Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Ứng dụng mô hình mike urban tính toán thoát nước cho thành phố Hà Tĩnh dưới tác động của biến đổi khí hậu

Chia sẻ: Tri Tâm | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:104

Thêm vào BST

Báo xấu

22
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu của đề tài là thiết lập hiện trạng thoát nước thành phố Hà Tĩnh sử dụng mô hình Mike Urban; tính toán thoát nước cho thành phố Hà Tĩnh dưới tác động của Biến đổi khí hậu. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Ứng dụng mô hình mike urban tính toán thoát nước cho thành phố Hà Tĩnh dưới tác động của biến đổi khí hậu

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --------------------- Lê Thúy Chiên ỨNG DỤNG MÔ HÌNH MIKE URBAN TÍNH TOÁN THOÁT NƯỚC CHO THÀNH PHỐ HÀ TĨNH DƯỚI TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - 2019
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --------------------- Lê Thúy Chiên ỨNG DỤNG MÔ HÌNH MIKE URBAN TÍNH TOÁN THOÁT NƯỚC CHO THÀNH PHỐ HÀ TĨNH DƯỚI TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Chuyên ngành: Thủy văn học Mã số: 8440224.01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. NGUYỄN QUANG HƯNG Hà Nội – 2019
LỜI CẢM ƠN Luận văn “Ứng dụng mô hình Mike Urban tính toán thoát nước cho thành phố Hà Tĩnh dưới tác động của Biến đổi khí hậu” đã hoàn thành với sự đúc kết các kinh nghiệm về mô hình thủy văn đô thị và kiến thức chuyên ngành thủy văn của tôi trong chương trình cao học tại Khoa Khí tượng, Thủy văn và Hải dương học. Tôi xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn nhiệt tình, tận tâm của TS. Nguyễn Quang Hưng đã giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn và quá trình học tập. Xin chân thành cảm ơn sự truyền đạt kiến thức tận tâm, sự hỗ trợ quý báu của các thầy cô trong Bộ môn Thủy văn và Tài nguyên nước và Khoa trong quá trình tôi học tập tại Trường. Trong quá trình thực hiện luận văn tôi cũng rất cảm ơn lãnh đạo, đồng nghiệp tại phòng Khí tượng Thủy văn - Viện Quy hoạch Thủy lợi đã hỗ trợ, động viên, giúp đỡ để tôi có điều kiện hoàn thành luận văn và chương trình học. Do giới hạn về thời gian cũng như hạn chế về số liệu và hạn chế về kinh nghiệm nghiên cứu nên luận văn không tránh được những thiếu sót. Tôi rất mong được những ý kiến đóng góp quý báu của các thầy cô, bạn bè, đồng nghiệp để luận văn được hoàn thiện hơn. Xin trân trọng cảm ơn! Tác giả luận văn Lê Thúy Chiên i
MỤC LỤC MỤC LỤC .................................................................................................................. ii DANH MỤC BẢNG BIỂU ........................................................................................v DANH MỤC HÌNH VẼ ........................................................................................... vii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT................................................................................. xi MỞ ĐẦU .....................................................................................................................1 1. Tính cấp thiết của đề tài ......................................................................................1 2. Mục tiêu nghiên cứu............................................................................................2 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu .......................................................................2 4. Phương pháp nghiên cứu.....................................................................................2 5. Tóm tắt nội dung luận văn ..................................................................................3 Chương 1. TỔNG QUAN ...........................................................................................4 1.1 Tổng quan địa lý tự nhiên và kinh tế - xã hội thành phố Hà Tĩnh ....................4 1.1.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên ............................................................................4 1.1.2 Đặc điểm khí hậu .......................................................................................6 1.1.3 Đặc điểm mạng lưới sông ngòi ................................................................11 1.1.4 Đặc điểm thủy văn ...................................................................................15 1.1.5 Hiện trạng và phương hướng phát triển kinh tế - xã hội ..........................17 1.2 Tổng quan về ngập lụt đô thị...........................................................................21 1.2.1 Các nguyên nhân và các biện pháp phòng, chống ngập lụt đô thị ...........21 1.2.2 Các vấn đề về thoát nước đô thị ở Thành phố Hà Tĩnh ...........................23 1.3 Tổng quan về Biến đổi khí hậu tại Hà Tĩnh ....................................................27 1.3.1 Xu thế biến đổi khí hậu ở Hà Tĩnh hiện tại ..............................................27 ii
1.3.2 Kịch bản biến đổi khí hậu cho tỉnh Hà Tĩnh ............................................29 Chương 2. CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .....................32 2.1 Phương pháp tiếp cận trong luận văn ..............................................................32 2.2 Phương pháp nghiên cứu.................................................................................33 2.2.1 Phương pháp hệ thống thông tin địa lý GIS .............................................33 2.2.2 Phương pháp mô hình ..............................................................................34 2.3 Ứng dụng mô hình Mike Urban ......................................................................40 2.3.1 Một số ứng dụng Mike Urban ở Việt Nam ..............................................40 2.3.2 Một số ứng dụng Mike Urban ở trên thế giới ..........................................42 Chương 3. ỨNG DỤNG MÔ HÌNH MIKE URBAN TÍNH TOÁN THOÁT NƯỚC CHO THÀNH PHỐ HÀ TĨNH DƯỚI TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ..44 3.1 Thiết lập hiện trạng hệ thống thoát nước của thành phố Hà Tĩnh ..................44 3.1.1 Số liệu thu thập.........................................................................................44 3.1.2 Thiết lập mô hình .....................................................................................45 3.1.3 Kết quả mô phỏng, kiểm định mô hình ....................................................53 3.2 Đánh giá hiện trạng hệ thống thoát nước của thành phố.................................61 3.2.1 Lựa chọn tần suất thiết kế và trận mưa điển hình ....................................61 3.2.2 Tính toán và đánh giá hiện trạng thoát nước thành phố ...........................63 3.3 Tính toán thoát nước cho thành phố Hà Tĩnh dưới tác động của BĐKH .......66 3.3.1 Kịch bản biến đổi khí hậu cho thành phố Hà Tĩnh ..................................66 3.3.2 Đánh giá kết quả tính toán thoát nước cho thành phố Hà Tĩnh trong điều kiện biến đổi khí hậu .........................................................................................71 3.3.3 Đề xuất các giải pháp thoát nước cho thành phố Hà Tĩnh trong điều kiện biến đổi khí hậu .................................................................................................76 iii
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...................................................................................86 TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................88 PHỤ LỤC ..................................................................................................................90 iv
DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1. Nhiệt độ tháng, năm trung bình nhiều năm tại các trạm ............................7 Bảng 1.2. Độ ẩm tương đối tháng, năm trung bình nhiều năm tại các trạm ...............7 Bảng 1.3. Lượng bốc hơi ống piche trung bình nhiều năm tại các trạm .....................8 Bảng 1.4. Tổng số giờ nắng tháng, năm tại các trạm ..................................................8 Bảng 1.5. Lượng mưa tháng năm trung bình nhiều năm tại một số trạm .................10 Bảng 1.6. Hiện trạng các tuyến đê bảo vệ thành phố Hà Tĩnh .................................15 Bảng 1.7. Mực nước lũ cao nhất năm tại các vị trí ...................................................15 Bảng 1.8. Hiện trạng phân bố dân cư thành phố Hà Tĩnh.........................................17 Bảng 3.1. Dữ liệu hệ thống thoát nước hiện trạng ....................................................46 Bảng 3.2. Phần trăm không thấm nước ban đầu theo các lớp tính toán ....................52 Bảng 3.3. Bảng độ ngập thực đo và tính toán tại một vị trí hiệu chỉnh ....................54 Bảng 3.4. Bảng độ ngập thực đo và tính toán tại một vị trí kiểm định .....................57 Bảng 3.5. Lượng mưa lớn nhất thời đoạn và tần suất tương ứng các năm 2015, 2016, 2017 ...........................................................................................................................62 Bảng 3.6. Cường độ mưa trạm Hà Tĩnh trong các thời đoạn và giai đoạn lặp lại theo số liệu thực đo giai đoạn (1984 – 2014) ....................................................................67 Bảng 3.7. Lượng mưa trạm Hà Tĩnh trong các thời đoạn và giai đoạn lặp lại theo số liệu thực đo giai đoạn (1984 – 2014) ........................................................................67 Bảng 3.8. Cường độ mưa trong các thời đoạn và giai đoạn lặp lại tại trạm Hà Tĩnh vào giữa thế kỷ 21 theo trường hợp có khả năng nhất ..............................................69 Bảng 3.9. Cường độ mưa trong các thời đoạn và giai đoạn lặp lại tại trạm Hà Tĩnh vào giữa thế kỷ 21 theo trường hợp có tác động cao ................................................69 v
Bảng 3.10. Kết quả tính toán phương án thay đổi phần trăm không thấm tại một số vị trí ...............................................................................................................................78 Bảng 3.11. Kết quả thay đổi diện tích các phương án theo các cấp độ ngập ............80 Bảng 3.12. Kết quả tính toán phương án bổ sung trạm bơm tại một số vị trí ...........83 Bảng PL: Các tuyến kênh, mương chính thành phố Hà Tĩnh ...................................90 vi
DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Bản đồ hành chính thành phố Hà Tĩnh .......................................................4 Hình 1.2: Xu thế biến đổi mực nước lớn nhất tại trạm Thạch Đồng ........................16 Hình 1.3: Quy hoạch sử dụng đất đến 2020 theo thành phố Hà Tĩnh .......................19 Hình 1.4: Tình trạng ngập tại các tuyến đường thành phố Hà Tĩnh .........................25 Hình 1.5: Tình trạng ứ tắc tại hố ga do xả rác ..........................................................25 Hình 1.6: Xu thế biến đổi lượng mưa 1, 3, 5 ngày lớn nhất tại trạm Hà Tĩnh ..........29 Hình 2.1: Sơ đồ triển khai các bước ứng dụng Mike Urban trong luận văn .............32 Hình 2.2: Sơ đồ hệ thống quản lý mô hình Mike Urban - MOUSE .........................35 Hình 2.3: Sơ đồ tính toán mưa – dòng chảy..............................................................36 Hình 2.4: Dữ liệu mưa đầu vào và Dữ liệu mưa được mô hình áp dụng ..................37 Hình 2.5: Sơ đồ tính toán dòng chảy trong hệ thống thoát nước 1 chiều .................38 Hình 2.6: Sơ đồ kết hợp mô hình 1 chiều và 2 chiều ................................................39 Hình 3.1: Bản đồ DEM khu vực nghiên cứu ............................................................45 Hình 3.2: Thông số các hố ga và thiết lập hệ thống hố ga cho TP Hà Tĩnh .............46 Hình 3.3: Thông số đường ống và thiết lập hệ thống đường ống cho TP Hà Tĩnh ..47 Hình 3.4: Kết quả phân chia lưu vực (catchment) trong hệ thống thoát nước ..........48 Hình 3.5. Xử lý số liệu địa hình bằng GIS ................................................................49 Hình 3.6: Thiết lập trong tính toán dòng chảy tràn 2D .............................................49 Hình 3.7: Hệ thống thoát nước hiện trạng TP Hà Tĩnh trên CAD và Mike Urban ...50 Hình 3.8: Trắc dọc tuyến đường Hải Thượng Lãn Ông ............................................50 Hình 3.9: Thông số các lưu vực (catchment) trong hệ thống thoát nước .................52 vii
Hình 3.10: Diễn biến trận mưa hiệu chỉnh mô hình ngày 23/04/2015 trạm Hà Tĩnh ...................................................................................................................................54 Hình 3.11: Bản đồ độ ngập sâu nhất kết quả hiệu chỉnh trên GE .............................55 Hình 3.12: Trắc dọc đoạn đường Nguyễn Du từ Nguyễn Huy Tự đến Nguyễn Công Trứ và dòng chảy tràn tại điểm ngập sâu ..................................................................56 Hình 3.13: Trắc dọc đoạn đường Lê Ninh và dòng chảy tràn tại điểm ngập sâu .....56 Hình 3.14: Trắc dọc đoạn đường Hải Thượng Lãn Ông – Xuân Diệu và dòng chảy tràn tại điểm ngập sâu ...............................................................................................56 Hình 3.15: Diễn biến trận mưa kiểm định mô hình ngày 16/09/2015 trạm Hà Tĩnh 57 Hình 3.16: Bản đồ độ ngập sâu nhất kết quả kiểm định trên GE ..............................58 Hình 3.17: Trắc dọc đoạn đường Lê Ninh và dòng chảy tràn tại điểm ngập sâu .....59 Hình 3.18: Trắc dọc đoạn đường Nguyễn Du từ Nguyễn Huy Tự đến Nguyễn Công Trứ và dòng chảy tràn tại điểm ngập sâu ..................................................................60 Hình 3.19: Trắc dọc đoạn đường Hải Thượng Lãn Ông – Xuân Diệu và dòng chảy tràn tại điểm ngập sâu ...............................................................................................60 Hình 3.20: Trận mưa điển hình ngày 14 – 15/10/2016 .............................................63 Hình 3.21: Bản đồ độ ngập sâu nhất với mưa thiết kế 2% trên GE ..........................64 Hình 3.22: Đoạn đường Lê Duẩn, khu đô thị sông Đà và dòng chảy tràn tại điểm ngập sâu .....................................................................................................................64 Hình 3.23: Tuyến đường Xô Viết Nghệ Tĩnh và dòng chảy tràn tại điểm ngập sâu 65 Hình 3.24: Đoạn đường Nguyễn Du – Lê Ninh và dòng chảy tràn tại điểm ngập sâu ...................................................................................................................................65 Hình 3.25: Đường IDF mưa trạm Hà Tĩnh vào giữa thế kỷ 21 theo trong trường hợp có khả năng nhất........................................................................................................68 viii
Hình 3.26: Đường IDF mưa tại trạm Hà Tĩnh vào giữa thế kỷ 21 trong trường hợp tác động cao ...............................................................................................................69 Hình 3.27: Trận mưa 12h tần suất 2% theo kịch bản BĐKH trường hợp có khả năng nhất (RCP4.5) và trường hợp có tác động cao (RCP8.5) ..........................................70 Hình 3.28: Bản đồ ngập với kịch bản mưa BĐKH RCP4.5 thời kỳ giữa thế kỷ ......72 Hình 3.29: Đoạn đường Hải Thượng Lãn Ông – Lê Ninh và dòng chảy tràn tại điểm ngập sâu kịch bản RCP4.5 thời đoạn giữa thế kỷ .....................................................72 Hình 3.30: Đoạn đường Nguyễn Du và dòng chảy tràn tại điểm ngập sâu kịch bản RCP4.5 thời đoạn giữa thế kỷ ...................................................................................73 Hình 3.31: Đoạn đường Lê Duẩn và dòng chảy tràn tại điểm ngập sâu kịch bản RCP4.5 thời đoạn giữa thế kỷ ...................................................................................73 Hình 3.32: Bản đồ ngập với kịch bản mưa BĐKH RCP8.5 thời kỳ giữa thế kỷ ......74 Hình 3.33: Đoạn đường Hải Thượng Lãn Ông – Lê Ninh và dòng chảy tràn tại điểm ngập sâu kịch bản RCP8.5 thời đoạn giữa thế kỷ .....................................................74 Hình 3.34: Đoạn đường Nguyễn Du và dòng chảy tràn tại điểm ngập sâu kịch bản RCP8.5 thời đoạn giữa thế kỷ ...................................................................................75 Hình 3.35: Đoạn đường Hải Thượng Lãn Ông – Nguyễn Công Trứ và dòng chảy tràn tại điểm ngập sâu kịch bản RCP8.5 thời đoạn giữa thế kỷ .......................................76 Hình 3.36: Một số các biện pháp làm thay đổi dòng chảy từ mưa vào hệ thống thoát nước ...........................................................................................................................77 Hình 3.37: Dòng chảy tràn tại điểm ngập sâu trên tuyến đường Lê Ninh kịch bản RCP8.5 thời đoạn giữa thế kỷ và 2 kịch bản giảm phần trăm không thấm ..............79 Hình 3.38: Dòng chảy tràn tại điểm ngập sâu trên tuyến đường Phan Đình Phùng kịch bản RCP8.5 thời đoạn giữa thế kỷ và 2 kịch bản giảm phần trăm không thấm........79 Hình 3.39: Trắc dọc tuyến đường Hải Thượng Lãn Ông – Lê Ninh với kịch bản RCP8.5 thời đoạn giữa thế kỷ và 2 kịch bản giảm phần trăm không thấm ..............79 ix
Hình 3.40: Bản đồ ngập với kịch bản mưa BĐKH RCP8.5 thời kỳ giữa thế kỷ trước khi bổ sung trạm bơm................................................................................................81 Hình 3.41: Bản đồ ngập với kịch bản mưa BĐKH RCP8.5 thời kỳ giữa thế kỷ sau khi bổ sung trạm bơm................................................................................................81 Hình 3.42: Trắc dọc tuyến đường Hải Thượng Lãn Ông – Lê Ninh với kịch bản RCP8.5 thời đoạn giữa thế kỷ và sau khi bổ sung trạm bơm ....................................82 Hình 3.43: Trắc dọc tuyến đường Hải Thượng Lãn Ông bổ sung với kịch bản RCP8.5 thời đoạn giữa thế kỷ và sau khi bổ sung trạm bơm .................................................82 Hình 3.44: Trắc dọc tuyến đường Lê Duẩn – Vụ Quang với kịch bản RCP8.5 thời đoạn giữa thế kỷ và sau khi bổ sung trạm bơm.........................................................83 Hình 3.45: Trắc dọc tuyến đường Hải Thượng Lãn Ông – Lê Ninh với kịch bản RCP8.5 thời đoạn giữa thế kỷ và áp dụng các biện pháp khác .................................85 x
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT BĐKH Biến đổi khí hậu DEM Digital Elevation Model: Mô hình số địa hình GE Google Earth GIS (Geographic Information System) Hệ thống thông tin địa lý KTTV Khí tượng Thủy văn RCP4.5 Kịch bản nồng độ khí nhà kính trung bình thấp RCP8.5 Kịch bản nồng độ khí nhà kính cao TP Thành phố xi
MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Vấn đề thoát nước cho đô thị gắn liền với quá trình đô thị hóa và sự phát triển của khoa học, kỹ thuật ở Việt Nam và trên thế giới. Ở Việt Nam và các nước đang phát triển vấn đề thoát nước ở các đô thị đặc biệt cấp bách do sự phát triển không kiểm soát của đô thị và hệ thống thoát nước chưa đáp ứng được với sự phát triển kinh tế, xã hội ở đô thị, nhất là trong tình trạng biến đổi khí hậu diễn ra phức tạp hiện nay. Các đô thị càng lớn mức độ đô thị hóa càng nhanh thì vấn đề thoát nước càng cần quan tâm nhiều hơn. Đặc biệt là những thành phố lớn ven biển trong những đợt mưa lớn, khi đó việc thoát nước vừa chịu ảnh hưởng của mưa thời đoạn ngắn và dòng chảy trên sông, việc giải bài toán này rất phức tạp. Để có thể giải quyết được vấn đề cấp thiết thời sự hàng ngày này cần phải sử dụng kỹ thuật mô hình mới có lời giải tốt. Hà Tĩnh hiện nay là đô thị loại 2 với sự phát triển đô thị lớn mạnh, cùng sự đô thị hóa nhanh đó là thành phố thường xuyên bị ngập sau những trận mưa lớn, đặc biệt là vùng trung tâm kinh tế của thành phố. Năm 1999, thị xã Hà Tĩnh bị ngập sâu từ 1 ÷ 2m, trong thời gian từ 2 ÷ 3 ngày trên toàn thị xã với số người bị ảnh hưởng ước tính là 10.600 người. Các phường Bắc Hà, Nam Hà, Tân Giang và Trần Phú có độ sâu ngập cao nhất là 0,6m, trung bình ngập từ 0,4 ÷ 0,5m trên diện tích 30 ÷ 70ha. Năm 2010 khu vực thành phố Hà Tĩnh ngập 47,4 km2 trên tổng diện tích 56,2 km2 tương đương với ngập 84% diện tích thành phố. Diện tích ngập tập chung chủ yếu trong mức ngập từ 0,5 ÷ 2,5m. Tình trạng ngập lụt thường xuyên diễn ra hiện nay đã và đang gây ảnh hưởng lớn đến đời sống dân sinh, phát triển KT - XH của hàng chục nghìn người dân sinh sống và làm việc tại TP Hà Tĩnh. Trong bối cảnh BĐKH diễn biến phức tạp trên phạm vi toàn cầu và khu vực ở hiện tại và tương lai, thành phố Hà Tĩnh đã và đang chịu nhiều tác động mạnh của BĐKH. Vì vậy, cần có bài giải cho bài toán ngập lụt cho thành phố Hà Tĩnh trong hiện tại và tương lai. 1
2. Mục tiêu nghiên cứu - Thiết lập hiện trạng thoát nước thành phố Hà Tĩnh sử dụng mô hình Mike Urban. - Tính toán thoát nước cho thành phố Hà Tĩnh dưới tác động của Biến đổi khí hậu. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu - Đối tượng là hiện tượng ngập lụt tại thành phố Hà Tĩnh. - Phạm vi nghiên cứu là thành phố Hà Tĩnh bao gồm: Phường Bắc Hà, Phường Nam Hà, Phường Tân Giang, Phường Trần Phú, Phường Đại Nài, Phường Hà Huy Tập, Phường Thạch Linh, Phường Nguyễn Du, Phường Thạch Quý, Phường Văn Yên, Xã Thạch Trung. 4. Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp thống kê: Thu thập và tổng hợp các tài liệu hiện trạng về điều kiện tự nhiên, đặc trưng khí tượng thủy văn, điều kiện kinh tế - xã hội và định hướng phát triển… của khu vực nghiên cứu để có được số liệu cơ bản xây dựng mô hình hóa việc tiêu thoát nước cũng như đưa ra hướng phát triển việc tính toán trong điều kiện biến đổi khí hậu. - Phương pháp mô hình hóa: sơ đồ hoá dòng chảy mặt, dòng chảy tại các điểm thoát nước, mạng lưới thoát nước trên khu vực nghiên cứu, tính toán mô phỏng dòng chảy trong điều kiện hiện tại và điều kiện phát triển trong tương lai. - Phương pháp hệ thống thông tin địa lý GIS: được sử dụng nhằm xử lý đồng bộ các lớp thông tin không gian (bản đồ) gắn với các thông tin thuộc tính. - Phương pháp kế thừa: Tham khảo và kế thừa các tài liệu, kết quả của một số nghiên cứu trước đây của các tác giả, cơ quan, tổ chức khác. Những tài liệu, kết quả này là đặc biệt quan trọng trong việc định hướng, phân tích và đánh giá trong quá trình nghiên cứu. 2
- Một số phương pháp khác ứng dụng trong việc tạo lập cơ sở ban đầu cho việc tính toán mô phỏng. 5. Tóm tắt nội dung luận văn Ngoài phần Mở đầu, Kết luận, kiến nghị và Tài liệu tham khảo, luận văn gồm có 3 chương: - Chương 1: Tổng quan; - Chương 2: Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu; - Chương 3: Ứng dụng mô hình Mike Urban tính toán thoát nước cho thành phố Hà Tĩnh dưới tác động của Biến đổi khí hậu. 3
Chương 1. TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan địa lý tự nhiên và kinh tế - xã hội thành phố Hà Tĩnh 1.1.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên Thành phố Hà Tĩnh trải dài từ 18°18’ đến 18°24’ vĩ Bắc và từ 105°53’ đến 105°56’ kinh Đông, nằm trên trục đường Quốc lộ 1A, cách thủ đô Hà Nội 340 km, cách thành phố Vinh 50 km về phía Bắc; cách thành phố Huế 314 km về phía Nam và cách biển Đông 12,5 km. Hiện tại Thành phố gồm 10 phường và 06 xã gồm có: Phường Bắc Hà, Phường Nam Hà, Phường Tân Giang, Phường Trần Phú, Phường Đại Nài, Phường Hà Huy Tập, Phường Thạch Linh, Phường Nguyễn Du, Phường Thạch Quý, Phường Văn Yên, Xã Thạch Môn, Xã Thạch Hạ, Xã Thạch Trung, Xã Thạch Đồng, Xã Thạch Hưng, Xã Thạch Bình, với diện tích tự nhiên khoảng 5.655ha với tổng dân số là 202.062 người (2017). Hình 1.1: Bản đồ hành chính thành phố Hà Tĩnh 4
1.1.1.1 Địa hình Thành phố Hà Tĩnh nằm trong vùng đồng bằng ven biển miền Trung, địa hình tương đối bằng phẳng, cao độ nền biến thiên từ +0,5m đến +3,0m. Địa hình của các khu vực đã xây dựng trong nội thị có cao độ từ +2,0 đến +3,0m, các khu ruộng trũng có cao độ nền từ +1,0m đến +2,3m và khu vực dọc theo sông Rào Cái có cao độ nền từ + 0,7 đến + 1,1m. * Ưu thế : - Có nhiều quỹ đất thuận lợi để xây dựng các khu tập trung như: các khu dân cư, hệ thống đào tạo, khu du lịch dịch vụ ven sông, khu ứng dụng công nghệ xanh..v..v - Hệ thống sông, bờ biển bao quanh thành phố tạo điều kiện phát triển cảnh quan, nuôi trồng thủy sản, khai thác du lịch..v..v - Vùng đồi núi phía Tây thành phố vừa tạo cảnh quan phong phú vừa che chắn gió bão, gió nóng Tây Nam cho đô thị, Tuy nhiên sử dụng đất cần lựa chọn hợp lý, giữ tối đa màu xanh của khu vực lúa nước hai vụ, mặt nước sinh thái, tạo cảnh quan và điều tiết điều tiết nước mặt, bảo đảm an toàn, tránh ngập úng cho thành phố phát triển bền vững trước điều kiện BDKH. *Hạn chế: Địa hình thành phố thấp dần từ Tây sang Đông. Phía Tây thành phố là hồ Kẻ, phía Đông thành phố bao quanh bởi hệ thống đê sông Phủ nên khi hồ Kẻ Gỗ xả lũ vào mùa mưa ở phía Tây kết hợp với triều cường lên ở phía Đông thành phố phải đóng hệ thống ngăn triều sẽ dẫn đến hiện tượng ngập úng nội đồng bên trong thành phố. Việc tiêu thoát phải sử dụng chế độ tiêu tự chảy kết hợp tiêu động lực và cần xây dựng hệ thống hồ chứa nước để giảm thiểu hiện tượng ngập úng. Vùng phụ cận: 5
Vùng phụ cận có nền địa hình tương đối thuận lợi, các trung tâm xã có nền từ +2,5 đến +4m. Khi mưa lớn kết hợp triều cường lên hệ thống cống ngăn triều được đóng lại vì vậy gây ngập úng một số cánh đồng thuộc các xã Thạch Hưng, Thạch Đồng, Thạch Môn và phường Văn Yên. 1.1.1.2 Địa chất, thảm phủ thực vật a. Địa tầng địa chất Trong vùng nghiên cứu xuất lộ gần như đầy đủ địa tầng địa chất có tuổi từ cổ đến trẻ: Giới Proteozoi (Pt), giới Paleozoi (Pz), giới Mezozoi (Mz), trầm tích đệ tứ, các thành tạo măcma xâm nhập. b. Cấu tạo kiến tạo Các hệ thống đứt gãy trong vùng nghiên cứu có liên quan đến đặc điểm địa chất, công trình, địa chất thuỷ văn và còn là tiền đề cho sự phát triển của các dòng sông lớn nhỏ trong vùng. c. Hiện tượng địa vật lý Các hiện tượng đá đổ, đá trượt, đất đá bị Laterit hoá, hoà tan, cacstơ, xói lở bờ,... đều là những hiện tượng đã và đang xảy ra cần được quan tâm đầy đủ vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống nhân dân và vấn đề các công trình thủy lợi, thuỷ điện trong vùng. 1.1.2 Đặc điểm khí hậu Tỉnh Hà Tĩnh nói chung và thành phố Hà Tĩnh nói riêng nằm trong vùng khí hậu Bắc Trung Bộ, có hai mùa rõ rệt là mùa đông khô và lạnh kéo dài từ tháng XI đến tháng IV, mùa hè nóng ẩm từ tháng V đến tháng X. Vùng nghiên cứu chịu ảnh hưởng của chế độ khí hậu nhiệt đới gió mùa. Hàng năm bị chi phối bởi hai luồng gió mùa Đông Bắc và gió mùa Tây Nam và các nhiễu động thời tiết gây mưa khác. Gió mùa Đông Bắc ảnh hưởng tới vùng tuy đã yếu đi 6
nhiều so với phía Bắc, nhưng hàng năm ở vùng núi thuận tiện cho việc đón gió, nhiệt độ thấp nhất đạt 0,7 ÷ 60C. Về mùa hè gió mùa Tây Nam sau khi vượt dãy Trường Sơn đã trở nên khô nóng, nhiệt độ cao nhất tuyệt đối đạt 40 ÷ 420C. 1.1.2.1 Chế độ nhiệt: Nhiệt độ năm trung bình tại Hà Tĩnh đạt 24,20C, tại Kỳ Anh đạt 24,50C và tại Hương Khê đạt 23,80C. Nhiệt độ trung bình tháng nhỏ nhất tại Hương Khê đạt 17,30C, tại Hà Tĩnh đạt 17,60C, tại Kỳ Anh đạt 17,50C. Các tháng chịu ảnh hưởng của gió Tây khô nóng, nhiệt độ trung bình tháng đạt 29,1 ÷ 30,40C vào tháng VII ở các trạm. Nhiệt độ thấp nhất đo được tại Hà Tĩnh và Kỳ Anh là 6,8 ÷ 6,90C. Bảng 1.1. Nhiệt độ tháng, năm trung bình nhiều năm tại các trạm Đơn vị: oC Trạm I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm Hà Tĩnh 17,6 18,7 20,9 25,1 27,9 29,7 29,6 28,6 26,9 24,5 21,7 18,8 24,2 Hương Khê 17,3 19,0 21,3 25,0 27,7 29,1 29,1 27,9 26,3 23,9 20,8 18,4 23,8 Kỳ Anh 17,5 19,5 21,2 25,1 27,9 30,4 30,0 28,8 27,1 25,2 22,4 19,2 24,5 1.1.2.2 Độ ẩm tương đối: Độ ẩm tương đối trung bình năm đạt 85% tại các trạm. Độ ẩm thấp nhất xảy ra vào các tháng có gió Tây khô nóng - tháng VI, VII và đạt 71% ở Kỳ Anh, 76% ở Hương Khê, 74% ở Hà Tĩnh. Độ ẩm cao nhất xảy ra vào các tháng cuối mùa đông khi có mưa phùn hoặc các tháng mùa mưa, độ ẩm tương đối cao nhất đạt 92%. Bảng 1.2. Độ ẩm tương đối tháng, năm trung bình nhiều năm tại các trạm Đơn vị: % Trạm I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm Hà Tĩnh 88 90 90 86 79 74 74 79 85 87 87 88 84 Hương Khê 90 90 89 86 81 77 76 82 87 89 88 88 85 Kỳ Anh 91 92 91 87 79 71 71 77 85 87 87 87 84 7