TT Vị trí Kinh độ (m) Vĩ độ (m) Đặc trưng 1 1 572.586,35 1.121.929,52 Lưu lượng 2 2 579.675,30 1.123.026,74 Lưu lượng 3 3 581.529,33 1.121.860,94 Lưu lượng 4 4 587.091,44 1.117.197,79 Lưu lượng 5 5 590.744,98 1.114.043,29 Mực nước 6 6 591.781,05 1.104.374,06 Mực nước 7 7 579.511,73 1.098.819,39 Mực nước 8 8 571.768,41 1.101.631,02 Lưu lượng 9 9 566.969,72 1.113.426,10 Lưu lượng 10 10 569.478,12 1.118.020,70 Lưu lượng
3.3.2.3. Thơng số mơ hình
Sau khi hiệu chỉnh, luận văn đã xác định được bộ thơng số mơ hình MIKE21 cho miền tính như trong Bảng 3.7.
Bảng 3.7. Thơng số mơ hình MIKE21 của miền tính
TT Thông số Giá trị Ghi chú
1 Mức độ khô của lưu vực 0,005 (m) 2 Mức độ ẩm của lưu vực 0,05 (m) 3 Biên độ ngập lụt 0,1 (m) 4 Hệ số nhớt rối theo phương
ngang 0,28 Phương pháp Smagorinky
5 Hệ số nhám 25 ( /s) Hệ số nhám Manning (M)
6 Điều kiện ban đầu 0 (m) Mực nước tĩnh
3.3.3. Mơ hình thủy văn đơ thị (MIKE URBAN)
Các cống, hố ga của hệ thống tiêu thốt nước đơ thị trên địa bàn quận Ninh Kiều được số hóa và đưa vào trong mơ hình MIKE URBAN như trong Hình 3.10.
Thơng số chi tiết của các cống và các hố ga của hệ thống tiêu thoát nước quận Ninh Kiều được trình bày trong Phụ lục 1.
Để có thể tính tốn được lượng dịng chảy sinh ra từ mưa trên khu vực nội đô quận Ninh Kiều đổ vào các hố ga cần phải xác định được diện tích thu nước cho mỗi hố ga. Các diện tích thu nước này được xác định bằng phương pháp Thiessen và được tính tốn trực tiếp trong mơ hình MIKE-URBAN. Kết quả tính tốn diện tích thu nước cho các hố ga được trình bày trên Hình 3.11.
Hình 3.11. Diện tích thu nước của các hố ga
Do trên địa bàn quận Ninh Kiều khơng có trạm đo mưa nào nên lượng mưa tại trạm Cần Thơ sẽ được sử dụng để tính tốn dịng chảy sinh ra trên khu vực nội đô quận Ninh Kiều. Số liệu mưa giờ tại trạm Cần Thơ trong thời gian xảy ra đỉnh lũ trong trận lũ lớn cuối tháng 10 năm 2011 sử dụng để tính tốn được trình bày trên Hình 3.12.
Hình 3.12. Số liệu mưa giờ tại trạm Cần Thơ dùng để tính tốn
3.3.4. Mơ hình MIKE FLOOD
Sử dụng mơ hình MIKE FLOOD kết nối mơ hình MIKE 21 và mơ hình MIKE UBARN để tính tốn ngập lụt cho quận Ninh Kiều (Hình 3.13). Luận văn đã tiến hành kết nối tại 146 vị trí là các hố ga của hệ thống tiêu thốt nước của quận Ninh Kiều, các thơng số kết nối chi tiết được trình bày trong Phụ lục 2.
Dia hinh [m] Above 10.0 7.5 - 10.0 5.0 - 7.5 2.5 - 5.0 0.0 - 2.5 -2.5 - 0.0 -5.0 - -2.5 -7.5 - -5.0 -10.0 - -7.5 -12.5 - -10.0 -15.0 - -12.5 -17.5 - -15.0 -20.0 - -17.5 -22.5 - -20.0 -25.0 - -22.5 Below -25.0 Undefined Value 581000 582000 583000 584000 585000 586000 587000 588000 589000 590000 1108500 1109000 1109500 1110000 1110500 1111000 1111500
Hình 3.13. Sơ đồ kết nối các mơ hình MIKE 21 và MIKE UBARN trong mơ hình MIKE-FLOOD
Sau khi kết nối các mơ hình MIKE 21 và MIKE UBARN, luận văn đã sử dụng trận lũ cuối tháng 10 năm 2011 để tính tốn ngập lụt như là kịch bản nền làm cơ sở cho việc đánh giá tác động của BĐKH đến ngập lụt ứng với các kịch bản phát thải thấp (B1), trung bình (B2) và cao (A2) của năm 2020.
Trận lũ năm 2011 dùng để mô phỏng ngập lụt được tính tốn trong khoảng thời gian từ 1 giờ ngày 26/10/2011 đến 23 giờ ngày 28/10/2011, thời gian xảy ra đỉnh lũ lớn nhất năm 2011 là ngày 27/10.
Kết quả tính tốn diện tích ngập lụt thời điểm đỉnh lũ lúc 13 giờ ngày 28/10/2011 của miền tính được thể hiện trên Hình 3.14.
Hình 3.14. Diện tích ngập của miền tính từ mơ hình lúc 13 giờ ngày 28/10/2011
Do trên khu vực nghiên cứu khơng có số liệu điều tra vết lũ nên khơng thể đánh giá sai số về độ sâu ngập lụt. Tuy nhiên, luận văn đã tiến hành giải đoán ảnh vệ tinh để xác định diện ngập và tiến hành so sánh với diện ngập tính tốn được. Ảnh vệ tinh được sử dụng để giải đoán là ảnh vệ tinh Landsat7 được tải miễn phí từ trang web www.earthexplorer.usgs.gov với độ phân giải 30m x 30m.
Để xác định được diện tích ngập lụt từ ảnh vệ tinh, luận văn đã sử dụng phương pháp tổ hợp màu 5-6-4. Tổ hợp màu này được sử dụng để phân biệt rõ giữa yếu tố đất và yếu tố nước từ các kênh phổ của ảnh vệ tinh. Q trình giải đốn ảnh vệ tinh được
thực hiện bằng phần mềm Arcgis. Kết quả giải đoán ảnh vệ tinh Landsat7 xác định được diện ngập cho khu vực nghiên cứu như trình bày trên Hình 3.15.
Hình 3.15. Diện tích ngập của miền tính ngày 28/10/2011 - ảnh Landsat 7
Do vệ tinh không chụp được ảnh vào đúng thời điểm đỉnh lũ mà chỉ chụp được ảnh vào thời điểm sau đó 1 ngày là ngày 28/10/2011 và cũng khơng xác định được thời điểm chụp chính xác trong ngày nên luận văn đã trích xuất kết quả tính tốn ngập lụt từ mơ hình vào thời điểm lúc 13 giờ ngày 28/10/2011 để so sánh với kết quả tính tốn diện ngập lụt được tính tốn từ ảnh Landsat7.
Bảng 3.8. So sánh kết quả tính tốn diện tích ngập của miền tính từ mơ hình với diện tích ngập tính tốn từ ảnh Landsat7
Yếu tố Mơ hình Ảnh Landsat7 Sai số
Diện tích ngập (ha) 32927 26802 18,6%
Thời điểm tính 13 giờ ngày 28/10/2011 28/10/2011
Việc đánh giá kết quả tính tốn diện tích ngập của miền tính từ mơ hình với diện tích ngập tính tốn từ ảnh Landsat7 được trình bày trong Bảng 3.8 với diện tích ngập lụt của miền tính được tính từ mơ hình thiên lớn so với kết quả tính diện tích ngập lụt từ ảnh Landsat7 và sai số là 18,6%. Ngun nhân của việc tính tốn diện tích
ngập từ ảnh Landsat7 nhỏ hơn một phần là do chưa có khả năng xử lý mây cho ảnh viễn thám nên một số diện tích bị mây che được giải đốn là vùng khơng bị ngập. Tuy nhiên, so sánh kết quả diện tích ngập tính tốn và diện tích ngập được giải đốn từ ảnh vệ tinh trong hình Hình 3.14 và Hình 3.15 vẫn có nhiều nét tương đồng và khá phù hợp.
Với việc so sánh diện ngập của miền tính được giải đốn từ ảnh vệ tinh và diện ngập tính tốn bằng mơ hình cho kết quả khá phù hợp, có thể thấy bộ thơng số của mơ hình MIKE21 là hợp lí và có thể được sử dụng để tính tốn ngập lụt theo các kịch bản khác cho khu vực nghiên cứu.
Từ bộ thơng số của các mơ hình đã được đánh giá ở trên, luận văn đã tiến hành tính tốn nguy cơ ngập lụt năm 2020 cho khu vực nghiên cứu ứng với các kịch bản biến đổi khí hậu và nước biển dâng như đã được trình bày ở trên. Kết quả tính tốn ngập lụt theo các kịch bản như trên Hình 3.16, Hình 3.17 và Hình 3.18.
Hình 3.16. Bản đồ nguy cơ ngập lụt lớn nhất năm 2020 ứng với kịch bản phát thải thấp (B1)
Hình 3.17. Bản đồ nguy cơ ngập lụt lớn nhất năm 2020 ứng với kịch bản phát thải trung bình (B2)
Hình 3.18. Bản đồ nguy cơ ngập lụt lớn nhất năm 2020 ứng với kịch bản phát thải cao (A2)
3.4. Xây dựng bản đồ ngập lụt đô thị
Từ các kết quả tính tốn ngập lụt cho năm 2011 và nguy cơ ngập lụt lớn nhất cho năm 2020 ứng với các kịch bản biến đổi khí hậu, đề tài đã tiến hành biên tập và xây dựng các bản đồ nguy cơ ngập lụt lớn nhất cho quận Ninh Kiều của thành phố Cần Thơ. Kết quả tính tốn diện tích có nguy cơ ngập lớn nhất theo các kịch bản của quận Ninh Kiều được đưa trong Bảng 3.9.
Bảng 3.9. Diện tích nguy cơ ngập lớn nhất theo các kịch bản BĐKH quận Ninh Kiều
STT Kịch bản Năm Diện tích ngập
lớn nhất (ha)
Thay đổi so với kịch bản nền (ha) (%)
1 Nền 2011 1174,36
2 Phát thải thấp (B1) 2020 1365,21 190,85 16,25 3 Phát thải trung bình (B2) 2020 2302,63 1128,27 96,08 4 Phát thải cao (A2) 2020 2678,72 1504,36 128,10
Trong trận lũ đặc biệt lớn tháng 10 năm 2011, phần lớn diện tích của đồng bằng sơng Cửu Long bị ngập, tuy nhiên, quận Ninh Kiều của thành phố Cần Thơ có địa hình khá cao nên chỉ bị ngập một phần diện tích ở phía nam thuộc các phường An Bình và Hưng Lợi, và một phần diện tích nằm sát sông Hậu và sông Cần Thơ thuộc các phường Cái Khế, Tân An, An Lạc và Xuân Khánh. Tổng diện tích ngập lớn nhất của quận Ninh Kiều trong trận lũ này vào khoảng 1174,36 ha, tuy nhiên, có một phần diện tích ngập được tính cả trên sơng do thuộc địa phận của quận Ninh Kiều.
Theo kết quả tính tốn, năng lực của hệ thống tiêu thốt nước đơ thị trên địa bàn quận Ninh Kiều theo thiết kế của dự án thoát nước và xử lý nước thải thành phố Cần Thơ đều đảm bảo tiêu thoát nước mưa theo các kịch bản biến đổi khí hậu.
Bản đồ ngập lớn nhất của trận lũ tháng 10/2011 của quận Ninh Kiều được trình bày trên Hình 3.19.
Hình 3.19. Bản đồ ngập lụt lớn nhất quận Ninh Kiều năm 2011
Tính đến năm 2020, ứng với kịch bản phát thải thấp (B1), diện tích có nguy cơ bị ngập lớn nhất của quận Ninh Kiều khoảng 1365,21 ha, tăng đáng kể so với diện tích ngập lớn nhất của năm 2011 với lượng tăng khoảng 190,85 ha tương ứng với 15,25%.
Bản đồ nguy cơ ngập lớn nhất năm 2020 ứng với kịch bản phát thải thấp (B1) cho quận Ninh Kiều được trình bày trên Hình 3.20.
Trong kịch bản này, phần diện tích bị ngập tăng lên so với năm 2011 của quận Ninh Kiều vẫn chủ yếu tăng ở khu vực phía nam thuộc các phường An Bình và Hưng Lợi. Ngồi ra, một phần diện tích của các phường An Lạc, Tân An và An Hội cũng bị ngập nhiều hơn, khiến cho nhiều tuyến phố gần với khu vực sơng Cần Thơ có nguy cơ bị ngập như đường Quang Trung, đường 30/4, đường Nguyễn An Ninh.
Hình 3.20. Bản đồ nguy cơ ngập lụt lớn nhất quận Ninh Kiều năm 2020 ứng với kịch bản phát thải thấp (B1)
Đối với kịch bản phát thải trung bình (B2), diện tích có nguy cơ bị ngập lớn nhất năm 2020 của quận Ninh Kiều khoảng 2302,63 ha, tăng mạnh so với diện tích ngập lớn nhất của năm 2011 với lượng tăng khoảng 1128,27 ha tương ứng với 96,08%. Bản đồ nguy cơ ngập lớn nhất năm 2020 ứng với kịch bản phát thải trung bình (B2) cho quận Ninh Kiều được trình bày trên Hình 3.21.
Trong kịch bản B2, gần như tồn bộ diện tích của phương An Bình và phường Hưng Lợi bị ngập. Khoảng 1/3 diện tích của phường An Hòa và 3/4 diện tích của phường Xuân Khánh bị ngập khiến cho một số tuyến phố lớn có nguy cơ bị ngập như Trần Hưng Đạo, 3 tháng 2, Ba mươi tháng Tư, Mậu Thân, Võ Văn Kiệt, … Các khu vực còn lại cũng tăng lên so với năm 2011 nhưng mức tăng cũng chỉ ở mức tương đương so với kịch bản phát thải thấp.
Hình 3.21. Bản đồ nguy cơ ngập lụt lớn nhất quận Ninh Kiều năm 2020 ứng với kịch bản phát thải trung bình (B2)
Trong kịch bản phát thải cao (A2), gần như toàn bộ diện tích của quận Ninh Kiều có nguy cơ bị ngập, chỉ có một phần diện tích của các phường Cái Khế, An Hội, Tân An, An Cư, Xuân Khánh và Hưng Lợi không bị ngập. Diện tích có nguy cơ bị ngập lớn nhất năm 2020 của quận Ninh Kiều khoảng 2678,72 ha, tăng rất nhiều so với diện tích ngập lớn nhất của năm 2011 với lượng tăng khoảng 1504,36 ha tương ứng với 128,1%.
Bản đồ nguy cơ ngập lớn nhất năm 2020 ứng với kịch bản phát thải cao (A2) cho quận Ninh Kiều được trình bày trên Hình 3.22.
Hình 3.22. Bản đồ nguy cơ ngập lụt lớn nhất quận Ninh Kiều năm 2020 ứng với kịch bản phát thải cao (A2)
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
KẾT LUẬN
Từ các nghiên cứu ở trên có thể nhận thấy, luận văn đã hồn thành được mục tiêu đề ra là “Xây dựng được bản đồ ngập lụt đô thị cho khu vực quận Ninh Kiều, thành phố Cần Thơ”.
Luận văn thiết lập được bài tốn tính tốn ngập lụt với việc tính tốn dịng chảy trong sơng bằng mơ hình thủy lực 1 chiều và tính tốn dịng chảy sinh ra từ mưa trên khu vực nội đơ bằng mơ hình thủy văn đơ thị, các mơ hình được trích xuất kết quả để tạo đầu vào và liên kết trực tiếp vào mơ hình thủy lực 2 chiều để tính tốn ngập lụt cho khu vực nghiên cứu. Các kết quả tính tốn ngập lụt đã được đánh giá thơng qua diện tích ngập lụt được giải đốn từ ảnh vệ tinh Landsat7 và cho kết quả khá khả quan.
Sau khi thiết lập được bộ thơng số mơ hình, luận văn đã tính tốn ngập lụt theo các kịch bản khác nhau và đã xây dựng được các bản đồ nguy cơ ngập lụt lớn nhất cho khu vực quận Ninh Kiều năm 2020 ứng với các kịch bản biến đổi khí hậu và nước biển dâng do Bộ Tài nguyên và Môi trường ban hành năm 2012 trên cơ sở bản đồ ngập lớn nhất của trận lũ đặc biệt lớn năm 2011 đã gây ngập lụt cho hầu hết các tỉnh thuộc vùng đồng bằng sơng Cửu Long.
Có thể thấy, dưới tác động của biến đổi khí hậu và nước biển dâng, diện tích có nguy cơ bị ngập tăng lên đáng kể, đặc biệt là trong kịch bản phát thải cao (A2). Quận Ninh Kiều là khu vực có cốt nền khá cao so với các khu vực xung quanh nhưng cũng không thể tránh khỏi những tác động ngày càng mạnh mẽ do biến đổi khí hậu và nước biển dâng gây ra. Hệ thống tiêu thốt nước đơ thị trên địa bàn quận Ninh Kiều theo thiết kế đảm bảo đủ năng lực để tiêu thoát nước mưa kể cả trong trường hợp chịu tác động của biến đổi khí hậu, ngập lụt ở đây chủ yếu là do lũ trong sông tràn vào nội đồng.
Quận Ninh Kiều là trung tâm kinh tế, trung tâm văn hóa – chính trị của thành phố Cần Thơ. Để có thể giảm nhẹ được những tác động do biến đổi khí hậu vào nước biển dâng gây ra, quận Ninh Kiều phải đánh giá chi tiết các tác động của biến đổi khí hậu và đưa ra được những giải pháp cụ thể cho từng lĩnh vực và cần phải có những hoạt động thích ứng cụ thể với biến đổi khí hậu. Mặc dù thành phố Cần Thơ đã ban hành Kế hoạch hành động ứng phó với biến đổi khí hậu giai đoạn 2010-2015 vào năm 2011 [9], tuy nhiên, các tác động của biến đổi khí hậu đến các ngành các lĩnh vực chưa được đánh giá chi tiết, mới chỉ được đánh giá ở mức chung chung. Tình hình ngập lụt ở Cần Thơ mới chủ yếu được đánh giá dưới tác động của nước biển dâng chứ chưa đánh giá hết dưới tác động của các kịch bản biến đổi khí hậu về thay đổi nhiệt độ và
lượng mưa.
Các kết quả của luận văn sẽ là cơ sở quan trọng trong việc đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến các ngành, các lĩnh vực khác giúp cho các cơ quan chức năng của thành phố Cần Thơ nói chung và quận Ninh Kiều nói riêng đưa ra được những giải pháp phù hợp nhằm giảm nhẹ tối đa những tác động bất lợi do biến đổi khí hậu gây ra.
KIẾN NGHỊ
Hiện tại, trên khu vực nghiên cứu chưa có các số liệu điều tra vết lũ nên trong luận văn mới chỉ đánh giá độ chính xác của kết quả tính tốn ngập lụt bằng việc giải đoán ảnh viễn thám Landsat7. Trong tương lai cần phải có những khảo sát để có thể xác định được cao trình ngập cũng như độ sâu ngập của các trận lũ lớn trong quá khứ,