Hệ thống kờnh tiờu là cỏc sụng mương tự nhiờn và nhõn tạo được xõy dựng từ những năm 1960. Đến nay hệ thống kờnh chớnh và nhỏnh chớnh chưa được cải tạo đồng bộ và triệt đờ̉ nờn đó xuống cấp trầm trọng.
2.1.2.1. Kờnh tiờu chớnh
Hỡnh 2.3: Hiện trạng kờnh tiờu chớnh
Kờnh chớnh cú chiều dài gần 2.600 m bắt đầu từ đoạn nối với kờnh Hồng Võn đến tự chảy và trạm bơm Đại Áng. Dọc tuyến kờnh mặt cắt kờnh thay đổi nhiều do bồi lắng và sạt lở bờ kờnh, chiều rộng lũng kờnh hiện tại thay đổi trong khoảng 2,5-3,2m lũng kờnh mấp mụ nhiều do bồi lắng và sạt lở tạo ra độ dốc ngược tại một số đoạn kờnh. Hai bờ kờnh cỏ dại mọc um tựm, hệ số mỏi thay đổi nhiều, cú đoạn mỏi kờnh thẳng đứng, thọ̃m chớ tạo nhiều hàm ếch khoột sõu trong bờ. Ngoài ra một số đoạn kờnh cũn bị lấn chiếm đắp đọ̃p trong lũng kờnh, đổ đất lấn chiếm lũng kờnh đờ̉ trồng cõy và chăn nuụi. Trong lũng kờnh cú rất nhiều rỏc thải, bốo tõy trụi dạt. Từ những nguyờn nhõn trờn nờn việc dẫn nước của hệ thống kờnh khụng đỏp ứng được cả về lưu lượng và mực nước.
2.1.2.2. Cỏc tuyến kờnh nhỏnh chớnh của hệ thống
Hệ thống cú rất nhiều kờnh nhỏnh, trong đú cú 10 kờnh nhỏnh chớnh như bảng thống kờ dưới đõy:
Bảng 2.1: Hệ thống kờ cỏc tuyến kờnh nhỏnh chớnh
TT Tờn kờnh Chiều dài (m) Diện tớch (ha) Vị trớ
1 Kờnh N1 734 48,0 Thụn Nguyệt Áng 2 Kờnh N2 1480 16,3 Thụn Nguyệt Áng 3 Kờnh N3 1377 71,5 Thụn Nguyệt Áng 4 Kờnh N4 1218 115,4 Thụn Nguyệt Áng 5 Kờnh N5 1004 43,6 Thụn Vĩnh Trung 6 Kờnh N6 1159 52,5 Thụn Vĩnh Trung 7 Kờnh N7 845 69,2 Thụn Vĩnh Trung 8 Kờnh N8 1067 71,3 Thụn Vĩnh Trung 9 Kờnh N9 752 21,7 Thụn Vĩnh Trung 10 Kờnh N10 445 20,5 Thụn Vĩnh Trung 11 Kờnh Chớnh 2590 530,0 Thụn Vĩnh Trung Tổng 6.8590 530,0 Thụn Vĩnh Trung
Hiện trạng mặt cắt ngang cỏc tuyến kờnh này thay đổi nhiều, chiều rộng lũng kờnh mở rộng hoặc thu hẹp đột ngột gõy cản trở dũng chảy, vớ dụ như:
Đoạn kờnh nhỏnh chớnh N8 và N6 phụ trỏch 123,8 ha thuộc thụn Vĩnh Trung. Kờnh N2 và kờnh N4 đi qua khu dõn cư của thụn Nguyệt Áng và thụn Đại Áng trở thành vị trớ tọ̃p kết rỏc và cỏ dại mọc chằng chịt.
Cỏc tuyến kờnh nhỏnh chớnh cũn lại ở trong trạng thỏi bờ kờnh sạt lở nhiều, lũng kờnh bồi lấp tạo ra nhiều mấp mụ uốn khỳc, hệ số mỏi kờnh nhỏ hơn 1,5 thọ̃m chớ cú nhiều đoạn cũn cú cỏc hàm ếch ăn sõu trong bờ kờnh.
Như vọ̃y toàn bộ cỏc tuyến kờnh nhỏnh chớnh trong hệ thống đều khụng đảm bảo dẫn nước theo thiết kế.
2.1.2.3. Hệ thống cụng trỡnh trờn kờnh
Hỡnh 2.4: Hiện trạng cụng trỡnh trờn kờnh đó xuống cấp nghiờm trọng
Hệ thống cụng trỡnh trờn kờnh trong vựng chủ yếu là cống trờn kờnh. Một số cống kết hợp điều tiết nước tiờu hoặc giữ nước tưới. Hiện nay hầu hết cỏc thõn cống này bị đứt góy, tường cỏnh bị đổ vỡ, sõn trước và sau khụng cũn, khụng cũn lại một cửa van nào...Khi mựa mưa tới nước được chảy tràn trờn toàn diện tớch canh tỏc khụng thờ̉ tiến hành phõn vựng tiờu gõy ngọ̃p lụt trờn diện rộng và thiệt hại lớn. Hệ thống cụng trỡnh trờn kờnh đó xuống cấp trầm trọng, hầu hết cỏc cụng trỡnh khụng cũn khả năng hoạt động. Tại nhiều vị trớ cống nhõn dõn đó phỏ bờ kờnh tiờu chớnh đờ̉ nước trong kờnh tiờu nhỏnh thoỏt ra.
2.1.2.4. Hệ thống bờ vựng, bờ thửa
Hệ thống bờ vựng, bờ thửa tương đối hoàn chỉnh bởi chớnh quyền địa phương thụn và xó thường xuyờn trớch quỹ đờ̉ tiến hành tu bổ thường xuyờn. Nhưng phần kinh phớ này rất nhỏ chỉ đủ sửa chữa những hư hỏng nhỏ trong nội đồng.
2.2. Vấn đề ngập lụt trong vựng và cỏc nguyờn nhõn gõy ngập ỳng
2.2.1. Vấn đề ngập lụt trong vựng nghiờn cứu
Do hiện nay hệ thống tiờu chưa được đảm bảo, nờn mức độ ỳng ngọ̃p trờn địa bàn xó cũn xảy ra rất nghiờm trọng.
Bảng 2.2: Tỡnh hỡnh ỳng ngọ̃p của xó Đại Áng Năm Diện tớch mất trắng (ha) Diện tớch giảm 50% năng suất Diện tớch giảm 25% năng suất (ha) Tổng cộng (ha) 2000 54 117 200 367 2001 0 0 0 0 2002 70 125 198 393 2003 63 168 205 436 2004 82 100 180 362 2005 0 50 100 150 2006 0 0 0 0 2007 42 124 200 366 2008 10 125 190 365 2009 22 152 180 354 2010 0 42 94 136 2011 75 152 135 362 2012 52 82 172 306 2013 83 129 102 314 2014 33 148 146 327 B/quõn (ha) 39.1 100.9 140.1 282.5
Theo bảng số liệu 2.2 thống kờ 8 năm gần đõy từ năm 20002014 cho thấy rằng, tuy
những năm này chưa phải là cỏc năm cú mưa lớn, nhưng bỡnh quõn mỗi năm xó Đại Áng bị ỳng nặng khoảng 140 ha, trong đú cú 39 ha bị mất trắng. Đặc biệt trong quỏ khứ đó cú những năm bị ỳng ngọ̃p trờn 200 ha, trong đú cú 80 ha bị mất trắng.
Đối với diện tớch đất thổ cư hệ thống tiờu thoỏt nước chạy qua khu dõn đa phần là cống hộp hỡnh chữ nhọ̃t cú khẩu độ 0,5 x 1,0m chưa đỏp ứng được yờu cõu tiờu của hiện tại. Trong vựng nghiờn cứu cũn tồn tại một số điờ̉m ngọ̃p cục bộ do hệ thống đó xuống cấp, chưa cải tạo, cú nhiều bựn cỏt lắng đọng và nhiều rỏc thải chưa xử lý gõy ỏch tắc làm giảm lưu lượng thiết kế của hệ thống. Cần thống nhất hệ cao độ thiết kế đờ̉ đảm bảo khụng gõy ngọ̃p ỳng cục bộ.
2.2.2. Nguyờn nhõn gõy ngập ỳng
Đụ thị phỏt triờ̉n nhanh chúng dẫn đến hệ thống hạ tầng kỹ thuọ̃t khụng theo kịp với tốc độ phỏt triờ̉n đụ thị, cựng với đú hệ thống thoỏt nước hiện cú đó xuống cấp, kớch thước khụng đỏp ứng kịp thời nhu cầu thoỏt nước cho vựng nghiờn cứu.
Ảnh hưởng của mưa lớn bất thường những năm gần đõy do tỏc động của biến đổi khớ họ̃u. Những trọ̃n mưa lớn kộo dài vượt qua tần suất thiết của cụng trỡnh dẫn đến tỡnh trạng ngọ̃p ỳng gõy bức xỳc cho người dõn.
Cụng tỏc dự bỏo chưa lường hết được được biến đổi khớ họ̃u nờn thụng số thiết kế theo quy hoạch đó khụng cũn phự hợp với tỡnh hỡnh thực tế khiến một số tuyến thoỏt nước dự mới được đầu tư cũng trở nờn quỏ tải.
Yờu cầu tiờu nước phục vụ cho nụng nghiệp cao hơn trước. Trước đõy tiờu cho loại lỳa cõy cao, thời gian sinh trưởng dài. Hiện nay tiờu cho lỳa cao sản, cõy thấp, lỳa ngắn ngày, nờn cỏc cụng trỡnh tiờu khụng đỏp ứng được yờu cầu.
í thức của người dõn cũn hạn chế và việc quản lý chưa được thực hiện tốt nờn nhiều nơi bị lấn chiếm, san lấp trỏi phộp, tỡnh trạng xả rỏc ra kờnh rạch, cửa xả vẫn cũn rất phổ biến làm thu hẹp dũng chảy, tắc nghẽn hệ thống thoỏt nước.
Năng lực tiờu của trạm bơm rất thấp, mỏy bơm hiện tại cũ nỏt, hiệu suất bơm khụng cao do đú khi gặp trọ̃n mưa lớn trạm bơm khụng đủ năng lực tiờu dẫn đến ỳng ngọ̃p. Cỏc trục tiờu chớnh bị bồi lắng lõu ngày chưa được nạo vột, mặt cắt kờnh nhỏ, khả năng dẫn nước kộm khụng đỏp ứng được yờu cầu tiờu, nhiều chỗ đỏy kờnh cao xấp xỉ mặt ruộng. Do đú những vựng đất thấp hơn đỏy kờnh sẽ khụng tiờu kịp nờn bị ngọ̃p ỳng.
Cỏc cụng trỡnh trờn kờnh đó xõy dựng trước đõy với quy mụ nhỏ (do hệ số tiờu nhỏ) nờn cụng trỡnh khụng đỏp ứng được yờu cầu. Mặt khỏc cỏc cụng trỡnh này đó xõy dựng hơn 30 năm nờn cú nhiều cụng trỡnh bị hư hỏng, xuống cấp, khụng cú nguồn kinh phớ sửa chữa kịp thời nờn hiệu quả tiờu của cụng trỡnh cũn thấp.
Do mặt ruộng cũn thiếu cụng trỡnh điều tiết, nờn mỗi khi mưa, khu cao khụng giữ được nước chảy dồn xuống vựng thấp gõy nờn ỳng ngọ̃p cho vựng thấp, nhiều nơi bị ỳng z ngọ̃p sõu dẫn đến nhiều diện tớch mất trắng.
Việc quản lý điều hành hệ thống cũn cú nhiều bất cọ̃p, thiếu sự đồng bộ trong quản lý cao độ xõy dựng, dẫn đến tỡnh trạng hỡnh thành cỏc vựng trũng thấp cục bộ.
Kết luận về hiện trạng tiờu: Hiện tại, ỳng ngọ̃p xảy ra thường xuyờn và nghiờm trọng khi mưa lớn, ảnh hưởng thiệt hại đến sản xuất nụng nghiệp và mụi trường sống. Vỡ vọ̃y cần nghiờn cứu giải phỏp đờ̉ giải quyết ngay vấn đề tiờu cho khu vực.
Đờ̉ tiờu chủ động và triệt đờ̉, giải quyết nạn ngọ̃p ỳng, giải phỏp duy nhất cho khu vực là tiến hành xõy dựng cải tạo cỏc trạm bơm tiờu cú cụng suất đủ lớn, đảm nhọ̃n tiờu nước của khu vực ra nguồn tiờu. Ngoài ra cần cải tạo, sửa chữa, nõng cấp hệ thống kờnh mương nội đồng nhằm đảm bảo dẫn nước, tiờu thoỏt nước được tốt phự hợp với lưu lượng của cụng trỡnh đầu mối.
2.3. Xõy dựng cỏc kịch bản tớnh toỏn
Kịch bản biến đổi khớ họ̃u xột đến sự biến đổi trong thế kỉ 21 của cỏc yếu tố khớ họ̃u như nhiệt độ (nhiệt độ trung bỡnh năm, mựa và nhiệt độ cực trị); lượng mưa (mưa năm, mưa trong cỏc mựa, mưa cực trị) và một số hiện tượng khớ họ̃u cực đoan (bóo và ỏp thấp nhiệt đới, số ngày rột đọ̃m, rột hại, số ngày nắng núng và hạn hỏn). Trong luọ̃n văn này tỏc giả chỉ đề cọ̃p đến yờu tố ảnh hưởng trực tiếp đến vấn đề trờn cho vựng nghiờn cứu là lượng mưa.
2.3.1. Túm tắt kịch bản biến đổi khớ hậu cho Việt Nam vào cuối thế kỷ 21
Nhiệt độ: Theo kịch bản RCP4.5, nhiệt độ trung bỡnh năm tăng 1,90C ữ 2,40C ở phớa Bắc và 1,70C ữ 1,90C ở phớa Nam. Theo kịch bản RCP8.5, mức tăng 3,30C ữ 4,00C ở phớa Bắc và 3,00C ữ 3,50C ở phớa Nam. Nhiệt độ cực trị cú xu thế tăng rừ rệt
Lượng mưa: Theo kịch bản RCP4.5, lượng mưa năm tăng phổ biến từ 5 ữ 15% Theo kịch bản RCP8.5, mức tăng nhiều nhất cú thờ̉ trờn 20% ở hầu hết Bắc Bộ, Trung Bộ, một phần Nam Bộ và Tõy Nguyờn. Giỏ trị trung bỡnh của lượng mưa 1 ngày lớn nhất cú xu thế tăng trờn toàn lónh thổ Việt Nam (10ữ70%) so với trung bỡnh thời kỳ cơ sở. Giú mựa và một số hiện tượng cực đoan: Số lượng bóo mạnh đến rất mạnh cú xu thế tăng; giú mựa hố cú xu hướng bắt đầu sớm hơn và kết thỳc muộn hơn. Mưa trong thời kỳ hoạt động của giú mựa cú xu hướng tăng. Số ngày rột đọ̃m, rột hại ở cỏc tỉnh miền nỳi phớa Bắc, đụng bằng Bắc Bộ, Bắc Trung Bộ đều giảm. Số ngày nắng núng ( Tx ≥ 350C) cú xu thế tăng trờn phần lớn cả nước, lớn nhất là ở Bắc Trung Bộ, Nam Trung Bộ và Nam Bộ. Hạn hỏn cú thờ̉ trở lờn khắc nghiệt hơn ở một số vựng do nhiệt độ tăng và khả năng giảm lượng mưa trong mựa khụ.
2.3.2. Xõy dựng kịch bản cho vựng nghiờn cứu
Theo QCVN 04-05:2012/BNNPTNT quy chuẩn kỹ thuọ̃t quốc gia cụng trỡnh thủy lợi- cỏc quy định chủ yếu vờ thiết kế chỉ ra tần suất thiết kế tiờu cho nụng nghiệp là 10% và tần suất kiờ̉m tra là 5%. Căn cứ vào tài liệu trờn tỏc giả đó đề xuất cỏc phương ỏn sau:
2.3.2.1. Phương ỏn về lượng mưa
Phương ỏn 1: Mưa thiết kế P=10% khi chưa kờ̉ đến biến đổi khớ họ̃u Phương ỏn 2: Mưa kiờ̉m tra P=5% khi chưa kờ̉ đến biến đổi khớ họ̃u Phương ỏn 3: Mưa thiết kế P=10% khi đó kờ̉ đến biến đổi khớ họ̃u
Dựa và tài liệu: “Kịch bản biến đổi khớ họ̃u và nước biờ̉n dõng cho Việt Nam” xuất bản năm 2016. Lượng mưa trung bỡnh năm ở vựng nghiờn cứu liờn tục thay đổi và cú xu hướng tăng dần qua cỏc giai đoạn và theo kịch bản phỏt thải. Trong kịch bản BĐKH cú đưa ra 2 kịch bản về mức độ biến đổi của lượng mưa toàn cầu là RCP4.5 và RCP 8.5. Theo khuyến nghị của bộ tài nguyờn và mụi trường căn cứ vào tỡnh hỡnh dõn sinh kinh tế, xó hội và tốc độ phỏt triờ̉n của vựng nghiờn cứu tỏc giả đó lựa chọn mức độ biến đổi của lượng mưa toàn cầu dự tớnh theo kịch bản RCP4.5 vỡ khả năng xảy ra trong thực tế cao hơn kịch bản RCP8.5. Theo kịch bản RCP4.5, lượng mưa cú thay đổi đỏng kờ̉ khi nhiệt độ tăng. Xu thế chung là lượng mưa mựa mưa tăng, lượng mưa mựa khụ giảm.
Bảng 2.3: Bảng biến đổi lượng mưa(%) cỏc mựa so với thời kỡ cơ sở
Thỏng Kịch bản RCP4.5 2030 XII - II 8,9 III - V -10,33 VI - VIII 14,1 IX - XI 35
(Nguồn: kịch bản biến đổi khớ hậu và nước biển dõng cho Việt Nam” xuất bản năm 2016. Nhà xuất bản tài nguyờn mụi trường và bản đồ Việt Nam)
Lượng mưa trung bỡnh theo mựa ở cỏc giai đoạn thỏng III – V năm 2030 cú xu hướng giảm là 10,33% theo hai kịch bản RCP4.5. Ngoài ra lượng mưa trung bỡnh theo mựa cỏc giai đoạn cũn lại cú xu hướng tăng so với giai đoạn nền.
Bảng 2.4: Bảng biến đổi nhiệt độ cỏc mựa so với thời kỡ cơ sở
Thỏng Kịch bản RCP4.5 2030 XII - II 0,6 III - V 0,6 VI - VIII 0,8 IX - XI 0,7
(Nguồn: kịch bản biến đổi khớ hậu và nước biển dõng cho Việt Nam” xuất bản năm 2016. Nhà xuất bản tài nguyờn mụi trường và bản đồ Việt Nam)
Biến đổi nhiệt độ theo mựa trong cỏc giai đoạn cú xu hướng tăng so với giai đoạn nền. Theo kịch bản RCP 4.5 thỡ nhiệt độ tăng từ 0,6oC đến 0,7oC so với giai đoạn nền vào năm 2030.
Nhọ̃n xột: Do kịch bản biến đổi khớ họ̃u, nước biờ̉n dõng cho Việt Nam (sau đõy gọi tắt là Kịch bản biến đổi khớ họ̃u) chỉ dự bỏo về mức thay đổi về tổng lượng mưa năm, mưa vụ và tổng lượng mưa thỏng theo từng mốc thời gian của thế kỷ XXI, chưa cú dự bỏo thay đổi về lượng mưa 5 ngày lớn nhất. Vỡ vọ̃y, đờ̉ cú số liệu phục vụ cho cụng tỏc nghiờn cứu của luọ̃n văn, phự hợp với kết quả nghiờn cứu ở trong nước và thế giới về BĐKH toàn cầu cũng như phự hợp với mục tiờu nghiờn cứu của đề tài. Luọ̃n văn dựa vào mụ hỡnh lượng mưa thời kỳ nền 1986 – 2005 đồng thời căn cứ trờn kết quả dự bỏo mức độ thay đổi lượng mưa 5 ngày lớn nhất từng năm từ 2020 – 2039 (Tại trạm đo Hà Đụng) so với thời kỳ nền, theo kết quả nghiờn cứu của Viện khoa học khớ tượng thủy
lượng mưa tiờu thiết kế 5 ngày lớn nhất tương đương với sự thay đổi về tổng lượng mưa theo kịch bản phỏt thải trung bỡnh (RCP4.5). Giữ nguyờn dạng phõn phối mụ hỡnh mưa tiờu khụng đổi trong thời kỳ 1994 (mưa 5 ngày lớn nhất) đờ̉ làm điều kiện biờn trong tớnh toỏn. Với kịch bản về mức tăng (%) lượng mưa theo kịch bản phỏt thải trung bỡnh và giả thiết như trờn.
Tỏc giả tiến hành xõy dựng kịch bản biến đổi khớ họ̃u cho vựng nghiờn cứu. Cỏc phương phỏp xõy dựng kịch bản biến đổi khớ họ̃u hiện nay là:
Phương phỏp phõn tớch xu thế mà mức biến đổi trong quỏ khứ (Phương phỏp hồi quy tuyến tớnh, sử dụng hệ số tương quan)
Phương phỏp tớnh toỏn xõy dựng kịch bản biến đổi khớ họ̃u. Cụ thờ̉ là phương phỏp chi tiết húa động lực.
Phương phỏp thống kờ hiệu chỉnh kết quả mụ hỡnh.
Phương phỏp tớnh toỏn xõy dựng kịch bản biến đổi khớ họ̃u là phương phỏp chớnh được sử dụng ở Việt Nam hiện nay. Phương phỏp này cú xột đến cỏc quỏ trỡnh vọ̃t lý và húa học của khớ quyờ̉n. Phương phỏp này được tổ hợp của 5 mụ hỡnh (Nhọ̃t Bản, Liờn Bang Úc, Mỹ, í, vương quốc Anh) cho ra 16 phương ỏn về biến đổi khớ họ̃u, điều này làm tăng mức độ tin cọ̃y của kết quả đạt được. Kết quả tớnh toỏn của cỏc biến khớ họ̃u trong tương lai được so sỏnh với thời kỳ cơ sở (1986-2005).
Đối với lượng mưa: ∆𝑅 = 𝑅𝑡𝑙−𝑅𝑛𝑒𝑛
𝑅𝑛𝑒𝑛 ì 100 Trong đú: