khả lấy nước hệ thống Đối tượng phạm vi nghiên