BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI
LA ĐỨC DŨNG
NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CƠ SỞ KHOA HỌC ĐỀ XUẤT
GIẢI PHÁP NHẰM NÂNG CAO NĂNG LỰC VÀ HIỆU
QUẢ CỦA HỆ THỐNG TIÊU BẮC NAM HÀ TRONG ĐIỀU
KIỆN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU, NƯỚC BIỂN DÂNG
Chuyên ngành: Quy hoạch quản lý tài nguyên nước
Mã số chuyên ngành: 62-62-30-01
TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT
HÀ NỘI, NĂM 2017
Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện: Quốc gia; Trường Đại học Thủy Lợi
Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại học Thủy lợi
Người hướng dẫn khoa học 1: PGS.TS. Nguyễn Tuấn Anh
Người hướng dẫn khoa học 2: GS.TS. Đào Xuân Học
Phản biện 1: PGS.TS. Nguyễn Quang Trung
Phản biện 2: GS.TS. Lê Chí Nguyện
Phản biện 3: PGS.TS. Nguyễn Văn Tuấn
Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp Trường họp tại :
Trường Đại học Thủy Lợi
vào hồi 8 giờ 30 phút ngày 7 tháng 10 năm 2017
1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài nghiên cứu
Hệ thống tiêu Bắc Nam Hà(BNH) là một trong những hệ thống tiêu động lực
lớn nhất ở Việt Nam, với tổng diện tích tiêu là 85.326 ha, thuộc khu vực đồng
chiêm trũng của các tỉnh Nam Định, Hà Nam. Trước khi xây dựng hệ thống 6
trạm bơm điện lớn, đây là vùng bị úng ngập nghiêm trọng, chỉ với trận mưa
150mm đã gây nên ngập lụt toàn vùng trong thời gian dài.
Trong thập niên 1960 - 1970 Nhà nước đã đầu tư xây dựng hệ thống 6 trạm
bơm điện lớn, bước đầu đã giải quyết được tình trạng ngập úng thường xuyên,
kéo dài trên hệ thống. Để nâng cao năng lực tiêu cho hệ thống, thời gian gần
đây Nhà nước đã đầu tư xây dựng thêm một số trạm bơm lớn, nâng năng lực
tiêu lên hơn 1,6 lần, song hiện tại tình trạng ngập úng vẫn xảy ra khá thường
xuyên và ngày càng nghiêm trọng, làm ảnh hưởng lớn đến phát triển kinh tế, xã
hội và đời sống nhân dân trong vùng. Nguyên nhân dẫn đến tình trạng trên là
do: Quá trình phát triển kinh tế - xã hội, trên hệ thống đã làm cho diện tích đất
công nghiệp, đô thị tăng nhiều, cùng với tác động tiêu cực của BĐKH, NBD
dẫn đến nhu cầu tiêu nước trên hệ thống tăng rất nhanh, tạo ra sự mất cân đối
nghiêm trọng giữa năng lực tiêu và nhu cầu tiêu.
Do vậy, đề tài: “Nghiên cứu xây dựng cơ sở khoa học đề xuất giải pháp nhằm
nâng cao năng lực và hiệu quả của hệ thống tiêu Bắc Nam Hà trong điều kiện
biến đổi khí hậu nước biển dâng” đã được đề xuất để nghiên cứu.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Xây dựng cơ sở khoa học làm cơ sở cho việc đề xuất giải pháp nâng cao năng
lực và hiệu quả của của hệ thống BNH.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Hệ thống tiêu nước bằng động lực trên hệ thống BNH và các khu vực có điều
kiện tương tự.
2
4. Nội dung nghiên cứu
Xây dựng quan hệ giữa hệ số tiêu với tỷ lệ diện tích hồ điều hòa và chiều sâu
trữ làm cơ sở cho việc quy hoạch, đề xuất giải pháp tiêu cho hệ thống; xây
dựng phương pháp xác định tần suất mực nước sông để thiết kế trạm bơm đảm
bảo tổng chi phí xây dựng và quản lý vận hành công trình nhỏ nhất.
5. Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp kế thừa, điều tra, mô hình mô phỏng, phân tích thống kê, tối ưu
hóa, phân tích tổng hợp.
6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của nghiên cứu
- Ý nghĩa khoa học: Cung cấp được phương pháp luận khoa học cho việc xác
định tần suất mực nước sông thiết kế trạm bơm tiêu có tổng chi phí xây dựng
và quản lý vận hành nhỏ nhất;
- Ý nghĩa thực tiễn: Xây dựng được cơ sở khoa học cho cho việc đề xuất giải
pháp quy hoạch các hồ điều hòa đa mục tiêu nhằm giảm nhu cầu tiêu.
7. Những đóng góp mới của luận án
(1). Xây dựng được cơ sở khoa học cho cho việc đề xuất giải pháp quy hoạch
các hồ điều hòa để điều tiết chống ngập; cải thiện môi trường, vi khí hậu; giảm
áp lực bơm tiêu trên hệ thống Bắc Nam Hà trong điều kiện biến đổi khí hậu,
nước biển dâng.
(2). Xây dựng được phương pháp xác định tần suất mực nước sông thiết kế cho
các trạm bơm tiêu nhằm tiết kiệm điện năng, giảm thiểu chi phí vận hành và
nâng cao hiệu quả hệ thống tiêu động lực.
8. Bố cục của luận án
Ngoài phần mở đầu, kết luận và kiến nghị, luận ángồm 3 chương:
Chương 1- Tổng quan
Chương 2- Đánh giá khả năng tiêu úng của hệ thống tiêu Bắc Nam Hà trong
điều kiện biến đổi khí hậu nước biển dâng
Chương 3- Xây dựng cơ sở khoa học cho việc đề xuất giải pháp nhằm nâng cao
năng lực và hiệu quả của hệ thống tiêu BNH trong điều kiện BĐKH NBD.
3
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN
1.1 Tổng quan hệ thống tiêu Bắc Nam Hà
Hệ thống thủy lợi BNH thuộc vùng đồng chiêm trũng của Nam Định, Hà Nam
có nhiệm vụ tưới cho 59.000ha đất nông nghiệp; tạo nguồn cấp nước sinh hoạt,
công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp trong vùng; Tiêu nước, cho 85.326ha diện
tích phía trong đê, hỗ trợ tiêu cho 15.025 ha ngoài đê. Hệ thống được xây dựng
từ những năm 70 của thế kỷ 20 với các chỉ tiêu thiết kế đã lạc hậu.
1.1.1 Vị trí địa lý và đặc điểm địa hình
Hệ thống nằm trải dài từ 20036’15” đến 20036’45” vĩ độ bắc, bề ngang kéo dài
từ 10505’ đến 106013’ kinh độ đông và được bao bọc bởi 4 sông lớn: Sông
Châu, sông Hồng, sông Đào và sông Đáy. Trên hệ thống có nhiều khu vực lòng
chảo, phân bố cao độ ruộng đất cao, thấp không đồng đều, lại bị bao bọc bốn bề
là sông nên giải pháp tiêu úng cho khu vực rất phức tạp, khó khăn chỉ có duy
nhất giải pháp tiêu bằng động lực.
1.1.2 Đặc điểm mưa, mạng lưới sông ngòi và chế độ thủy văn
Mưa lớn thường tập trung nhiều vào các tháng 7, 8, 9; mưa lớn ở các khu vực
trên hệ thống không cùng thời gian xuất hiện; đỉnh mưa của các trận mưa dài
ngày xuất hiện hầu như không có quy luật.Hệ thống chịu ảnh hưởng trực tiếp,
mạnh mẽ của việc điều tiết các hồ chứa trên thượng nguồn và thủy triều, nên
việc tiêu úng gặp phải rất nhiều khó khăn.
1.1.3 Hiện trạng hệ thống tiêu Bắc Nam Hà
Các trạm bơm lớn máy móc, thiết bị đã cũ kỹ, đã xuống cấp nghiêm trọng, hiệu
suất bơm không cao, lưu lượng tiêu thiết kế toàn hệ thống mới chỉ đạt
4,67l/s/ha, không đảm bảo nhu cầu đặt ra; các tuyến kênh trên hệ thống bị bồi
lấp mạnh gây ách tắc dòng chảy; các công trình trên kênh, công trình điều tiết
được thiết kế theo các tiêu chuẩn đã lạc hậu, qua quá trình khai thác lâu dài đã
hỏng hóc, xuống cấp, nhiều công trình không còn phát huy tác dụng; việc phân