Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật tài nguyên nước: Nghiên cứu đề xuất giải pháp lấy nước của cống Cầu Xe và cống An Thổ thuộc hệ thống hệ thống thủy lợi Bắc Hưng Hải trong điều kiện biến đổi khí hậu và 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

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

Chuyên ngành: Kỹ thuật tài nguyên nước

Mã số: 8580212

NGƯỜI HƯỚNG DẪN 1: TS. NGÔ ĐĂNG HẢI

NGƯỜI HƯỚNG DẪN 2: PGS.TS. LÊ VĂN CHÍN

HÀ NỘI, NĂM 2019

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đề tài luận văn là do tôi làm và được sự hướng dẫn khoa học của

PGS.TS Lê Văn Chín và TS Ngô Đăng Hải.Trong quá trình làm tôi có tham khảo các

tài liệu liên quan nhằm khẳng định thêm sự tin cậy và cấp thiết của đề tài. Các tài liệu

trích dẫn rõ nguồn gốc và các tài liệu tham khảo được thống kê chi tiết. Những nội

dung và kết quả trình bày trong Luận văn là trung thực, khách quan và phù hợp với

thực tiễn của công trình. Nếu vi phạm tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm.

Hà Nội, ngày tháng năm

TÁC GIẢ

Nguyễn Văn Toàn

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 của cống Cầu Xe và cống An Thổ thuộc hệ thống

thủy lợi Bắc Hưng Hải trong điều kiện biến đổi khí hậu và nước biển dâng” là kết

quả của quá trình cố gắng không ngừng của bản thân và được sự giúp đỡ, động viên

khích lệ của các thầy, bạn bè đồng nghiệp và người thân. Qua luận văn này, tác giả xin

gửi lời cảm ơn tới những người đã giúp đỡ tôi trong 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 và TS Ngô Đăng

Hải đã tận tình hướng dẫn, tạo điều kiện tốt nhất cho tôi hoàn thành làm luận vặn. Xin

chân thành cảm ơn toàn thể quý thầy cô trong Bộ môn Kỹ thuật và Quản lý tưới, Khoa

Kỹ thuật tài nguyên nước, Trường Đại học Thuỷ lợi đã tận tình truyền đạt những kiến

thức và kinh nghiệm quý báu trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn.

Xin chân thành cảm ơn Công ty TNHH MTV KTCTTL Bắc Hưng Hải đã cung cấp

các số liệu và các đơn vị liên quan đã giúp đỡ tôi rất nhiều từ quá trình khảo sát, xây

dựng bài toán đến góp ý hiệu chỉnh hệ thống; đặc biệt là đã phối hợp kiểm tra, thử

nghiệm, sử dụng đánh giá kết quả nghiên cứu cho tôi trong quá trình làm luận văn.

Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, đơn vị công tác và các đồng nghiệp đã

hỗ trợ tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn.

Hà Nội, ngày tháng năm

TÁC GIẢ

Nguyễn Văn Toàn

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1

I. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI ............................................................................... 1

1. Sơ lược về hệ thống thủy lợi Bắc Hưng Hải ............. Error! Bookmark not defined.

2. Tính cấp thiết của đề tài ............................................ Error! Bookmark not defined.

II. MỤC TIÊU VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU .............................................................. 2

1. Mục tiêu nghiên cứu .................................................................................................... 2

2. Phạm vi nghiên cứu ..................................................................................................... 2

3. Đối tượng nghiên cứu .................................................................................................. 2

III. CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ....................................... 2

1. Cách tiếp cận ............................................................................................................... 2

2.Phương pháp nghiên cứu .............................................................................................. 2

V. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CHÍNH CỦA LUẬN VĂN.......................................... 3

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ........................................... 4

1.1 Tổng quan về biến đổi khí hậu và nước biển dâng toàn cầu và Việt Nam ................ 4

1.1.1 Xu thế Biến đổi khí hậu ở Việt Nam ...................................................................... 6

1.1.2 Tác động tiềm tàng của biến đổi khí hậu ở Việt Nam đối với tài nguyên nước và

các công trình thủy lợi ..................................................................................................... 7

1.1.3 Tác động của nước biển dâng ................................................................................. 8

1.2 Tình hình biến đổi khí hậu và 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 về các nghiên cứu liên quan trên thế giới và ở Việt Nam ..................... 13

1.3.1 Tổng quan các nghiên cứu về BĐKH trên thế giới .............................................. 13

1.3.2 Tổng quan các nghiên cứu về BĐKH ở 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 trong 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 và phát triển kinh tế trong 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 các ngành kinh tế khác ( công nghiệp, du lịch,,,) .................... 31

2.2 Kịch bản biến đổi khí hậu ....................................................................................... 32

2.3 Xác định nhu cầu nước của hệ thống theo kịch bản biến đổi khí hậu và phát triển

kinh tế xã hội ................................................................................................................. 33

2.3.1 Tính toán các yếu tố khí tượng , thủy văn ............................................................ 33

2.3.2 Tính toán nhu cầu nước hiện tại ........................................................................... 39

2.3.3 Tính toán nhu cầu nước cho giai đoạn 2030 ........................................................ 56

2.3.4 Tính toán nhu cầu nước cho giai đoạn 2050 ........................................................ 59

2.4 Tính toán cân bằng nước của hệ thống .................................................................... 62

2.4.1 Hiện trạng cấp nước trong hệ thống, .................................................................... 62

2.4.2 Mô phỏng thủy lực hệ thống hiện nay .................................................................. 65

2.4.3 Xác định khả năng đáp ứng lấy nước của cống Cầu Xe và cống An Thổ hiện nay

....................................................................................................................................... 85

2.5 Phân tích khả năng lấy nước của cống Cầu Xe và cống An Thổ thuộc hệ thống

thủy lợi Bắc Hưng Hải trong kịch bản biến đổi khí hậu và 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 và nguyên tắc đề xuất các giải pháp ............................................................. 93

3.1.1 Các cơ 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 công trình ....................................................................................... 94

3.2.2 Nghiên cứu đề xuất giải pháp phi công trình ....................................................... 97

3.3 Mô phỏng kiểm tra hệ thống ứng với các giải pháp đề xuất ................................. 101

3.3.1 Phương án cấp nước cho vùng tưới và cấp nước của cống Cầu Xe và cống An

Thổ ............................................................................................................................... 101

3.3.2 Mô phỏng cống An Thổ trong trường hợp mở rộng cống .................................. 102

3.4 Phân tích, đánh giá lựa chọn các phương án ......................................................... 103

3.4.1 Kết quả tính toán cho từng phương án tưới và cấp nước ................................... 103

3.5 Sơ bộ đánh giá hiệu quả và đề xuất phương án chọn ............................................ 115

3.5.1 Đánh giá hiệu quả của giải pháp phi công trình ................................................. 115

3.5.2 Đánh giá hiệu quả của giải pháp công trình ....................................................... 115

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................................................... 118

1, KẾT LUẬN ............................................................................................................. 118

2, KIẾN NGHỊ ............................................................................................................. 119

TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................... 121

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 của cống Cầu Xe và cống An Thổ năm 201822

Bảng 1.4 Diện tích, cơ cấu cây trồng trong vùng cấp nước cống Cầu Xe và cống An

Thổ năm 2018 ................................................................................................................ 23

Bảng 1.5 Số lượng gia súc, gia cầm vùng cấp nước cống Cầu Xe và cống An Thổ 201823

Bảng 1.6 Diện tích lượng thủy sản vùng cấp nước cống Cầu Xe và cống An Thổ năm

2018 ............................................................................................................................... 23

Bảng 1.7 Diện tích đất công nghiệp vùng tưới và cấp nước của 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 trong vùng cấp nước của cống Cầu Xe và cống An Thổ giai đoạn

2030 ............................................................................................................................... 28

Bảng 2.3 Dân số trong vùng cấp nước của cống Cầu Xe và cống An Thổ giai đoạn

2050 ............................................................................................................................... 28

Bảng 2.4 Cơ cấu cây trồng vùng cấp nước cống Cầu Xe và cống An Thổ giai đoạn

2030 ............................................................................................................................... 29

Bảng 2.5 Cơ cấu cây trồng lúa vùng cấp nước cống Cầu Xe và cống An Thổ giai đoạn

2050 ............................................................................................................................... 29

Bảng 2.6 Số lượng gia súc, gia cầm vùng cấp nước của cống Cầu Xe và cống An Thổ

giai đoạn hiện tại ........................................................................................................... 30

Bảng 2.7 Số lượng gia súc, gia cầm vùng cấp nước của cống Cầu Xe và cống An Thổ

giai đoạn 2030 ............................................................................................................... 30

Bảng 2.8 Số lượng gia súc, gia cầm vùng cấp nước của cống Cầu Xe và cống An Thổ

giai đoạn 2050 ............................................................................................................... 30

Bảng 2.9 Nuôi trông thủy sản vùng cấp của cống Cầu Xe và cống An Thổ giai đoạn

hiện tại ........................................................................................................................... 31

Bảng 2.10 Nuôi trông thủy sản vùng cấp của cống Cầu Xe và cống An Thổ giai đoạn

2030 ............................................................................................................................... 31

Bảng 2.11 Nuôi trông thủy sản vùng cấp của cống Cầu Xe và cống An Thổ giai đoạn

2050 ............................................................................................................................... 31

Bảng 2.12 Diện tích đất công nghiệp thuộc vùng tưới và cấp nước của cống Cầu Xe và

cống An Thổ giai đoạn 2030 ......................................................................................... 31

Bảng 2.13 Diện tích đất công nghiệp thuộc vùng tưới và cấp nước của cống Cầu Xe và32

cống An Thổ giai đoạn 2050 ......................................................................................... 32

Bảng 2.14 Nhiệt độ trung bình các tháng trong năm trạm Hải Dương ......................... 34

Bảng 2.15 Kết quả tính toán mô hình nhiệt độ thời kỳ 2030 như bảng sau: ................. 35

Bảng 2.16 Kết quả tính toán mô hình nhiệt độ thời kỳ 2050 như bảng sau: ................. 35

Bảng 2.17 Độ ẩm tương đối trung bình tại khu vực nghiên cứu ................................... 36

Bảng 2.18 Số giờ nắng trung bình năm tại khu vực nghiên cứu .................................. 37

Bảng 2.19 Tốc độ gió trung bình năm tại khu vực nghiên cứu .................................... 37

Bảng 2.20 Lượng mưa trong tương lai theo kịch bản biến đổi khí hậu 2030 ............... 38

Bảng 2.21 Lượng mưa trong tương lai theo kịch bản biến đổi khí hậu 2050 ............... 39

Bảng 2.22 Chỉ tiêu cơ bản của các lưu vực cấp nước của cống Cầu Xe và cống An Thổ40

Bảng 2.23 Kết quả tính toán tổng lượng nước cho trồng trọt giai đoạn hiện tại ........... 49

Bảng 2.24 Kết quả tính toán tổng lượng nước yêu cầu cho chăn nuôi giai đoạn hiện tại50

Bảng 2.25 Kết quả tổng lượng nước cấp cho sinh hoạt giai đoạn hiện tại .................... 51

Bảng 2.26 Tổng hợp diện tích nuôi trồng thủy sản cho vùng Bắc Hưng Hải hiện tại và

tương lai ......................................................................................................................... 52

Bảng 2.27 Kết quả tính toán lượng nước cấp cho nuôi trồng thủy sản tính trên 1ha mặt

nước ............................................................................................................................... 53

Bảng 2.28 Kết quả tính toán tổng lượng nước cấp cho nuôi trồng thủy sản hiện tại .... 54

Bảng 2.29 Kết quả tính toán tổng lượng nước cấp cho các khu công nghiệp giai đoạn

hiện tại ........................................................................................................................... 55

Bảng 2.30 Kết quả tính toán tổng lượng nước của các ngành giai đoạn hiện tại .......... 56

Bảng 2.31 Kết quả tổng lượng nước yêu cầu cấp cho nông nghiệp giai đoạn 2030 ..... 56

Bảng 2.32 Kết quả tính toán tổng lượng nước cho chăn nuôi cho vùng tưới của cống

Cầu Xe và cống An Thổ giai đoạn 2030 ....................................................................... 57

Bảng 2.33 Kết quả tổng lượng nước yêu cầu cấp cho sinh hoạt giai đoạn 2030 .......... 57

Bảng 2.34 Kết quả tính toán tổng lượng nước cấp cho nuôi trồng thủy sản giai đoạn

vii

2030 ............................................................................................................................... 58

Bảng 2.35 Kết quả tính toán tổng lượng nước cấp cho các khu công nghiệp thuộc vùng

cấp nước của cống Cầu Xe và cống An Thổ giai đoạn 2030 ........................................ 58

Bảng 2.36 Kết quả tính toán tổng lượng nước yêu cầu của các ngành theo tháng vùng

cống Cầu Xe và cống An Thổ giai đoạn 2030 .............................................................. 59

Bảng 2.37 Kết quả tổng lượng nước yêu cầu cấp cho nông nghiệp giai đoạn 2050 ..... 59

Bảng 2.38 Kết quả tính toán tổng lượng nước cho chăn nuôi giai đoạn 2050 .............. 60

Bảng 2.39 Kết quả tổng lượng nước yêu cầu cấp cho sinh hoạt giai đoạn 2050 .......... 60

Bảng 2.40 Kết quả tính toán tổng lượng nước cấp cho nuôi trồng thủy sản giai đoạn

2050 ............................................................................................................................... 61

Bảng 2.41 Kết quả tính toán tổng lượng nước cấp cho các khu công nghiệp thuộc vùng

cấp nước của cống Cầu Xe và cống An Thổ giai đoạn 2050 ........................................ 61

Bảng 2.42 Kết quả tính toán lưu lượng nước yêu cầu của các ngành theo tháng vùng

cống Cầu Xe và cống An Thổ giai đoạn 2050 .............................................................. 62

Bảng 2.43 Mực nước trung bình nhiều năm trước và sau khi có hồ chứa Hòa Bình ... 63

Bảng 2.44 Đặc trựng lưu lượng (m3/s) tại trạm Sơn Tây và trạm Hà Nội ................... 64

Bảng 2.45 Kết quả tính toán lưu lượng yêu cầu dùng nước giai đoạn hiện tại ............. 75

Bảng 2.46 Kết quả tính toán lưu lượng yêu cầu dùng nước giai đoạn 2030 ................. 75

Bảng 2.47 Kết quả tính toán lưu lượng yêu cầu dùng nước giai đoạn 2050 ................. 76

Bảng 2.48 Hệ số nhám tại vị trí mặt cắt trên các nhánh sông ....................................... 81

Bảng 2.49 Kết quả mực nước lớn nhất giữa thực đo và tính toán mô phỏng ............... 81

Bảng 2.50 Kết quả mực nước nhỏ nhất giữa thực đo và tính toán mô phỏng ............... 81

Bảng 2.51 Kết quả kiểm tra hệ số Nash bước hiệu chỉnh mô hình ............................... 81

Bảng 2.52 Kết quả mực nước lớn nhất giữa thực đo và tính toán mô phỏng ............... 83

Bảng 2.53 Kết quả mực nước nhỏ nhất giữa thực đo và tính toán mô phỏng ............... 83

Bảng 2.54 Kết quả kiểm tra hệ số Nash bước hiệu chỉnh mô hình ............................... 83

Bảng 2.55 Tổng hợp nhu cầu nước của giai đoạn đổ ải trong hiện tại và tương lai ..... 85

Bảng 2.56 Kết quả tính toán thủy lực lượng nước lấy qua cống Cầu Xe và cống An

Thổ ................................................................................................................................. 91

Bảng 3.1 Quy hoạch sử dụng đất toàn vùng Bắc Hưng Hải đến 2020 ......................... 97

viii

Bảng 3.2 Diện tích nông nghiệp đến năm 2015 và năm 2020Error! Bookmark not defined.

Bảng 3.3 Lịch thời vụ cây trồng thuộc tỉnh Hải Dương ................................................ 98

Bảng 3.4 Tổng hợp nhu cầu nước của giai đoạn đổ ải các thời kỳ ............................. 115

Bảng 3.5 Bảng thống kê kết quả các phương án ......................................................... 115

Bảng 3.6 Biểu đồ so sánh khả năng cấp nước của cống và nhu cầu nước trong vùng

nghiên cứu qua các thời kỳ .......................................................................................... 116

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Bản đồ hệ thống Bắc Hưng Hải ..................................................................... 18

Hình 1.2 Cống Cầu Xe tại 2 xã Cộng Lạc – Quang Trung ........................................... 19

Hình 1.3 Cống An Thổ tại xã Tiên Động ...................................................................... 19

Hình 2.1 Bản đồ phân vùng tưới (lưu vực) vùng cấp nước của cống Cầu Xe và cống

An Thổ ........................................................................................................................... 40

Hình 2.2 Sơ đồ áp dụng mô hình thủy lực vào bài toán ................................................ 71

Hình 2.3 Sơ đồ tính toán thủy lực hệ thống thủy lợi tưới cống Cầu Xe và An Thổ ..... 72

Hình 2.5 Vị trí cống Bá Thủy - điểm kiểm định tại các cống thuộc vùng tưới cống Cầu

Xe và cống An Thổ ....................................................................................................... 77

Hình 2.6 Kết quả hình thành các giá trị toàn mạng lưới kênh tưới trong vùng tưới của

cống Cầu Xe và cống An Thổ trong mô hình MIKE 11 .............................................. 80

Hình 2.7 Quá trình mực nước thực đo và tính toán tại hạ lưu cống Bá Thủy 0h ngày

1/10/2014 đến 24h ngày 30/10/2014 ............................................................................. 81

Hình 2.8 Quá trình mực nước thực đo và tính toán tại hạ lưu cống Bá Thủy từ 0h ngày

25/01/2015 đến 24h ngày 28/02/2015 lần thử thứ 1 ..................................................... 82

Hình 2.9 Diễn biến mực nước trên sông Cửa An .......................................................... 83

Hình 2.10 Mực nước tại vị trí mặt cắt phía thượng lưu cống Bá Thủy ......................... 84

Hình 2.11 Mực nước tại vị trí mặt cắt phía thượng lưu cống Cầu Xe .......................... 84

Hình 2.12 Mực nước tại vị trí mặt cắt phía thượng lưu cống An Thổ .......................... 85

Hình 2.13 Mực nước trên sông Cửu An và sông Cầu Xe giai đoạn đổ ải từ 27/1 đến

10/2 ................................................................................................................................ 87

Hình 2.14 Mực nước tại hạ lưu cống Cầu Xe trong giai đoạn lấy nước ( trong sông

Cầu Xe về phía sông Cửu An)....................................................................................... 87

Hình 2.15 Mực nước tại thượng lưu cống Cầu Xe ( về phía sông Thái Bình) .............. 88

Hình 2.16 Đường quá trình mực nước thượng, hạ lưu cống Cầu Xe giai đoạn đổ ải từ

ngày 27/1 đến ngày 10/2 ............................................................................................... 88

Hình 2.17 Mực nước trên sông Cửu An và sông An Thổ giai đoạn đổ ải từ 27/1 đến

10/2 ................................................................................................................................ 89

Hình 2.18 Mực nước tại hạ lưu cống An Thổ trong giai đoạn lấy nước ( trong sông An

Thổ về phía sông Cửu An) ............................................................................................ 89

Hình 2.19 Mực nước tại thượng lưu cống An Thổ ( về phía sông Luộc) ..................... 90

Hình 2.20 Đường quá trình mực nước thượng, hạ lưu cống An Thổ giai đoạn đổ ải từ

ngày 27/1 đến ngày 10/2 ................................................................................................ 90

Hình 3.1 Đường biểu diễn quá trình mực nước trước và sau cống An Thổ .................. 94

Bảng 3.3 Lịch thời vụ cây trồng thuộc tỉnh Hải Dương ................................................ 98

Hình 3.2 Mô phỏng cống An Thổ phương án 1 .......................................................... 102

Hình 3.3 Mô phỏng cống An Thổ phương án 2 ......................................................... 103

Hình 3.4 Mô phỏng cống An Thổ phương án 3 .......................................................... 103

đáy cống = -4m) ................................................................................................................ 104

Hình 3.5 Mực nước trên sông Cửu An giai đoạn đổ ải từ 27/1 đến 10/2 (bcánh=10m;Z

cống = -4m) .................................................................................................................... 104

Hình 3.6 Mực nước tại thượng lưu cống Cầu Xe (trong sông An Thổ) (bcánh=10m;Z đáy

Hình 3.7 Mực nước tại hạ lưu cống Cầu Xe (ngoài sông Thái Bình)(bcánh=10m;Z đáy cống

= -4m) .......................................................................................................................... 105

cống = -4m) .................................................................................................................... 105

Hình 3.8 Mực nước tại thượng lưu cống An Thổ (trong sông An Thổ) (bcánh=10m;Z đáy

Hình 3.9 Mực nước tại hạ lưu cống An Thổ(ngoài sông Luộc) (bcánh=10m;Z đáy cống = -

4m) ............................................................................................................................... 106

Hình 3.10 Đường quá trình mực nước thượng, hạ lưu cống An Thổ giai đoạn đổ ải từ

ngày 27/1 đến ngày 10/2 (bcánh=10m;Z đáy cống = -4m) ................................................. 106

đáy cống = -4m) ................................................................................................................ 107

Hình 3.11 Mực nước trên sông Cửu An giai đoạn đổ ải từ 27/1 đến 10/2 (bcánh=11m;Z

đáy cống = -4m) ................................................................................................................ 108

Hình 3.12 Mực nước tại thượng lưu cống Cầu Xe (trong sông An Thổ) (bcánh=11m;Z

cống = -4m) .................................................................................................................... 108

Hình 3.13 Mực nước tại hạ lưu cống Cầu Xe (ngoài sông Thái Bình) (bcánh=11m;Z đáy

đáy cống = -4m) ................................................................................................................ 109

Hình 3.14 Mực nước tại thượng lưu cống An Thổ (trong sông An Thổ) (bcánh=11m;Z

Hình 3.15 Mực nước tại hạ lưu cống An Thổ (ngoài sông Luộc) (bcánh=11m;Z đáy cống =

-4m) ............................................................................................................................. 109

Hình 3.16 Đường quá trình mực nước thượng, hạ lưu cống An Thổ giai đoạn đổ ải từ

ngày 27/1 đến ngày 10/2 (bcánh=11m;Z đáy cống = -4m) ................................................ 110

đáy cống = -4m) ............................................................................................................... 110

Hình 3.17 Mực nước trên sông Cửu An giai đoạn đổ ải từ 27/1 đến 10/2 (bcánh=12m;Z

Hình 3.18 Mực nước trên sông Đình Đào giai đoạn đổ ải từ 27/1 đến 10/2

(bcánh=12m;Z đáy cống = -4m) ......................................................................................... 111

Hình 3.19 Mực nước trên kênh Hồng Đức giai đoạn đổ ải từ 27/1 đến 10/2

(bcánh=12m;Z đáy cống = -4m) ......................................................................................... 111

Hình 3.20 Mực nước trên kênh Quảng Giang giai đoạn đổ ải từ 27/1 đến 10/2

(bcánh=12m;Z đáy cống = -4m) ......................................................................................... 112

đáy cống = -4m) ............................................................................................................... 112

Hình 3.21 Mực nước tại thượng lưu cống Cầu Xe (trong sông An Thổ) (bcánh=12m;Z

cống = -4m) .................................................................................................................... 113

Hình 3.22 Mực nước tại hạ lưu cống Cầu Xe (ngoài sông Thái Bình) (bcánh=12m;Z đáy

đáy cống = -4m) ............................................................................................................... 113

Hình 3.23 Mực nước tại thượng lưu cống An Thổ (trong sông An Thổ) (bcánh=12m;Z

Hình 3.24 Mực nước tại hạ lưu cống An Thổ(ngoài sông Luộc) (bcánh=12m;Z đáy cống = -

4m) ............................................................................................................................... 114

Hình 3.25 Đường quá trình mực nước thượng, hạ lưu cống An Thổ giai đoạn đổ ải từ

ngày 27/1 đến ngày 10/2 (bcánh=12m;Z đáy cống = -4m) ................................................ 114

xii

MỞ ĐẦU

I. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Hệ thống Bắc Hưng Hải được xây dựng từ năm 1958, trải qua hơn 50 năm sử dụng và

khai thác, cùng với một số tác động của tự nhiên và xã hội đã làm cho hệ thống trở nên

bất cập và bộc lộ một số hạn chế, đặc biệt là hạn chế về cấp nước tưới cho nông

nghiệp. Theo báo cáo rà soát quy hoạch thủy lợi cho hệ thống Bắc Hưng Hải được lập

năm 2007, ngoài nhiệm vụ cấp nước cho nông nghiệp, hệ thống còn cấp nước cho nuôi

trồng thủy sản, chăn nuôi, dân sinh và dòng chảy môi trường. Ngoài ra, công tác tích

nước cho hệ thống phụ thuộc phần lớn vào việc xả nước của hồ Hòa Bình và hồ Thác

Bà. Những năm gần đây việc cung cấp nước cho vụ Đông Xuân gặp rất nhiều khó

khăn điển hình như các năm 2005 và 2006. Tuy trước đây nhiệm vụ thiết kế của cống

Cầu Xe (lấy nước từ sông Thái Bình) và cống An Thổ (lấy nước từ sông Luộc) là cống

tiêu nhưng do nguồn nước vào hệ thống bị hạn chế, mực nước ngoài cửa Xuân Quan

có lúc thấp hơn mực nước trong hệ thống, cho nên một phần diện tích của các huyện:

Tứ Kỳ, Gia Lộc, Thanh Miện và Ninh Giang phải lấy nước từ cống Cầu Xe và An

Thổ.

Thời tiết, khí tượng, thủy văn diễn biến theo chiều hướng bất thường và cực đoan hơn

giai đoạn trước, nền nhiệt độ cao hơn trung bình nhiều năm (TBNN) do tác động của

biến đổi khí hậu và nước biển dâng. Lượng mưa về mùa khô giảm khá nhiều; mực

nước trên sông Hồng tại Xuân Quan thấp hơn TBNN. Mặc dù đã có sự điều tiết của hồ

Hòa Bình, mực nước tại cống Xuân Quan (công trình đầu mối, lấy nước từ sông

Hồng) thấp hơn so với thiết kế từ 0,25 đến 0,4m. Do vậy, hệ thống phải lấy nước qua

cống Cầu Xe (lấy nước từ sông Thái Bình) và cống An Thổ (lấy nước từ sông Luộc)

bổ sung nguồn nước cho hệ thống.Tuy nhiên, lấy nước với số lượng bao nhiêu vẫn

chưa có nghiên cứu cụ thể. Tình hình nước biển dâng khiến cho nguồn nước sông Thái

Bình và sông Luộc bị nhiễm mặn vào mùa kiệt gây nhiều hạn chế cho việc lấy nước

vào và mực nước biển dâng cũng gây khó khăn cho việc tiêu thoát nước vào mùa lũ.

Do đó, việc “Nghiên cứu đề xuất giải pháp lấy nước của cống Cầu Xe và cống An

Thổ thuộc hệ thống hệ thống thủy lợi Bắc Hưng Hải trong điều kiện biến đổi khí

hậu và nước biển dâng” là cần thiết và cấp bách.

II. MỤC TIÊU VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

1. Mục tiêu nghiên cứu

Đánh giá ảnh hưởng của biến đổi khí hậu và nước biển dâng đến khả năng lấy/cấp

nước của hệ thống thủy lợi Bắc Hưng Hải và đề xuất các giải pháp nâng cao khả năng

lấy/cấp nước của cống Cầu Xe và cống An Thổ.

2. Phạm vi nghiên cứu

Hệ thống thủy lợi Bắc Hưng Hải với trọng tâm là vùng tưới của cống Cầu Xe (lấy

nước từ sông Thái Bình) và cống An Thổ (lấy nước từ sông Luộc) bao gồm một phần

diện tích đất nông nghiệp của huyện Tứ Kỳ, huyện Gia Lộc, huyện Thanh Miện và

huyện Ninh Giang thuộc hệ thống thuỷ lợi Bắc Hưng Hải.

3. Đối tượng nghiên cứu

Những nguồn cung cấp nước, cống Cầu Xe, cống An Thổ và các đối tượng sử dụng

nước chính trên 2 vùng tưới của cống Cầu Xe và cống An Thổ như: nông nghiệp, công

nghiệp, sinh hoạt, chăn nuôi, thủy sản, môi trường…

III. CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

- Tiếp cận thực tế: thu thập, nghiên cứu các số liệu về điều kiện tự nhiên, thuỷ văn

1. Cách tiếp cận

- Tiếp cận lịch sử, kế thừa có bổ sung.

- Tiếp cận đáp ứng nhu cầu.

công trình.

- Phương pháp kế thừa

- Phương pháp điều tra thực địa, thu thập số liệu và đánh giá

- Phương pháp phân tích, thống kê, tổng hợp

- Phương pháp chuyên gia

- Phương pháp mô hình hoá.

2.Phương pháp nghiên cứu

V. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CHÍNH CỦA LUẬN VĂN

MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài

2. Mục tiêu nghiên cứu

3. Phạm vi nghiên cứu

4. Phương pháp nghiên cứu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1 Tổng quan về biến đổi khí hậu và nước biển dâng toàn cầu và Việt Nam

Biến đổi khí hậu (BĐKH) là sự thay đổi trạng thái của khí hậu có thể nhận dạng được

bằng việc đánh giá thay đổi của trị số trung bình và/hoặc các thay đổi thuộc tính của

nó và tiếp tục tiếp diễn theo thời gian dài (tính từ thập kỷ hoặc hơn). Đối với định

nghĩa của IPCC, BĐKH là bất cứ sự thay đổi nào về khí hậu theo thời gian, dù là sự

thay đổi do biến đổi tự nhiên hay là do tác động của con người. Theo Công ước khung

của Liên Hiệp Quốc về Biến đổi khí hậu (UNFCCC), BĐKH là do các tác động trực

tiếp hoặc gián tiếp của con người làm thay đổi thành phần của khí quyển toàn cầu, làm

tăng thêm sự BĐKH tự nhiên. [9]

Các quan trắc trên thế giới cho thấy rằng nhiệt độ trung bình toàn cầu đang tăng và

mức độ gia tăng cao hơn ở những vùng vĩ độ cực Bắc. Trong 100 năm qua (1906 -

2005), nhiệt độ trung bình toàn cầu đã tăng khoảng 0,74°C cao hơn so với xu thế 100

năm (1901-2000) của báo cáo Tổng hợp lần 3.Tốc độ tăng của nhiệt độ trong 50 năm

gần đây gần gấp đôi so với 50 năm trước đó. [10]

Trên phạm vi toàn cầu lượng mưa tăng lên ở các đới phía Bắc vĩ độ 30° thời kỳ 1901 -

2005 và giảm đi ở các vĩ độ nhiệt đới, kể từ giữa những năm 1970. Ở khu vực nhiệt

đới, mưa giảm đi ở Nam Á và Tây Phi với trị số xu thế là 7,5% cho cả thời kỳ 1901 -

2005. Ở đới vĩ độ trung bình và vĩ độ cao, lượng mưa tăng lên rõ rệt ở miền Trung Bắc

Mỹ, Đông Bắc Mỹ, Bắc Âu, Bắc Á và Trung Á. Tần số mưa lớn tăng lên trên nhiều

khu vực, kể cả những nơi lượng mưa có xu thế giảm đi (IPCC, 2014). [11]

Với trên 3.000km bờ biển, Việt Nam được coi là quốc gia có mức độ dễ bị tổn thương

cao hơn trước sự biến đổi khí hậu. Sự tác động của biến đổi khí hậu mà cụ thể là sự gia

tăng của mực nước biển đang có xu hướng làm thu hẹp dần diện tích đất nông nghiệp

của nước ta, đặc biệt là các vùng đất ven biển. Như ở Nam Định, từ 2005 đến nay,

mực nước biển tại huyện Giao Thủy đã dâng cao thêm 20 cm. Số liệu quan trắc tại các

trạm hải văn dọc bờ biển Việt Nam, trong giai đoạn từ 1998 – 2008, tốc độ dâng lên

của mực nước biển ở Việt Nam là khoảng 3 mm/năm. Trong khoảng 50 năm qua, mực

nước biển tại Trạm hải văn Hòn Dấu dâng lên khoảng 20 cm.

Dự báo đến năm 2100, nhiệt độ trung bình ở Việt Nam sẽ tăng lên 3oC và mực nước

biển sẽ tăng lên khoảng 1m. Nếu mực nước biển dâng 1m sẽ có khoảng 10% dân số bị

ảnh hưởng trực tiếp, khoảng 90% diện tích trồng lúa đồng bằng sông Cửu Long bị

ngập hoàn toàn, 4,4% lãnh thổ Việt Nam bị ngập vĩnh viễn, đồng nghĩa với khoảng

20% xã trên cả nước, 9.200 km đường bộ bị xóa sổ...Tại vùng đồng bằng duyên hải

Bắc Trung Bộ và Nam Trung Bộ, mực nước biển dâng sẽ thu hẹp diện tích rừng ngập

mặn, tạo điều kiện xói lở bờ biển, gây khó khăn cho nghề cá do những thay đổi theo

hướng xấu đi của phần lớn nguồn lợi thủy sản. Diện tích sinh sống của các khu dân cư

ven biển bị thu hẹp, khả năng xói lở bờ biển tăng lên, trực tiếp đe dọa các công trình

giao thông, xây dựng, công nghiệp và một số đô thị trên nhiều tuyến bờ biển. Riêng

đồng bằng sông Cửu Long, dự báo vào năm 2030, khoảng 45% diện tích của khu vực

này sẽ bị nhiễm mặn cục độ và gây thiệt hại mùa màng nghiêm trọng do lũ lụt và ngập

úng. Nếu không có kế hoạch đối phó, phần lớn diện tích của đồng bằng sông Cửu

Long sẽ ngập trắng nhiều thời gian trong năm và thiệt hại ước tính sẽ là 17 tỷ USD.

Gần 6 triệu người – chiếm 7,3% dân số Việt Nam sẽ bị ảnh hưởng trực tiếp do hiện

tượng ngập lụt khi nước biển dâng, 82,5% hệ thống cấp nước ở các vùng trũng Nam

Bộ trong đó 71,7% là ở đồng bằng Sông Cửu Long và 10,8% ở Đông Nam bộ sẽ bị

ảnh hưởng. Hiện tượng ngập lụt này sẽ dẫn tới sự thay đổi độ mặn của nước, thay đổi

điều kiện sinh sống, sản xuất và đa dạng sinh học. Khu vực vùng núi tuy không chịu

tác động trực tiếp của nước biển dâng nhưng chúng chịu những ảnh hưởng gián tiếp

như: gia tăng các hiện tượng lũ ống, lũ quét, vấn đề về nước sạch và đất ở. Còn đối với

khu vực miền núi, tuy không chịu ảnh hưởng trực tiếp của nước biển dâng nhưng lại

chịu không ít các tác động gián tiếp như về an ninh lương thực, vấn đề nước sạch, vấn

đề về chỗ ở và đất sản xuất….

Biến đổi khí hậu nói chung và nước biển dâng nói riêng không còn là nguy cơ mà nó

đã hiển hiện trong cuộc sống, đang là thách thức không của riêng quốc gia nào. Vì vậy

mỗi quốc gia, mỗi con người trên Trái đất cần có những hành động cụ thể để cứu lấy

mái nhà chung như lời kêu gọi của Tổng Thư ký Liên hợp quốc Ban-Ki-moon phát

biểu tại Lễ khai mạc Năm Quốc tế các tiểu quốc đảo đang phát triển 2014 : “Trái Đất

chính là hòn đảo chung của tất cả chúng ta, vì vậy hãy cùng nhau bảo vệ trái đất”.

1.1.1 Xu thế Biến đổi khí hậu ở Việt Nam

Nhiệt độ có xu thế tăng ở hầu hết các trạm quan trắc, tăng nhanh trong những thập kỷ

gần đây. Trung bình cả nước, nhiệt độ trung bình năm thời kỳ 1958-2014 tăng khoảng

0,62oC, riêng giai đoạn (1985-2014) nhiệt độ tăng khoảng 0,42oC. Theo các kịch bản

biến đổi khí hậu, ở Việt Nam, nhiệt độ trung bình năm sẽ tăng thêm 20C vào năm 2050

và 2,50C vào năm 2070 so với trung bình thời kỳ 1961 – 1990. Dự tính đến năm 2100,

nhiệt độ sẽ tăng khoảng 30C. Nhiệt độ trung bình tăng sẽ làm tăng số đợt nắng nóng và

số ngày nắng nóng hàng năm.

Lượng mưa trung bình năm có xu thế giảm ở hầu hết các trạm phía Bắc; tăng ở hầu hết

các trạm phía Nam. Lượng mưa mùa mưa ở phần lớn các vùng, nhất là Trung Bộ tăng

5 – 10% vào các mốc thời gian nói trên, nhưng lượng mưa mùa khô ở nhiều vùng có

thể giảm 0 – 5%, vì thế tình hình lũ lụt trong mùa mưa và hạn hán trong mùa khô ở

một số vùng có thể nghiêm trọng hơn, nhất là trong những điều kiện có sự xuất hiện

của El Nino và La Nina. Sự nóng lên toàn cầu và tan băng ở các vùng cực và trên núi

cao tác động đến hoàn lưu khí quyển và hoàn lưu biển. Về cơ bản, gió mùa nhiệt đới sẽ

yếu đi do hoàn lưu kinh hướng suy giảm vì chênh lệch nhiệt độ giữa vĩ độ cao và vĩ độ

thấp giảm đi. Điều đó dẫn đến phân bố lại nhiệt độ và lượng mưa, cũng như thời tiết

các mùa ở nước ta.

Cực trị nhiệt độ tăng ở hầu hết các vùng, ngoại trừ nhiệt độ tối cao có xu thế giảm ở

một số trạm phía Nam.

Hạn hán xuất hiện thường xuyên hơn trong mùa khô.

Mưa cực đoan giảm đáng kể ở vùng Đồng Bằng Bắc Bộ, tăng mạnh ở Nam Trung Bộ

và Tây Nguyên.

Số lượng bão mạnh có xu hướng tăng.

Số ngày rét đậm, rét hại có xu thế giảm nhưng xuất hiện những đợt rét dị thường.

Ảnh hưởng của El Nino và La Nina có xu thế tăng. Như vậy, ngoài biến đổi khí hậu

với sự tăng lên của nhiệt độ và mực nước biển trung bình diễn ra một cách từ từ, có tác

động lâu dài, tính cực đoan và dị thường của thời tiết, khí hậu, đặc biệt là thiên tai

cũng trở nên lớn hơn, có thể gây ra những tổn thất lớn về người và tài sản và làm cho

công tác dự báo, phòng tránh trở nên khó khăn hơn.

1.1.2 Tác động tiềm tàng của biến đổi khí hậu ở Việt Nam đối với tài nguyên nước và các công trình thủy lợi

1.1.2.1. Tác động tới tài nguyên nước

Giai đoạn sau năm 2020, mực nước ngầm có thể giảm đáng kể do chịu ảnh hưởng của

hoạt động khai thác và suy giảm lượng nước cung cấp cho dòng chảy ngầm trong mùa

khô.

1. Tác động của biến đổi khí hậu với dòng chảy sông ngòi

Biến đổi khí hậu sẽ làm cho dòng chảy sông ngòi thay đổi về lượng và sự phân bố theo

thời gian, vùng lãnh thổ. Tác động của biến đổi khí hậu lên dòng chảy năm, dòng chảy

mùa lũ, dòng chảy mùa cạn các thời kỳ tương lai được đánh giá dựa trên phương pháp

mô hình mưa-dòng chảy và các kịch bản biến đổi khí hậu đã nêu ở trên.

a/ Dòng chảy năm

Tác động của biến đổi khí hậu đến dòng chảy năm rất khác nhau giữa các vùng/ hệ

thống sông trên lãnh thổ Việt Nam. Dòng chảy năm trên các sông ở Bắc Bộ, phần phía

bắc của Bắc Trung Bộ có xu hướng tăng phổ biến dưới 2% vào thời kỳ 2040 - 2059 và

lên tới 2% đến 4% vào thời kỳ 2080 - 2099. Trái lại, từ phần phía nam Bắc Trung Bộ

đến phần phía bắc của Nam Trung Bộ và Đông Nam Bộ (hệ thống sông Đồng Nai),

dòng chảy năm lại có xu thê giảm, thường dưới 2% ở sông Thu Bồn, Ngàn Sâu, nhưng

giảm mạnh ở hệ thống sông Đồng Nai, sông Bé từ 4% đến 7% vào thời kỳ 2040 - 2059

và 7% đến 9% vào thời kỳ 2080 - 2099

b/ Dòng chảy mùa lũ

Dòng chảy mùa lũ của hầu hết các sông có xu thế tăng so với hiện nay, song với mức

độ khác nhau, phổ biến tăng từ 2% đến 4% vào thời kỳ 2040 - 2059 và từ 5% - 7% vào

thời kỳ 2080 - 2099.

c/ Dòng chảy mùa cạn

Biến đổi khí hậu có xu hướng làm suy giảm dòng chảy mùa cạn, so với hiện tại dòng

chảy mùa cạn phổ biến giảm từ 2% đến 9% vào thời kỳ 2040 - 2059 và từ 4% đến 12%

vào thời kỳ 2080 - 2099.

2. Tác động đến bốc thoát hơi nước

Lượng bốc thoát hơi tiềm năng năm đều tăng khoảng 7% đến 10% vào thời kỳ 2040-

2059, 12% đến 16% vào thời kỳ 2080-2099 so với hiện tại. Đặc biệt Nam Trung Bộ và

Nam Bộ có tỷ lệ tăng lượng bốc thoát hơi tiềm năng cao nhất là 10% đến 13% và 18%

đến 22% vào các thời kỳ trên .

3. Tác động đến nước ngầm

Giai đoạn sau năm 2020, mực nước ngầm có thể giảm đáng kể do chịu ảnh hưởng của

hoạt động khai thác và suy giảm lượng nước cung cấp cho dòng chảy ngầm trong mùa

khô. Tại vùng đồng bằng Nam Bộ, nếu lượng dòng chảy mùa khô giảm khoảng 15%

đến 20% thì mực nước ngầm có thê hạ thấp khoảng 11m với hiện tại. Mực nước tại các

vùng không bị ảnh hưởng của thuỷ triều có xu hướng hạ thấp hơn.

Sự thay đổi về nguồn nước và chất lượng nước cũng là mối quan tâm lớn đối với các

nước mà ở đó, tài nguyên nước đã và đang bị thử thách.

1.2.1.2. Tác động tới công trình thủy lợi

Tình trạng hạn hán, thiếu nước mùa khô diễn ra ngày càng phổ biến, việc khai thác, sử

dụng nước không phù hợp với khả năng và thiết kế thực tế của công trình.

Ngược lại, mưa lớn kéo dài làm cho các hồ chứa, đập dâng, trạm bơm bị ảnh hưởng.

Bên cạnh đó còn làm tăng sạt lở đất, xói mòn sẽ làm tăng lượng phù sa và làm lắng

đọng lòng hồ, giảm dung tích hữu ích của hồ chứa, giảm chất lượng nước của hồ.

Lũ quét, tố và lốc tàn phá nhà cửa, cây cối, công trình thuỷ lợi ngày càng khốc liệt.

Nước mặn ngày càng xâm nhập sâu vào đất liền, đồng ruộng làm cho nhiều công trình

thuỷ lợi không còn hoạt động bình thường, ảnh hưởng đến nhiều công trình tưới tiêu.

1.1.3 Tác động của nước biển dâng

Việt Nam có bờ biển dài 3.260km, hơn một triệu km2 lãnh hải và trên 3.000 hòn đảo

gần bờ và hai quần đảo xa bờ, nhiều vùng đất thấp ven biển. Những vùng này hàng

năm phải chịu ngập lụt nặng nề trong mùa mưa và hạn hán, xâm nhập mặn trong mùa

khô. Biến đổi khí hậu và nước biển dâng có thể làm trầm trọng thêm tình trạng nói

trên, nước biển dâng dẫn đến sự xâm thực của nước mặn vào nội địa, ảnh hưởng trực

tiếp đến nguồn nước ngầm, nước sinh hoạt cũng như nước và đất sản xuất nông - công

nghiệp, làm tăng diện tích ngập lụt, gây khó khăn cho thoát nước, tăng xói lở bờ biển

gây rủi ro lớn đến các công trình xây dựng ven biển như đê biển, đường giao thông,

bến cảng, các nhà máy, các đô thị và khu vực dân cư ven biển. Hiện tượng nước biển

dâng dẫn đến sự xâm thực của nước mặn vào nội địa, ảnh hưởng trực tiếp đến nguồn

nước ngầm, nước sinh hoạt cũng như nước và đất sản xuất nông - công nghiệp. Nếu

nước biển dâng lên 1m sẽ làm mất 12,2% diện tích đất là nơi cư trú của 23% dân số

(17 triệu người) của nước ta. Trong đó, khu vực ven biển miền Trung sẽ chịu ảnh

hưởng nặng nề của hiện tượng BĐKH và dâng cao của nước biển. Riêng đồng bằng

sông Cửu Long. Nếu không có kế hoạch đối phó, phần lớn diện tích của đồng bằng

sông Cửu Long sẽ ngập trắng nhiều thời gian trong năm và thiệt hại ước tính sẽ là 17

tỷ USD.

Đường bờ biển Việt Nam trải dài trên 3.260 km qua 15 vĩ độ với tỷ lệ chiều dài đường

biển trên diện tích đất liền khá cao (trung bình thế giới 600 km2 đất liền/1km bờ biển,

thì Việt Nam là 100km2/1km bờ biển). Vùng đặc quyền kinh tế trên biển của Việt

Nam khoảng 1 triệu km2, rộng gấp 3 lần diện tích đất liền. Biển nước ta có khoảng

3.000 hòn đảo lớn, nhỏ xa bờ, gần bờ và hai quần đảo Hoàng Sa và Trường Sa. Đảo

ven bờ chủ yếu nằm ở vịnh Bắc bộ, đảo nổi có diện tích khoảng 1.700km2, trong đó có

3 đảo diện tích lớn hơn 100km2 (Phú Quốc; Cái Bầu; Cát Bà), có 23 đảo diện tích lớn

hơn 10km2, có 82 đảo diện tích lớn hơn 1km2 và khoảng trên 1.400 hòn đảo chưa có

tên. Biển Việt Nam có tiềm năng tài nguyên phong phú, đặc biệt là dầu mỏ, khí đốt và

các nguyên liệu chiến lược khác đảm bảo cho an ninh năng lượng quốc gia.

Theo kịch bản BĐKH 2012 của Bộ TN&MT, nếu mực NBD 1m sẽ có khoảng 39% diện

tích, 35% dân số vùng đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL); trên 10% diện tích, 9% dân

số vùng đồng bằng sông Hồng và Quảng Ninh; trên 2,5% diện tích, 9% dân số các tỉnh

ven biển miền Trung và khoảng 7% dân số TP. Hồ Chí Minh bị ảnh hưởng trực tiếp.

Thực tế cho thấy, BĐKH đang tác động tới các địa phương trên cả nước với những

trận lũ lụt, hạn hán, bão mạnh hàng năm tăng nhanh và làm mực NBD cao. Thống kê

cho thấy, thiên tai trong năm 2013 đã làm 285 người chết và mất tích. Ước tính thiệt

hại khoảng 28.000 tỷ đồng. Tại TP. Hồ Chí Minh, mưa kết hợp với triều cường đã làm

cho diện tích các khu vực ngập úng ngày càng mở rộng. Tình hình lũ lụt tại TP. Cần

Thơ cũng có diễn biến bất thường: Năm 2000 mực nước lũ là 1,79m thì năm 2007 là

2,03m và năm 2011 đạt mốc 2,15m. Hiện TP. Cần Thơ đang đối mặt với ngập lụt do

triều cường chứ không phải do lũ từ thượng nguồn tràn về như trước đây.

Đặc biệt, mực NBD gây xâm nhập mặn là mối đe dọa nghiêm trọng đối với các vùng

ven biển ở Việt Nam, trong đó các tỉnh ven biển Tây Nam bộ là khu vực chịu ảnh

hưởng xâm nhập mặn nghiêm trọng nhất với 1,77 triệu ha đất bị nhiễm mặn, chiếm

45% diện tích. Trong khi chi phí xây dựng các công trình ngăn mặn, giữ ngọt rất tốn

kém. Điển hình như các tỉnh Sóc Trăng, Bến Tre, nước mặn đã xâm nhập vào đất liền

khoảng từ 40 - 45km, thậm chí có nơi vào sâu đến 70km, tỉnh Hậu Giang đã bị nhiễm

mặn với độ mặn 5 - 7%. Tại ĐBSCL, các dự báo cho thấy đến năm 2100, vựa lúa

ĐBSCL có nguy cơ mất đi 7,6 triệu tấn/năm, tương đương với 40,52% tổng sản lượng

lúa của cả vùng do NBD. NBD cao làm xâm nhập mặn sâu hơn vào nội địa, có thể làm

cho khoảng 2,4 triệu ha đất bị nước biển xâm nhập.

1.2 Tình hình biến đổi khí hậu và nước biển dâng vùng nghiên cứu

1.2.1 Sự thay đổi khí hậu

1.2.1.1 Thay đổi về nhiệt độ

Nhiệt độ trung bình năm của khu vực Bắc Hưng Hải đã tăng từ 0,4 ÷ 0,6oC, trong vòng

nửa thế kỷ từ 1960 đến năm 2008. Trong thập niên 1971−1990 số đợt không khí lạnh

giảm từ 29 đợt xuống còn 24 đợt trong thập niên 1991−2000 và xuống còn 16 đợt

trong các năm từ 1994−2008.

1.2.1.2 Thay đổi về độ ẩm

Độ ẩm tương đối trung bình tháng khu vực Bắc Hưng Hải cao nhất xảy ra vào tháng 3,

tháng 4 khi có mưa phùn, thấp nhất vào tháng 6, tháng 7 khi có gió tây khô nóng, theo

quy luật chung. Kết quả theo dõi cho thấy độ ẩm tương đối trung bình tháng trong các

thập kỷ gần đây có xu thế thấp dần. Độ ẩm trung bình năm thời kỳ 2001−2008 là 79%,

thấp hơn 2% so với trung bình nhiều năm. Độ ẩm trung bình tháng thấp nhất trong thời

kỳ 2001−2008 là 74%, thấp hơn trung bình nhiều năm 4%. Kết quả nghiên cứu cũng

cho thấy số ngày mưa phùn cũng giảm: từ năm 1961−1980 trung bình mỗi năm có 30

ngày mưa phùn, từ 1991−2008 chỉ còn 13 ÷ 15 ngày mỗi năm.

1.2.1.3 Thay đổi về bốc hơi

Lượng bốc hơi có xu thế giảm so với những thập niên trước đây, tuy lượng giảm

không đáng kể và có sự chênh lệch giữa các điểm trong hệ thống Bắc Hưng Hải. Đặc

biệt, một sự giảm được nhìn thấy trong xu thế thay đổi của lượng bốc hơi về phía

thượng lưu hệ thống và gần như lượng bốc hơi không thay đổi ở phía hạ lưu hệ thống.

Cụ thể, kết quả nghiên cứu cho thấy lượng bốc hơi trung bình tháng cao nhất xảy ra

vào tháng 6, tháng 7, dao động từ 90 ÷ 130 mm, thấp nhất vào tháng 3 khi có mưa

phùn ẩm ướt.

1.2.1.4 Thay đổi số giờ nắng

Tổng số giờ nắng trong khu vực Bắc Hưng Hải dao động từ 1600 ÷ 1690 giờ,

tháng 7 có số giờ nắng cao nhất 190 ÷ 200 giờ, tháng 2 có số giờ nắng ít nhất 42 ÷

46 giờ. Thay đổi về số giờ nắng không rõ ràng: trong 3 thập niên 1961−1990 số giờ

nắng có xu thế tăng nhưng đến thập niên 1991−2000 và từ 2001 đến nay lại có xu

hướng giảm.

1.2.1.5 Thay đổi lượng mưa và phân bố mưa

Lượng mưa năm trên khu vực Bắc Hưng Hải vào khoảng 1.550 ÷ 1.750 mm. Kết quả

nghiên cứu cho thấy, trong những thập niên gần đây sự biến động về tổng lượng

mưa năm không rõ nét, nhưng lượng mưa trung bình các tháng mùa mưa gia tăng

trong khi lượng mưa các tháng mùa khô giảm nhiều. Mùa mưa cũng kết thúc sớm nên

lượng mưa bình quân tháng 10 chỉ bằng 50% lượng mưa trung bình nhiều năm. Lượng

mưa trong thời đoạn ngắn thay đổi theo hướng bất lợi do xuất hiện đồng thời trên diện

rộng, tăng cao về tổng lượng và cường độ gây áp lực cho việc tiêu úng trong hệ thống

tăng cao. Lượng mưa 5 ngày lớn nhất trong thời đoạn 2001−2008 tăng so với

1961−1970 là 15% tại Văn Giang, 9% tại Thanh Miện, 6% tại Ninh Giang. Xu thế

lượng mưa 5 ngày lớn nhất tăng mạnh ở các vùng phía đông nam Bắc Hưng Hải trong

khi vùng trung tâm và Tây Bắc của hệ thống xu hướng gia tăng không đáng kể.

1.2.2 Sự thay đổi chế độ thuỷ văn

Hệ thống Bắc Hưng Hải chịu ảnh hưởng của chế độ thuỷ văn hệ thống sông Hồng -

Thái Bình. Tổng diện tích lưu vực khoảng 160.000 km2, dòng chảy hàng năm của sông

Hồng có tổng lượng 115 ÷ 137 tỷ m3 nước, dòng chảy trung bình năm tại Sơn Tây

khoảng 3600m3/s. Sông Hồng sau khi phân bớt một phần lưu lượng sang sông Thái

Bình qua hai sông lớn là sông Đuống (dài 64km) và sông Luộc (dài 72km), tiếp tục

phân sang sông Đáy qua sông Đào Nam Định (dài 31,5km), sông Ninh Cơ (dài 52km)

và sông Trà Lý (dài 64km), sau đó chảy ra biển ở cửa Ba Lạt. Đoạn sông Hồng chảy

qua hệ thống Bắc Hưng Hải có chiều dài 59km.

1.2.2.1. Sự thay đổi dòng chảy qua các chi lưu trên sông Hồng vào mùa kiệt

a. Sự thay đổi về mực nước

Thời kỳ 1988−2010 tại Hà Nội do tích nước của các hồ chứa thượng nguồn vào

các tháng đầu mùa kiệt nên mực nước trung bình thời kỳ này giảm mạnh so với mực

nước trung bình thời kỳ 1956−1987. Mực nước thấp nhất quan trắc được vào ngày

12/2/2008 là 0,80m, ngày 29/12/2009 là 0,66m, ngày 21/2/2010 là 0,10m. Thời kỳ

trước, khi chưa có các hồ lớn ở thượng lưu mực nước thấp nhất tại Hà Nội xuất hiện

vào tháng 3/1956 vẫn còn là 1,56m. Trong các mùa khô những năm gần đây mực nước

tại Hà Nội luôn luôn thấp hơn mức trung bình nhiều năm, nhất là trong tháng 1 đến

tháng 3 gây khó khăn cho việc lấy nước vụ đông xuân của hệ thống Bắc Hưng Hải.

Nguyên nhân mực nước sông Hồng xuống thấp cũng bao hàm cả việc điều hành

chủ quan hồ Hòa Bình. Tuy nhiên, nguyên nhân chính vẫn là do nguồn nước bị suy

giảm, dòng chảy về hồ ít làm cho mực nước hồ trong những tháng kiệt rất thấp,

nhiều năm gần đây hồ phải làm việc ở mực nước rất thấp, thậm chí dưới cả mực

nước chết.

b. Sự thay đổi về lưu lượng

Lưu lượng trung bình tháng trên dòng chính sông Hồng tại Hà Nội đã có sự thay đổi

do ảnh hưởng của biến đổi khí hậu và các công trình trên dòng chính.

- Thời kỳ 1956−1987 (trước khi có hồ Hà Bình): Lưu lượng trung bình tháng 1 là

1044m3/s, tháng 2 là 887m3/s, tháng 3 là 763m3/s, tháng 4 là 906m3/s. Lưu lượng trung

bình tháng thấp nhất: tháng 1/1963 là 757m3/s, tháng 2/1963 là 669m3/s, tháng 3/1966

là 605m3/s, tháng 4/1980 là 492m3/s.

- Thời kỳ 1988−2010 (sau khi có hồ Hoà Bình, Thác Bà, Tuyên Quang): Lưu lượng

trung bình tháng 1 là 967m3/s, tháng 2 là 926m3/s, tháng 3 là 999m3/s, tháng 4 là

1489m3/s. Lưu lượng tháng nhỏ nhất xuất hiện vào tháng 1/1989 là 619m3/s, tháng

2/1989 là 582m3/s, tháng 3/1988 là 641m3/s, tháng 4/1988 là 558m3/s.

1.3 Tổng quan về các nghiên cứu liên quan trên thế giới và ở Việt Nam

1.3.1 Tổng quan các nghiên cứu về BĐKH trên thế giới

Trên thế giới hiện tại đã có nhiều đề tài nghiên cứu về biến đổi khí hậu, điển hình như:

- Báo cáo đánh giá lần thứ hai (1995), lần thứ ba (2001) và lần thứ tư (2007) của IPCC

(Ủy ban liên Chính phủ về biến đổi khí hậu).

- Báo cáo về kịch bản biến đổi khí hậu cho Việt Nam của nhóm nghiên cứu thuộc Đại

học Oxford, Vương quốc Anh.

- Sản phẩm của mô hình khí hậu toàn cầu (MRI-AGCM) với độ phân giải 20km của

Viện Nghiên cứu Khí tượng thuộc Cục Khí tượng Nhật Bản, trích dẫn một sản phẩm

của mô hình MRI-AGCM đối với nhiệt độ cho khu vực Việt Nam theo kịch bản phát

thải khí nhà kính ở mức trung bình.

- Nghiên cứu đánh giá tác động của BĐKH đến lưu vực sông Tarim (Trung Quốc) của

Z.X. Xu, Y.N. Chen và J.Y.LI (2003). Bằng phương pháp thống kê và mô phỏng, các

tác giả đã đánh giá được ảnh hưởng của BĐKH đến dòng chảy lưu vực sông Tarim.

- Nghiên cứu mô phỏng ảnh hưởng của BĐKH đến nguồn nước ở miền Trung của

Thủy Điển của tác giả Chong-Yu-Xu. Các tác giả đã đánh giá được sự thay đổi nguồn

nước tương ứng với các kịch bản BĐKH (nhiệt độ, mưa) bằng phương pháp mô phỏng

mưa - dòng chảy.

- Nghiên cứu ảnh hưởng của BĐKH đến nguồn nước và nhu cầu nước nông nghiệp ở

vùng West Bank của Numan Mizyed.

- Nghiên cứu đánh giá tác động của BĐKH tiềm năng đến cân bằng nước của một lưu

vực ở Jordan của tác giả Fayex Abdulla và Tamer Eshtawi. Các tác giả đã đánh giá

được sự thay đổi của dòng chảy năm theo các kịch bản về mưa và nhiệt độ qua sử

dụng phương pháp mô phỏng mưa-dòng chảy.

- Số liệu của vệ tinh TOPEX/POSEIDON và JASON I từ năm 1993.

Như vậy, các nghiên cứu về biến đổi khí hậu (BĐKH) trên thế giới đã đạt được nhiều

kết quả trong việc xác định, xây dựng mô hình BĐKH, cũng như chỉ ra tác động của

BĐKH tới tài nguyên nước, xác định các hoạt động, chiến lược, chính sách liên quan

đến thích ứng với BĐKH. Tuy nhiên, chỉ có một số ít các hoạt động thích ứng với

BĐKH được thực hiện do chưa có các tiêu chí xác định mục tiêu và hiệu quả của các

hoạt động thích ứng với BĐKH.

1.3.2 Tổng quan các nghiên cứu về BĐKH ở Việt Nam

Tại Việt Nam đã có nhiều đề tài nghiên cứu về biến đổi khí hậu, điển hình như:

- Dự án “Quản lý bền vững và tổng hợp tài nguyên nước lưu vực Sông Hồng - Thái

Bình trong bối cảnh biến đổi khí hậu (IMRR)” trên cơ sở hợp tác quốc tế của Trường

Đại học Bách khoa Milan (Pomili) và viện Quy hoạch Thủy lợi (IWRP) với sự trợ

- Dự án hợp tác “Nghiên cứu tác động của BĐKH ở lưu vực sông Hương và chính

giúp của Chính phủ hai nước Việt Nam và Italia. Dự án bắt đầu từ tháng 2 năm 2012.

sách thích nghi ở huyện Phú Vang, tỉnh Thừa Thiên Huế” giữa Viện Khí tượng thuỷ

văn và Môi trường, Chương trình hỗ trợ nghiên cứu khí hậu Hà Lan (NCAP) thực hiện

- Dự án “Tác động của BĐKH đến tài nguyên nước ở Việt Nam và các biện pháp thích

năm 2005;

ứng” (2008-2009) do Viện KTTVMT thực hiện với sự tài trợ của DANIDA Đan

- Dự án: “Quy hoạch tổng thể thủy lợi đồng bằng Bắc Bộ trong điều kiện BĐKH và

Mạch;

NBD”, do Viện QHTL lập và đã được phê duyệt năm 2012. Trong dự án này, vấn đề

tác động của BĐKH, NBD đến nguồn nước, hạn hán, ngập úng, xâm nhập

mặn,…trong ĐBBB đã được nghiên cứu và việc tính toán quy hoạch đã xét đến ảnh

- Dự án: “Quy hoạch tổng thể thủy lợi đồng bằng sông Cửu Long trong điều kiện

hưởng của BĐKH và NBD.

BĐKH và NBD”, do Viện QHTLMN lập và đã được phê duyệt năm 2012. Trong

nghiên cứu này, vấn đề dự báo và đánh giá tác động của BĐKH, NBD đến tài nguyên

nước và các hệ thống thủy lợi trong vùng đã được nghiên cứu và việc tính toán quy

- Dự án “Tác động của nước biển dâng và các biện pháp thích ứng ở Việt Nam” (2008-

hoạch cũng đã xét đến ảnh hưởng của BĐKH và NBD.

2009) do Viện KTTVMT thực hiện với sự tài trợ của DANIDA - Đan Mạch. Mục tiêu

tổng quát của dự án tập trung chủ yếu vào việc giảm thiểu các tác động do nước biển

dâng gây nên bởi BĐKH ở Việt Nam thông qua việc đề xuất các biện pháp thích ứng.

Nâng cao hiểu biết về các phương pháp đối phó với thiên tai do BĐKH và nước biển

- Đề tài cấp Bộ: “Nghiên cứu cơ sở khoa học và đề xuất các biện pháp ứng phó cho

dâng ở Việt Nam.

đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) đảm bảo việc phát triển bền vững trong điều kiện

biến đổi khí hậu (BĐKH) – Nước biển dâng (NBD)” do GS. Nguyễn Sinh Huy làm

chủ trì được Bộ trưởng Bộ NN&PTNT giao cho trường Đại học Thủy lợi chủ trì

nghiên cứu vào đầu năm 2009, nhằm hỗ trợ cho việc xây dựng Quy hoạch tổng thể

Thủy lợi ĐBSCL phục vụ phát triển nông nghiệp, nông thôn và các ngành kinh tế

- Nghiên cứu của tác giả Lê Văn Chín về đánh giá ảnh hưởng của BĐKH đến cân bằng

trọng điểm trong điều kiện BĐKH – NBD.

nước lưu vực sông Đáy. Bằng phương pháp mô phỏng mưa-dòng chảy (sử dụng mô

hình Mike Nam, Mike Basin) và dựa trên kịch bản BĐKH và quy hoạch phát triển

kinh tế, xã hội, tác giả đã đánh giá được nhu cầu nước, cân bằng nước, sự thiếu hụt

- Đề tài cấp nhà nước: “Nghiên cứu tác động của BĐKH toàn cầu đến các yếu tố và

nước của lưu vực trong tương lai (2020 và 2050).

hiện tượng khí hậu cực đoan ở Việt Nam, khả năng dự báo va giải pháp chiến lược ứng

phó”, do PGS.TS. Phan Văn Tân trường Đại học Quốc gia Hà Nội chủ trì thực hiện

- Nghiên cứu tác động của BĐKH lên tài nguyên nước của Việt Nam của nhóm tác giả

năm 2009-2010

- Nghiên cứu Biến đổi khí hậu ở châu Á: Báo cáo của Việt Nam (ADB, 1994) do Viện

Trần Thanh Xuân, Trần Thục, Hoàng Minh Tuyển 2010;

Quy hoạch Thủy lợi chủ trì thực hiện năm 1994 được được tài trợ từ Ngân hàng châu

Á. Tham gia cùng thực hiện nghiên cứu còn có các chuyên gia nghiên cứu từ 10 cơ

quan nghiên cứu Việt Nam như Viện Khí tượng Thủy văn, Trường Đại học Thủy lợi,

Viện Khoa học Thủy lợi, Trường Đại học Tổng hợp. Nghiên cứu cũng nhận được tư

vấn trực tiếp từ IPCC, từ các chương trình của Liên hợp quốc như UNEP, UNDP,

UN/ESCAP, UNCRD, Ngân hàng Thế giới.

- Nghiên cứu nâng cao hiệu quả khai thác giảm nhẹ thiệt hại do thiên tai (lũ, hạn) và

đảm bảo an toàn hồ chứa nước khu vực Miền Trung trong điều kiện BĐKH của GS.TS

Lê Kim Truyền 2013.

- Nghiên cứu giải pháp xây dựng mới và nâng cấp các công trình kiểm soát mặn ở

ĐBSCL nhằm thích ứng với BĐKH, do ThS. Nguyễn Phú Quỳnh, Viện KHTL Miền

- Nghiên cứu đề xuất quy hoạch và giải pháp nâng cấp các hệ thống thuỷ lợi vùng ven

Nam thực hiện năm 2009-2011;

biển ĐB Sông Hồng nhằm thích ứng với BĐKH do TS. Lê Hùng Nam, Viện Quy

hoạch Thuỷ lợi;

- Kịch bản biến đổi khí hậu được xây dựng năm 1994 trong Báo cáo về khí hậu ở châu

Á do Ngân hàng phát triển châu Á tài trợ.

- Kịch bản biến đổi khí hậu trong Thông báo đầu tiên của Việt Nam cho Công ước

khung của Liên Hợp Quốc về biến đổi khí hậu (Viện KH KTTVMT 2003)

- Kịch bản biến đổi khí hậu được xây dựng bằng phương pháp tổ hợp (phần mềm

MAGICC/SCEN GEN 4.1) và phương pháp chi tiết hóa (Downscaling) thống kê cho

Việt Nam và các khu vực nhỏ hơn (Viện KH KTTVMT 2006)

- Kịch bản biến đổi khí hậu được xây cho dự thảo Thông báo lần hai của Việt Nam cho

Công ước khung của Liên Hợp Quốc về biến đổi khí hậu (Viện KH KTTVMT 2007)

- Kịch bản biến đổi khí hậu được xây dựng bằng phương pháp tổ hợp (phần mềm

MAGICC/SCEN GEN 5.3) và phương pháp chi tiết hóa thống kê cho Việt Nam và các

khu vực nhỏ hơn (Viện KH KTTVMT 2008)

- Kịch bản biến đổi khí hậu cho khu vực Việt Nam được xây dựng bằng phương pháp

động lực (Viện KH KTTVMT, SEA START, Trung tâm Hadley 2008).

- Kịch bản biến đổi khí hậu, nước biển dâng cho Việt Nam (Bộ TNMT 2012)

- Kịch bản biến đổi khí hậu và nước biển dâng cho Việt Nam (Bộ TNMT 2016)

- Xây dựng công cụ đánh giá nhanh tác động của BĐKH đến hiệu quả khai thác các hồ

chứa ở miền Trung Việt Nam của nhóm tác giả Hoàng Thanh Tùng, GS.TS Lê Kim

Truyền, TS. Dương Đức Tiến, Nguyễn Hoàng Sơn 2013.

Đối với Việt Nam, BĐKH có tác động mạnh đến nhiều lĩnh vực như tài nguyên nước.

Các nghiên cứu đã xây dựng được mô hình và dự báo được kịch bản biến đổi khí hậu

đối với Việt Nam, từ đó xây dựng được công cụ đánh giá tác động của biến đổi khí

hậu đối với các ngành dùng nước. Tuy nhiên, cần phải tiếp tục có các nghiên cứu

nhằm xây dựng và tăng cường năng lực để thực hiện có hiệu quả các hoạt động thích

ứng với BĐKH và cần phải chắc chắn rằng các hoạt động thích ứng với BĐKH sẽ đạt

được hiệu quả mong muốn.

1.4 Khái quát hệ thống thủy lợi Bắc Hưng Hải

1.4.1 Điều kiện tự nhiên vùng nghiên cứu

1.4.1.1 Vị trí địa lý

a) Vị trí địa lý hệ thống thủy lợi Bắc Hưng Hải

Hệ thống Thuỷ lợi Bắc Hưng Hải có vị trí địa lý nằm ở giữa đồng bằng sông Hồng,

được xác định theo toạ độ: 20º30’ đến 21º07’ vĩ độ Bắc; 105º50’ đến 106º36’ kinh độ

- Sông Đuống ở phía Bắc với độ dài phần chảy qua hệ thống là 67km;

Đông, hệ thống được bao bọc bởi 4 con sông lớn:

- Sông Luộc ở phía Nam với độ dài phần chảy qua hệ thống là 72km;

- Sông Thái Bình ở phía Đông với độ dài phần chảy qua hệ thống là 73km;

- Sông Hồng ở phía Tây với độ dài phần chảy qua hệ thống là 57km.

Toàn khu vực rộng: 214.932ha, diện tích phần trong đê là 192.045ha, ngoài đê

22.887ha (Quy hoạch 2009) bao gồm đất đai của toàn bộ tỉnh Hưng Yên (10 huyện), 7

huyện thị của Hải Dương, 3 huyện của tỉnh Bắc Ninh và 2 quận, huyện của thành phố

Hà Nội.

Hình 1.1 Bản đồ hệ thống Bắc Hưng Hải

b) Vị trí địa lý cống Cầu Xe và cống An Thổ

Cống Cầu Xe tại 2 xã Cộng Lạc – Quang Trung và cống An Thổ tại xã Tiên Động

thuộc cụm công trình ngăn triều, tiêu lũ Cầu Xe-An Thổ, là cống đầu mối quan trọng

của hệ thống thủy lợi Bắc Hưng Hải, nằm ở cuối hệ thống, huyện Tứ Kỳ, tỉnh Hải

- Nhiệm vụ công trình

Dương.

+ Cống Cầu Xe cùng với cống An Thổ tiêu cho 86.793 ha của Hệ thống thuỷ lợi Bắc

+ Ngăn lũ, ngăn mặn từ sông Thái Bình vào nội đồng; lấy nước ngọt từ sông Thái Bình

Hưng Hải.

+ Đảm bảo an toàn công trình, chủ động phòng chống bão lụt.

+ Kết hợp phát triển giao thông thuỷ.

vào để tưới hỗ trợ cho hệ thống.

Hình 1.2 Cống Cầu Xe tại 2 xã Cộng Lạc – Quang Trung

Hình 1.3 Cống An Thổ tại xã Tiên Động

1.4.1.2 Đặc điểm địa hình

- Ven sông Hồng, sông Đuống mức cao trung bình +4,00m đất pha thịt nhẹ, trung tính

Địa hình dốc dần từ Tây Bắc xuống Đông Nam hình thành 3 vùng chính:

- Trung tâm khu vực cao trình từ +2,00m đến + 2,50m thuộc đất thịt nặng, độ chua

ít chua, lượng thấm cao, nước ngầm ở thấp;

- Ven sông Luộc, sông Thái bình thấp trung bình +1,00m đến +1,20m chỗ thấp nhất

cao, nước ngầm thấp;

+0,50m chua vừa đến ít chua, mực nước ngầm cao.

1.4.1.3 Đặc điểm địa chất

Đặc điểm địa chất trong vùng mang những nét đặc trưng của cấu trúc địa chất thuộc

sụt trũng sông Hồng, bề dày trầm tích đệ tứ chịu ảnh hưởng rõ rệt của cấu trúc mỏng.

Hệ thống Bắc Hưng Hải nằm gọn trong ô trũng của vùng đồng bằng sông Hồng được

cấu tạo bằng các trầm tích bở rời thuộc kỷ Đệ tứ với chiều dày từ 150m 160m, do vậy

đặc điểm địa chất mang những nét đặc trưng của cấu trúc địa chất thuộc sụt trũng sông

Hồng, bề dày trầm tích đệ tứ chịu ảnh hưởng rõ rệt của cấu trúc mỏng.

1.4.1.4 Đặc điểm đất đai thổ nhưỡng

Đất đai được hình thành do phù sa sông Hồng - Thái Bình, thành phần cơ giới của đất

- Loại đất phù sa sông Hồng không được bồi màu nâu thẫm trung tính, ít chua, đây là

từ thịt nhẹ đến thịt pha nhiễm chua và nghèo lân, chia ra thành các loại sau:

- Loại đất phù sa sông Hồng không được bồi lắng trung tính ít chua glây trung bình,

loại đất tốt rất thích hợp cho trồng màu và lúa cao sản.

loại đất này có tầng phù sa dày, thành phần cơ giới đất thịt trung bình đến thịt nặng,

- Loại đất phù sa sông Hồng có tầng loang lổ không được bồi lắng, màu đất nâu nhạt,

loại đất này thích hợp cho cấy lúa 2 vụ.

tầng phù sa mỏng, thành phần cơ giới từ trung bình đến nặng, bị sét hoá mạnh, chất

hữu cơ phân huỷ chậm thường bị chua, cần được cải tạo.

Trong đó, chủ yếu là đất phù sa Glây của hệ thống sông Hồng (Phg) chiếm tỷ lệ diện

tích lớn nhất.

1.4.1.5 Đặc điểm khí hậu

Lưu vực Bắc Hưng Hải nằm trong vùng đồng bằng Bắc Bộ, tuy không giáp với biển

nhưng vẫn chịu ảnh hưởng của khí hậu miền duyên hải, hàng năm chia hai mùa rõ rệt:

mùa nóng từ tháng 4 đến tháng 10, thời tiết nóng ẩm mưa nhiều. Mùa đông lạnh, ít

mưa từ tháng 11 đến tháng 3.

1.4.2 Hiện trạng dân sinh kinh tế - xã hội trong vùng nghiên cứu

1.4.2.1 Hành chính

Theo các quyết định phân chia, địa danh hành chính vùng Bắc Hưng Hải bao gồm địa

giới hành chính của 4 tỉnh: toàn bộ tỉnh Hưng Yên, 7 huyện và thành phố Hải Dương,

tỉnh Hải Dương, 3 huyện thuộc tỉnh Bắc Ninh và 2 quận huyện thuộc thành phố Hà

Nội. Các địa danh hành chính cụ thể bao gồm 343 xã, 34 phường với diện tích tự nhiên

214.931ha, dân số 3.001.295 người.

Bảng 1.1 Số liệu hành chính, diện tích, dân số hệ thống Bắc Hưng Hải

TT Tỉnh Số xã Số phường, thị trấn DT tự nhiên (ha)

83.653 92.600 32.541 10.262 214.931 21 10 3 3 34 1 Hải Dương 2 Hưng Yên 3 Bắc Ninh 4 Hà Nội Tổng 133 145 43 24 343 Dân số (người) 1.062.532 1.240.002 386.808 311.953 3.001.295 (Nguồn: Theo niên giám thống kê 2018 của các tỉnh)

Vùng cấp nước của cống Cầu Xe và cống An Thổ bao gồm: một phần diện tích của

huyện Tứ Kỳ, một phần huyện Gia Lộc, một phần huyện Thanh Miện và một phần

huyện Ninh Giang.

1.4.2.2 Dân cư và lao động

a) Dân cư, dân tộc: Vùng nghiên cứu là các tỉnh thuộc đồng bằng Bắc Bộ, dân tộc ở

đây chủ yếu là dân tộc Kinh sống định canh định cư từ đời này sang đời khác. Mật độ

dân số bình quân toàn vùng từ 1100 người/km2 đến 1400 người/km2, trong đó thành thị

2980 - 3800 người/km2, nông thôn là 1242 người/km2. Tỷ lệ nam nữ trong vùng gần

như tương đương nhau khoảng 50%. Dân số ở thành thị là 501.621 người, nông thôn là

2.207.743 người chiếm 82% dân số toàn vùng;

b) Phân bố dân cư theo đơn vị hành chính: Theo số liệu thống kê năm 2018 của các

tỉnh trong vùng nghiên cứu thì toàn bộ vùng có số dân là 3.001.295 người. Trong đó

Hải Dương chiếm 35%, Hưng Yên 41%, Bắc Ninh 13%, Hà Nội 10%;

Lao động: Lứa tuổi trong độ tuổi lao động chiếm 53%, đây là lực lượng chủ yếu làm

cho kinh tế vùng phát triển. Lực lượng tham gia trong các ngành Nông - Lâm nghiệp là

77%, Công nghiệp là 9,5 – 9,7%, Thương nghiệp là 3,6% còn lại là các ngành nghề

khác.

Bảng 1.2 Phân bố dân cư vùng Bắc Hưng Hải năm 2018

TT Tỉnh

Hải Dương Hưng Yên Bắc Ninh Gia Lâm 1 2 3 4 Tổng vùng Tổng số 1.062.532 1.240.002 386.808 311.953 3.001.295 Dân số 2018 Thành thị 192.807 129.429 29.181 204.251 555.668 Nông thôn 869.724 1.110.572 357.628 107.702 2.445.626

(Nguồn: Theo niên giám thống kê 2018 của các tỉnh) Bảng 1.3 Phân bố dân cư vùng cấp nước của cống Cầu Xe và cống An Thổ năm 2018

Dân số năm 2018 TT Tỉnh

1 2 3 4 Ninh Giang Thanh Miện Gia Lộc Tứ Kỳ Tổng số 190.677 183.485 185.387 200.769 760.318 Thành thị Nông thôn 190.677 183.485 185387 200.769 760.318 Tổng vùng (Nguồn: Theo niên giám thống kê 2018 của tỉnh Hải Dương)

1.4.2.4 Hiện trạng nông nghiệp

a) Sử dụng đất nông nghiệp

Tốc độ tăng trưởng trong ngành nông nghiệp đạt tương đối cao, bình quân trong thời

kỳ 2010 - 2015 đạt 6 - 7%.

Bảng 1.4 Diện tích, cơ cấu cây trồng trong vùng cấp nước cống Cầu Xe và cống An Thổ năm 2018

Đơn vị: ha

6884,55 5214,54 6235,17 8952,41

277,25 102,13 1299,43 715,72

6863,29 5171,61 5945,65 8815,43

Vụ chiêm xuân Vụ mùa Cả năm TT Huyện, T.P Lúa Ngô Lúa

15035,31 11375,48 19436,59 21822,53

Khoai Lang 272,91 119,22 1602,77 864,52 Vụ đông Rau, màu 737,31 767,98 4353,58 2474,45 1 2 3 4 Ninh Giang Thanh Miện Gia Lộc Tứ Kỳ

27286,67

2394,53

26795,98

2859,42

8333,32

Tổng

67669,92 (Nguồn: Theo niên giám thống kê 2018 của tỉnh Hải Dương)

b) Chăn nuôi

Ngành chăn nuôi tăng từ 23% lên 26%. Tính tại thời điểm năm 2018, tổng số vật nuôi

vùng nghiên cứu được thể hiện trong bảng dưới đây.

Bảng 1.5 Số lượng gia súc, gia cầm vùng cấp nước cống Cầu Xe và cống An Thổ 2018 Đơn vị: con Năm 2018 TT Huyện, TP

1 2 3 4 Ninh Giang Thanh Miện Gia Lộc Tứ Kỳ Tổng số Trâu 756 832 860 715 3.163 Bò 3.250 3.570 4.260 4.229 15.309 Lợn 79.793 90.901 73.060 103.579 347.333 Gia cầm 1.468 1.587 1.258 1.423 5.736 (Nguồn: Theo niên giám thống kê 2018 của tỉnh Hải Dương)

1.4.2.5 Thuỷ sản

Sự phát triển về thuỷ sản của vùng nhanh, tốc độ tăng trưởng của nuôi trồng thuỷ sản

đạt 19%, đánh bắt dịch vụ thuỷ sản tăng 17,7%. Tốc độ này cho thấy đầu tư cho phát

triển thuỷ sản của vùng là mạnh. Diện tích mặt nước được sử dụng để vào nuôi trồng

thuỷ sản khoảng 4.651 ha, một phần diện tích úng - trũng sản xuất lúa kém hiệu quả đã

được chuyển sang nuôi trồng thuỷ sản.

Bảng 1.6 Diện tích lượng thủy sản vùng cấp nước cống Cầu Xe và cống An Thổ năm 2018

Huyện, TP Ninh Giang Thanh Miện Gia Lộc 1236,24 Diện tích 806,05 501,25 Tứ Kỳ 1243,21 Tổng 3786,74 (Nguồn: Theo niên giám thống kê 2018 của tỉnh Hải Dương)

1.4.2.6 Hiện trạng công nghiệp

Hiện tại toàn tỉnh có 8 khu công nghiệp tập trung (Nam sách, Phú Thái, Phúc Điền,

Đại An, Việt Hoà, Lai Vu và Tân Trường), 31 cụm công nghiệp, 16 doanh nghiệp

trung ương, 85 dự án đầu tư nước ngoài, 106 HTX, 219 doanh ngiệp tư nhân, 451 công

ty SXCN, 35,000 hộ cá thể, 50 làng nghề có quy mô khá. Với các sản phẩm có khối

lượng lớn và có uy tín trên thị trường trong và ngoài nước như sản phẩm điện, ô tô, xi

măng, máy bơm nước, giầy, may mặc, đồ sứ, đá mài, bánh đậu xanh.

Bảng 1.7 Diện tích đất công nghiệp vùng tưới và cấp nước của cống Cầu Xe, An Thổ

Huyện, TP

Diện tích đất công nghiệp năm 2018(ha)

TT

1 2 537,8 330,3 868,10 Thanh Miện Ninh Giang Tổng (Nguồn: Theo niên giám thống kê 2018 của tỉnh Hải Dương)

1.4.3 Hiện trạng thủy lợi

1.4.3.1 Hiện trạng các tuyến sông trục trong vùng tưới của cống Cầu Xe và cống An Thổ

Kết quả điều tra đánh giá hiện trạng hệ thống kênh trục Bắc Hưng Hải trong vùng

nghiên cứu như sau:

1. Sông Cửu An

Đoạn sông Cửu An trong vùng nghiên cứu là đoạn hạ lưu cống Neo đến ngã 3 Cự Lộc:

Dài 20,5 km bề rộng đáy thiết kế bằng 44 ÷ 52 m, cao trình đáy bằng (-3,01) ÷ (-4,0).

Hiện trạng đoạn này bị bồi lắng trung bình 0,5 ÷ 0,7 m so với thiết kế.

2. Sông Đình Đào

Từ Bá Thủy đến Cự Lộc, dài 45 km; bề rộng đáy thiết kế bằng 51 ÷ 72 m, cao

trình đáy bằng (-3,75) ÷ (-3,92)m. Đã nạo vét xong từ năm 1978 theo chỉ tiêu trên.

Hiện trạng bị bồi lắng trung bình 0,9 ÷ 1,0 m so với thiết kế.

3. Kênh Chính Cự Lộc - Lộng Khê

Dài 4,35 km; bề rộng đáy thiết kế bằng 110 m, cao trình đáy bằng (-4,0) m.

Đoạn này đã nạo vét xong năm 2000. Hiện trạng bị bồi lắng trung bình 0,3 ÷ 0,4 m

so với thiết kế.

4. Kênh Lộng Khê - Cầu Xe

Dài 2,45 km; bề rộng đáy thiết kế 75 m, cao trình đáy (-4,0) m. Đoạn này đã nạo

vét xong năm 2000. Hiện trạng bị bồi lắng trung bình 0,3 ÷ 0,4 m so với thiết kế.

5. Kênh Lộng Khê - An Thổ

Dài 4,5 km; bề rộng đáy thiết kế bằng 55 m, cao trình đáy bằng (-4,0) m. Đoạn

này đã nạo vét xong năm 2000. Hiện trạng bị bồi lắng trung bình 0,3 ÷ 0,4 m so với

thiết kế.

1.4.3.2 Hiện trạng các công trình cống Cầu Xe và cống An Thổ

1. Cống Cầu Xe mới

Cống nằm ở cuối kênh tiêu của hệ thống thuỷ nông Bắc Hưng Hải tại xã cộng Lạc

huyện Tứ Kỳ. Quy mô: toàn bộ chiều rộng là 75m, gồm 3 cửa, mỗi cửa rộng 25m (3

cửa lấy nước và 1 cửa âu), Đáy cống (-4,0), Đỉnh cống (mặt cầu giao thông) bằng 5,3.

Cánh cống kiểu cửa van phẳng bằng thép.

Cống Cầu Xe mới được khánh thành năm 2018 làm nhiệm vụ tiêu nước của sông trục

Bắc Hưng Hải ra sông Thái Bình, với các thông số thiết kế: diện tích lưu vực là

151,600 ha, với tần suất P = 10% thì lưu lượng tiêu Qtiêu = 360 m3/s; với P = 20% thì

Qtiêu = 230 m3/s; đồng thời ngăn triều không cho nước sông ngoài vào lưu vực Bắc

Hưng Hải, kết hợp giao thông thuỷ và bộ.

Hiện trạng công trình như sau:

- Do cống vừa được hoàn thành và đưa vào sử dụng năm 2018 nên các bộ phận còn rất

mới, hoạt động đúng với khả năng thiết kế.

- Phần đất: Thượng, hạ lưu công trình không bị xói mòn.

- Thượng lưu: chiều dài hố xói 60 m, chiểu rộng hố xói 45 m, chỗ sâu nhất: (-7,8/-4,0 TK).

- Hạ lưu: Chiều dài hố sói 100m, cao trình đáy hố sói thiết kế -4m

Hiện hố sói thượng, hạ lưu hoạt động bình thường, ổn định

Phần cơ khí: cánh cống bằng thép kiểu dầm bản lớn. Máy đóng mở bằng tời điện.

Cống Cầu xe được thi công trong thời gian gần đây, mác bê tông cao. Tuy, vị trí xây

dựng cống trên nền đất mềm yếu của vùng Thuỷ triều nhưng thượng, hạ lưu cống chưa

bị xói, cống hoạt động an toàn, hiệu quả

2. Cống An Thổ

Cống được xây dựng năm 1977 cùng với cống Cầu Xe làm nhiệm vụ ngăn triều tiêu

thuỷ cho hệ thống Bắc Hưng Hải. Cống gồm 6 cửa kích thước b×h = 8×6 m và 1 cửa

âu tách riêng bề rộng B = 8 m. Cửa cống bằng thép kiểu van phẳng 2 tầng đóng mở

bằng tời 6 tấn.

Năm 1999 lấp đặt hệ thống xe thả phai và bộ phai thép mới gồm 7 tấn. Làm lại đường

ray cho xe phai, năm 2001 thay toàn bộ cánh cống của 6 cửa cống. Chuyển từ kết cấu

khung dàn thành kết cấu dầm chịu lực. Thay tời 6 tấn kéo cánh âu bằng tời 10 tấn.

Hiện tại còn một số tồn tại:

- Các trụ pin số 1, 2, 5 và tường ngực đã bị nứt với chiều dài từ 1 ÷ 2 m, chiều rộng 0,5

- Kênh dẫn cả thượng và hạ lưu thông bị xói, ngược lại hiện nay hàng năm thường bị

bồi lắng nhiều, tốc độ bội lắng nhanh, ảnh hưởng đến dòng chảy và giao thông thuỷ.

- Cánh âu thượng lưu đã cũ, hiện bị hư hỏng một số chi tiết nên chỉ vận hành được khi

mực nước chênh lệch thấp.

Kết luận chương 1

Trước tình hình thời tiết khí tượng thủy văn diễn biến theo chiều hướng bất thường và

cực đoan, cùng với hiện tượng biến đổi khí hậu đã dẫn đến tình trạng hạn hán trong

mùa kiệt mà các hệ thống thuỷ lợi ở Việt Nam cũng như trên thế giới. Do vậy, nhiều

tác giả trong nước và thế giới đã nghiên cứu đánh giá tình trạng thiếu nước, nhu cầu

dung nước và đề xuất các giải pháp cấp nước cho các hệ thống thuỷ lợi bằng nhiều

biện pháp công trình và phi công trình nhằm thích ứng với hạn hán và biến đổi khí

hậu. Nhìn chung việc nâng cao khả năng cấp nước của các công trình đầu mối lấy

nước từ sông ngoài là một hướng nghiên cứu được quan tâm. Đối với hệ thống Bắc

Hưng Hải với 4 lần quy hoạch hoàn chỉnh hệ thống và 2 lần xây dựng Quy trình vận

hành hệ thống (1985, 2016), chưa có nghiên cứu nào đánh giá cụ thể về việc lấy nước

ngược từ cuối hệ thống như cống Cầu Xe, An Thổ để bổ sung nguồn nước cấp cho hệ

thống, Tuy nhiên, do một số năm gần đây do biến đổi thuỷ văn tại công trình cống

Xuân Quan và ảnh hưởng của biến đổi khí hậu, hệ thống đã bị thiếu hụt nguồn nước,

đặc biệt trong giai đoạn mùa kiệt, nhu cầu dùng nước rất lớn, công ty TNHH MTV

KTCTTL Bắc Hưng Hải đã tận dụng lấy nước ngược qua cống Cầu Xe, cống An Thổ

và âu thuyền Cầu Cất để cấp nước tưới cho hệ thống.

CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CẤP NƯỚC CỦA CỐNG CẦU XE VÀ CỐNG AN THỔ

2.1 Dự báo dân số và phát triển kinh tế trong hệ thống thuỷ lợi Bắc Hưng Hải

2.1.1 Dự báo phát triển dân số

Dân số trong vùng Bắc Hưng Hải trong các giai đoạn tương lai được tính toán dựa

theo Quyết định 1961/QQĐ-BNN-KH ngày 13/7/2017 của Bộ Nông nghiệp và Phát

triển nông thôn về Quy hoạch thủy lợi vùng Bắc Hưng Hải.

Bảng 2.1 Dự báo dân số vùng Bắc Hưng Hải giai đoạn 2030

TT Tỉnh

1 2 3 4 Hải Dương Hưng Yên Bắc Ninh Gia lâm Tổng vùng Tổng số 1.227.224 1.432.202 446.764 360.306 3.466.495 Dân số năm 2030 Thành thị 222.692 149.491 33.704 235.910 641.797 Nông thôn 1.004.532 1.282.711 413.060 124.395 2.824.698

Bảng 2.2 Dân số trong vùng cấp nước của cống Cầu Xe và cống An Thổ giai đoạn 2030

Dân số năm 2018 Dân số năm 2030 TT Tỉnh Tổng số Tổng số Nông thôn

1 2 3 4 Ninh Giang Thanh Miện Gia Lộc Tứ Kỳ Tổng vùng 190.677 183.485 185.387 200.769 760.318 Thành thị Nông thôn 190.677 183.485 185387 200.769 760.318 Thành thị 242.255 22.023 220.232 233.118 21.193 211.925 235.534 21.412 214.122 255.077 23.189 231.888 965.984 87.817 878.167

Bảng 2.3 Dân số trong vùng cấp nước của cống Cầu Xe và cống An Thổ giai đoạn 2050

Dân số năm 2018 Dân số năm 2050 TT Tỉnh Tổng số Tổng số Nông thôn

1 Ninh Giang 2 Thanh Miện 3 Gia Lộc 4 Tứ Kỳ Tổng vùng 190.677 183.485 185.387 200.769 760.318 Thành thị Nông thôn 190.677 183.485 185387 200.769 760.318 Thành thị 266.481 24.226 242.255 256.429 23.312 233.118 259.088 23.553 235.534 280.585 25.508 255.077 878.167 96.598 965.984

2.1.2 Phương hướng phát triển ngành nông nghiệp

Theo quyết định số: 3320/QĐ-UBND về việc phê duyệt điều chỉnh quy hoạch phát

triển sản xuất nông nghiệp tỉnh hải dương định hướng đến năm 2030, tầm nhìn 2050.

Mục tiêu chung là chuyển đổi cơ cấu sản xuất hàng hoá lớn tập trung chuyên canh, đáp

ứng thị trường hàng hóa, tăng nhanh mức thu nhập trên diện tích đất canh tác,

2.1.2.1 Trồng trọt

Từ nay đến 2030, tầm nhìn 2050 cơ cấu kinh tế nông nghiệp và nông thôn dịch chuyển

theo hướng giảm mạnh nông nghiệp thuần nông, đẩy mạnh sản xuất các sản phẩm có

hiệu quả, có khả năng ứng dụng công nghệ mới, nâng tỷ trọng thuỷ sản, chăn nuôi

nhằm tạo ra lượng giá trị cao trên một đơn vị diện tích.

Trong các loại cây truyền thống như: lúa, ngô, khoai thì xu thế trong những năm tới

ngoài lúa là chủ lực, cây ngô sẽ được phát triển mạnh để phục vụ chế biến sản phẩm

các loại bánh kẹo…và thức ăn gia súc.

6884,55

277,25

6863,29

Bảng 2.4 Cơ cấu cây trồng vùng cấp nước cống Cầu Xe và cống An Thổ giai đoạn 2030 Đơn vị: ha Vụ chiêm xuân Vụ mùa TT Huyện/T,P Cả năm Lúa Ngô Lúa

15035,31

5214,54

102,13

5171,61

119,22

767,98

11375,48

6235,17

1299,43

5945,65

1602,77

4353,58

19436,59

8952,41

715,72

8815,43

864,52

2474,45

21822,53

Vụ đông Rau, màu 737,31 Khoai Lang 272,91

1 2 4 5

27286,67

26795,98

8333,32

2394,53

2859,42

Ninh Giang Thanh Miện Gia Lộc Tứ Kỳ Tổng

67669,92 Bảng 2.5 Cơ cấu cây trồng lúa vùng cấp nước cống Cầu Xe và cống An Thổ giai đoạn 2050

Đơn vị: ha Vụ chiêm xuân Vụ mùa Vụ đông TT Huyện/T,P Cả năm Ngô Lúa Lúa Rau, màu

1 Ninh Giang Thanh Miện 2 4 Gia Lộc 5 6728,72 5070,21 5829,07 8642,58 Tứ Kỳ Tổng Khoai Lang 722,85 14740,50 267,56 271,81 6749,56 752,92 11152,43 116,88 100,13 5112,29 1571,34 4268,22 19055,48 6112,91 1273,95 8776,87 2425,93 21394,64 847,57 701,69 26.751,64 2.347,58 26.270,57 2.803,35 8.169,92 66343,06

2.1.2.2 Chăn nuôi

Các tỉnh trong vùng phấn đấu đạt tỷ trọng ngành chăn nuôi trong nông nghiệp chiếm

40-50% vào năm 2030. Phát triển ngành chăn nuôi thành một ngành sản xuất hàng hoá

trên cơ sở áp dụng khoa học công nghệ mới với quy mô phù hợp.

Bảng 2.6 Số lượng gia súc, gia cầm vùng cấp nước của cống Cầu Xe và cống An Thổ giai đoạn hiện tại Năm 2018 TT Huyện, TP

Ninh Giang Thanh Miện Gia Lộc Tứ Kỳ 1 2 3 4 Tổng số Trâu 756 832 860 715 3.163 Bò 3.250 3.570 4.260 4.229 15.309 Lợn 79.793 90.901 73.060 103.579 347.333 Gia cầm 1.468 1.587 1.258 1.423 5.736

(Nguồn: Theo niên giám thống kê tỉnh Hải Dương 2018) Bảng 2.7 Số lượng gia súc, gia cầm vùng cấp nước của cống Cầu Xe và cống An Thổ giai đoạn 2030 Năm 2030 TT Huyện, TP

Ninh Giang Thanh Miện Gia Lộc Tứ Kỳ 1 2 3 4 Tổng số Trâu 832 915 946 787 3.479 Bò 3.575 3.927 4.686 4.652 16.840 Lợn 87.772 99.991 80.366 113.937 382.066 Gia cầm 1.615 1.746 1.384 1.565 6.310

Bảng 2.8 Số lượng gia súc, gia cầm vùng cấp nước của cống Cầu Xe và cống An Thổ giai đoạn 2050 Năm 2050 TT Huyện, TP

Ninh Giang Thanh Miện Gia Lộc Tứ Kỳ 1 2 3 4 Tổng số Trâu 915 1.007 1.041 866 3.827 Bò 3.933 4.320 5.155 5.117 18.524 Lợn 96.549 109.990 8.841 125.331 340.711 Gia cầm 1.777 1.921 1.522 1.722 6.941

2.1.2.3 Nuôi trồng thủy sản

Các tỉnh trong vùng phấn đấu đạt tỷ trọng ngành chăn nuôi trong nông nghiệp chiếm

40-50% vào năm 2030. Phát triển ngành chăn nuôi thành một ngành sản xuất hàng hoá

trên cơ sở áp dụng khoa học công nghệ mới với quy mô phù hợp.

Bảng 2.9 Nuôi trông thủy sản vùng cấp của cống Cầu Xe và cống An Thổ giai đoạn hiện tại

Đơn vị: ha

Huyện, TP Ninh Giang Thanh Miện Gia Lộc 1236,24 Diện tích 806,05 501,25 Tứ Kỳ 1243,21 Tổng 3786,74 (Nguồn: Theo niên giám thống kê tỉnh Hải Dương 2018)

Bảng 2.10 Nuôi trông thủy sản vùng cấp của cống Cầu Xe và cống An Thổ giai đoạn 2030

Đơn vị: ha

Tứ Kỳ 1367,53 551,37 886,65

Tổng Huyện, TP Ninh Giang Thanh Miện Gia Lộc Diện tích 4165,42 1359,86 Bảng 2.11 Nuôi trông thủy sản vùng cấp của cống Cầu Xe và cống An Thổ giai đoạn 2050

Đơn vị: ha

Huyện, TP Ninh Giang Thanh Miện Gia Lộc 1495,85 Diện tích 606,51 975,32 Tứ Kỳ 1504,28 Tổng 4581,96

2.1.3 Dự báo phát triển các ngành kinh tế khác ( công nghiệp, du lịch,,,)

2.1.3.1 Dự báo phát triển khu công nghiệp,

Theo quyết định số 3962/QĐ-UBND phê duyệt Chương trình phát triển đô thị toàn

tỉnh Hải Dương đến năm 2020, định hướng phát triển đến năm 2030, tầm nhìn 2050,

phấn đấu đến năm 2030 công nghiệp trở thành ngành sản xuất chủ yếu của tỉnh, đóng

góp 47-48% GDP của tỉnh, với công nghiệp chế biến chiếm trên 85%. Duy trì tốc độ

phát triển cao, phát triển ngành mũi nhọn như vật liệu mới, công nghiệp lắp ráp, cơ khí

chế tạo thiết bị, linh kiện phụ tùng thay thế, cơ khí chế tạo máy công cụ, công nghiệp

tàu thuỷ, điện tử điện lạnh, máy xây dựng...

Bảng 2.12 Diện tích đất công nghiệp thuộc vùng tưới và cấp nước của cống Cầu Xe và cống An Thổ giai đoạn 2030

TT

Huyện, TP

Ninh Giang Thanh Miện Gia Lộc

Diện tích đất công nghiệp giai đoạn hiện tại (ha) 375 150 350

Diện tích đất công nghiệp giai đoạn 2030 (ha) 453,75 181,5 423,5

Tổng 875 1058,75

Bảng 2.13 Diện tích đất công nghiệp thuộc vùng tưới và cấp nước của cống Cầu Xe và cống An Thổ giai đoạn 2050

Diện tích đất công nghiệp giai đoạn 2050 (ha) 544,5 TT 1 Huyện, TP Ninh Giang

2 3 Thanh Miện Gia Lộc 217,8 508,2 Tổng 1270,5

2.2 Kịch bản biến đổi khí hậu

Thay đổi nồng độ khí nhà kính trong khí quyển là yếu tố quan trọng trong dự tính biến

đổi khí hậu (Wayne, 2013). Kịch bản biến đổi khí hậu được xây dựng từ các giả định

về sự thay đổi trong tương lai và quan hệ giữa phát thải khí nhà kính và các hoạt động

kinh tế - xã hội, tổng thu nhập quốc dân, sử dụng đất.

Năm 2013, IPCC công bố kịch bản cập nhật, đường phân bố nồng độ khí nhà kính đại

diện (Representative Concentration Pathways - RCP) được sử dụng để thay thế cho

các kịch bản SRES (Wayne, 2013). Các RCP được lựa chọn sao cho đại diện được các

nhóm kịch bản phát thải và đảm bảo bao gồm được khoảng biến đổi của nồng độ các

khí nhà kính trong tương lai một cách hợp lý. Các RCP cũng đảm bảo tính tương đồng

với các kịch bản SRES (IPCC, 2007).

Các tiêu chí để xây dựng RCP (Moss và nnk, 2010), bao gồm: (1) Các RCP phải được

dựa trên các kịch bản đã được công bố trước đó, được phát triển độc lập bởi các nhóm

mô hình khác nhau, và "đại diện" về mức độ phát thải và nồng độ khí nhà kính. Đồng

thời, mỗi RCP phải mô tả hợp lý và nhất quán trong tương lai (không có sự chồng

chéo giữa các RCP); (2) Các RCP phải cung cấp thông tin về tất cả các thành phần

của bức xạ tác động cần thiết để làm đầu vào của các mô hình khí hậu và mô hình hóa

khí quyển (phát thải khí nhà kính, ô nhiễm không khí và sử dụng đất). Hơn nữa, những

thông tin này là có sẵn đối với các khu vực địa lý; (3) Các RCP có thể được xác định

theo số liệu trong thời kỳ cơ sở đối với phát thải và sử dụng đất, cho phép chuyển đổi

giữa các phân tích trong thời kỳ cơ sở và tương lai; (4) Các RCP có thể được xây

dựng cho khoảng thời gian tới năm 2100 và vài thế kỷ sau 2100. Trên cơ sở các tiêu

chí trên, bốn kịch bản RCP (RCP8.5, RCP6.0, RCP4.5, RCP2.6) đã được xây dựng.

Tên các kịch bản được ghép bởi RCP và độ lớn của bức xạ tác động tổng cộng của các

khí nhà kính trong khí quyển đến thời điểm vào năm 2100.

Lựa chọn kịch bản biến đổi khí hậu

Trong luận văn này, tác giả lựa chọn kịch bản biến đổi khí hậu dựa theo các tiêu chí:

- Kịch bản biến đổi khí hậu đó thiên về chiều hướng cực đoan bất lợi.

- Kịch bản biến đổi khí hậu đó phải phù hợp với điều kiện phát triển kinh tế của vùng

nghiên cứu, ở đây là phù hợp với tốc độ phát triển kinh tế xã hội của tỉnh Hải Dương.

Do đó ta chọn kịch bản nồng độ khí nhà kính cao (RCP8.5) được phát triển bởi Viện

Phân tích hệ thống ứng dụng quốc tế Úc. Kịch bản RCP8.5 được đặc trưng bởi bức xạ

tác động tăng liên tục từ đầu thế kỷ và đạt 8,5W/m2 vào năm 2100, tiếp tục tăng tới

13W/m2 vào năm 2200 và ổn định sau đó. Kịch bản RCP8.5 tương đương với SRES

A1FI (Riahi và nnk, 2007).

2.3 Xác định nhu cầu nước của hệ thống theo kịch bản biến đổi khí hậu và phát triển kinh tế xã hội

2.3.1 Tính toán các yếu tố khí tượng , thủy văn

- Tính toán xác định các mô hình mưa vụ ứng với tần suất P = 85 %,

- Tính toán xác định các mô hình phân phối các yếu tố khí tượng: nhiệt độ, độ ẩm, tốc

2.3.1.1 Nội dung tính toán

độ gió, số giờ chiếu nắng ứng với tần suất liên quan,

2.3.1.2 Chọn trạm khí tượng

- Trạm phải nằm trong hệ thống hoặc gần hệ thống.

- Trạm phải có số năm quan trắc đủ dài và phải có tài liệu quan trắc theo ngày.

- Tài liệu của trạm đã được chỉnh biên xử lý, đảm bảo độ chính xác và mức độ tin cậy

Trạm khí tượng được chọn để tính toán phải thỏa mãn các điều kiện sau:

cao.

Chọn trạm khí tượng Hải Dương để tính toán.

2.3.1.3 Chọn thời đoạn tính toán

Để kết quả tính toán chế độ tưới phù hợp và sát với thực tế thì việc chọn thời đoạn tính

toán khí tượng phải dựa theo thời vụ canh tác. Hơn nữa, qua thực tế quản lý vận hành

nhiều năm đã cho thấy vụ Chiêm Xuân là vụ cần lấy nhiều nước nhất nên ta tính nhu

cầu nước cho vụ Chiêm Xuân:

+ Vụ Chiêm Xuân: từ tháng 1 đến tháng 6

2.3.1.4 Các đặc trưng khí tượng, thủy văn

a) Khí hậu

Hải Dương nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, có 2 mùa rõ rệt, mùa khô hanh

lạnh từ tháng 10 đến tháng 4 năm sau, mùa mưa từ tháng 4 đến tháng 9 hàng năm.

Nhiệt độ trung bình năm 23 °C; tháng có nhiệt độ thấp nhất là tháng 1 và tháng 2

(khoảng 10-12 °C); tháng có nhiệt độ cao nhất là tháng 6 và tháng 7 (khoảng 37-

38 °C). Lượng mưa trung bình hàng năm 1,463 mm, tổng tích ôn khoảng 8,2000, độ

ẩm tương đối trung bình là 81,6%.

b) Nhiệt độ

Nhiệt độ trung bình năm 23,3oC, dao động trong khoảng 21-26oC. Nhiệt độ tháng thấp

nhất vào tháng I, II đạt từ 13-15oC, cao nhất vào tháng VI, VII, đạt từ 30-33oC.

Bảng 2.14 Nhiệt độ trung bình các tháng trong năm trạm Hải Dương

Đơn vị: (oC)

III II I IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm Tháng Hải Dương 16,7 17,8 20,0 23,7 26,7 28,9 29,1 28,4 27,1 24,9 21,6 18,0 16,7

Theo kịch bản RCP 8.5, vào đầu thế kỷ, nhiệt độ trung bình năm trên toàn quốc có

mức tăng phổ biến từ 0,8÷1,1oC. Vào giữa thế kỷ, mức tăng phổ biến từ 1,8÷2,3oC.

Trong đó, khu vực phía Bắc tăng phổ biến từ 2,0÷2,3 oC và ở phía Nam từ 1,8÷1,9 oC.

Đến cuối thế kỷ, nhiệt độ ở phía Bắc tăng từ 3,3÷4,0 oC và ở phía Nam từ 3,0÷3,5 oC.

Cách tính: T= T thời kỳ nền + ∆t

Trong đó: ∆t là độ thay đổi nhiệt độ so với thời kỳ nền (°C)

Bảng 2.15 Kết quả tính toán mô hình nhiệt độ thời kỳ 2030 như bảng sau:

Mức tăng nhiệt độ trung bình của tháng ứng với các năm trong tương lai Nhiệt độ trung bình các tháng với các năm trong tương lai Nhiệt độ tại thời kì nền Các tháng trong năm

RCP 8.5 1,4 1,4 1,4 1,5 1,5 1,5 1,8 1,8 1,8 1,6 1,6 1,6 16,7 17,8 20,0 23,7 26,7 28,9 29,1 28,4 27,1 24,9 21,6 18,0

Mức tăng nhiệt độ trung bình của tháng ứng với các năm trong tương lai Nhiệt độ trung bình các tháng với các năm trong tương lai Nhiệt độ tại thời kì nền RCP 8.5 18,1 I 19,2 II 21,4 III 25,2 IV 28,2 V 30,4 VI 30,9 VII 30,2 VIII 28,9 IX 26,5 X 23,2 XI 19,6 XII Bảng 2.16 Kết quả tính toán mô hình nhiệt độ thời kỳ 2050 như bảng sau: Các tháng trong năm

RCP 8.5 3,1 3,1 3,1 3,1 3,1 3,1 3,7 3,7 3,7 3 3 3 16,7 17,8 20,0 23,7 26,7 28,9 29,1 28,4 27,1 24,9 21,6 18,0 RCP 8.5 19,8 20,9 23,1 26,8 29,8 32 32,8 32,1 30,8 27,9 24,6 21 I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII

c) Độ ẩm

Mùa đông, do ảnh hưởng của bốc hơi bề mặt nên độ ẩm tuyệt đối thấp nhất và dao

động từ 15 - 17mb. Mùa hạ có độ ẩm khá cao, những trị số trung bình tháng của độ ẩm

tuyệt đối thường dao động từ 32 - 34mb. Tuy nhiên, do nhiệt độ cao nên độ ẩm tương

đối không lớn và đạt khoảng 87%. Độ ẩm tương đối thường có trị số cao trong năm.

Thời kỳ khô hanh, độ ẩm tương đối giảm xuống còn khoảng 79% vào các tháng XI-

XII. Nửa đầu mùa đông, do chịu ảnh hưởng của không khí cực đới biến tính qua biển

nên độ ẩm tăng xấp xỉ tới 90%, tương phản rõ rệt với giai đoạn đầu mùa và đây là thời

kỳ ẩm nhất của khu vực.

Bảng 2.17 Độ ẩm tương đối trung bình tại khu vực nghiên cứu

Đơn vị(%)

I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII

82,6 85,3 88,8 89,2 86,4 83,2 83,7 87,2 86,5 81,6 80,0 78,8

Tháng Hải Dương

+ Độ ẩm không khí trung bình năm : 84,5 %

+ Độ ẩm không khí cao nhất : 87,2 %

+ Độ ẩm không khí thấp nhất : 78,8 %

d) Nắng

Nắng là một yếu tố khí hậu có quan hệ chặt chẽ với bức xạ mặt trời và bị chi phối bởi

lượng mưa trong khu vực. Tại vùng dự án số giờ nắng trong năm trung bình nhiều năm

đạt 1531,5 giờ/năm, ánh sáng mặt trời chiếu sáng cơ bản là quanh năm và thời gian

chiếu sáng trong ngày phụ thuộc theo mùa hè và mùa đông. Bình quân số giờ nắng

trong ngày là 4,0 giờ.

Tháng VII có số giờ nắng cao nhất đạt 214,5 giờ và tháng III có số giờ nắng thấp nhất

đạt 41,6 giờ.

Bảng 2.18 Số giờ nắng trung bình năm tại khu vực nghiên cứu

Đơn vị: (h)

I

II

III

IV

V

VI VII VIII

IX X XI XII Năm

83 44,4 41,6 85,8 204,4 176,2 214,5 100 106,6 187 157,5 130,5 1531,5

Tháng Hải Dương

e)Gió

Trung bình tháng năm đạt 1,1-2,4 m/s. Tốc độ gió lớn nhất khi có bão đạt trên 40 m/s,

23/8/1980 tại Hải Dương

Bảng 2.19 Tốc độ gió trung bình năm tại khu vực nghiên cứu Đơn vị: (m/s)

I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm

1,7 1,9 1,9 1,9 1,8 1,6 1,8 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4 1,7 Tháng Hải Dương

2.3.1.5 Xác định mô hình phân phối mưa vụ ứng với P = 85 % thời kỳ hiện tại

a, Mô hình phân phối mưa vụ chiêm ứng với tần suất P = 85 %

Bước 1: Chọn mẫu (bảng 1.1 phụ lục 1)

Tác giả lấy số liệu mưa vụ chiêm của 33 năm (từ năm 1985 – 2017).

Bước 2: Xây dựng đường tần suất kinh nghiệm

Xem kết quả chi tiết của Bước 2 tại bảng 1.2 phụ lục 1

Bước 3: Xác định các tham số thống kê

Sử dụng phần mềm FFC 2008 xác định được 3 đặc trưng thống kê:

Đặc trưng thống kê Giá trị trung bình Hệ số phân tán Cv Hệ số thiên lệch Cs Giá trị 363,03 0,35 1,17

Bước 4: Xác định đường tần suất lý luận

Sử dụng phần mềm FFC 2008 để vẽ đường tần suất kinh nghiệm mưa vụ chiêm và

bảng tần suất lý luận mưa vụ chiêm, xem kết quả ở hình 1.1 và bảng 1.3 phụ lục 1

Bước 5: Xác định trị số mưa ứng với P = 85%

Trên đường tần suất lý luận ứng với tần suất P= 85%, tổng lượng mưa vụ chiêm là X=

234,24 mm

Bước 6: Xác định mô hình phân phối mưa vụ chiêm ứng với P = 85%

Chọn năm 1995 là năm điển hình vì năm 1995 có lượng mưa vụ gần với lượng mưa vụ

ứng với tần suất P = 85% và có mô hình mưa phân phối rải đều qua các tháng.

Xđh=232,20 mm

Kết quả tính toán mô hình mưa vụ chiêm thiết kế được xem ở Bảng 1.1 Phụ lục 1

2.3.1.6 Xác định mô hình phân phối mưa vụ ứng với P = 85 % thời kỳ 2030, 2050 theo kịch bản BDKH RCP 8.5

Theo kịch bản RCP 8.5, vào đầu thế kỷ, lượng mưa năm có xu thế tăng ở hầu hết cả

nước, phổ biến từ 3÷10%. Vào giữa thế kỷ, xu thế tăng tương tự như kịch bản RCP

4.5. Đáng chú ý là vào cuối thế kỷ mức tăng nhiều nhất có thể trên 20% ở hầu hết diện

tích Bắc Bộ, Trung Trung Bộ, một phần diện tích Nam Bộ và Tây Nguyên

Cách tính: Xp= (1+ a/100).Xpcơsở(85%)

Trong đó: a là độ thay đổi lượng mưa so với thời kỳ nền (%)

Bảng 2.20 Lượng mưa trong tương lai theo kịch bản biến đổi khí hậu 2030

Lượng mưa trung bình trong tương lai (mm) Xpcơsở(85%) Các tháng trong năm

Sự thay đổi lượng mưa với các năm trong tương lai (%) RCP 8.5 -10,4 -10,4 -10,4 7,8 7,8 7,8 -6,2 -6,2 -6,2 -22,9 -22,9 -22,9 2,94 11,97 32,57 53,77 139,50 304,38 193,30 74,49 102,26 23,60 27,69 41,33 RCP 8.5 2,63 10,73 29,18 57,96 150,38 328,12 181,32 69,87 95,92 18,20 21,35 31,87 I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII

Bảng 2.21 Lượng mưa trong tương lai theo kịch bản biến đổi khí hậu 2050

Lượng mưa trung bình trong tương lai (mm) Xpcơsở(85%) Các tháng trong năm

Sự thay đổi lượng mưa với các năm trong tương lai (%) RCP 8.5 14,5 14,5 14,5 17,9 17,9 17,9 8,9 8,9 8,9 -19,6 -19,6 -19,6 2,94 11,97 32,57 53,77 139,50 304,38 193,30 74,49 102,26 23,60 27,69 41,33 RCP 8.5 3,37 13,71 37,29 63,40 164,48 358,86 210,50 81,12 111,36 18,98 22,27 33,23 I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII

2.3.2 Tính toán nhu cầu nước hiện tại

2.3.2.1 Phân vùng tưới

Do vụ chiêm là vụ lấy nhiều nước nhất nên ta chỉ tính nhu cầu nước cho Vụ Chiêm.

Dựa vào các đặc điểm về nhu cầu dùng nước ta chia vùng tưới của cống Cầu Xe và

- Cơ sở phân vùng tưới

cống An Thổ làm 13 tiểu vùng nhỏ dựa trên các cơ sở và nguyên tắc sau:

+ Đặc điểm của đối tượng phục vụ,

+ Đặc điểm về địa hình địa mạo,

+ Đặc điểm về khí tượng, thuỷ văn,

+ Điều kiện nguồn nước, thủy thế của khu vực,

- Nguyên tắc phân vùng tưới:

+ Đặc điểm về điều kiện phát triển kinh tế, xã hội,

Vùng tưới là giới hạn của một khu vực được phân chia khác biệt với các vùng khác bởi

mục đích sử dụng, mục đích quy hoạch phát triển, bởi tình hình thuỷ thế, nguồn nước.

+ Đảm bảo cấp nước chủ động, kịp thời, hiệu quả;

+ Việc phân vùng thuỷ lợi không bị ràng buộc bởi ranh giới hành chính mà theo hệ

Việc phân vùng tưới tuân theo một số nguyên tắc sau đây:

+ Phân vùng căn cứ vào mục đích sử dụng của các công trình trong hệ thống,

- Kết quả phân vùng tưới trong hệ thống thuỷ lợi

thống công trình thủy lợi;

Dựa trên bản đồ phân vùng tưới của hệ thống, địa giới hành chính, sông trục chính,

sông nhánh và cao độ mặt ruộng tại các vùng tưới, Tiến hành phân vùng tưới, tính toán

lưu lượng yêu cầu trong mô hình thủy lực. Kết quả phân vùng tưới như hình 2.1, và

bảng 2.22 dưới đây.

Hình 2.1 Bản đồ phân vùng tưới (lưu vực) vùng cấp nước của cống Cầu Xe và cống An Thổ Bảng 2.22 Chỉ tiêu cơ bản của các lưu vực cấp nước của cống Cầu Xe và cống An Thổ

STT 1 2 3 4 5 6 7 Tiểu Vùng Tiểu vùng 1 Tiểu vùng 2 Tiểu vùng 3 Tiểu vùng 4 Tiểu vùng 5 Tiểu vùng 6 Tiểu vùng 7 Diện tích (Km2) 12,94 7,48 4,60 14,56 8,21 12,18 8,73

STT 8 9 10 11 12 13 Tiểu Vùng Tiểu vùng 8 Tiểu vùng 9 Tiểu vùng 10 Tiểu vùng 11 Tiểu vùng 12 Tiểu vùng 13 Tổng vùng Diện tích (Km2) 4,24 17,75 5,15 5,15 19,19 37,84 158,02

2.3.2.2 Chế độ tưới của các loại cây trồng

Nguyên lý tính toán chế độ tưới dựa vào phương trình cân bằng nước:

Sự thay đổi lớp nước/lượng nước mặt ruộng = Lượng nước đến – Lượng nước đi

Trong tính toán chế độ tưới cho các loại cây trồng, phải lần lượt xác định từng thành

phần trong phương trình cân bằng nước đó. Trong đó, vấn đề xác định thành phần

nước hao là vô cùng quan trọng vì nó ảnh hưởng lớn đến lượng nước cần tưới. Lượng

nước tiêu hao lớn nhất chính là lượng bốc hơi mặt ruộng. Do đó trước hết, tác giả sẽ đi

xác định thành phần này.

a) Tính toán xác định lượng bốc thoát hơi nước mặt ruộng

Lượng bốc thoát hơi nước mặt ruộng thực tế đối với cây trồng được xác định theo

công thức tổng quát:

ETc = Kc . ET0 (2-6)

+ ETc: Lượng bốc thoát hơi nước của cây trồng theo thời gian tính toán (mm);

+ ET0: Lượng bốc thoát hơi nước tiềm năng, tính theo các công thức kinh nghiệm

Trong đó:

+ Kc: Hệ số cây trồng, phụ thuộc vào loại cây trồng và giai đoạn sinh trưởng, xác định

(mm);

qua thực nghiệm.

Do đó, để xác định lượng bốc hơi mặt ruộng ETc cần phải xác định lượng bốc thoát

hơi nước tiềm năng ET0. Lượng bốc thoát hơi nước tiềm năng ET0 được tổ chức FAO

khuyến nghị áp dụng phương pháp Penman - Monteith sửa đổi. Vì phương pháp này

có độ chính xác cao, có thể tính chính xác ET0 trong phạm vi thay đổi nhiều ở các

vùng khí hậu khác nhau.

Bảng tính lượng bốc hơi ETo vụ chiêm xem ở Bảng 1.2 Phụ Lục 1

b) Tính toán chế độ tưới cho lúa vụ chiêm

Tính toán chế độ tưới cho lúa vụ chiêm

- Chế độ canh tác: Làm ải và gieo cấy tuần tự

- Các tài liệu cần thiết cho tính toán: Tài liệu về thời vụ và giai đoạn sinh trưởng của

lúa. Thời gian gieo cấy tg = 20 ngày.

- Các chỉ tiêu cơ lý của đất: Chiều sâu tầng đất trên mực nước ngầm : H= 0.6 m

Cụ thể tính toán như sau:

* Tính toán lượng nước hao trong gieo cấy tuần tự

Phương pháp gieo cấy tuần tự có đặc điểm các thành phần trong lượng nước hao sẽ

thay đổi theo một quá trình nào đó. Các dạng đường quá trình này thay đổi tuỳ thuộc

vào thời gian gieo cấy tg, thời gian xảy ra quá trình hao nước trên khu ruộng được cấy

xong trong 1 ngày, cường độ hao nước eh, diện tích gieo cấy trong một ngày o.

● Lượng nước hao do ngấm:

- Lượng nước hao do ngấm bão hòa

Thời gian ngấm bão hoà được xác định theo công thức sau:

Trong đó:

A: Độ rỗng đất, được tính bằng % thể tích đất

H: Độ sâu tầng đất trên mực nước ngầm (mm)

0: Độ ẩm trong tầng đất trước khi đưa nước vào ruộng, tính bằng % độ rỗng

: Chỉ số ngấm của đất

Ko: Hệ số ngấm hút bình quân trong đơn vị thời gian thứ nhất,

K1: Cường độ ngấm hút ở cuối đơn vị thời gian thứ nhất (mm/ngày)

Tính lượng tổn thất do ngấm ổn định

Giai đoạn ngấm ổn định trên mặt ruộng lúa xảy ra sau quá trình ngấm bão hòa. Lúc

này lượng nước mặt ruộng ngấm xuống đất chủ yếu do tác động của trọng lực.

Thời gian ngấm ổn định được xác định theo công thức:

tôđ = tn + tst - tb

Với tn: thời gian ngâm ruộng

tst: thời gian sinh trưởng

tb: thời gian bão hòa tầng đất mặt ruộng

● Lượng nước hao do bốc hơi mặt ruộng:

Do thời kì sinh trưởng của lúa được chia thành nhiều thời đoạn và mỗi thời đoạn có

cường độ bốc hơi là khác nhau do ảnh hưởng của các điều kiện ngoại cảnh,độ che

phủ…

Vì vậy phải tính quá trình hao nước cho từng thời đoạn, tùy thuộc vào thời gian của

mỗi thời đoạn hao nước mà có các dạng đường hao nước khác nhau :

Bốc hơi mặt ruộng được đặc trưng bởi các đại lượng :

-Thời gian xảy ra hao nước trên diện tích gieo cấy : th (ngày)

-Thời gian hao nước trên toàn bộ khu tưới : Th = th + tg

Cường độ bốc hơi mặt nước trung bình được xác định theo công thức :

ETc = h = ebh = Kc .ETo

Trong đó : Kc là hệ số cây trồng.

ET0 là lượng bốc thoát hơi nước tiềm năng.

Kết quả tính toán bốc hơi mặt ruộng qua các thời kỳ sinh trưởng của lúa chiêm xem

Bảng 1.6, Phụ lục 1

* Xác định lượng mưa thiết kế trong tính toán chế độ tưới cho lúa chiêm

Lượng mưa thiết kế tính toán được là lượng mưa rơi xuống trên các diện tích xảy ra

quá trình hao nước. Diện tích hao nước thì thay đổi trong thời kỳ gieo cấy.

Lượng mưa rơi trên các diện tích xảy ra quá trình hao nước được xác định theo công

thức: PTK = iPi (mm)

- Pi - lượng mưa thiết kế với tần suất P = 85% ở ngày thứ i rơi trên diện tích xảy ra quá

trình hao nước.

- i - hệ số phụ thuộc vào diện tích hao nước, được xác định theo 3 giai đoạn đầu vụ,

giữa vụ và cuối vụ

Mô hình phân phối mưa vụ chiêm thiết kế xem Bảng 1.7 tại Phụ lục 1

*Độ sâu lớp nước ban đầu

Độ sâu lớp nước ban đầu được xác định theo hệ thức sau:

t’ . aot’ (mm)

hoi = aot +

Trong đó: aot - lớp nước mặt ruộng đã có ở đầu thời đoạn tính toán trên các diện tích đã

gieo cấy, tính bình quân cho 1 ha đại diện (mm).

t’ - tỷ lệ diện tích đã gieo cấy trong thời đoạn

aot’- Lớp nước sẵn có trên diện tích đã gieo cấy trong thời đoạn t (mm)

t’=

so với tổng diện tích

Trong phạm vi đồ án này, đầu tiên trên ruộng chưa có nước nên

aot =0(mm) và coi ngày đầu tiên đưa 1 lượng nước vào ruộng là aot’= htb = 45 mm

Khi đó: hoi = 0 + 45. = 2.25 (mm).

*Công thức tưới tăng sản

(hmin ÷ hmax) = αi.( [hmin] ÷ [hmax]).

Với [hmin] ÷ [hmax] tương ứng với từng thời đoạn sinh trưởng của cây trồng.

Trong đó:

- Thời kỳ đầu vụ: αi = ;

- Thời kỳ giữa vụ: αi = 1;

- Thời kỳ cuối vụ: αi =1 - .

Trong đó:

t1: thời gian từ lúc cho nước vào ruộng đến ngày tính toán

t3: thời gian tính từ ngày tn + ∑tst + 1 đến ngày kết thúc quá trình sinh trưởng của lúa

* Phương trình tính toán chế độ tưới cho lúa chiêm dựa trên phương trình cân bằng

nước viết cho từng ngày:

hci = hoi + mi + Poi - Ki - ETci - Ci. (2.2)

Trong đó:

hci - lớp nước mặt ruộng cuối ngày tính toán (mm)

hoi - lớp nước mặt ruộng đầu ngày tính toán (mm)

mi - lượng nước tưới trong đợt tưới tính toán (mm)

Poi - lượng nước mưa sử dụng được trong ngày tính toán (mm).

Ki - lượng nước ngấm xuống đất trong ngày tính toán (mm/ngày).

ETci - lượng bốc hơi mặt ruộng trong ngày tính toán (mm/ngày).

Ci - lượng nước tháo đi trong ngày tính toán (mm)

Điều kiện ràng buộc của phương trình (2.2) trên là công thức tưới tăng sản:

[ hmin ]i ≤ hci ≤ [ hmax ]i

Quá trình tính toán chế độ tưới cho lúa vụ chiêm xem bảng 1.8 tại phụ lục 1

Trong vụ chiêm, tổng mức tưới cần cung cấp cho lúa là 632 mm = 6320 m3/ha, số lần

tưới là 38.

c) Tính toán chế độ tưới cho cây trồng cạn vụ chiêm

Cây trồng cạn là cây trồng phát triển trên môi trường ẩm. Độ ẩm trong tầng đất canh

tác sẽ được duy trì theo công thức tưới tăng sản.

Cơ sở tính toán cho cây trồng cạn dựa trên phương trình cân bằng nước mặt ruộng viết

cho từng ngày, cụ thể hóa trong tầng đất ẩm nuôi cây. Phương trình có dạng:

(2-7) mi = (Whi + Wci ) – (Woi + Poi + ΔWHi + Wni )

+ m: Tổng lượng nước cần tưới trong đợt tưới tính toán (m3/ha)

+ Whi: Lượng nước hao trong ngày tính toán (m3/ha)

Trong đó:

+ ETci: cường độ bốc hơi mặt ruộng (mm/ngày)

+ ti: thời gian hao nước (vì tính cho từng ngày nên t = 1)

+ Wci: lượng nước cần trữ trong tầng đất canh tác ở cuối thời đoạn tính toán(m3/ha)

(2-8) Whi= 10ETci.ti

+ A: độ rỗng của đất theo % thể tích đất

+ βci: độ ẩm của đất ở cuối thời đoạn

(2-9) Wci=10βciAHi (m3/ha)

Lượng nước chứa trong tầng đất cuối thời đoạn Wci phải đựoc khống chế theo điều

kiện:

(2-10) Wβmini ≤ Wci ≤ Wβmaxi

+ Wβmaxi= 10βmaxiAHi

+ Wβmini= 10βminiAHi

+ βmax = 80%; βmin= 60% (dựa theo công thức tưới tăng sản)

Trong đó:

Woi: lượng nước có sẵn trong đất đầu thời đoạn tính toán, xác định theo:

Woi= 10βoiAHoi =10*0,41*0,56*250= 574 (m3/ha)

Poi: lượng nước mà cây trồng sử dụng được trong thời đoạn tính toán

+ Pi: lượng mưa thực tế rơi xuống ruộng(mm)

+ Ci: hệ số biểu thị phần nước mưa có thể ngấm xuống đất,xác định theo thực nghiệm

Poi= ΣαiCiPi

+ σi: hệ số dòng chảy,xác định theo thực nghiệm

+ αi: hệ số sử dụng nước mưa, thông qua tính toán xác định

+ ΔWHi: Lượng nước mà cây trồng sử dụng được do sự gia tăng chiều sâu tầng đất

Ci= 1-σi

canh tác vì rễ cây ngày càng phát triển:

ΔWHi= 10Aβo(Hi-Hi-1) (βo = 41%) (m3/ha)

+ Wni: Lượng nước ngầm dưới đất mà cây trồng có thể sử dụng được do tác dụng mao

quản leo làm cho cây trồng hút được lượng nước này (Wn ≈ 0)

Khảo sát thực tế cho thấy, người dân địa phương có kinh nghiệm trồng ngô nhiều năm,

khi thu hoạch cho năng suất và giá bán cao. Vụ Chiêm Xuân, diện tích canh tác ngô

chiếm đa số, còn lại một phần rất nhỏ là các cây trồng khác như đỗ, lạc,... do đó, trong

luận văn này, tác giả lựa chọn tính nhu cầu nước sử dụng để tưới cho ngô.

Theo phương pháp lập bảng như lúa ta chia thời gian sinh trưởng của ngô thành nhiều

thời đoạn tính toán nhỏ, trong mỗi thời đoạn sẽ giả thiết mức tưới, dựa vào phương

trình cân bằng nước ta tính Wc, kiểm tra Wc theo điều kiện ràng buộc, nếu thỏa mãn

thì tính tiếp cho giai đoạn tiếp theo cho tới khi kết thúc thời gian sinh trưởng. Khi

lượng nước vượt quá giới hạn trên ta sẽ tháo đi và giữ mức Wmax.

Kết quả tính toán xem ở Bảng 1.12 Phụ Lục 1: Trong vụ mùa, tổng mức tưới cần

cung cấp cho cây ngô là 370 mm = 3700 m3/ha và số lần tưới là 12

d) Hệ số tưới và giản đồ hệ số tưới của hệ thống

Hệ số tưới là lưu lượng cần cung cấp cho một đơn vị diện tích yêu cầu tưới, ký hiệu là

q (l/s-ha),

Hệ số tưới của một lần tưới cho cây trồng trong khu tưới bao gồm nhiều loại cây trồng

được xác định theo:

(2-11) (l/s-ha) qij=

qij- hệ số tưới của cây trồng i ở lần tưới thứ j (l/s-ha)

mij-mức tưới của cây trồng i ở lần tưới thứ j (m3/ha)

Tij-thời gian tưới của cây trồng i ở lần tưới thứ j (ngày)

- tỷ lệ diện tích của cây trồng thứ i so với diện tích của toàn khu tưới =

- diện tích cần tưới của cây trồng thứ i (ha)

Dựa vào công thức trên sẽ tìm được hệ số tưới sơ bộ của các lần tưới cho các loại cây

trồng khác nhau trong khu tưới (đã tính ở mục 2,2). Tổng hợp các kết quả trên ta được

hệ số tưới sơ bộ của hệ thống.

Bảng hệ số tưới của hệ thống xem ở Bảng 1.14, Phụ Lục 1

Giản đồ hệ số tưới: Để xác định sự thay đổi chế độ tưới của khu tưới phải tổng hợp

được hệ số tưới của các lần tưới cho các loại cây trồng theo thời gian. Người ta biểu

thị quá trình hệ số tưới bằng một đồ thị và gọi là giản đồ hệ số tưới.

2.3.2.3 Nhu cầu sử dụng nước cho trồng trọt giai đoạn hiện tại

Tính toán được lượng nước cần cấp cho trồng trọt theo từng tháng được tính toán theo

(2-5)

công thức sau:

NCNtrồng trọt = ∑ (Si × mi) (m3)

Trong đó:

+ Si : Diện tích loại cây trồng i (ha)

+ mi: Mức tưới loại cây trồng i tại mặt ruộng (phân theo các tháng) (m3/ha)

Bảng 2.23 Kết quả tính toán tổng lượng nước cho trồng trọt giai đoạn hiện tại

Đơn vị: 106m3

Tổng

TT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Tiểu vùng Vùng 1 Vùng 2 Vùng 3 Vùng 4 Vùng 5 Vùng 6 Vùng 7 Vùng 8 Vùng 9 Vùng 10 Vùng 11 Vùng 12 Vùng 13 Tổng 1 1,40 0,81 0,50 1,51 0,85 1,26 0,90 0,44 1,31 0,38 0,38 1,42 2,65 13,81 3 0,72 0,41 0,25 0,77 0,43 0,64 0,46 0,22 0,67 0,19 0,19 0,72 1,35 7,06 2 1,49 0,86 0,53 1,60 0,90 1,34 0,96 0,46 1,39 0,40 0,40 1,50 2,81 14,64 4 1,51 0,87 0,54 1,62 0,91 1,35 0,97 0,47 1,41 0,41 0,41 1,52 2,85 14,84 5 0,62 0,36 0,22 0,66 0,37 0,55 0,40 0,19 0,58 0,17 0,17 0,62 1,16 6,06 5,73 3,31 2,04 6,16 3,47 5,15 3,69 1,79 5,36 1,56 1,56 5,79 10,82 56,41

2.3.2.4 Nhu cầu sử dụng nước cho chăn nuôi

Theo phụ lục C.1, tiêu chuẩn Việt Nam 4454_2012 tiêu chuẩn cấp nước cho các trạm,

- Trâu, bò : 70,0 l/con- ngày,

- Lợn: 15,0 l/ con - ngày,

- Gia cầm : 2,0 l/ con - ngày,

trại chăn nuôi gia súc, gia cầm như sau:

Tính toán được lượng nước cần cấp cho chăn nuôi theo công thức:

NCNchăn nuôi =∑ (Số con gia súc/gia cầm × Nhu cầu nước một ngày × t × 10-3) (m3)

Trong đó: t là tổng số ngày trong tháng

Bảng 2.24 Kết quả tính toán tổng lượng nước yêu cầu cho chăn nuôi giai đoạn hiện tại

Đơn vị: 106m3

TT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Tiểu vùng Vùng 1 Vùng 2 Vùng 3 Vùng 4 Vùng 5 Vùng 6 Vùng 7 Vùng 8 Vùng 9 Vùng 10 Vùng 11 Vùng 12 Vùng 13 Tổng 1 0,08 0,05 0,03 0,06 0,03 0,05 0,03 0,02 0,07 0,02 0,02 0,07 0,27 0,79 2 0,08 0,04 0,03 0,05 0,03 0,04 0,03 0,01 0,06 0,02 0,02 0,07 0,24 0,71 3 0,08 0,05 0,03 0,06 0,03 0,05 0,03 0,02 0,07 0,02 0,02 0,07 0,27 0,79 4 0,08 0,05 0,03 0,05 0,03 0,04 0,03 0,02 0,06 0,02 0,02 0,07 0,26 0,77 5 0,08 0,05 0,03 0,06 0,03 0,05 0,03 0,02 0,07 0,02 0,02 0,07 0,27 0,79 Tổng 0,41 0,23 0,14 0,27 0,15 0,23 0,16 0,08 0,32 0,09 0,09 0,35 1,32 3,85

2.3.2.5 Nhu cầu sử dụng nước cho sinh hoạt

Theo (bảng 3.1) tiêu chuẩn TCXDVN_33_2006: Tiêu chuẩn dùng nước cho ăn uống,

sinh hoạt và các nhu cầu dùng nước khác tính theo đầu người đối với các điểm dân cư.

Đối với vùng Cẩm Giàng - TP Hải Dương được lấy theo mục II (Đô thị loại II và III) -

lượng nước cấp cho sinh hoạt là 150 (l/người.ngày). Các vùng còn lại được lấy theo

mục III (Đô thị loại IV, đô thị loại V và điểm dân cư nông thôn).

Lượng nước yêu cầu cấp cho sinh hoạt của khu vực tính theo công thức:

(m3/ngày đêm) (2-9)

- W: lượng nước yêu cầu cấp cho sinh hoạt của người dân trong một ngày đêm

Trong đó:

- N: Số người dân dùng nước (số người);

- q: Tiêu chuẩn dùng nước (l/ngày đêm),

(m3/ngày đêm);

Tính toán lượng nước cần cấp cho sinh hoạt theo công thức:

NCNsinh hoạt = ∑ (Số người × Nhu cầu nước một ngày × t × 10-3) (m3)

Trong đó: t là tổng số ngày trong tháng

Bảng 2.25 Kết quả tổng lượng nước cấp cho sinh hoạt giai đoạn hiện tại

Đơn vị: 106m3

Tổng

TT Tên tiểu vùng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Vùng 1 Vùng 2 Vùng 3 Vùng 4 Vùng 5 Vùng 6 Vùng 7 Vùng 8 Vùng 9 Vùng 10 Vùng 11 Vùng 12 Vùng 13 Tổng 1 0,08 0,05 0,03 0,07 0,04 0,06 0,04 0,02 0,11 0,03 0,03 0,11 0,34 1,02 3 0,08 0,05 0,03 0,07 0,04 0,06 0,04 0,02 0,11 0,03 0,03 0,11 0,34 1,02 2 0,08 0,04 0,03 0,07 0,04 0,05 0,04 0,02 0,10 0,03 0,03 0,10 0,30 0,92 4 0,08 0,05 0,03 0,07 0,04 0,06 0,04 0,02 0,10 0,03 0,03 0,11 0,32 0,98 5 0,08 0,05 0,03 0,07 0,04 0,06 0,04 0,02 0,11 0,03 0,03 0,11 0,34 1,02 0,41 0,23 0,14 0,35 0,20 0,29 0,21 0,10 0,52 0,15 0,15 0,56 1,63 4,95

2.3.2.6 Nhu cầu sử dụng nước cho nuôi trồng thuỷ sản

Sự phát triển về thuỷ sản của vùng nhanh, tốc độ tăng trưởng của nuôi trồng thuỷ sản.

Diện tích mặt nước được sử dụng để vào nuôi trồng thuỷ sản tăng khoảng 6% (một

phần diện tích úng - trũng sản xuất lúa kém hiệu quả đã được chuyển sang nuôi trồng

thuỷ sản).

Bảng 2.26 Tổng hợp diện tích nuôi trồng thủy sản cho vùng Bắc Hưng Hải hiện tại và tương lai

Đơn vị: ha

TT Tên tiểu vùng NTTS hiện tại NTTS năm 2030 NTTS năm 2050

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Vùng 1 Vùng 2 Vùng 3 Vùng 4 Vùng 5 Vùng 6 Vùng 7 Vùng 8 Vùng 9 Vùng 10 Vùng 11 Vùng 12 Vùng 13 Tổng vùng 238,63 137,87 84,85 223,82 126,15 187,19 134,29 65,11 291,55 84,64 84,64 315,07 891,36 2865,19 245,49 141,84 87,28 223,82 126,15 187,19 134,29 65,11 309,05 89,72 89,72 333,97 944,84 2978,49 270,04 156,02 96,01 246,20 138,77 205,91 147,72 71,62 339,95 98,70 98,70 367,37 1039,32 3276,34

Quy trình nuôi trồng thủy sản được tính dựa theo biện pháp nuôi trồng thủy hải sản tại

địa phương và tham khảo Quyết định 2891/QĐ-BNN-TL của bộ Nông nghiệp và Phát

triển nông thôn ban hành hướng dẫn xây dựng định mức kinh tế kỹ thuật trong công

tác quản lý, khai thác và bảo vệ công trình thủy lợi.

Đối với thuỷ sản nước ngọt: có 3 loại hình nuôi trồng chủ yếu là ao hồ nhỏ, mặt nước

lớn và ruộng trũng. Theo quy trình nuôi trồng thuỷ sản thì độ sâu nước cần phải đảm

bảo để nuôi thả cá là: Ao hồ nhỏ:1,5-2,0; Mặt nước lớn: 2,0- 3,0; Ruộng trũng: (20 -

30)cm.

Mỗi năm thay nước 5 lần mỗi lần là 1/3 chiều sâu nước. Tuy nhiên hiện trạng diện tích

nuôi trồng thuỷ sản trong vùng vào loại trung bình đại đa số nuôi theo hình thức thâm

canh và bán thâm canh. Trong đó các ao hồ nhỏ ít được cấp nước vì nằm rải rác trong

khu dân cư.

Các vùng nuôi trồng thuỷ sản 1 năm thường nuôi trồng khoảng 2-3 vụ: Vụ từ tháng 11

đến 2; Vụ từ tháng 3 đến 6; Vụ từ tháng 7 đến 10,

Mỗi tháng thay nước 1 lần từ 1000 đến 1500m3/ha, cải tạo ruộng ban đầu 2000m3/ha.

Tính toán được lượng nước cần cấp cho thủy sản theo công thức:

NCNthủy sản = ∑ (Diện tích NTTS × × t) (m3)

Trong đó: t là tổng số ngày trong tháng

Bảng 2.27 Kết quả tính toán lượng nước cấp cho nuôi trồng thủy sản tính trên 1ha mặt nước

Đơn vị: m3/ha mặt nước

TT Tháng cấp nước Tổng lượng nước cần (m3/ha) Lớp nước cần thay bổ sung ai (mm) Lớp nước chuẩn bị ao nuôi abđ(mm) Lượng nước ngấm ổn định giữa hai lần bổ sung nước Ki (mm) Lượng mưa thực tế giữa hai lần thay nước Pi(mm)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Tổng 200 200 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 1650 7 7 6 7 7 7 7 7 7 7 7 77 4 9 5 75 73 75 95 151 127 86 93 794 2000 2231 2036 2040 1460 1662 2000 1897 1408 1489 1797 1621 21641 Lượng nước bốc hơi mặt thoáng giữa hai lần thay nước Ei (mm) 70 56 52 64 82 118 128 135 119 109 98 1031

Bảng 2.28 Kết quả tính toán tổng lượng nước cấp cho nuôi trồng thủy sản hiện tại

Đơn vị: 106m3

Vụ 1 Vụ 2 TT

Vùng Tháng Vùng 1 1 Vùng 2 2 Vùng 3 3 Vùng 4 4 Vùng 5 5 Vùng 6 6 Vùng 7 7 Vùng 8 8 Vùng 9 9 10 Vùng 10 11 Vùng 11 12 Vùng 12 13 Vùng 13 11 0,48 0,28 0,17 0,45 0,25 0,37 0,27 0,13 0,58 0,17 0,17 0,63 1,78 5,73 12 0,55 0,32 0,20 0,52 0,29 0,43 0,31 0,15 0,67 0,20 0,20 0,73 2,05 6,61 1 0,50 0,29 0,18 0,47 0,27 0,39 0,28 0,14 0,61 0,18 0,18 0,66 1,88 6,03 2 0,45 0,26 0,16 0,43 0,24 0,36 0,26 0,12 0,56 0,16 0,16 0,60 1,70 5,46 3 0,36 0,21 0,13 0,34 0,19 0,28 0,20 0,10 0,44 0,13 0,13 0,48 1,34 4,32 4 0,40 0,23 0,14 0,37 0,21 0,31 0,22 0,11 0,48 0,14 0,14 0,52 1,48 4,76 5 0,49 0,28 0,18 0,46 0,26 0,39 0,28 0,13 0,60 0,17 0,17 0,65 1,84 5,92 6 0,45 0,26 0,16 0,42 0,24 0,36 0,25 0,12 0,55 0,16 0,16 0,60 1,69 5,44 Tổng

2.3.2.7 Nhu cầu nước sử dụng cho công nghiệp

Theo tiêu chuẩn TCXDVN_33_2006, nước trong khu công nghiệp tập trung lấy theo

diện tích của khu công nghiệpvới chỉ tiêu (22m3/ha - 45m3/ha)/ngày.đêm

Tính toán được lượng nước cần cấp cho công nghiệp theo công thức:

NCNcông nghiệp = Diện tích khu công nghiệp × Nhu cầu nước một ngày × t (m3)

Trong đó: t là tổng số ngày trong tháng

Bảng 2.29 Kết quả tính toán tổng lượng nước cấp cho các khu công nghiệp giai đoạn hiện tại

Đơn vị: 106 m3

TT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Tiểu vùng Vùng 1 Vùng 2 Vùng 3 Vùng 4 Vùng 5 Vùng 6 Vùng 7 Vùng 8 Vùng 9 Vùng 10 Vùng 11 Vùng 12 Vùng 13 Tổng 1 0,02 0,01 0,01 0,03 0,02 0,03 0,02 0,01 0,06 0,02 0,02 0,06 0,02 0,32 2 0,02 0,01 0,01 0,03 0,02 0,03 0,02 0,01 0,06 0,02 0,02 0,06 0,02 0,32 3 0,02 0,01 0,01 0,03 0,02 0,03 0,02 0,01 0,06 0,02 0,02 0,06 0,02 0,32 4 0,02 0,01 0,01 0,03 0,02 0,03 0,02 0,01 0,06 0,02 0,02 0,06 0,02 0,32 5 0,02 0,01 0,01 0,03 0,02 0,03 0,02 0,01 0,06 0,02 0,02 0,06 0,02 0,32 Tổng 0,11 0,06 0,04 0,17 0,10 0,15 0,10 0,05 0,29 0,08 0,08 0,31 0,08 1,62

2.3.2.8 Tổng hợp nhu cầu nước dùng cho các ngành dùng nước của hệ thống

Tổng nhu cầu sử dụng nước của các ngành trên từng tiểu lưu vực theo từng tháng được

xác định theo công thức:

∑NCN = NCNtrồng trọt + NCNchăn nuôi + NCNsinh hoạt + NCNthủy sản + NCNcông nghiệp

Trong đó:

∑NCN: Tổng nhu cầu sử dụng nước (theo từng tháng);

NCNtrồng trọt: Nhu cầu sử dụng nước cho trồng trọt (theo từng tháng);

NCNchăn nuôi: Nhu cầu sử dụng nước cho chăn nuôi (theo từng tháng);

NCNsinh hoạt: Nhu cầu sử dụng nước cho sinh hoạt (theo từng tháng);

NCNcông nghiệp: Nhu cầu sử dụng nước cho công nghiệp (theo từng tháng);

NCNthủy sản: Nhu cầu sử dung nước cho thủy sản (theo từng tháng);

Bảng 2.30 Kết quả tính toán tổng lượng nước của các ngành giai đoạn hiện tại

Đơn vị: 106m3

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Tiểu vùng Tháng Vùng 1 Vùng 2 Vùng 3 Vùng 4 Vùng 5 Vùng 6 Vùng 7 Vùng 8 Vùng 9 Vùng 10 Vùng 11 Vùng 12 Vùng 13 Tổng Tổng lượng nước yêu cầu các tháng các ngành (106 m3 ) Tổng 9,74 5,63 3,46 9,92 5,59 8,30 5,95 2,89 10,10 2,93 2,93 10,91 24,30 102,66 2 2,33 1,34 0,83 2,39 1,35 2,00 1,44 0,70 2,37 0,69 0,69 2,57 5,58 24,26 4 2,30 1,33 0,82 2,36 1,33 1,98 1,42 0,69 2,33 0,68 0,68 2,52 5,42 23,84 5 1,43 0,82 0,51 1,42 0,80 1,18 0,85 0,41 1,55 0,45 0,45 1,67 3,99 15,53 3 1,39 0,80 0,49 1,40 0,79 1,17 0,84 0,41 1,47 0,43 0,43 1,59 3,65 14,86 1 2,30 1,33 0,82 2,35 1,33 1,97 1,41 0,68 2,37 0,69 0,69 2,56 5,66 24,17

2.3.3 Tính toán nhu cầu nước cho giai đoạn 2030

2.3.3.1 Nhu cầu nước sử dụng cho trồng trọt giai đoạn 2030

Bảng 2.31 Kết quả tổng lượng nước yêu cầu cấp cho nông nghiệp giai đoạn 2030 TT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Tiểu vùng Vùng 1 Vùng 2 Vùng 3 Vùng 4 Vùng 5 Vùng 6 Vùng 7 Vùng 8 Vùng 9 Vùng 10 Vùng 11 Vùng 12 Vùng 13 Tổng 4 2,01 1,16 0,72 2,16 1,22 1,81 1,30 0,63 1,88 0,55 0,55 2,03 3,80 19,80 1 1,81 1,05 0,64 1,95 1,10 1,63 1,17 0,57 1,69 0,49 0,49 1,83 3,42 17,84 3 1,36 0,78 0,48 1,46 0,82 1,22 0,87 0,42 1,27 0,37 0,37 1,37 2,56 13,34 2 2,02 1,17 0,72 2,17 1,23 1,82 1,30 0,63 1,89 0,55 0,55 2,04 3,82 19,93 5 0,71 0,41 0,25 0,76 0,43 0,64 0,46 0,22 0,66 0,19 0,19 0,71 1,33 6,96 Tổng 7,91 4,57 2,81 8,50 4,79 7,11 5,10 2,47 7,39 2,15 2,15 7,99 14,93 77,88

2.3.3.2 Nhu cầu nước sử dụng cho chăn nuôi

Bảng 2.32 Kết quả tính toán tổng lượng nước cho chăn nuôi cho vùng tưới của cống Cầu Xe và cống An Thổ giai đoạn 2030

Đơn vị: 106m3

TT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Tiểu vùng Vùng 1 Vùng 2 Vùng 3 Vùng 4 Vùng 5 Vùng 6 Vùng 7 Vùng 8 Vùng 9 Vùng 10 Vùng 11 Vùng 12 Vùng 13 Tổng 1 0,25 0,15 0,09 0,26 0,15 0,22 0,16 0,08 0,32 0,09 0,09 0,34 0,83 3,03 3 0,25 0,15 0,09 0,26 0,15 0,22 0,16 0,08 0,32 0,09 0,09 0,34 0,83 3,03 2 0,23 0,13 0,08 0,24 0,13 0,20 0,14 0,07 0,29 0,08 0,08 0,31 0,75 2,74 4 0,24 0,14 0,09 0,26 0,14 0,21 0,15 0,07 0,31 0,09 0,09 0,33 0,80 2,93 5 0,25 0,15 0,09 0,26 0,15 0,22 0,16 0,08 0,32 0,09 0,09 0,34 0,83 3,03 Tổng 1,23 0,71 0,44 1,29 0,73 1,08 0,77 0,37 1,55 0,45 0,45 1,67 4,02 14,76

2.3.3.3 Nhu cầu nước sử dụng cho sinh hoạt

Bảng 2.33 Kết quả tổng lượng nước yêu cầu cấp cho sinh hoạt giai đoạn 2030

Đơn vị: 106m3

TT Tên tiểu vùng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Vùng 1 Vùng 2 Vùng 3 Vùng 4 Vùng 5 Vùng 6 Vùng 7 Vùng 8 Vùng 9 Vùng 10 Vùng 11 Vùng 12 Vùng 13 Tổng 1 0,10 0,06 0,03 0,08 0,05 0,07 0,05 0,02 0,12 0,04 0,04 0,13 0,39 1,17 3 0,10 0,06 0,03 0,08 0,05 0,07 0,05 0,02 0,12 0,04 0,04 0,13 0,39 1,17 2 0,09 0,05 0,03 0,08 0,04 0,06 0,05 0,02 0,11 0,03 0,03 0,12 0,35 1,06 4 0,09 0,05 0,03 0,08 0,05 0,07 0,05 0,02 0,12 0,03 0,03 0,13 0,37 1,14 5 0,10 0,06 0,03 0,08 0,05 0,07 0,05 0,02 0,12 0,04 0,04 0,13 0,39 1,17 Tổng 0,47 0,27 0,17 0,41 0,23 0,34 0,24 0,12 0,60 0,17 0,17 0,65 1,89 5,72

2.2.5.4 Nhu cầu nước sử dụng cho nuôi trồng thuỷ sản

Bảng 2.34 Kết quả tính toán tổng lượng nước cấp cho nuôi trồng thủy sản giai đoạn 2030

Đơn vị: 106m3

Vụ 1 Vụ 2 TT

Vùng Tháng Vùng 1 1 Vùng 2 2 Vùng 3 3 Vùng 4 4 Vùng 5 5 Vùng 6 6 Vùng 7 7 Vùng 8 8 9 Vùng 9 10 Vùng 10 11 Vùng 11 12 Vùng 12 13 Vùng 13 Tổng 11 0,49 0,28 0,17 0,45 0,25 0,37 0,27 0,13 0,62 0,18 0,18 0,67 1,89 5,96 12 0,55 0,32 0,20 0,52 0,29 0,43 0,31 0,15 0,67 0,20 0,20 0,73 2,05 6,61 1 0,52 0,30 0,18 0,47 0,27 0,39 0,28 0,14 0,65 0,19 0,19 0,70 1,99 6,27 2 0,47 0,27 0,17 0,43 0,24 0,36 0,26 0,12 0,59 0,17 0,17 0,64 1,80 5,67 3 0,37 0,21 0,13 0,34 0,19 0,28 0,20 0,10 0,47 0,14 0,14 0,50 1,43 4,49 4 0,41 0,24 0,15 0,37 0,21 0,31 0,22 0,11 0,51 0,15 0,15 0,56 1,57 4,95 5 0,51 0,29 0,18 0,46 0,26 0,39 0,28 0,13 0,64 0,19 0,19 0,69 1,95 6,16 6 0,47 0,27 0,17 0,42 0,24 0,36 0,25 0,12 0,59 0,17 0,17 0,63 1,79 5,65

2.2.5.5 Nhu nước sử dụng cho công nghiệp

Bảng 2.35 Kết quả tính toán tổng lượng nước cấp cho các khu công nghiệp thuộc vùng cấp nước của cống Cầu Xe và cống An Thổ giai đoạn 2030

Đơn vị: 106m3

TT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Tiểu vùng Vùng 1 Vùng 2 Vùng 3 Vùng 4 Vùng 5 Vùng 6 Vùng 7 Vùng 8 Vùng 9 Vùng 10 Vùng 11 Vùng 12 Vùng 13 Tổng 1 0,06 0,03 0,02 0,09 0,05 0,08 0,06 0,03 0,16 0,05 0,05 0,17 0,04 0,88 2 0,06 0,03 0,02 0,09 0,05 0,08 0,06 0,03 0,16 0,05 0,05 0,17 0,04 0,88 3 0,06 0,03 0,02 0,09 0,05 0,08 0,06 0,03 0,16 0,05 0,05 0,17 0,04 0,88 5 0,06 0,03 0,02 0,09 0,05 0,08 0,06 0,03 0,16 0,05 0,05 0,17 0,04 0,88 Tổng 0,29 0,17 0,10 0,47 0,27 0,39 0,28 0,14 0,78 0,23 0,23 0,84 0,22 4,40 4 0,06 0,03 0,02 0,09 0,05 0,08 0,06 0,03 0,16 0,05 0,05 0,17 0,04 0,88

2.2.5.6 Tổng hợp yêu cầu nước của hệ thống

Bảng 2.36 Kết quả tính toán tổng lượng nước yêu cầu của các ngành theo tháng vùng cống Cầu Xe và cống An Thổ giai đoạn 2030

Đơn vị: 106m3

TT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Vùng 1 Vùng 2 Vùng 3 Vùng 4 Vùng 5 Vùng 6 Vùng 7 Vùng 8 Vùng 9 Vùng 10 Vùng 11 Vùng 12 Vùng 13 Tiểu vùng Tổng lượng nước yêu cầu các tháng các ngành (106 m3 ) Tổng 15,05 8,7 5,35 15,75 8,85 13,15 9,45 4,6 16,15 4,7 4,7 17,45 36,65 143,32 2 3,15 1,82 1,12 3,31 1,87 2,77 1,99 0,96 3,34 0,97 0,97 3,61 7,44 33,31 4 3,10 1,79 1,10 3,26 1,84 2,73 1,96 0,95 3,27 0,95 0,95 3,54 7,25 32,67 1 3,01 1,74 1,07 3,15 1,77 2,63 1,89 0,92 3,23 0,94 0,94 3,49 7,33 32,11 5 1,78 1,03 0,63 1,83 1,03 1,53 1,10 0,53 2,08 0,61 0,61 2,25 5,00 20,02 3 2,35 1,36 0,83 2,46 1,39 2,06 1,48 0,72 2,56 0,74 0,74 2,77 5,77 25,22 Tổng

2.3.4 Tính toán nhu cầu nước cho giai đoạn 2050

2.3.4.1 Nhu cầu nước sử dụng cho trồng trọt giai đoạn 2050

Bảng 2.37 Kết quả tổng lượng nước yêu cầu cấp cho nông nghiệp giai đoạn 2050 TT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Tiểu vùng Vùng 1 Vùng 2 Vùng 3 Vùng 4 Vùng 5 Vùng 6 Vùng 7 Vùng 8 Vùng 9 Vùng 10 Vùng 11 Vùng 12 Vùng 13 Tổng 2 1,81 1,05 0,64 1,94 1,10 1,63 1,17 0,57 1,69 0,49 0,49 1,83 3,42 11,28 1 1,88 1,08 0,67 2,02 1,14 1,69 1,21 0,59 1,75 0,51 0,51 1,89 3,54 11,69 4 1,86 1,07 0,66 1,99 1,12 1,67 1,20 0,58 1,73 0,50 0,50 1,87 3,50 11,56 5 0,68 0,39 0,24 0,73 0,41 0,61 0,44 0,21 0,63 0,18 0,18 0,68 1,27 4,21 3 1,09 0,63 0,39 1,17 0,66 0,98 0,70 0,34 1,02 0,30 0,30 1,10 2,06 6,79 Tổng 7,31 4,22 2,60 7,85 4,42 6,57 4,71 2,28 6,83 1,98 1,98 7,38 13,79 45,53

2.3.4.2 Nhu cầu nước sử dụng cho chăn nuôi

Bảng 2.38 Kết quả tính toán tổng lượng nước cho chăn nuôi giai đoạn 2050

Đơn vị: 106m3

TT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Tiểu vùng Vùng 1 Vùng 2 Vùng 3 Vùng 4 Vùng 5 Vùng 6 Vùng 7 Vùng 8 Vùng 9 Vùng 10 Vùng 11 Vùng 12 Vùng 13 Tổng 1 0,28 0,16 0,10 0,29 0,16 0,24 0,17 0,08 0,35 0,10 0,10 0,38 0,91 2,34 3 0,28 0,16 0,10 0,29 0,16 0,24 0,17 0,08 0,35 0,10 0,10 0,38 0,91 2,34 2 0,25 0,15 0,09 0,26 0,15 0,22 0,16 0,08 0,32 0,09 0,09 0,34 0,82 2,11 4 0,27 0,16 0,10 0,28 0,16 0,24 0,17 0,08 0,34 0,10 0,10 0,37 0,88 2,27 5 0,28 0,16 0,10 0,29 0,16 0,24 0,17 0,08 0,35 0,10 0,10 0,38 0,91 2,34 Tổng 1,35 0,78 0,48 1,42 0,80 1,18 0,85 0,41 1,70 0,49 0,49 1,84 4,43 11,40

2.3.4.3 Nhu cầu nước sử dụng cho sinh hoạt

Bảng 2.39 Kết quả tổng lượng nước yêu cầu cấp cho sinh hoạt giai đoạn 2050

Đơn vị: 106m3

TT Tên tiểu vùng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Vùng 1 Vùng 2 Vùng 3 Vùng 4 Vùng 5 Vùng 6 Vùng 7 Vùng 8 Vùng 9 Vùng 10 Vùng 11 Vùng 12 Vùng 13 Tổng 1 0,15 0,09 0,05 0,13 0,08 0,11 0,08 0,04 0,20 0,06 0,06 0,21 0,62 1,37 3 0,15 0,09 0,05 0,13 0,08 0,11 0,08 0,04 0,20 0,06 0,06 0,21 0,62 1,37 2 0,14 0,08 0,05 0,12 0,07 0,10 0,07 0,04 0,18 0,05 0,05 0,19 0,56 1,24 4 0,15 0,09 0,05 0,13 0,07 0,11 0,08 0,04 0,19 0,06 0,06 0,21 0,60 1,33 5 0,15 0,09 0,05 0,13 0,08 0,11 0,08 0,04 0,20 0,06 0,06 0,21 0,62 1,37 Tổng 0,75 0,43 0,27 0,65 0,37 0,55 0,39 0,19 0,96 0,28 0,28 1,03 3,02 6,69

2.3.4.4 Nhu cầu nước sử dụng cho nuôi trồng thuỷ sản

Bảng 2.40 Kết quả tính toán tổng lượng nước cấp cho nuôi trồng thủy sản giai đoạn 2050

Đơn vị: 106m3

TT Vụ 1 Vụ 2

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Vùng Tháng Vùng 1 Vùng 2 Vùng 3 Vùng 4 Vùng 5 Vùng 6 Vùng 7 Vùng 8 Vùng 9 Vùng 10 Vùng 11 Vùng 12 Vùng 13 Tổng 11 0,54 0,31 0,19 0,49 0,28 0,41 0,30 0,14 0,68 0,20 0,20 0,73 2,08 6,55 12 0,62 0,36 0,22 0,57 0,32 0,47 0,34 0,17 0,78 0,23 0,23 0,85 2,40 7,55 1 0,57 0,33 0,20 0,52 0,29 0,43 0,31 0,15 0,72 0,21 0,21 0,77 2,19 6,89 2 0,51 0,30 0,18 0,47 0,26 0,39 0,28 0,14 0,65 0,19 0,19 0,70 1,98 6,24 3 0,41 0,24 0,14 0,37 0,21 0,31 0,22 0,11 0,51 0,15 0,15 0,55 1,57 4,94 4 0,45 0,26 0,16 0,41 0,23 0,34 0,25 0,12 0,57 0,16 0,16 0,61 1,73 5,45 5 0,56 0,32 0,20 0,51 0,29 0,43 0,31 0,15 0,70 0,20 0,20 0,76 2,15 6,77 6 0,51 0,30 0,18 0,47 0,26 0,39 0,28 0,14 0,64 0,19 0,19 0,70 1,97 6,22

2.3.4.5 Nhu nước sử dụng cho công nghiệp

Bảng 2.41 Kết quả tính toán tổng lượng nước cấp cho các khu công nghiệp thuộc vùng cấp nước của cống Cầu Xe và cống An Thổ giai đoạn 2050

Đơn vị: 106m3

TT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Tiểu vùng Vùng 1 Vùng 2 Vùng 3 Vùng 4 Vùng 5 Vùng 6 Vùng 7 Vùng 8 Vùng 9 Vùng 10 Vùng 11 Vùng 12 Vùng 13 Tổng 1 0,06 0,03 0,02 0,09 0,05 0,08 0,06 0,03 0,16 0,05 0,05 0,17 0,04 0,88 3 0,06 0,03 0,02 0,09 0,05 0,08 0,06 0,03 0,16 0,05 0,05 0,17 0,04 0,88 2 0,06 0,03 0,02 0,09 0,05 0,08 0,06 0,03 0,16 0,05 0,05 0,17 0,04 0,88 5 0,06 0,03 0,02 0,09 0,05 0,08 0,06 0,03 0,16 0,05 0,05 0,17 0,04 0,88 Tổng 0,29 0,17 0,10 0,47 0,27 0,39 0,28 0,14 0,78 0,23 0,23 0,84 0,22 4,40 4 0,06 0,03 0,02 0,09 0,05 0,08 0,06 0,03 0,16 0,05 0,05 0,17 0,04 0,88

2.3.4.6 Tổng hợp yêu cầu nước của hệ thống

Bảng 2.42 Kết quả tính toán lưu lượng nước yêu cầu của các ngành theo tháng vùng cống Cầu Xe và cống An Thổ giai đoạn 2050

Đơn vị: 106m3

TT Tiểu vùng

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Vùng 1 Vùng 2 Vùng 3 Vùng 4 Vùng 5 Vùng 6 Vùng 7 Vùng 8 Vùng 9 Vùng 10 Vùng 11 Vùng 12 Vùng 13 Tổng Tổng lượng nước yêu cầu các tháng các ngành (106 m3 ) Tổng 13,39 7,74 4,76 14,01 7,90 11,72 8,40 4,07 14,49 4,21 4,21 15,66 32,78 143,32 2 3,15 1,82 1,12 3,31 1,87 2,77 1,99 0,96 3,34 0,97 0,97 3,61 7,44 33,31 3 2,35 1,36 0,83 2,46 1,39 2,06 1,48 0,72 2,56 0,74 0,74 2,77 5,77 25,22 4 3,10 1,79 1,10 3,26 1,84 2,73 1,96 0,95 3,27 0,95 0,95 3,54 7,25 32,67 5 1,78 1,03 0,63 1,83 1,03 1,53 1,10 0,53 2,08 0,61 0,61 2,25 5,00 20,02 1 3,01 1,74 1,07 3,15 1,77 2,63 1,89 0,92 3,23 0,94 0,94 3,49 7,33 32,11

2.4 Tính toán cân bằng nước của hệ thống

2.4.1 Hiện trạng cấp nước trong hệ thống,

2.4.1.1 Khái quát chung

Nguồn nước cấp cho hệ thống Bắc Hưng Hải chủ yếu từ 4 nguồn chính: Sông Hồng,

sông Luộc, sông Đuống, sông Thái Bình

a) Chế độ mực nước

Mực nước ngoài sông chính của hệ thống chịu ảnh hưởng của chế độ thuỷ văn của

sông Hồng, sông Luộc, sông Đuống, sông Thái Bình và còn còn chịu ảnh hưởng điều

tiết nước của hồ Hoà Bình và Thác Bà trong mùa lũ và mùa kiệt,

Đối với vùng lấy nước từ sông Hồng: Trước khi có hồ Hoà Bình và Thác Bà mực

nước thấp nhất tháng I là 2,1m (I/1963), tháng II là 1,92m (III/1956), tháng III là

1,57m (III/1956), tháng IV là 1,67m (IV/1958), sau khi có hồ Hoà Bình do ảnh hưởng

của điều tiết hồ mực nước thấp nhất tại Hà Nội thấp nhất vào tháng I là 1,99m

(I//2004), tháng II là 1,38m (20/2/2006), tháng III là 1,58m (8/3/2005). Do mực nước

Hà Nội xuống quá thấp nên mực nước tại cửa các cống lấy nước sau Hà Nội như Xuân

Quan chỉ đạt 1,00 m, điều này đã ảnh hưởng rất lớn tới việc lấy nước vào hệ thống. Có

thời điểm mực nước ngoài sông Hồng thượng lưu cống Xuân Quan lại thấp hơn mực

nước hạ lưu cống Xuân Quan. Mực nước trung bình tháng thời kỳ 1988-2004 tai

thượng lưu cống Xuân Quan sau khi có hồ Hoà Bình cao hơn trước khi có hồ Hoà

Bình (1960-1987) và tháng III, tháng IV, tháng V là 0,36m, riêng hai tháng I, II là hai

tháng dùng nước nhiều cho hệ thống Bắc Hưng Hải, mực nước trung bình tháng I, II

sau khi có hồ lại giảm đi so với trước khi có hồ, giảm 0,27m vào tháng I; 0,05m vào

tháng II.

Bảng 2.43 Mực nước trung bình nhiều năm trước và sau khi có hồ chứa Hòa Bình

Đơn vị: cm

9

7

8

2

5

3

1

4

10

11 Trạm

Hà Nội

-151

-63

-73

-10

-80

67

47

36

11

52

Xuân Quan

6 60-87 304 274 248 274 359 588 775 851 750 583 471 361 88-04 294 285 284 325 406 593 842 789 599 503 398 317 -44 5 60-87 263 237 211 233 307 518 711 788 712 553 443 326 88-04 236 232 248 270 344 531 788 742 555 458 351 269 -57 13

12 Năm 486 470 -17 442 419 -23

-157

-46

-92

-27

-95

77

36 -5

Đối với các cống lấy nước từ sông Luộc và sông Thái Bình: Do bị ảnh hưởng của

thuỷ triều, mực nước trung bình các tháng mùa kiệt sau khi có hồ Hoà Bình từ tháng I

- V tăng so với trước khi có hồ từ 0,03 – 0,16m. Mực nước trung bình trong các tháng

mùa mưa sau khi có hồ giảm từ tháng VIII, IX, X với giá trị giảm trung bình đạt 0,19m

tại Cầu Xe, 0,23m tại An Thổ vào tháng VIII, 0,01 - 0,05m tại Cầu Xe và An Thổ từ

tháng IX –XII.

b) Lưu lượng

Để đảm bảo mực nước tại Hà Nội duy trì trên 2,50m thì lưu lượng tại Hà Nội phải đạt

ở mức 1,100 – 1,200m3/s. Để xem xét quá trình diễn biến của lưu lượng chảy qua Hà

Nội trong giai đoạn trước khi có hồ (1956-1987) và giai đoạn sau khi có hồ Hoà Bình

1988 - 2004 cho thấy như sau:

Bảng 2.44 Đặc trựng lưu lượng (m3/s) tại trạm Sơn Tây và trạm Hà Nội

Thời đoạn 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Trung bình tháng

Hạng mục Trạm Sơn tây 56-87 88-04

1283 1072 905 1072 1899 4619 7658 9004 6604 4125 2762 1679 1262 1189 1302 1483 2308 4891 8942 7622 4413 3313 2208 1433 117 397 411 409 272 1284 -1382 -2191 -765 -554 -246 -22

Trung bình tháng

1043 887 763 906 1490 3464 5577 6603 4968 3130 2187 1371 981 941 1025 1899 1752 3479 6480 5562 3328 2501 1715 1121 -1041 -1640 -629 -472 -250 -62

262 993 262

902

Trạm Hà Nội 56-87 88-04

2.4.1.2 Hiện trạng cấp nước trong hệ thống Bắc Hưng Hải

Theo thống kê hiện nay, diện tích cần tưới toàn hệ thống là 123.985ha, nguồn nước lấy

từ 4 sông lớn bao bọc bên ngoài. Trong đó chủ yếu là lấy nước từ nguồn sông Hồng

qua cống Xuân Quan chiếm 90%, nguồn nước lấy từ các sông ngoài khác chỉ trung

bình chiếm 10%.

Lấy nước sông ngoài: lượng nước lấy từ nguồn này bằng các trạm bơm ven sông tưới

cho 12.928ha khu vực ven sông. Trong đó:

Nguồn nước lấy từ Sông Đuống: diện tích được cung cấp nước là 8.155ha;

Nguồn nước lấy từ Sông Thái Bình: diện tích được cung cấp nước là 2.188ha;

Nguồn nước lấy từ Sông Luộc: Tổng diện tích được cung cấp nướclà 2.585ha,

Lấy nước sông Hồng thông qua cống Xuân Quan: 111.057 ha theo thiết kế, trong đó:

Diện tích tưới bằng bơm: thiết kế 107.172ha, thực tế 85.621ha,

Diện tích tự chảy 3.884ha (Diện tích này tưới bấp bênh).

Trong các năm gần đây mực nước sông Hồng xuống thấp, diện tích tưới phải lấy

ngược từ Cầu Xe, An Thổ chiếm 30-45% diện tích này (cụ thể năm 2004 lượng nước

tưới lấy ngược từ Cầu Xe, An Thổ chiếm tới 45%),

Nguồn nước thời kỳ căng thẳng nhất là thời kỳ lấy nước đổ ải vụ Chiêm Xuân từ 20/01

đến 10/02 nếu mực nước sông Hồng tại Xuân Quan bình quân đạt +1,94 kết hợp với

việc lấy nước trữ sớm từ ngày 05/01, lấy nước ngược qua Cầu Cất - Cầu Xe - An Thổ

và nạo vét khơi thông dòng chảy các kênh dẫn cấp 2 theo chỉ tiêu thiết kế thì hệ thống

đảm bảo đủ yêu cầu cung cấp nước phục vụ sản xuất nông nghiệp. Nếu vào tháng 1, 2

mực nước tại Xuân Quan thấp hơn 1,94m thì tình hình cung cấp nước gặp khó khăn cụ

thể hạn vụ chiêm xuân đã xẩy ra vào các năm 1998, 2003, 2004 nên phải lấy nước

ngược qua cống Cầu Xe - An Thổ - Cầu Cất chiếm đến 40% - 50% tổng lượng nước

yêu cầu do mực nước sông Hồng tại Xuân Quan xuống thấp +1,51, mực nước sông

Hồng thấp nhất tại Xuân Quan ngày 30/01/2005 chi đạt +1,26, Kênh Cầu +0,86, Bá

Thuỷ +0,66, Tại Neo +0,58 thấp hơn mực nước trung bình nhiều năm từ 30 -40cm. Do

mực nước thấp nên các trạm bơm hoạt động không đạt hiệu quả. Một số trạm không có

nước để bơm hết số máy như trạm Văn Giang, Văn Lâm, Như Quỳnh, Minh Hải, Ngọc

Quan, Nghĩa Đạo. Một số trạm không có nước để bơm như Cẩm Hưng, Nhân Thắng…

Như vậy việc bổ sung nước ngược qua Cầu Xe - An Thổ là việc địa phương vẫn làm

nhưng chưa đáp ứng đủ yêu cầu dùng nước của hệ thống. Điều này chứng tỏ rằng việc

bổ sung nguồn cho hệ thống cần phải tính toán lại cho phù hợp với xu thế diễn biến

thuỷ văn trong những năm gần đây.

Diện tích lấy nguồn nước hệ thống Bắc Hưng Hải : 111.056 ha, trong đó

Diện tích lấy nước sông ngoài 12.928 ha, trong đó

Sông Đuống : thiết kế 8.155ha, thực tế 8.155ha

Sông Luộc : thiết kế 2.825ha, thực tế 1.797ha

Sông Thái Bình : Thiết kế 2.188ha, thực tế 1.364ha

Tổng diện tích toàn hệ thống được tưới theo thiết kế 123.985ha, thực tế 100.821 ha đạt

81% theo thiết kế đề ra.

2.4.2 Mô phỏng thủy lực hệ thống hiện nay

2.4.2.1 Xây dựng và thiết lập mô hình

a) Phạm vi nghiên cứu của mô hình thủy lực

Sơ đồ toàn mạng sông và kênh trục chính vùng tưới và cấp nước theo thực tế vận hành

nhiều năm của cống Cầu Xe và cống An Thổ;

Đối với tính toán thủy lực cấp nước cho mùa kiệt và cấp nước tạo dòng chảy môi

trường trong mùa kiệt đồng thời đảm bảo chế độ cấp nước kịp thời thì mối liên hệ giữa

các sông và kênh trục chính thông qua các cống lấy nước tự chảy và trạm bơm trên sơ

đồ tính toán khá phức tạp.

b) Chọn mô hình mô phỏng dòng chảy

Hiện tại trên thế giới và ở Việt Nam có nhiều mô hình thủy lực như mô hình MIKE 11,

Hec- ras, ISIS, Duflow, Sobek/Wendy,Telemax, Qual2-E, Wasp6, VRSAP...

Thực tế tại Việt Nam mô hình MIKE 11 được sử dụng nhiều qua các dự án tăng cường

năng lực cho các Viện ngành nước. Mô hình MIKE 11 có nhiều ưu và nhược điểm so

với các mô hình khác như sau:

- Phần nối kết với công cụ GIS rất mạnh kể cả tạo Database ( Mặc dù phải cần thêm

Ưu điểm: - Là phần mềm thương mại nên giao diện rất mạnh, hữu hiệu.

- Các tiện ích đầy đủ dễ cho người sử dụng

- Thuận tiện cho sử lý các bài toán vừa và nhỏ.

các phần mềm GIS như Arc GIS hay Arc View...)

- Không biết được phần lõi ( phần thuật toán, tổ chức chương trình,...) nên người sử

Nhược điểm:

dụng không thể cải biên, cập nhật mà phải qua nơi bán, khi đó phải trả thêm tiền và

- Vì là phần mềm thương mại nên giá thành rất đắt ( Mike 11 + ecolab giá cỡ 400 triệu

mất thời gian đợi...)

đồng Việt nam cho một license) mỗi license, dạng khóa cứng, chỉ dùng được cho một

máy tính, hoặc cũng có phiên bản chạy nối kết máy tính trên mạng như giá thành cao

hơn nhiều.

Dựa trên các ưu điểm nổi bật và khắc phục được hạn chế của các nhược điểm kể trên.

Trong luận văn này, để mô phỏng dòng chảy, xác định khả năng cấp nước của cống

Cầu Xe và cống An Thổ, tác giả chọn mô hình MIKE 11 để mô tả diễn toán dòng chảy

trong sông trục chính, kênh nhánh, các cống, trạm bơm.

- Giới thiệu sơ lược về mô hình MIKE 11

Mô hình thủy lực một chiều MIKE 11 của Viện thủy lực Đan Mạch DHI Water &

Environment phát triển, là phần mềm dùng để mô phỏng dòng chảy, lưu lượng, chất

lượng nước và vận chuyển bùn cát ở các cửa sông, sông, kênh tưới và các vật thể nước

khác trong nhiều thời đoạn. Ứng dụng mô hình thuỷ lực một chiều MIKE 11 đề cập

đến sự vận chuyển của nước mặt qua hệ thống các ống, các kênh, các công trình trữ

hoặc điều tiết nước, các máy bơm và các công trình điều chỉnh nước. Trên cơ sở đó mô

tả được tình hình hiện trạng cũng như thể hiện được diễn biến của dòng chảy cũng như

sự hình thành và lan truyền dòng chảy trong mạng sông. Hơn nữa, MIKE 11 là công

cụ thân thiện với người sử dụng cho thiết kế quản lý và vận hành mạng lưới sông và

kênh.

- Nghiên cứu nước dâng do bão và thủy triêu trong vùng cửa sông và sông

- Thiết kế hệ thống kênh

- Vận hành hệ thống tưới tiêu nước mặt

- Mô phỏng các biện pháp kiểm soát lũ

- Dự báo lũ và vận hành hồ chứa

- Về đầu vào/ chỉnh sửa, các đặc tính trong MIKE 11 bao gồm:

- Nhập dữ liệu/ chỉnh sửa bản đồ

- Nhiều dạng dữ liệu đầu vào/ chỉnh sửa mang tính mô phỏng

- Tiện ích copy và dán (paste) để nhập (hoặc xuất) trực tiếp, ví dụ như từ các chương

Các ứng dụng điển hình của MIKE 11:

- Bảng số liệu tổng hợp (tabular) và cửa sổ sơ đồ (graphical windows)

trình trang bảng tính (spreadsheet programs)

- nhập dữ liệu về mạng sông và địa hình từ ASCII text files

- Layout cho người sử dụng xác định cho tất cả các cửa sổ sơ đồ (màu sắc, cài đặt font,

- Về đầu ra, có các tính năng trình bày báo cáo tiên tiến, bao gồm:

- Màu của bản đồ trong horizontal plan cho hệ thống dữ liệu và kết quả

- Trình bày kết quả bằng hình động trong sơ đồ mặt ngang, dọc và chuỗi thời gian

- Thể hiện các kết quả bằng hình động đồng thời

- Trình bày chuỗi thời gian mở rộng

- Tiện ích copy và dán (paste) để xuất các bảng kết quả hoặc trình bày bản đồ vào các

đường, các dạng điểm vạch dấu marker, v,v,,,)

ứng dụng khác (trang bảng tính, word hoặc các dạng khác)

Người sử dụng MIKE 11 có sự lựa chọn về mức độ chính xác được sử dụng để giải

các phương trình này theo các cách sau: Diễn toán dòng chảy đều; Diễn toán sóng

động học; Diễn toán sóng động lực học,

Diễn toán dòng chảy sóng động học giải phương trình liên tục cùng với hình thức đơn

giản nhất của phương trình động lượng trong mỗi sông/kênh,

Dòng chảy lớn nhất có thể vận chuyển qua một sông/kênh là giá trị của dòng chảy đầy

tính theo công thức Manning. Khi dòng chảy nhập vào các nút có trị số lớn hơn trị số

đó thì có hình thành một ao trên đỉnh của nút hoặc một phần lượng dòng chảy bị tổn

thất khỏi hệ thống.

Diễn toán dòng chảy sóng động học cho phép dòng chảy và diện tích mặt cắt biến đổi

theo cả không gian và thời gian trong phạm vi một sông/kênh. Điều này có thể gây ra

kết quả làm chậm và làm suy yếu biểu đồ dòng chảy ra khi dòng chảy vào được dẫn

qua kênh. Tuy nhiên hình thức diễn toán dòng chảy này không thể tính toán ảnh hưởng

của nước vật, tổn thất ở cửa vào và cửa ra, dòng chảy với độ dốc ngược, dòng chảy có

áp, và nó cũng được hạn chế đối với mạng lưới hình cây. Nó có thể luôn luôn duy trì

sự ổn định về số học đối với mô phỏng bước thời gian dài từ 1 phút đến 5 phút. Nếu

những ảnh hưởng trên là không đáng kể thì phương pháp diễn toán này là chính xác và

hiệu quả, đặc biệt là mô phỏng với thời đoạn dài.

Diễn toán sóng động lực giải hệ phương trình Sain Venant hoàn chỉnh và vì vậy cho

kết quả chính xác về mặt lý thuyết. Hệ phương trình này bao gồm phương trình động

lượng và phương trình liên tục cho các đường ống/kênh và phương trình liên tục tại

các nút,

Diễn toán sóng động lực học có thể tính toán khả năng trữ nước của kênh, nước vật,

tổn thất ở cửa vào/cửa ra, dòng chảy ứng với độ dốc ngược, và dòng chảy có áp. Đây

là phương pháp được lựa chọn để mô phỏng cho hệ thống chịu sự ảnh hưởng đáng kể

của nước vật do sự hạn chế của dòng chảy hạ lưu và sự điều tiết dòng chảy qua tràn

hoặc lỗ. Cách diễn toán dòng chảy này để ổn định về mặt số học đòi hỏi bước thời gian

mô phỏng nhỏ, khoảng chừng 1 phút hoặc nhỏ hơn.

b) Phương pháp tính toán của mô hình

MIKE 11 là mô hình mô phỏng các quá trình theo các bước thời gian rời rạc, MIKE 11

mô phỏng số lượng và chất lượng nước qua các quá trình vật lý sau: Quá trình sinh

dòng chảy mặt; Quá trình thấm; Nước ngầm; Tuyết tan; Diễn toán dòng chảy; Ao nước

mặt; Diễn toán chất lượng nước,

Diễn toán dòng chảy:

Diễn toán dòng chảy trong phạm vi một đường ống/kênh trong kênh hở, MIKE 11 bị

chi phối bởi các phương trình bảo toàn khối lượng và động lượng cho dòng chảy

không đều biến đổi chậm (hệ phương trình Saint Venant),

- Phương trình liên tục:

Hệ phương trình cơ bản:

(3-1)

- Phương trình động lượng

(3-2)

Trong đó:

Q: Lưu lượng (m3/s)

A: Diện tích mặt cắt ướt (m2)

q: Lưu lượng nhập lưu trên đơn vị chiều dài dọc sông (m2/s)

C: Hệ số Chezy

: Hệ số sửa chữa động lượng

R: Bán kính thuỷ lợi (m)

Mô hình MIKE 11 là mô hình động lực một chiều và thân thiện với người sử dụng,

linh hoạt và tốc độ, MIKE 11 cung cấp một môi trường thiết kế hữu hiệu về kỹ thuật

công trình, tài nguyên nước và các ứng dụng quy hoạch,

Để giải quyết bài toán, tác giả chọn mô hình thuỷ động lực MIKE 11 của Viện thuỷ

lực Đan Mạch (DHI),

Các bước thực hiện thiết lập và kiểm định như hình 4,1,

Hình 2.2 Sơ đồ áp dụng mô hình thủy lực vào bài toán

c) Thiết lập sơ đồ thủy lực hệ thống tưới cống Cầu Xe và cống An Thổ

- Sông Thái Bình: Từ đoạn giao giữa sông Đuống và sông Thái Bình đến xã Tứ Xuyên huyện Tứ Kỳ dài 40,50km

- Sông Kim Sơn: Từ cống Cầu Cất (TP, Hải Dương) đến cống Tranh dài 28,81km

Mạng sông trong tính toán xác định khả năng lấy nước của cống Cầu Xe và cống An Thổ bao gồm:

- Sông Cửu An: Từ cống Neo đến ngã 3 Lộng Khê (huyện Tứ Kỳ) dài 23,08 Km

- Sông Đình Đào: Từ cống Bá Thủy (huyện Bình Giang) đến ngã 3 Cự Lộc (huyện

Ninh Giang), dài 44,03km;

- Sông Cầu Xe: Từ ngã 3 Lộng Khê (huyện Tứ Kỳ) đến cống Cầu Xe (huyện Tứ Kỳ)

dài 4,04km;

- Sông An Thổ: Từ ngã 3 Lộng Khê (huyện Tứ Kỳ) đến cống An Thổ (huyện Tứ Kỳ)

dài 6,46km;

- Kênh Thạch Khôi: Từ cống Thạch Khôi (huyện Gia Lộc) đến cống Đoàn Thượng

(huyện Gia Lộc) dài 11,79km;

- Sông Quảng Giang: Từ ngã 3 Cảnh Lâm (huyện Yên Mỹ) đến ngã 3 cầu Thi (huyện

Tiên Lữ) dài 20km,

Hình 2.3 Sơ đồ tính toán thủy lực hệ thống thủy lợi tưới cống Cầu Xe và An Thổ

Hình 2.4 Sơ đồ thủy lực hệ thống tưới cống Cầu Xe và cống An Thổ

d) Các điều kiện biên và điều kiện ban đầu của mô hình

- Biên trên của mô hình

Với mạng sông tính toán đã được xác định ở trên, biên trên của mô hình thủy lực là

quá trình lưu lượng theo thời gian Q= f(t) tại trạm Phú Lương (Ngọc Châu, TP Hải

Dương) trên sông Thái Bình và đường quá trình lưu lượng theo thời gian Q= f(t) tại

trạm Triều Dương (Tân Lễ, Hưng Hà, Thái Bình) trên sông Luộc.

- Biên dưới của mô hình

Biên dưới của mô hình là đường quá trình mực nước theo thời gian Z = f(t) tại các

mặt cắt phía hạ lưu các sông. Trong sơ đồ thủy lực vừa được thiết lập hình thì biên

dưới là đường mực nước thời đoạn giờ tại 5 vị trí như sau:

- Mực nước tại trạm thủy văn Quý Cao (Hải Phòng)

- Mực nước tại Cống Tranh (sông Kim Sơn);

- Mực nước tại cống Neo (sông Cửa An)

e) Biên yêu cầu dùng nước

Là lưu lượng yêu cầu dùng nước của các tiểu vùng, từ tiểu vùng 1 tới tiểu vùng 13 đã

chia ở trên.

Cách tính:

- Với nông nghiệp: Qtrồng trọt = HSTi . Si /1000 (m3/s) , trong đó:

HSTi : Hệ số tưới ứng với tháng i (l/s.ha)

Si : diện tích của tiểu vùng ( ha)

- Với Chăn nuôi: Qchăn nuôi = Wchăn nuôi/ ( Ti. 12.3600) (m3/s) , trong đó:

Wchăn nuôi: Tổng lượng nước dùng cho chăn nuôi ( m3)

Ti: Số ngày của tháng thứ i

- Với sinh hoạt và các ngành dùng nước khác Qi= W/ ( Ti. 24.3600) (m3/s), trong đó:

Wi: Tổng lượng nước dùng của ngành dùng nước đang tính ( m3)

Ti: Số ngày của tháng thứ i

- Tổng yêu cầu nước:

∑Q = Qtrồng trọt + Qchăn nuôi + Qsinh hoạt + Qthủy sản + Qcông nghiệp

Trong đó:

∑Q: Tổng lưu lượng sử dụng nước (theo từng tháng);

Qtrồng trọt: Lưu lượng sử dụng nước cho trồng trọt (theo từng tháng);

Qchăn nuôi: Lưu lượng sử dụng nước cho chăn nuôi (theo từng tháng);

Qsinh hoạt: Lưu lượng sử dụng nước cho sinh hoạt (theo từng tháng);

Qcông nghiệp: Lưu lượng sử dụng nước cho công nghiệp (theo từng tháng);

Qthủy sản: Lưu lượng sử dung nước cho thủy sản (theo từng tháng);

Kết quả tính toán lưu lượng yêu cầu dùng nước của các tiểu vùng các giai đoạn hiện

tại và tương lai được thể hiện ở các bảng dưới đây:

TT Tiểu vùng

Tháng Vùng 1 Vùng 2 Vùng 3 Vùng 4 Vùng 5 Vùng 6 Vùng 7 Vùng 8 Vùng 9 Vùng 10 Vùng 11 Vùng 12 Vùng 13

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Bảng 2.45 Kết quả tính toán lưu lượng yêu cầu dùng nước giai đoạn hiện tại Lưu lượng nước yêu cầu các tháng các ngành (m3/s) 5 3 1 1,11 1,32 1,63 0,64 0,76 0,94 0,39 0,47 0,58 1,15 1,38 1,70 0,65 0,78 0,96 0,96 1,15 1,43 0,69 0,83 1,02 0,33 0,40 0,50 1,12 1,29 1,60 0,32 0,38 0,47 0,32 0,38 0,47 1,21 1,40 1,73 2,58 2,87 3,56 11,48 13,39 16,59

2 1,44 0,83 0,51 1,50 0,84 1,25 0,90 0,44 1,42 0,41 0,41 1,54 3,20 14,69

4 1,34 0,78 0,48 1,40 0,79 1,17 0,84 0,41 1,32 0,38 0,38 1,43 2,95 13,69

Tổng

TT Tiểu vùng

Tháng Vùng 1 Vùng 2 Vùng 3 Vùng 4 Vùng 5 Vùng 6 Vùng 7 Vùng 8 Vùng 9 Vùng 10 Vùng 11 Vùng 12 Vùng 13

Bảng 2.46 Kết quả tính toán lưu lượng yêu cầu dùng nước giai đoạn 2030 Lưu lượng nước yêu cầu các tháng các ngành (m3/s) 5 3 1 1,27 1,44 1,78 0,74 0,83 1,03 0,45 0,51 0,63 1,34 1,52 1,88 0,75 0,86 1,06 1,12 1,27 1,57 0,80 0,91 1,13 0,39 0,44 0,55 1,35 1,48 1,82 0,39 0,43 0,53 0,39 0,43 0,53 1,45 1,60 1,97 3,01 3,21 3,97 13,45 14,95 18,43

4 1,48 0,85 0,52 1,56 0,88 1,30 0,94 0,45 1,52 0,44 0,44 1,65 3,33 15,36

2 1,67 0,97 0,59 1,76 0,99 1,48 1,06 0,51 1,72 0,50 0,50 1,86 3,78 17,39

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Tổng

TT Tiểu vùng

Vùng 1 Vùng 2 Vùng 3 Vùng 4 Vùng 5 Vùng 6 Vùng 7 Vùng 8 Vùng 9 Vùng 10 Vùng 11 Vùng 12 Vùng 13

Bảng 2.47 Kết quả tính toán lưu lượng yêu cầu dùng nước giai đoạn 2050 Lưu lượng nước yêu cầu các tháng các ngành (m3/s) 5 3 1 1,40 1,53 1,83 0,81 0,88 1,06 0,50 0,54 0,65 1,46 1,61 1,92 0,83 0,91 1,08 1,22 1,35 1,61 0,88 0,97 1,15 0,43 0,47 0,56 1,49 1,59 1,89 0,43 0,46 0,55 0,43 0,46 0,55 1,61 1,72 2,04 3,35 3,47 4,17 14,83 15,96 19,06

2 1,75 1,01 0,62 1,84 1,04 1,54 1,11 0,54 1,82 0,53 0,53 1,97 4,02 18,32

4 1,55 0,90 0,55 1,64 0,92 1,37 0,98 0,48 1,62 0,47 0,47 1,75 3,56 16,26

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Tổng

f) Vị trí kiểm tra

Trong mô hình thủy lực, để đánh giá quá trình mô phỏng của mô hình ta thường lựa

chọn một số nút kiểm tra tại các vị trí mặt cắt trùng với các vị trí đo đạc thủy văn để

kiểm tra kết quả tính toán của mô hình. Với ý nghĩa đó, căn cứ vào nhiệm vụ của bài

toán, điều kiện thu thập số liệu mà có nút kiểm tra tại các cống Bá Thủy, cụ thể:

- Đo lưu lượng và mực nước ở cống Bá Thủy trên sông Đình Đào cách ngã ba Kim

Sơn - Đình Đào 1,11 km về phía hạ lưu,

Hình 2.5 Vị trí cống Bá Thủy - điểm kiểm định tại các cống thuộc vùng tưới cống Cầu Xe và cống An Thổ

2.4.2.2 Hiệu chỉnh xác định bộ thông số và kiểm định mô hình

1. Nguyên tắc chung

Cũng tương tự như bất kỳ mô hình nào, việc áp dụng mô hình MIKE 11 để giải quyết

các bài toán thực tế cần phải qua kiểm tra với một mùa kiệt thực. Kiểm tra mô hình

cần thực hiện 2 bước cơ bản:

Bước 1: Hiệu chỉnh mô hình (Calibration)

Qua mô phỏng hiện trạng với một mùa kiệt thực sẽ xác định được bộ thông số cơ bản

của mô hình đã chọn và của lòng dẫn như:

- Bước thời gian tính với độ ổn định phù hợp nhất với mọi diễn biến thuỷ lực khắc

nghiệt nhất trong mô tả hiện trạng được định lượng qua điều kiện Curant,

- Bộ số liệu biên trên, dưới và điều kiện ban đầu,

- Bộ số liệu về lòng dẫn như hệ số nhám, chiều rộng lòng dẫn, khu chứa, khoảng cách

giữa các mặt cắt,

- Bộ thông số về công trình, cầu và trạm bơm,

Bước 2: Kiểm định mô hình (Verification)

Yêu cầu bắt buộc của bước kiểm định này là: Giữ nguyên bộ thông số đã qua bước

hiệu chỉnh mô hình, và tính toán mô phỏng dòng chảy của hệ thống với 1 thời đoạn

khác. Nếu qua kiểm tra có sự phù hợp giữa tính toán và thực đo cho tất cả các giai

đoạn được chọn thì mô hình mới được sử dụng để tính toán.

2. Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình

a) Lựa chọn thời đoạn tính toán

Dựa vào số liệu thực đo về lưu lượng và mực nước theo giờ tại các cống điều tiết

chính trong hệ thống qua các năm. Giai đoạn 01/10/2014 đến 30/10/2014 được dùng

làm giai đoạn để hiệu chỉnh mô hình và ta tiến hành kiểm định mô hình với thời đoạn

từ 25/01/2015 đến 28/2/2015.

b) Điều kiện ban đầu

Mực nước và lưu lượng tại thời điểm bắt đầu của dòng chảy trên tất cả các nút và các

đoạn của hệ thống. Số liệu này được đánh giá là mực nước và lưu lượng trung bình

trước trận lũ. Mặc dù có sai số do không có kết quả đo đạc nhưng sai số này chỉ ảnh

hưởng đến một số giờ tính ban đầu (khoảng 3-5 giờ) và triệt tiêu ảnh hưởng ở các

bước tính tiếp theo.

c) Hiệu chỉnh xác định bộ thông số mô hình Mike 11

Trong file tính toán của mô hình MIKE 11 đều có hai thành phần cơ bản là các thông

số điều khiển chương trình do người lập trình qui định và các thông số liên quan đến

hệ thống công trình tưới tiêu mà người sử dụng nhập vào để tính toán theo các mục

tiêu đặt ra và phù hợp với khả năng của mô hình. Trong đó thông số của mô hình bao

gồm:

- Bước thời gian tính t với độ ổn định phù hợp nhất với mọi diễn biến thuỷ lực khắc

nghiệt nhất trong mô tả hiện trạng và khai thác sử dụng,

- Tỷ lệ t/x ổn định, đặc biệt phải đạt mức cho phép trong sơ đồ hiện (điều kiện

Curant),

- Bộ số liệu biên trên, dưới và điều kiện ban đầu,

- Bộ số liệu về lòng dẫn như hệ số nhám n, chiều rộng lòng dẫn, khoảng cách giữa

các mặt cắt x,

- Bộ thông số về kích thước công trình (cầu, cống, trạm bơm,,,),

Song trong thực tế đã chỉ ra rằng lượng và phân bố thời gian của quá trình lưu lượng

chủ yếu phụ thuộc vào quá trình chảy tràn ở các lưu vực bộ phận và chảy tập trung

trong hệ thống. Do vậy việc hiệu chỉnh thông số mô hình tổng hợp tập trung vào các

thông số biểu thị trạng thái mặt đệm và lòng dẫn sau đây:

- Đặc tính lý, hoá của phần đất tự nhiên còn lại trong các tiểu lưu vực,

- Hệ số nhám bề mặt và hệ số nhám lòng dẫn (sông, kênh tự nhiên và cống),

Việc hiệu chỉnh thông số mô hình chủ yếu được tiến hành bằng cách thay đổi độ

nhám. Hệ số nhám được tìm cho từng mặt cắt và được hiệu chỉnh trong quá trình hiệu

chỉnh mô hình kết hợp với thông tin điều tra thực địa. Kiểm tra tính hợp lý thông qua

các tài liệu đo đạc của các trạm trung gian. Phương pháp hiệu chỉnh thông số ở đây

dùng phương pháp thử dần,

Để đánh giá kết tính toán và mô phỏng của mô hình, đánh giá dò tìm bộ thông số cho

mô hình thì tại các nút kiểm tra của mô hình tiến hành tính toán đánh giá sai số giữa

kết quả tính toán từ mô hình thủy lực với kết quả thực đo dựa trên các chỉ số đánh giá

chỉ tiêu sau:

- Chỉ số Nash: Có ý nghĩa đánh giá mức độ tương quan giữa kết quả tính toán và kết

quả đo đạc,

Nash = 1-

(3-1)

Trong đó:

Qtt

i : là lưu lượng tính toán tại thời điểm i

Qtđ

i : là lưu lượng thực đo tại thời điểm i

: là giá trị trung bình của chuỗi số liệu trung bình thực đo

W: là tổng lượng dòng chảy tính toán

- So sánh hình dạng đường quá trình mực nước kiệt tính toán với đường quá trình

mực nước kiệt thực đo,

Hình 2.6 Kết quả hình thành các giá trị toàn mạng lưới kênh tưới trong vùng tưới của cống Cầu Xe và cống An Thổ trong mô hình MIKE 11

d) Kết quả hiệu chỉnh mô hình

Giả thiết thông số hệ số nhám của sông trục chính và sông nhánh như bảng

Bảng 2.48 Hệ số nhám tại vị trí mặt cắt trên các nhánh sông

Sông Cầu Xe An Thổ

Sông Kim Sơn Cửu An Đình Đào Hồng Đức

Vị trí mặt cắt 0 đến 30260 33805 đến 56685 0 đến 33302 0 đến 16250

Nhám 0.022 0.022 0.022 Thạch Khôi 0.025 Quảng Giang

Vị trí mặt cắt Nhám 0.028 0.028 0.025 0.028

0 đến 7340 0 đến 6610 0 đến 12570 0 đến 10070

Với các biên của bài toán giai đoạn từ 01/10/2014 đến 30/10/2014. Kết quả hiệu

chỉnh mô hình thuỷ lực, cụ thể như sau:

Kết quả quá trình thực đo tính toán kiểm định tại các trạm kiểm tra như sau:

Hình 2.7 Quá trình mực nước thực đo và tính toán tại hạ lưu cống Bá Thủy 0h ngày 1/10/2014 đến 24h ngày 30/10/2014 Bảng 2.49 Kết quả mực nước lớn nhất giữa thực đo và tính toán mô phỏng

HMax (m)

Vị trí đo

Sông

Sai số (m)

Bá Thủy

Đình Đào

Tính toán 1,83

Thực đo 1,78

0,05 Bảng 2.50 Kết quả mực nước nhỏ nhất giữa thực đo và tính toán mô phỏng

HMin (m)

Vị trí đo

Sông

Sai số (m)

Bá Thủy

Đình Đào

Tính toán 0,61

Thực đo 0,72

0,11

Bảng 2.51 Kết quả kiểm tra hệ số Nash bước hiệu chỉnh mô hình Nash Sông Vị trí 0,932 Đình Đào Bá Thủy

Nhận xét kết quả hiệu chỉnh tại vị trí kiểm tra:

- Kết quả cho thấy đường quá mực nước trong thời gian xảy ra lũ giữa đường tính

toán và đường thực đo tại các vị trí kiểm tra tương đối bám sát nhau về pha dao động.

- Chênh lệch mực nước dâng lên lớn nhất, và chênh lệch mực nước hạ xuống thấp

nhất giữa tính toán và giá trị thực đo tại một số vị trí chênh nhau ít: 0,05 và 0,11 m

Kết quả tính toán hệ số NASH tại các vị trí cống trong trận lũ kiểm định từ ngày

1/10/2014 đến 30/10/2014 là khá cao 93,2%. Vì vậy chọn bộ thông số này và tiến

hành kiểm định mô hình.

e) Kiểm định mô hình

Với bộ thông số trên và các biên của bài toán giai đoạn từ 25/01/2015 đến 28/2/2015.

Kết quả kiểm định mô hình thuỷ lực, cụ thể như sau:

Kết quả quá trình thực đo tính toán hiệu chỉnh tại trạm kiểm tra như sau:

Hình 2.8 Quá trình mực nước thực đo và tính toán tại hạ lưu cống Bá Thủy từ 0h ngày 25/01/2015 đến 24h ngày 28/02/2015 lần thử thứ 1

Bảng 2.52 Kết quả mực nước lớn nhất giữa thực đo và tính toán mô phỏng

HMax (m)

Vị trí đo

Sông

Sai số (m)

Thực đo

TL Bá Thủy

Đình Đào

2,10

0,03

Tính toán 2,07

Bảng 2.53 Kết quả mực nước nhỏ nhất giữa thực đo và tính toán mô phỏng

HMin (m)

Vị trí đo

Sông

Sai số (m)

Tính toán 0,68

Thực đo 0,68

0,00

Đình Đào

TL Bá Thủy

Bảng 2.54 Kết quả kiểm tra hệ số Nash bước hiệu chỉnh mô hình

Vị trí TL Bá Thủy

Sông Đình Đào

Nash 0,985

Nhận xét kết quả kiểm định tại vị trí kiểm tra:

- Kết quả cho thấy đường quá mực nước trong thời gian nước kiệt giữa đường tính

toán và đường thực đo tại các vị trí kiểm tra tương đối bám sát nhau về pha dao động,

- Chênh lệch mực nước dâng lên lớn nhất và chênh lệch mực nước hạ xuống thấp

nhất giữa tính toán và giá trị thực đo tại một số vị trí chênh nhau ít dưới 0,03 m.

Kết quả tính toán hệ số NASH tại các vị trí cống trong giai đoạn kiệt từ ngày

25/01/2015 đến 24h ngày 28/02/2015 là rất cao 98,5%. Vì vậy chọn bộ thông số này

làm bộ thông số cho mô hình phụ vụ tính toán.

(1), Diễn biến mực nước trong thời gian kiểm định (0h ngày 25/01/2015 đến 24h

ngày 28/02/2015) trên các trục sông chính

Hình 2.9 Diễn biến mực nước trên sông Cửa An

(2), Diễn biến mực nước trong thời gian kiểm định (0h ngày 20/01/2018 đến 24h

ngày 28/02/2018) tại một số mặt cắt đại diện

Hình 2.10 Mực nước tại vị trí mặt cắt phía thượng lưu cống Bá Thủy

Hình 2.11 Mực nước tại vị trí mặt cắt phía thượng lưu cống Cầu Xe

Hình 2.12 Mực nước tại vị trí mặt cắt phía thượng lưu cống An Thổ

Kết luận:

Qua các bước thử dần bộ thông số đã chọn được bộ thông số nhám đạt tiêu chuẩn với

giai đoạn kiệt từ 0h ngày 25/01/2015 đến 24h ngày 28/02/2015. Các kết quả trực

quan cho thấy diễn biến dòng chảy và mực nước là tương đối phù hợp với chế độ

thủy lực trong quá trình vận hành cống điều tiết trên các trục sông. Đây sẽ là cơ sở để

tiến hành mô phỏng các phương án cấp nước cho vùng nghiên cứu.

2.4.3 Xác định khả năng đáp ứng lấy nước của cống Cầu Xe và cống An Thổ hiện nay

2.4.3.1 Xác định giai đoạn lấy nước bất lợi nhất cho hệ thống qua cống Cầu Xe và cống An Thổ

Nhu cầu nước trong vụ chiêm của vùng tưới của cống Cầu Xe và cống An Thổ trong

giai đoạn đổ ải từ ngày 27/1 đến ngày 10/2 được thống kê ở bảng sau

Bảng 2.55 Tổng hợp nhu cầu nước của giai đoạn đổ ải trong hiện tại và tương lai

Đơn vị: 106 m3

Các ngành dùng nước Trồng trọt Công nghiệp Chăn nuôi Thủy sản Sinh hoạt Tổng

Hiện tại 15,66 0,16 0,38 2,92 0,49 19,61

2050 18,36 0,51 1,61 3,34 0,91 24,74

2030 19,24 0,43 1,47 3,04 0,57 24,74

- Tổng nhu cầu nước cho nông nghiệp giai đoạn đổ ải của vùng cống Cầu Xe và cống

An Thổ từ ngày 27/1 đến ngày 10/2 là: 19,61.106m3 (chiếm 23% so với tổng nhu

cầu nước cho trồng trọt toàn vụ chiêm). Với thời gian lấy nước trung bình cho toàn

vùng là 15 ngày tương ứng lượng nước tưới yêu cầu trung bình mỗi ngày là: 15,13

m3/s. Do đó, khi yêu cầu nước trong giai đoạn đổ ải được đáp ứng đủ nước, các giai

đoạn khác sẽ được đảm bảo cấp đủ nước.

Đối với vùng cấp nước của cống Cầu Xe và cống An Thổ bao gồm: Một phần diện

tích của các huyện: Tứ Kỳ, Gia Lộc, Thanh Miện và Ninh Giang. Do vùng này là

vùng hạ lưu của sông Kim Sơn và sông Cửu An, do vậy nguồn lấy nước thuận theo

cống Xuân Quan (sông Hồng) và các cống lấy nước thuận khác không đủ để tưới

nước cho vùng này trong giai đoạn đổ ải, hàng năm thường xảy ra hiện tượng hạn

hán, giảm năng suất của cây trồng.

Để đảm bảo đáp ứng được yêu cầu nước tưới cho vùng nghiên cứu, kiến nghị tính

toán đánh giá khả năng cấp nước của cống Cầu Xe và cống An Thổ cho một phần

diện tích của các huyện: Tứ Kỳ, Gia Lộc, Thanh Miện và Ninh Giang trong giai đoạn

đổ ải từ 27/1 đến 10/2.

2.4.3.2 Đánh giá khả năng cung cấp nước

1. Điều kiện biên

- Biên trên của mô hình thủy lực là quá trình lưu lượng theo thời gian Q = f(t) giai

đoạn đổ ải từ từ 27/1 đến 10/2 ứng với tần suất 85% tại trạm thủy văn Phú Lương

(Ngọc Châu, TP Hải Dương) trên sông Thái Bình và đường quá trình lưu lượng theo

thời gian Q= f(t) tại trạm Triều Dương (Tân Lễ, Hưng Hà, Thái Bình) trên sông

Luộc. Kết quả quá trình lưu lượng Q = f(t) ứng với tần suất 85% được tính toán tại

Phụ lục 2

- Biên dưới của mô hình là đường quá trình mực nước theo thời gian Z = f(t) giai

đoạn đổ ải từ từ 27/1 đến 10/2 ứng với tần suất 85% tại các trạm: Quý Cao (Hải

Phòng) trên sông Thái Bình; Cống Tranh (sông Kim Sơn); cống Neo (sông Cửa An).

Kết quả quá trình mực nước theo thời gian Z = f(t) ứng với tần suất 85% được tính

toán tại Phụ lục 2

- Biên yêu cầu dùng nước: Lưu lượng nước yêu cầu của 13 tiểu vùng tưới theo thời

Commented [WU1]: Hỏ i lại xem có lấy 85% ko

gian IRR = f(t) trong giai đoạn đổ ải từ từ 27/1 đến 10/2.

2. Kết quả tính toán thủy lực cho vùng cấp nước cống Cầu Xe trong giai đoạn đổ ải

Hình 2.13 Mực nước trên sông Cửu An và sông Cầu Xe giai đoạn đổ ải từ 27/1 đến 10/2

Hình 2.14 Mực nước tại hạ lưu cống Cầu Xe trong giai đoạn lấy nước ( trong sông Cầu Xe về phía sông Cửu An)

Hình 2.15 Mực nước tại thượng lưu cống Cầu Xe ( về phía sông Thái Bình)

Hình 2.16 Đường quá trình mực nước thượng, hạ lưu cống Cầu Xe giai đoạn đổ ải từ ngày 27/1 đến ngày 10/2

Kết quả tính toán thủy lực cấp nước qua cống Cầu Xe giai đoạn đổ ải của vùng

nghiên cứu cho thấy, cống cầu xe lấy nước hiệu quả:

+ Tổng lượng nước lấy được qua cống Cầu Xe trong giai đoạn đổ ải là: 9,71. 106m3

+ Tổng thời gian lấy nước là: 177 giờ tương ứng với mỗi ngày trung bình lấy được 11

giờ, tổng thời gian lấy nước nhiều nhất là 16 giờ vào ngày 28/1, tổng thời gian lấy

nước ít nhất là 2 giờ vào ngày 9/2.

(Kết quả chi tiết xem bảng PL3.1 – Phụ Lục 3)

3. Kết quả tính toán thủy lực cho vùng trong giai đoạn đổ ải khu vực An Thổ

Hình 2.17 Mực nước trên sông Cửu An và sông An Thổ giai đoạn đổ ải từ 27/1 đến 10/2

Hình 2.18 Mực nước tại hạ lưu cống An Thổ trong giai đoạn lấy nước ( trong sông An Thổ về phía sông Cửu An)

Hình 2.19 Mực nước tại thượng lưu cống An Thổ ( về phía sông Luộc)

Hình 2.20 Đường quá trình mực nước thượng, hạ lưu cống An Thổ giai đoạn đổ ải từ ngày 27/1 đến ngày 10/2

Kết quả tính toán thủy lực cấp nước qua cống An Thổ giai đoạn đổ ải của vùng

nghiên cứu cho thấy:

+ Tổng lượng nước lấy được qua cống An Thổ trong giai đoạn đổ ải là: 8,96. 106m3

+ Tổng thời gian lấy nước là: 177 giờ tương ứng với mỗi ngày trung bình lấy được 11

giờ, tổng thời gian lấy nước nhiều nhất là 16 giờ vào ngày 28/1, tổng thời gian lấy

nước ít nhất là 2 giờ vào ngày 9/2.

2.4.3.3 Đánh giá khả năng cung cấp nước cho vùng trong giai đoạn đổ ải

+ Từ kết quả tính toán thủy lực trên ta tổng hợp được tổng lượng nước lấy qua 2 cống

Cầu Xe và An Thổ là 18,67. 106m3, cụ thể như sau:

Bảng 2.56 Kết quả tính toán thủy lực lượng nước lấy qua cống Cầu Xe và cống An Thổ

Đơn vị: 106 m3

Tổng lượng nước lấy qua cống Cầu Xe 9,71

Tổng lượng nước lấy qua cống An Thổ 8,96

Tổng lượng nước lấy qua 2 cống Cầu Xe và An Thổ 18,67

Tổng lượng nước yêu cầu trong giai đoạn đổ ải 24,73

+ Tổng lượng nước cấp của cống Cầu Xe và cống An Thổ cho lưu vực nghiên cứu

nhỏ hơn so với tổng lượng nước yêu cầu là: 24,73.106 - 18,67.106 = 6,06.106 m3

Như vậy, với kích thước công trình hiện tại, khả năng cấp nước của 2 cống Cầu Xe

và An Thổ chưa đáp ứng được nhu cầu lấy nước cho vùng tưới.

2.4.4 Phân tích khả năng lấy nước của cống Cầu Xe và cống An Thổ thuộc hệ thống thủy lợi Bắc Hưng Hải trong kịch bản biến đổi khí hậu và nước biển dâng

+ Trong những năm gần đây diễn biến của khí hậu theo chiều hướng cực đoan. Cụ

thể, lượng mưa tăng mạnh vào mùa lũ và giảm vào mùa kiệt cùng với nhiệt độ trung

bình đã tăng, lượng mưa về mùa khô giảm khá nhiều, Vụ Đông Xuân 2012 - 2013,

tổng lượng mưa là 190,5mm, thấp hơn trung bình nhiều năm 61,6mm, thấp hơn cùng

kỳ năm trước 14,5mm; mực nước trên sông Hồng tại Xuân Quan thấp hơn TBNN từ

0m73 - 2m96; Tại một số thời điểm, một số vùng đã có diện tích gieo cấy bị thiếu

nước bơm gây khó khăn cho việc lấy nước kịp thời phục vụ sản xuất nông nghiệp,

+ Hiện tượng biến đổi khí hậu (BĐKH) đã, đang ảnh hưởng rất lớn đến các ngành,

các lĩnh vực trên phạm vi cả nước và đối với hệ thống thuỷ lợi Bắc Hưng Hải nói

riêng. Một trong những tác động của BĐKH đến ngành nông nghiệp là làm tăng nhu

cầu nước của các loại cây trồng do nhiệt độ và bốc hơi tăng lên. Theo các nghiên cứu

về BĐKH của vùng Bắc bộ của các nhà khí tượng học, lượng mưa trung bình về mùa

mưa của giai đoạn 2002 - 2012 đã tăng khoảng 2-4% so với lượng mưa trung bình

của mùa mưa giai đoạn 1980 - 1999 và lượng mưa về mùa kiệt thì lại giảm khoảng 1-

2%. Cùng với lượng mưa thay đổi theo chiều hướng bất lợi thì nhiệt độ trung bình

năm của giai đoạn 2002 - 2012 so với giai đoạn 1980-1999 cũng tăng khoảng từ

0,30C - 0,50C. Theo các số liệu thực đo tại trạm Cầu Xe, An Thổ, do bị ảnh hưởng

của thuỷ triều mực nước trung bình các tháng mùa kiệt sau khi có hồ Hoà Bình từ

tháng I - V tăng so với trước khi có hồ từ 0,03 – 0,16 m. Mực nước trung bình trong

các tháng mùa mưa sau khi có hồ thực sự giảm từ tháng VIII, IX, X với giá trị giảm

trung bình đạt 0,19m tại Cầu Xe, 0,23m tại An Thổ vào tháng VIII, 0,01 - 0,05m tại

Cầu Xe và An Thổ từ tháng IX –XII. Do đó, khả năng lấy nước qua cống Cầu Xe và

cống An Thổ là rất lớn. Để đáp ứng nhu cầu dùng nước của hệ thống, thời gian qua

Công ty TNHH MTV KTCTTL Bắc Hưng Hải đã phải điều hành lấy nước ngược từ

Cầu Xe, An Thổ bổ sung nguồn nước cho hệ thống đáp ứng yêu cầu dùng nước.

Kết luận chương 2

Do diễn biến khí tượng, thuỷ văn và biến đổi khí hậu dẫn đến việc lấy nước vào hệ

thống gặp nhiều khó khăn, cùng với sự phát triển kinh tế xã hội nên nhu cầu dùng

nước của các đối tượng dùng nước tăng cao dẫn đến tình trạng thiếu hụt nguồn nước

cấp. Từ hiện trạng cấp nước của hệ thống, thực tiễn điều hành và phân tích đánh giá

khả năng cấp của các công trình đầu mối lấy nước từ sông ngoài, tác giả đề xuất cần

có giải pháp nâng cao khả năng cấp nước qua cống Cầu Xe và cống An Thổ nhằm

khắc phục tình trạng thiếu hụt nguồn nước của hệ thống thuỷ lợi Bắc Hưng Hải nói

chung và đáp ứng nhu cầu dùng nước cho sản xuất nông nghiệp vùng Tứ Kỳ, Thanh

Miện, Ninh Giang nói riêng, đặc biệt trong giai đoạn đổ ải nhu cầu dùng nước là cao

nhất trong năm, nếu đảm bảo cấp nước được trong giai đoạn đổ ải thì sẽ đáp ứng

được các giai đoạn khác trong năm.

CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO KHẢ NĂNG CẤP NƯỚC CỦA CỐNG CẦU XE VÀ CỐNG AN THỔ

3.1 Cơ sở và nguyên tắc đề xuất các giải pháp

3.1.1 Các cơ sở đề xuất giải pháp

Từ kết quả tính toán cân bằng nước cho lưu vực giai đoạn hiện tại, giai đoạn 2030,

2050 cho thấy, dưới tác động của BĐKH và nước biển dâng, nhu cầu nước của các

ngành dùng nước có biến đổi theo hướng tăng lên. Do đó việc xem xét đề xuất các

giải pháp nhằm làm giảm thiểu sự thiếu hụt nước nhất là về mùa kiệt của vùng tưới

cống Cầu Xe và cống An Thổ là cấp bách và cần thiết.

Căn cứ vào các kết quả tính toán cân bằng nước trong các giai đoạn, dựa trên cơ sở

về điều kiện tự nhiên, xã hội, xu hướng phát triển trên khu vực, thực trạng và xu thế

quản lý, sử dụng tài nguyên nước trên hệ thống Bắc Hưng Hải, tác giả đưa ra các yêu

cầu thực tiễn và nguyên tắc đề xuất như sau:

3.1.1.1 Yêu cầu thực tiễn của đề xuất

- Đảm bảo cấp đủ nước cho các nhu cầu dùng nước tối thiểu;

- Đảm bảo hài hòa lợi ích giữa các đối tượng dùng nước;

- Tối ưu hóa việc phân phối và sử dụng nước trong điều kiện nguồn nước có hạn.

3.1.2 Nguyên tắc đề xuất

- Cần xây dựng lộ trình cụ thể về các hoạt động quản lý, bảo vệ, khai thác và sử dụng

hiệu quả tài nguyên nước lấy từ các sông, cơ chế phối hợp giữa các địa phương, giữa

các ngành;

- Với quan điểm triệt để lợi dụng nguồn nước tại chỗ, lợi dụng điều kiện địa hình,

sông suối, nâng cấp, sửa chữa các công trình hiện có, có thể bố trí xây dựng các công

trình mới để lấy nước;

- Dựa trên đặc điểm về đất đai, địa hình, khí hậu vùng nghiên cứu và các định hướng

về phát triển nông nghiệp để bố trí cơ cấu cây trồng phù hợp,

3.2 Nghiên cứu đề xuất giải pháp lấy nước đảm bảo cấp nước cho vùng nghiên cứu

3.2.1 Các giải pháp công trình

3.2.1.1 Giải pháp lấy nước của công trình đầu mối

Dựa vào kết quả đường quá trình mực nước thượng và hạ lưu các cống Cầu Xe và

cống An Thổ, tác giả rút ra được một số nhận xét như sau. Đối với cống Cầu Xe, ta

thấy đường quá trình mực nước hạ lưu có phần đỉnh gần sát với phần đỉnh triều của

đường quá trình mực nước phía thượng lưu (phía ngoài sông), điều đó có nghĩa là

cống Cầu Xe lấy nước triều hiệu quả. Đối với cống An Thổ, ta thấy phần đỉnh của

đường quá trình mực nước hạ lưu còn cách xa phần đỉnh triều phía thượng lưu. Do

đó, cống An Thổ lấy nước triều chưa hiệu quả và vẫn còn tiềm năng để lấy thêm

nước thủy triều.

Hình 3.1 Đường biểu diễn quá trình mực nước trước và sau cống An Thổ

Dựa vào điều kiện thực tế địa hình lòng sông khu vực cống Cầu Xe mới và cống An

Thổ, ta thấy cao trình đáy của cống Cầu Xe và cống An Thổ đều là -4m, bằng với cao

trình đáy sông Cầu Xe và cống An Thổ sau khi nạo vét, vậy nên phương án đào sâu

đáy cống là không khả thi. Trong khi chiều rộng cống Cầu Xe mới là 75 m bằng với

chiều rộng mặt cắt lòng sông tại vị trí cống, do đó phương án mở rộng cống Cầu Xe

cũng là không khả thi. Bên cạnh đó, mặt cắt địa hình lòng sông tại vị trí cống An Thổ

hiện tại rất rộng và cống An Thổ còn cách âu thuyền An Thổ một khoảng cách tương

đối xa, đảm bảo khả năng mở rộng thêm cống An Thổ.

Do đó, để đảm bảo cấp nước an toàn cho vùng tưới của 2 cống Cầu Xe và An Thổ

cho hiện tại và tương lai, tác giả đưa ra phương án mở rộng cống An Thổ trong khi

giữ nguyên cao trình đáy cống là -4m

Phương án: Tăng chiều rộng cống An Thổ và giữ nguyên cao trình đáy cống hiện tại

Zđáy = -4m,

Phương án 1: 6 cánh cống x mỗi cánh 8m thành 6 cánh cống x mỗi cánh 10m

Phương án 2: 6 cánh cống x mỗi cánh 8m thành 6 cánh cống x mỗi cánh 11m

Phương án 3: 6 cánh cống x mỗi cánh 8m thành 6 cánh cống x mỗi cánh 12m

3.2.1.2 Giải pháp tưới của hệ thống Bắc Hưng Hải

1. Đối với các tiểu vùng 9,10,11,12

Diện tích tự nhiên của vùng 24,285 ha trong đó diện tích canh tác theo phương

hướng phát triển kinh tế là: 13,927 ha. Toàn tiểu vùng đa số được lấy nước từ hệ

thống thuỷ nông Bắc Hưng Hải qua các kênh dẫn Thái Dương, Thúc Kháng, Hưng

Thịnh. Qua đánh giá hiện trạng thuỷ lợi cho thấy một số vấn đề còn tồn tại chính như

sau: các trạm bơm xây dựng đã lâu, hệ thống công trình và máy bơm thiết bị xuống

cấp, khu vực tưới chưa phù hợp, Một số khu vực như Bình Xuyên, Thái Hoà và nam

Cổ Bì khó khăn về nguồn nước tưới khi mực nước trên kênh bị xuống thấp kết quả

dẫn đến diện tích tưới thực tế còn tồn tại 4,268 ha so với diện tích tưới thiết kế.

Giải pháp tưới cho tiểu vùng là trước tiên cần phải nạo vét các sông trục dẫn

nước chính của hệ thống Bắc Hưng Hải như sông Kẻ Sặt, Chi An. Đò Đáy Cửu An

đảm bảo các mặt cắt theo đúng thiết kế đề ra, song song với việc nạo vét các

sông là sửa chữa các công trình trên kênh như cống điều tiết, cống đầu mối của hệ

thống, sau đó là nâng cấp, thay máy cũ 1000 m3/h đã sử dụng lâu thành loại máy

khác có công suất cao hơn đảm bảo các trạm bơm hiện trạng tưới được theo đúng

với thiết kế đề ra.

2. Đối với tiểu vùng 1 và tiểu vùng13

Toàn tiểu khu có diện tích tự nhiên là 25.262 ha, trong đê là 21.321 ha diện tích

canh tác theo phương hướng phát triển kinh tế là 13.252 ha. Tiểu vùng này có

nguồn nước chính phục vụ tiểu vùng là sông đào Bắc Hưng Hải, sông Đò Đáy, sông

Đĩnh Đào, Bắc Kim Sơn... Qua đánh giá hiện trạng thuỷ lợi tiêu vùng còn tồn tại

những vấn đề sau: Diện tích được tưới bằng bơm tưới thực tế so với thiết kế vẫn còn

tồn tại 3.200 ha, với nguyên nhân chính mực nước sông trục Bắc Hưng Hải xuống

thấp làm ảnh hưởng tới các trạm bơm lấy nước. Các trạm bơm xây dựng đã lâu máy

móc bị hỏng hiệu suất bơm thấp. Kênh tưới cấp dưới hầu hết là các kênh đất thẩm

lậu, rò rỉ, cống điều tiết xuống cấp không đồng bộ, kênh cống chưa hoàn chỉnh đầu

mối tới mặt ruộng.

Giải pháp tưới của tiểu vùng như sau:

+ Nạo vét các trục tưới chính như sông đào Bắc Hưng Hải, sông Đình Đào và

các kênh tưới như Hồng Quang, Bá Liễu, Gia Lộc, Hồng Đức...đảm bảo đúng theo

thiết kế đề ra.

+ Nâng cấp, sửa chữa hoàn thiện kênh mương nội đồng đảm bảo các công trình

trạm bơm hiện có tưới được đúng theo thiết kế đề ra là 7.857 ha đối với trạm bơm

nhà nước quản lý và 6.400 ha đối với trạm bơm địa phương quản lý.

+ Thay máy đã sử dụng lâu hiệu suất bơm kém loại 1000 m3/h thành các loại

máy khác có công suất lớn hơn, đồng thời bổ sung máy bơm cho các trạm bơm có

hệ số tiêu nhỏ hơn với yêu cầu hệ số tiêu mới đảm bảo tiêu hết diện tích phụ trách

như các trạm bơm An Thanh, Đò Ty, Thanh Xá.

3. Đối với tiểu vùng 2,3,4,5,6,7,8

Tiểu khu này có diện tích tự nhiên là 16.075 ha, trong đó 14.831 ha diện tích

trong đê, diện tích canh tác theo phương hướng phát triển kinh tế là 8.882 ha. Tiểu

khu đông Nam Cửu An nằm cuối nguồn của hệ thống Bắc Hưng Hải do đó nguồn

nước tưới cũng rất khó khăn đặc biệt là vụ chiêm xuân và đầu vụ mùa. Nguồn nước

tưới chính của hệ thống thuỷ nông Bắc Hưng Hải thông qua các trục sông Cửu An

và sông Mới. Ngoài ra, tiểu vùng còn được phục vụ bởi nguồn nước của sông Luộc

lợi dụng thuỷ triều lấy nước lên tưới thông qua cống Cầu Xe và An Thổ. Qua đánh

giá hiện trạng các công trình thuỷ lợi có một số vấn đề còn tồn tại như các trạm bơm

nhà nước quản lý hiện thực tế tưới mới đạt 4.538 ha so với 6.847 ha thiết kế còn tồn

tại 2.309 ha chưa được phục vụ, với nguyên nhân chính các công trình được xây và

sử dụng đã lâu, hệ thống kênh mương thiếu đồng bộ, máy móc đại đa số là máy

Giải pháp tưới của tiểu vùng này như sau:

+ Nạo vét các trục sông như kênh Đại Phú Giang, sông Hồng Đức, đảm bảo

mặt cắt thiết kế theo quy hoạch làm trục dẫn nước về mùa can và tiêu nước về mùa

mưa,

+ Nâng cấp, sửa chữa, thay máy hoàn thiện hệ thống kênh mương nội đồng

đảm bảo các trạm bơm tưới được theo đúng thiết kế đề ra các trạm bơm do nhà

nước đầu tư, quản lý phục vụ được 6.847 ha, các trạm bơm địa phương phục vụ

được 2707 ha.

3.2.2 Nghiên cứu đề xuất giải pháp phi công trình

3.2.2.1 Giải pháp quy hoạch sử dụng đất và cơ cấu cây trồng trong hệ thống

1. Quy hoạch sử dụng đất

Theo quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế xã hội đến năm 2030 và tầm nhìn

đến 2050 của các địa phương và kịch bản biến đổi khí hậu, giải pháp quy hoạch sử

dụng đất của hệ thống Bắc Hưng Hải để thích ứng với biến đổi khí hậu đến năm 2030

cho các tỉnh như bảng 3.1

Bảng 3.1 Quy hoạch sử dụng đất toàn vùng Bắc Hưng Hải đến 2030

(Theo quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế xã hội đến năm 2030 tỉnh Hải Dương)

2. Quy hoạch cơ cấu cây trồng

Hệ thống Bắc Hưng Hải là vùng đồng bằng thuộc lưu vực sông Hồng. Trong

những năm trước đây, đây là vùng nổi tiếng trồng lúa của nước ta với hệ thống thuỷ

nông hoàn chỉnh phục vụ rất chủ động cho sản xuất nông nghiệp trong vùng. Gần

đây vùng đã bị đô thị hoá ngày càng tăng với nhiều khu công nghiệp mọc lên. Do

vậy diện tích canh tác bị thu hẹp đáng kể, theo số liệu thống kê diện tích khu công

nghiệp trong vùng đã lên đến hàng nghìn ha nằm rải rác ở các địa phương trong

vùng. Chính vì vậy việc sản xuất nông nghiệp cũng chuyển đổi mạnh mẽ với việc

sử dụng giống, cây con phù hợp, ngắn ngày cho năng suất, giá trị kinh tế cao. Đặc

biệt diện tích thâm canh tăng vụ ngày càng tăng cụ thể theo số liệu thống kê của các

tỉnh trong vùng năm 2004 diện tích nông nghiệp toàn vùng 143.896 ha, canh tác

125.435 ha trong đó diện tích trồng lúa chiêm 103.056 ha, lúa mùa 104.248 ha. Dự

kiến đến năm 2030 và năm 2050 diện tích nông nghiệp ngày càng bị thu hẹp lại

3. Tập quán canh tác và thời vụ cây trồng

Nhân dân trong vùng nghiên cứu có truyền thống canh tác lúa lâu đời, qua quá

trình sản xuất đã hình thành 2 vụ lúa chính là vụ mùa và vụ chiêm, trong những năm

gần đây do công tác thuỷ lợi tưới, tiêu được chủ động ở một số vùng nhân dân đã

trồng được 3 vụ với giống cây cho năng suất cao và kỹ thuật canh tác hiện đại.

Cây trồng trong vùng chủ đạo là lúa, khoai, lạc đậu, rau, tuy chưa đủ cung cấp

cho toàn vùng nhưng đã chủ động đáp ứng được phần nào nhu cầu của nhân dân

trong vùng.

Để thích ứng với biến đổi khí hậu, về thời vụ cây trồng cần được áp dụng cho vùng

nghiên cứu như sau:

Bảng 3.2 Lịch thời vụ cây trồng thuộc tỉnh Hải Dương

Thời vụ sinh trưởng

Loại cây trồng Lúa chiêm Lúa mùa Màu chiêm Màu mùa Cây vụ đông

Đến ngày, tháng 5/6- 25/6 20/10- 10/11 1/3- 10/3 2/7- 12/7 15/1- 30/1

Từ ngày, tháng 10/2- 15/2 10/6- 30/6 1/1- 10/1 2/5- 12/5 20/10- 15/10

(Theo quy hoạch nông nghiệp 2030 tỉnh Hải Dương)

3.2.2.2 Giải pháp sửa đổi, bổ sung quy trình vận hành lấy nước vùng triều qua cống Cầu Xe và An Thổ

Nếu được xây dựng trạm bơm vợi Cầu Xe để giảm bớt áp lực cho hệ thống Bắc Hưng

Hải cũng phải sửa đổi, bổ sung Quy trình vận hành cụm công trình cống, trạm bơm

Cầu Xe và cống An Thổ.

Trên cơ sở xây dựng lại cống Cầu Xe, sửa chữa nâng cấp cống An Thổ đảm

bảo an toàn công trình tiêu nước cho 86.793 ha và cống Cầu Xe được vận hành để lấy

nước từ sông Thái Bình tiếp nguồn cho hệ thống Bắc Hưng Hải khi cần thiết, nhất là

trong tình hình ảnh hưởng biến đổi khí hậu. Do đó cần sửa đổi, bổ sung Quy trình

vận hành

1. Vụ Đông Xuân

Với sự điều tiết các hồ thủy điện (Hòa Bình, Tuyên Quang và Thác Bà) kết hợp

thủy triều vận hành hệ thống với phương châm: rút nước từng thời đoạn từ 4÷6

ngày tạo điều kiện để các địa phương làm ải và phân vùng làm thủy lợi nội đồng.

Sau đó lại điều tiết dâng mực nước trên sông trục chính phục vụ tưới cây vụ đông,

tưới mạ. Giai đoạn đổ ải tổ chức trữ nước sớm, trong quá trình đổ ải và tưới dưỡng

có thể sẽ phân vùng cấp nước phù hợp với thực tế của từng vùng khu vực.

+ Giai đoạn từ 11/11÷ 28/12 (vụ đông): điều tiết dâng mực nước trong kênh

trục phục vụ tưới cây vụ đông và giao thông thủy (mực nước tại Cầu Xe và An Thổ

giữ ở mức (+0,5) ÷ (+0,8) , kết hợp rút nước từng đợt để phục vụ nạo vét, đắp bờ

vùng Bắc Hưng Hải (Cầu Xe và An Thổ gạn tháo).

+ Giai đoạn từ 29/12 ÷ 20/1: lấy nước đệm, trữ nước tối đa vào hệ thống, cống

Cầu Xe và An Thổ lấy nước ngược từ sông Luộc và sông Thái Bình, nếu sông ngoài

có mặn trên 1‰ thì phải ngừng lấy nước, đóng cống lại.

+ Giai đoạn đổ ải tập trung từ 21/1 ÷ 28/2: Cống Cầu Xe và An Thổ được phép

lấy nước ngược, điều tiết giữ mực nước trong đồng từ (+0,8) ÷ (+1,2).

+ Giai đoạn tưới dưỡng: với phương châm “tích nước trong giai đoạn nước cao,

triều cường để tưới trong giai đoạn nước thấp, triều kém”. Trong điều kiện nguồn

nước bình thường giữ mực nước thượng lưu Cầu Xe và An Thổ giữ ở mức (+0,6) ÷

(+1,0) hoặc mở thông.

2. Vụ Mùa

Cống Cầu Xe và An Thổ gạn tháo, không lấy nước ngược.

3.2.2.3 Giải pháp sửa đổi, bổ sung quy trình vận hành hệ thống thủy lợi Bắc Hưng Hải tại khu vực tưới do cống Cầu Xe và cống An Thổ phụ trách

1. Phân vùng tưới mới

Để thích ứng với biến đổi khí hậu với kịch bản trung bình, vùng tưới của cống Cầu

Xe và cống An Thổ trong hệ thống Bắc Hưng Hải cần được điều chỉnh, phân chia

thành 13 tiểu vùng mới như sau:

a, Tiểu vùng 9, 10, 11, 12

Tiểu vùng này được giới hạn ở phía bắc là sông Kim Sơn, phía nam là sông

Cửu An, phía đông là sông Đình Đào và phía tây là sông Kẻ Sặt có: diện tích tự

nhiên 24.285 ha; diện tích đất nông nghiệp 16.989 ha; diện tích canh tác là 14.982

ha; tổng dân số là 247.679 người,

b, Tiểu vùng 1 và tiểu vùng 13

Tiểu vùng này được giới hạn ở phía bắc là sông Kim Sơn, phía nam là sông Luộc,

đông là sông Thái Bình, tây là sông đình Đào có: diện tích tự nhiên 25.262

ha; diện tích đất nông nghiệp 17.212 ha; diện tích canh tác là 14.257 ha; tổng dân số

là 293.138 người,

c, Tiểu vùng 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8

Tiểu vùng này được giới hạn phía bắc là sông My Động phía đông là đoạn từ

ngã ba sông Chính Nam đến An Thổ có: diện tích tự nhiên 16.075 ha; diện tích đất

nông nghiệp 10.763 ha; diện tích canh tác là 9.554 ha; tổng dân số là 176.823

người.

2, Điều chỉnh lại Quy trình vận hành theo phân vùng tưới tiêu mới thích ứng

100

với biến đổi khí hậu kịch bản phát thải cao

Trên cơ sở phân vùng tưới tiêu mới và các tính toán cụ thể về mực nước tại các

đầu mối tưới tiêu trên trục chính Bắc Hưng Hải và thực tế các công trình được bổ

sung đến năm 2020 sẽ điều chỉnh và bổ sung Quy trình vận hành toàn hệ thống Bắc

Hưng Hải 5 năm một lần (vào các năm 2010, 2015 và 2020),

3.2.2.4 Giải pháp tăng cường tham gia của cộng đồng đến quản lý vận hành hệ thống (PIM)

Thực hiện chủ trương của Bộ về đổi mới quản lý, nâng cao hiệu quả khai thác

các công trình thủy lợi, chuyển giao cho nông dân những công trình có thể quản lý

được. Đối với hệ thống Bắc Hưng Hải, Công ty Bắc Hưng Hải và các công ty thành

viên tập trung quản lý công trình đầu mối, trục chính và các công trình quan trọng,

còn mạng lưới công trình nhỏ mặt ruộng củng cố tổ chức thuỷ nông cơ sở giao cho

dân ở các địa phương quản lý. Công ty phải dựa vào chính quyền cơ sở tổ chức cho

nông dân quản lý theo các tổ chức hợp tác dùng nước như Hội, Hiệp hội dùng nước,

Hợp tác xã dùng nước hoặc tổ chức đấu thầu cho tổ chức, cá nhân tham gia quản lý.

Từng địa phương có hình thức khác nhau, nhưng đã có công trình phải có tổ

chức hoặc cá nhân quản lý để chăm lo duy tu bảo dưỡng, bảo vệ công trình, điều

hoà phân phối nước, thu thuỷ lợi phí để thực hiện các hoạt động quản lý vận hành từ

cống đầu kênh đến mặt ruộng.

3.3 Mô phỏng kiểm tra hệ thống ứng với các giải pháp đề xuất

3.3.1 Phương án cấp nước cho vùng tưới và cấp nước của cống Cầu Xe và cống An Thổ

101

Tác giả tiến hành kiểm tra các giải pháp công trình đã được đề ra ở trên:

Phương án : Tăng chiều rộng cống An Thổ , cao trình đáy cống An Thổ giữ nguyên

hiện trạng Zđáy = -4m,

Phương án 1: 6 cánh cống x mỗi cánh 8m thành 6 cánh cống x mỗi cánh 10m

Phương án 2: 6 cánh cống x mỗi cánh 8m thành 6 cánh cống x mỗi cánh 11m

Phương án 3: 6 cánh cống x mỗi cánh 8m thành 6 cánh cống x mỗi cánh 12m

3.3.2 Mô phỏng cống An Thổ trong trường hợp mở rộng cống

3.3.2.1 Phương án 1: 6 cánh cống x 8m thành 6 cánh cống x10m

Hình 3.2 Mô phỏng cống An Thổ phương án 1

3.3.2.2 Phương án 2: 6 cánh cống x 8m thành 6 cánh cống x11m

102

Hình 3.3 Mô phỏng cống An Thổ phương án 2

3.3.2.3 Phương án 3: 6 cánh cống x 8m thành 6 cánh cống x12m

Hình 3.4 Mô phỏng cống An Thổ phương án 3

3.4 Phân tích, đánh giá lựa chọn các phương án

3.4.1 Kết quả tính toán cho từng phương án tưới và cấp nước

Với điều kiện biên tính toán như mục 2.4.3.2, tác giả tính toán được khả năng cấp

nước của cống Cầu Xe và cống An Thổ.

3.4.1.1 Kết quả tính toán các phương án

1, Trường hợp 1: b=10m, Zđáy = -4 m ( 6 cánh cống x 10m )

103

Hình 3.5 Mực nước trên sông Cửu An giai đoạn đổ ải từ 27/1 đến 10/2 (bcánh=10m;Z đáy cống = -4m)

Hình 3.6 Mực nước tại thượng lưu cống Cầu Xe (trong sông An Thổ) (bcánh=10m;Z đáy cống = -4m)

104

Hình 3.7 Mực nước tại hạ lưu cống Cầu Xe (ngoài sông Thái Bình)(bcánh=10m;Z đáy cống = -4m)

Hình 3.8 Mực nước tại thượng lưu cống An Thổ (trong sông An Thổ) (bcánh=10m;Z đáy cống = -4m)

105

- Hình 3.9 Mực nước tại hạ lưu cống An Thổ(ngoài sông Luộc) (bcánh=10m;Z đáy cống = - 4m)

Hình 3.10 Đường quá trình mực nước thượng, hạ lưu cống An Thổ giai đoạn đổ ải từ ngày 27/1 đến ngày 10/2 (bcánh=10m;Z đáy cống = -4m)

- Kết quả tính toán cho thấy khi tăng kích thước bề rộng âu thuyền lên bcánh = 10m

Lượng nước

tưới được

lấy qua 2 cống Cầu Xe và An Thổ

là:

21,39.106m3 < 24,74.106m3 .lượng nước yêu cầu tưới và cấp nước của vùng nghiên

cứu. Do đó cần tăng chiều rộng cống từ bcánh=10m lên bcánh=11m.

2, Trường hợp 2 : b=11m, Zđáy = -4m (6 cánh cống x 11 m)

106

Hình 3.11 Mực nước trên sông Cửu An giai đoạn đổ ải từ 27/1 đến 10/2 (bcánh=11m;Z đáy cống = -4m)

107

Hình 3.12 Mực nước tại thượng lưu cống Cầu Xe (trong sông An Thổ) (bcánh=11m;Z đáy cống = -4m)

Hình 3.13 Mực nước tại hạ lưu cống Cầu Xe (ngoài sông Thái Bình) (bcánh=11m;Z đáy cống = -4m)

108

Hình 3.14 Mực nước tại thượng lưu cống An Thổ (trong sông An Thổ) (bcánh=11m; Z đáy cống = -4m)

Hình 3.15 Mực nước tại hạ lưu cống An Thổ (ngoài sông Luộc) (bcánh=11m;Z đáy cống = -4m)

109

Hình 3.16 Đường quá trình mực nước thượng, hạ lưu cống An Thổ giai đoạn đổ ải từ ngày 27/1 đến ngày 10/2 (bcánh=11m;Z đáy cống = -4m)

Kết quả tính toán cho thấy khi tăng kích thước bề rộng cống lên bcánh= 11m và Z đáy

cống= -4m. Lượng nước tưới được lấy qua 2 cống Cầu Xe và cống An Thổ là:

23,75.106m3<24,74.106m3 lượng nước yêu cầu tưới và cấp nước của vùng nghiên

cứu. Do đó, cần mở rộng cống để lấy thêm nước

3, Trường hợp 3 : b=12m, Zđáy = -4m (6x12)

Hình 3.17 Mực nước trên sông Cửu An giai đoạn đổ ải từ 27/1 đến 10/2 (bcánh=12m;Z đáy cống = -4m)

110

Hình 3.18 Mực nước trên sông Đình Đào giai đoạn đổ ải từ 27/1 đến 10/2 (bcánh=12m;Z đáy cống = -4m)

Hình 3.19 Mực nước trên kênh Hồng Đức giai đoạn đổ ải từ 27/1 đến 10/2 (bcánh=12m;Z đáy cống = -4m)

111

Hình 3.20 Mực nước trên kênh Quảng Giang giai đoạn đổ ải từ 27/1 đến 10/2 (bcánh=12m;Z đáy cống = -4m)

Hình 3.21 Mực nước tại thượng lưu cống Cầu Xe (trong sông An Thổ) (bcánh=12m;Z đáy cống = -4m)

112

Hình 3.22 Mực nước tại hạ lưu cống Cầu Xe (ngoài sông Thái Bình) (bcánh=12m;Z đáy cống = -4m)

Hình 3.23 Mực nước tại thượng lưu cống An Thổ (trong sông An Thổ) (bcánh=12m;Z đáy cống = -4m)

113

Hình 3.24 Mực nước tại hạ lưu cống An Thổ(ngoài sông Luộc) (bcánh=12m;Z đáy cống = -4m)

Hình 3.25 Đường quá trình mực nước thượng, hạ lưu cống An Thổ giai đoạn đổ ải từ ngày 27/1 đến ngày 10/2 (bcánh=12m;Z đáy cống = -4m)

Kết quả tính toán cho thấy khi tăng kích thước bề rộng cống An Thổ lên bcánh=12m;Z

đáy cống= -4m. Lượng nước tưới được lấy qua cống Cầu Xe và cống An Thổ là:

25,93.106m3 > 24,74.106m3 lượng nước yêu cầu tưới và cấp nước của vùng nghiên

cứu.

(Kết quả chi tiết xem bảng PL3.3 – Phụ Lục)

114

3.5 Sơ bộ đánh giá hiệu quả và đề xuất phương án chọn

3.5.1 Đánh giá hiệu quả của giải pháp phi công trình

Trên thực tế, Hệ thống Bắc Hưng Hải đã thực hiện các giải pháp phi công trình như:

Giải pháp sửa đổi bổ xung, quy trình vận hành của toàn hệ thống và đặc biệt là giải

pháp cho lấy nước vùng triều qua cống Cầu Xe và cống An Thổ. Cụ thể, quy trình vận

hành mới quy định cống Cầu Xe và cống An Thổ mở để lấy nước trong thời gian triều

lên.

Thời vụ, cũng như cơ cấu cây trồng được quy hoạch để thích ứng với thời kỳ thiếu

nước trong tương lai. Theo quy hoạch mới, trong vùng nghiên cứu trồng 3 vụ với

giống cây cho năng suất cao và kỹ thuật canh tác hiện đại. Cây trồng trong vùng chủ

đạo là lúa, khoai, lạc đậu, rau, tuy chưa đủ cung cấp cho toàn vùng nhưng đã chủ

động đáp ứng được phần nào nhu cầu của nhân dân trong vùng.

3.5.2 Đánh giá hiệu quả của giải pháp công trình

Bảng 3.4 Tổng hợp nhu cầu nước của giai đoạn đổ ải các thời kỳ

Các ngành dùng nước Tổng

Hiện tại 19,61. 106m3

2030 24,74. 106m3

2050 24,74. 106m3

Từ kết quả tính toán, ta thấy giải pháp phi công trình tuy đã giải quyết được 1 phần

sự thiếu hụt về lượng nước cần lấy trong điều kiện biến đổi khí hậu và nước biển

dâng. Tuy nhiên, lượng nước thiếu hụt lên tới 5,65 triệu m3 trong giai đoạn 2030 và

2050, nếu chỉ áp dụng các giải pháp phi công trình thì không đáp ứng được nhu cầu

nước cho vùng nghiên cứu. Cần phải áp dụng cái giải pháp công trình đã được đề ra ở

trên, với kết quả tính toán cụ thể như bảng 3.6 sau đây

Bảng 3.5 Bảng thống kê kết quả các phương án

Trường hợp

Chênh lệch (106.m3)

Lượng nước lấy qua 2 cống (106.m3)

Lượng nước yêu cầu (106.m3)

Hiện tại chưa mở rộng cống

19,61

-0,94

18,67

-3,34

21,39

Trường hợp 1: bc=10m; Z đáycống = -4 m

24,74

-0,99

23,75

Trường hợp 2: bc=11m;

115

Trường hợp

Chênh lệch (106.m3)

Lượng nước lấy qua 2 cống (106.m3)

Lượng nước yêu cầu (106.m3)

Z đáy cống = -4 m

25,93

1,19

Trường hợp 3: bc=12m; Z đáy cống = -4 m

Bảng 3.6 Biểu đồ so sánh khả năng cấp nước của cống và nhu cầu nước trong vùng nghiên cứu qua các thời kỳ

- Nhận xét: Kết quả tính toán thủy lực thời kỳ hiện tại cho thấy với kích thước hiện

tại, khả năng lấy nước của cống Cầu Xe và cống An Thổ chưa đáp ứng được nhu cầu

nước trong vùng nghiên cứu của hệ thống Bắc Hưng Hải.

- Kết quả tính toán thủy lực cho thấy, với phương án mở rộng cống An Thổ, ở trường

hợp 1, hai cống lấy được tổng lượng nước là 21,39.106m3 tuy đã đáp ứng được nhu

cầu nước cho giai đoạn hiện tại là 19,61.106m3 nhưng không đáp ứng được nhu cầu

nước cho các giai đoạn trong tương lai (24,74. 106 m3). Do đó, nếu cải tạo cống theo

trường hợp 1 thì sẽ không đạt được hiệu quả kinh tế và lãng phí tiền xây dựng cống.

- Với trường hợp 3, mở rộng cống An Thổ từ 8m lên 12m, từ kết quả mô hình cho

thấy tổng lượng nước lấy được tăng lên đáng kể, tại giá trị 25,93.106m3, vượt hơn 4%

so với nhu cầu nước của vùng tính theo định hướng phát triển kinh tế xã hội, tầm

nhìn 2030-2050. Do đó, việc mở rộng cống với kích thước như trong trường hợp này

là hợp lý và cần thiết.

116

- Thực trạng địa hình tại cống An Thổ: mặt cắt sông rộng đủ để mở rộng cống, hơn

thế nữa 1 phía bên cống là âu Thuyền An Thổ, cho thấy tiềm năng mở rộng bề rộng

cống để lấy nước là rất lớn.

- Theo khảo sát địa hình, cao trình lòng sông của cả sông Cầu Xe và sông An Thổ là -

4m, đang trùng với cao trình đáy của cống Cầu Xe mới và cống An Thổ. Nên phương

án đào sâu đáy cống để lấy thêm nước sẽ phải nạo vét, đào sâu thêm cả phần kênh

dẫn trước và sau cống. Nếu thực hiện phương án này sẽ tốn kém nhiều tiền hơn

phương án chỉ mở rộng chiều rộng cống, điều này là không cần thiết, trong điều kiện

cống An Thổ có rất nhiều tiềm năng mở rộng để lấy nước.

- Hơn thế nữa, mở rộng cống An Thổ còn phù hợp với quy hoạch phát triển giao

thông thủy của Hải Dương. Do đó phương án mở rộng cống sẽ là hợp lý hơn cả.

- Từ các nhận xét trên, kiến nghị lựa chọn phương án mở rộng (trường hợp 3) để

cải tạo nâng cấp cống Cầu Xe, đáp ứng yêu cầu cấp nước tưới cho vùng nghiên cứu

nói riêng và vùng Bắc Hưng Hải nói chung, đồng thời đáp ứng và phù hợp với quy

hoạch giao thông thuỷ trong hệ thống.

117

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

1, KẾT LUẬN

Qua đề tài “ Nghiên cứu đề xuất giải pháp lấy nước của cống Cầu Xe và cống An

Thổ thuộc hệ thống thủy lợi Bắc Hưng Hải trong điều kiện biến đổi khí hậu và

nước biển dâng”, luận văn đã đạt được một số kết quả và rút ra một số kết luận như

1. Tổng hợp và phân tích các điều kiện tự nhiên và kinh tế xã hội của vùng tưới do

cống Cầu Xe và cống An Thổ phụ trách, tác giả đã phân chia các tiểu vùng và xác

định nhu cầu nước cho các ngành dùng nước của từng vùng. Từ đó đánh giá được

khả năng lấy nước qua cống Cầu Xe và cống An Thổ trong giai đoạn hiện tại và

tương lai 2030, 2050.

2. Tác giả tính nhu cầu nước cho các loại cây trồng bằng phương pháp thử dần sử

dụng bảng excel, và dùng phương pháp lập bảng thống kê để tính nhu cầu nước cho

các ngành dùng nước khác. Bên cạnh đó, tác giả sử dụng mô hình thủy lực Mike 11

để đánh giá được khả năng lấy nước của cống Cầu Xe và cống An Thổ đối với vùng

nghiên cứu.

3. Kết quả tính toán cho thấy, nhu cầu nước của toàn vùng tưới tăng theo thời gian

trong điều kiện biến đổi khí hậu, nước biển dâng, cụ thể năm 2018 nhu cầu nước cho

giai đoạn đổ ải ( từ 27/1 đến 10/2) là 19,61 triệu m3, nhu cầu nước tăng lên 24,74

triệu m3 trong giai đoạn 2030 và 2050. Sự thiếu hụt nước trong vùng nghiên cứu

ngày càng tăng nếu không có các biện pháp khắc phục, cụ thể: năm 2018 tổng lượng

thiếu chỉ là 1 triệu m3 trong giai đoạn này. Tới năm 2030 và 2050, tổng lượng nước

thiếu lên tới 6,07 triệu m3 (lượng thiếu hụt chiếm tới 25% tổng nhu cầu nước). Với

hiện trạng của các công trình trên hệ thống không đủ khả năng đáp ứng nhu cầu nước

giai đoạn hiện tại và tương lai.

4. Các giải pháp phi công trình do tác giả đưa ra ở trên tuy đã giải quyết được một

phần sự thiếu hụt lượng nước trong giai đoạn hiện tại và tương lai. Tuy nhiên, chưa

giải quyết được triệt để được vấn đề, cần thiết phải đưa ra giải pháp công trình.

118

5. Kết quả tính toán đạt được mục tiêu của đề tài phục vụ công tác vận hành tưới và

cấp nước cho hệ thống thủy lợi Bắc Hưng Hải, góp phần vào công tác điều tiết nước

của hệ thống;

6. Luận văn đã đưa ra các giải pháp nâng cấp, cải tạo cống Cầu Xe và cống An Thổ

nhằm đáp ứng nhu cầu tưới và cấp nước cho hệ thống Bắc Hưng Hải. Cụ thể, với

cống Cầu Xe, giữ nguyên kích thước cống. Với cống An Thổ, giữ nguyên 6 cánh

cống, mở rộng cống từ 8m lên 12m, giữ nguyên cao trình đáy cống Zđáy= -4m.

7. Với phương án mở rộng đảm bảo cấp nước chủ động (đủ nước tưới) cho vùng tưới

cống Cầu Xe và cống An Thổ, phù hợp với quy hoạch phát triển giao thông và đô thị

T.P Hải Dương trong giai đoạn 2030 và 2050.

8. Qua kết quả nghiên kết cho thấy cống Cầu Xe và cống An Thổ có tiềm năng rất

lớn lấy nước từ sông Thái Bình và sông Luộc bổ sung nguồn nước cho hệ thống Bắc

Hưng Hải cải thiện được tình trạng thiếu nước của hệ thống. Nước qua cống Cầu Xe

và cống An Thổ đảm bảo cấp nước chủ động cho vùng nghiên cứu.

2, KIẾN NGHỊ

1. Vấn đề đặt ra sau khi nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng biến đổi khí hậu cho thấy

nhu cầu nước của cây trồng ngày càng tăng theo các năm ứng với kịch bản tương

ứng.

2. Ngoài ra, các cơ quan khí tượng, các trung tâm nghiên cứu cần đâu tư cơ sở vật

chất, đào tạo cán bộ, thiết lập, ứng dụng các mô hình dự báo tổng thể tác động của

biến đổi khí hậu đến phát triển kinh tế - xã hội và tài nguyên, môi trường nhằm

nâng cao năng lực dự báo, cảnh báo thiên tai, giám sát biến đổi khí hậu.

3. Để việc đánh giá cụ thể hơn về sự thiếu hụt nước cho các lĩnh vực dùng nước khác

nhau cần phải có nghiên cứu sâu hơn về ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến các lĩnh

vực khác và tính toán cân bằng nước trên phạm vi hệ thống và lưu vực một cách đầy

đủ. Cần xây dựng hệ thống cơ sở dữ liệu tổng hợp và thống nhất về tài nguyên, môi

trường và biến đổi khí hậu theo chuẩn quốc tế, có cơ chế phù hợp khai thác, chia sẻ

thông tin, sử dụng có hiệu quả cơ sở dữ liệu và hướng tới hoàn chỉnh các quy trình

119

quản lý tổng hợp và các công trình khai thác, bảo vệ và sử dụng tài nguyên nước một

cách khoa học trong điều kiện biến đổi khí hậu vào năm 2050.

4. Cần lồng ghép vấn đề biến đổi khí hậu trong các quy hoạch, kế hoạch phát triển

kinh tế - xã hội vùng.

5. Cần phát huy vai trò chủ đạo trong quản lý, điều hành của Nhà nước, nâng cao tính

năng động, sáng tạo và trách nhiệm của khu vực doanh nghiệp trong việc ứng phó với

Biến đổi khí hậu, phát huy cao nhất sự tham gia và giám sát của các đoàn thể chính

trị xã hội, nghề nghiệp và cộng đồng dân cư; phát huy nội lực là chính, tận dụng hiệu

quả các cơ chế hợp tác quốc tế.

6. Ngành nông nghiệp càng cần phải được lãnh đạo các cơ quan ban ngành đặc biệt

quan tâm, chỉ đạo, đề xuất các giải pháp hợp lý nhằm tiết kiệm nguồn nước, ví dụ

như có thể chuyển đổi cơ cấu cây trồng, luân canh xen vụ, chọn những giống cây

chịu hạn, sử dụng công nghệ tưới tiết kiệm nước, tăng cường công tác dự báo thời

tiết, đầu tư xây dựng các công trình để bổ sung nguồn nước, tích trữ nước để cấp

nước cho những tháng mùa kiệt, góp phần giảm nhẹ tình trạng thiếu hụt nguồn nước

của hệ thống. Điều này có ý nghĩa hết sức to lớn cho sản xuất nông nghiệp đạt năng

suất cao và phát triển kinh tế xã hội bền vững.

7. Để cải thiện tình trạng thiếu nước, đặc biệt khi nhu cầu dùng nước căng thẳng

trong giao đoạn đổ ải và đáp ứng quy hoạch giao thông thuỷ cho thuyền qua lại từ hệ

thống Bắc Hưng Hải ra sông Thái Bình và sông Luộc nhằm phát triển kinh tế - xã hội

khu vực hệ thống Bắc Hưng Hải. Tác giả lựa chọn giải pháp cải tạo nâng cấp cống

Cầu Xe và cống An Thổ bằng giải pháp mở rộng, chiều rộng cống mở rộng từ 8m lên

12m và giữ nguyên cao trình đáy cống là -4m. Phương pháp nghiên cứu cho vùng

Bắc Hưng Hải có thể áp dụng cho các hệ thống thủy lợi của các vùng khác có đặc

điểm tương tự (lấy nước ngược thông qua các cống tưới, dưới tác động của thủy

triều)

120

TÀI LIỆU THAM KHẢO

TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT

[1] Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, Quy trình vận hành hệ thống thủy lợi

Bắc Hưng Hải, Hà Nội, 2016,

[2] Phạm Ngọc Hải, Tống Đức Khang, Bùi Hiếu, Phạm Việt Hoà, Giáo trình Quy

hoạch và thiết kế hệ thống thủy lợi, Nhà xuất bản xây dựng, Hà Nội,1998,

[3] Nguyễn Thu Hiền, “Nghiên cứu đánh giá khả năng lấy nước của các cống tưới hệ

thống thuỷ lợi Nam Thái Bình dưới ảnh hưởng của biến đổi khí hậu - nước biển

dâng”, Tạp chí Khoa học kỹ thuật Thủy lợi, Trường Đại học Thủy lợi, số 37, Tr, 28-

33, tháng 6/2012,

[4] Lê Xuân Quang, Vũ Thế Hải, Nguyễn Thế Quảng, “Nghiên cứu tính toán cân

bằng nước cho các ngành kinh

tế của

lưu vực sông Mã”,

Internet:

http://iwe,vn/p1c4/p2c15/n87/tai-nguyen-nuoc-viet-nam-tinh-toan-can-bang-nuoc-

cho-cac-nganh-kinh-te-cua-luu, 6,25,2012,

[5] Lê Kim Truyền, “Nghiên cứu các giải pháp cấp nước mùa cạn cho các hệ thống

thuỷ lợi dọc sông Hồng”, Đề tài cấp nhà nước, Hà Nội, 2005,

[6] Viện Quy hoạch thủy lợi, Báo cáo Quy hoạch hệ thống thủy lợi Bắc Hưng Hải,

Hà Nội, 2007,

[7] Bộ tài nguyên và môi trường, Kịch bản biến đổi khí hậu và nước biển dâng cho

Việt Nam, 2016

[8] Lại Tiến Vinh. “Nghiên cứu biến động tài nguyên nước vùng đồng bằng sông

Hồng trong bối cảnh biến đổi khí hậu”, Luận án tiến sĩ địa lý, Học viện khoa học và

công nghệ, Hà Nội, 2016

TÀI LIỆU TIẾNG ANH

[9] IPCC, "Climate Change: Synthesis Report," 2007.

[10] IPCC, "Climate Change: The Physical Science Basis," 2007.

[11] IPCC, "Climate Change 2014: Synthesis Report," 2014.

121

[12] A. Hamdy. “Water saving in Mediterranean agriculture and future research

needs”, in Proc. International Conference WASAMED Project, Valenzano, Feb. 2007

[13] Michael L. Connor. “Colorado River Basin Water Supply and Demand Study.”

Internet:

https://www.usbr.gov/watersmart//bsp/docs/finalreport/ColoradoRiver/CRBS_Execut

ive_Summary_FINAL.pdf, Dec. 2012.

[14] Numan Mizyed, "Impacts of Climate Change on Water Resources Availability

and Agricultural Water Demand in the West Bank," Water Resources Management,

vol. 23, no. 10, pp. 2015-2029, Aug. 2009.

[15] MIKE 11 Reference Manual, 2017

[16] Ngo Le An et al, "Impact of reservoir operation and climate change on the

hydrological regime of the Sesan and Srepok rivers in the Lower Mekong basin,"

Climatic Change, pp. 1-13, 2016.

122