Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2015. ISBN: 978-604-82-1710-5
286
NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP TIÊU ÚNG
CHO HỆ THỐNG THỦY LỢI AN HẢI, HẢI PHÒNG
THÍCH ỨNG VỚI BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
Nguyễn Văn Tài1, Nguyễn Thị Hảo2
1Đại học Thủy lợi, email: nguyentai.thuyluc@tlu.edu.vn.
2Đại học Thủy lợi, email: hao@tlu.edu.vn
1. GIỚI THIỆU CHUNG
Biến đổi khí hậu và nước biển dâng đang
ảnh hưởng hiện hữu đến mọi mặt của đời
sống người dân, đặc biệt là các hệ thống thủy
lợi của các tỉnh ven biển nước ta.
Hải Phòng là thành phố thuộc ĐB Bắc Bộ
có bờ biển khá dài, các hệ thống thủy lợi hầu
hết đều chịu ảnh hưởng của thủy triều.
Hệ thống thủy lợi An Hải được bao quanh
bởi 3 con sông: Sông Cửa Cấm, sông Lạch
Tray và sông Tam Bạc với tổng diện tích tự
nhiên 22.730ha, trong đó 14.435 ha sản
xuất nông nghiệp Khi nước biển dâng cao
sẽ ảnh hưởng không nhỏ đến việc tiêu úng
của hệ thống này, gây ngập úng cho nhiều
vùng của Hải Phòng. Do vậy việc nghiên
cứu giải pháp tiêu úng, chống ngập cho hệ
thống An Hải với ảnh hưởng của biến đổi
khí hậu và nước biển dâng trong những thập
niên tới đây là rất cần thiết.
Hệ thống gm 2 kênh tiêu chính là kênh
An Kim Hải và kênh Rế, ngoài ra còn có 9
kênh tiêu cấp I và cấp II, có nhiệm vụ tiêu
nước cho diện tích trong vùng. Lượng nước
tiêu thoát từ các vùng được tiêu chủ yếu bằng
trọng lực (tiêu tự chảy) ra sông Tam Bạc qua
cống Cái Tắt, một số diện tích còn lại được
tiêu thoát ra sông Lạch Tray, sông Cấm thông
qua các cống dưới đê. Địa hình có xu hướng
chung dốc từ Tây-Bắc xuống Đông-Nam.
Các khu tiêu được chia làm 2 vùng: vùng
Bắc và vùng Nam cống Lun (lấy cống Lun
qua sông Lạch Tray làm ranh giới).
- Vùng Bắc cống Lun: Vùng này chia làm
2 khu vực:
+ Khu vực Bắc đường 5 bao gm 3 xã
(Đại Bản, An Hưng, An Hng).
+ Khu vực Nam đường 5 bao gm 8 xã và
1 thị trấn An Dương,
- Vùng Nam cống Lun: Bao gm nội
thành lấy nước từ Đa Độ bằng trạm bơm Xi
phông Lạch Tray.
Hình 1: Hệ thống thủy nông An Hải
Báo cáo này nghiên cứu giải pháp nâng
cao năng lực tiêu úng của hệ thống thủy lợi
An Hải nhằm sử dụng hiệu quả hệ thống này
theo biến đổi khí hậu và nước biển dâng
nhằm phòng chống lũ, giảm nhẹ thiệt hại do
lũ gây ra.
2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Trong báo cáo này sử dụng Mô hình Toán
thuỷ lực một chiều MIKE 11 do Viện Thuỷ
lực Đan Mạch xây dựng, được ứng dụng để
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2015. ISBN: 978-604-82-1710-5
287
giải bài toán thuỷ lực không ổn định trong hệ
thống kênh tiêu [1]. Kết quả thu được sẽ là
quá trình mực nước và quá trình lưu lượng tại
các mặt cắt tính toán trên các sông, kênh trong
hệ thống [4].
Dữ liệu phục vụ cho mô hình là các tài liệu
thực đo địa hình (mặt cắt ngang, dọc tuyến
kênh), lượng mưa ngày, mực nước tại một số
vị trí trên hệ thống, thông số kỹ thuật của các
trạm bơm, cống đầu mối… Các tài liệu này
được sử dụng để lập sơ đ thủy lực. Trên các
đoạn kênh, các mặt cắt được lấy như sau:
Bảng 1. Các mặt cắt các kênh trên hệ thống
TT
Tên kênh
Chiều
dài
(m)
Số
mặt cắt
1
Kênh Rế
9040
10
2
Kênh An Kim Hải
23070
30
3
Kênh Đại Hưng
2400
4
4
Kênh Song Mai
1100
4
5
Kênh Tân Hưng Hng
10480
16
6
Kênh Bắc Nam Hùng
8550
16
7
Kênh Hòa Phong
5000
10
8
Kênh Hoàng Lâu
3750
7
9
Kênh Như Kiều
1200
4
10
Kênh Đặng Quốc Hng
5000
8
11
Kênh Kim Xá
3000
5
Tổng cộng
114
Để tính toán hiện trạng tiêu của hệ thống,
các điều kiện biên được chọn theo tần suất
thiết kế. Theo quy phạm TCXD VN 285 -
2002 tần suất để tính toán tiêu là P = 10% [3].
Các điều kiện biên là số liệu mực nước tại vị
trí cầu Rế, trên kênh Rế của hệ thống An Hải
và các biên mực nước Z(t) thực đo trên sông
Cấm và Lạch Tray tại các trạm thủy văn:
trạm Kiến An trên sông Lạch Tray, trạm Cửa
Cấm, trạm Cao Kênh trên sông Cấm. Tài liệu
mưa được sử dụng là số liệu mưa ngày của
trạm thủy văn Phủ Liễn tính toán với tần suất
10% [4]. Mô hình đã được kiểm định và hiệu
chỉnh qua việc so sánh đường mực nước thực
đo và kết quả mực nước tính toán tại cầu Rế,
trên kênh Rế.
Hình 2: Sơ đ thủy lc hệ thống An Hải
Để đánh giá được khả năng tiêu thoát nước
của hệ thống, các điều kiện biên được lấy với
mực nước triều tính toán tiêu 10% hiện trạng
lấy với năm 2010 và các năm 2020, 2030 và
2050 với mực nước cộng thêm với mực nước
tăng tương ứng 12cm, 17cm và 30cm theo kịch
bản nước biển dâng tương ứng được Bộ tài
nguyên và Môi trường công bố năm 2012 [2].
3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
Để đánh giá năng lực tiêu của hệ thống,
kết quả tính toán mực nước trên các kênh tiêu
theo khả năng chịu ngập của cây lúa tại thời
điểm tính toán 14/7 và 23/7 theo các biên tần
suất 10% và nước biển dâng của năm 2020.
Bảng 2. Kết quả tính toán hiện trạng
TT
Vị trí
Kết quả
tính toán
biên 10%
1
Kênh Rế
Đảm bảo
2
Kênh An Kim Hải
Đảm bảo
3
Kênh Đại Hưng
Đảm bảo
4
Kênh Song Mai
Đảm bảo
5
Kênh Tân H. Hng
Không
đảm bảo
6
Kênh Bắc Nam Hùng
Đảm bảo
7
Kênh Hòa Phong
Đảm bảo
8
Kênh Hoàng Lâu
Đảm bảo
9
Kênh Như Kiều
Đảm bảo
10
Kênh Đặng Q. Hng
Không
đảm bảo
11
Kênh Kim Xá
Đảm bảo
Qua kết quả đánh giá hiện trạng [4], 2
phương án cải tạo nâng cấp các kênh tiêu
trong hệ thống được đưa ra như sau:
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2015. ISBN: 978-604-82-1710-5
288
- PA1 là nạo vét, cải tạo các đoạn kênh
mương chưa đảm bảo yêu cầu tiêu.
- PA2 là cải tạo các đoạn kênh và mở rộng
hoặc xây mới các cống tiêu.
Điều kiện biên được lấy với các giá trị
nước biển dâng năm 2030 và 2050.
Chọn PA2 để cải tạo [4] vì kết hợp được
việc nạo vét, mở rộng các kênh không đảm
tiêu, sửa chữa và xây mới các cống như: Xây
mới cống Lun, cống Song Mai sẽ mở rộng
(2 cửa 1,5m), cống Tỉnh Thủy mở rộng
(2 cửa 1,5m).
Bảng 3. Cải tạo các đoạn kênh theo PA 2
TT
Tên kênh
Chiều dài
(m)
Số liệu kênh theo PA2
Từ .. đến
B đáy (m)
CT đáy (m)
Hệ số mái
1
Kênh Rế
9040
K0 ÷ K3
50
-2.5
2
K3 ÷K9+40
40
-2
Nạo vét
2
Kênh An Kim Hải
23070
Kim Khê – Hà Liên
40
-2.5
2
Hà Liên – An Đng
8
-1.5
2
3
Kênh Đại Hưng
2400
Không nạo vét
4
Kênh Song Mai
1100
Cả kênh
7
-1
1.5
5
Kênh Tân Hưng Hng
10480
K0 ÷ K10
5
-1
1.5
6
Kênh Bắc Nam Hùng
8550
K1÷K8+550
5
-0.5
1.5
7
Kênh Hòa Phong
5000
Cả kênh
40
-1
Nạo vét
8
Kênh Hoàng Lâu
3750
K1÷K3
7
-1
1.5
9
Kênh Như Kiều
1200
Không nạo vét
10
Kênh Đặng Quốc Hng
5000
Cả kênh
7
-1
Nạo vét
11
Kênh Kim Xá
3000
Không nạo vét
Bảng 4. Kết quả tính toán
theo PA2 với biên 2030 và 2050
TT
Vị trí
Kết quả tính toán
Biên
2030
Biên 2050
1
Kênh Rế
Đảm bảo
Đảm bảo
2
Kênh An Kim Hải
Đảm bảo
Đảm bảo
3
Kênh Đại Hưng
Đảm bảo
Đảm bảo
4
Kênh Song Mai
Đảm bảo
Đảm bảo
5
Kênh Tân H.Hng
Đảm bảo
Không
đảm bảo
6
Kênh Bắc Nam
Hùng
Đảm bảo
Đảm bảo
7
Kênh Hòa Phong
Đảm bảo
Đảm bảo
8
Kênh Hoàng Lâu
Đảm bảo
Đảm bảo
9
Kênh Như Kiều
Đảm bảo
Đảm bảo
10
Kênh Đặng Quốc
Hng
Đảm bảo
Không
đảm bảo
11
Kênh Kim Xá
Đảm bảo
Đảm bảo
4. KẾT LUẬN
- Báo cáo này đã đánh giá được hiện trạng
của hệ thống thủy lợi An Hải, các nguyên
nhân đã được chỉ ra trong nghiên cứu này, đó
là cơ sở để đề xuất các giải pháp nhằm nâng
cao năng lực tiêu úng của hệ thống và
đảm bảo phòng chống lũ cho toàn thành phố
Hải Phòng.
-Việc ứng dụng các mô hình toán thủy lực
trong tính toán hệ thống thủy lợi đã cho thấy
những ưu điểm rõ rệt của mô hình MIKE 11
là một trong những mô hình toán được sử
dụng phổ biến ở nước ta và cho kết quả tốt.
- Kết quả tính toán mô hình với các biên
có tầm nhìn 2030 và 2050 đã đánh giá được
khả năng ngập ứng và các giải pháp có thể
khắc phục tình trạng ngập úng của hệ thống.
5. TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] DHI Software, (2007). MIKE 11–A modeling
system for rivers and channels.
[2] Kịch bản biến đổi khí hậu và nước biển
dâng tương ứng được Bộ Tài nguyên và
Môi trường công bố năm 2012.
[3] TCXD VN 285-2002. Công trình thủy lợi –
Các quy định chủ yếu về thiết kế.
[4] Trường Đại học Thủy lợi. Dự án chống
ngập thành phố Hải Phòng, 2010.
[5] Viện Quy hoạch NN. Báo cáo quy hoạch
thủy lợi thành phố Hải Phòng. 2006.