Đăng ký Đăng nhập
Trang chủ Quy hoạch phòng chống lũ sông cầu phục vụ phát triển kinh tế xã hội và ổn định d...

Tài liệu Quy hoạch phòng chống lũ sông cầu phục vụ phát triển kinh tế xã hội và ổn định dân cư khu vực tỉnh bắc ninh

.PDF
110
240
95

Mô tả:

LỜI CẢM ƠN Luận văn thạc sĩ: “Quy hoạch phòng chống lũ sông Cầu phục vụ phát triển kinh tế xã hội và ổn định dân cư khu vực tỉnh Bắc Ninh” đã được tác giả hoàn thành đúng thời hạn quy định và đảm bảo đầy đủ các yêu cầu trong đề cương được phê duyệt. Trong quá trình thực hiện, nhờ sự giúp đỡ tận tình của các Giáo sư, Tiến sĩ Trường Đại Học Thuỷ Lợi, cơ quan chuyên môn, các công ty tư vấn và đồng nghiệp, tác giả đã hoàn thành luận văn này. Tác giả chân thành cảm ơn PGS.TS Phạm Việt Hòa đã tận tình hướng dẫn giúp đỡ để tác giả hoàn thành luận văn. Tác giả xin chân thành cảm ơn các thầy cô trường Đại học Thuỷ Lợi Hà Nội, các thầy cô trong khoa Kỹ thuật tài nguyên nước đã tận tụy giảng dạy tác giả trong suốt quá trình học Đại học và Cao học tại trường. Tuy đã có những cố gắng song do thời gian có hạn, trình độ bản thân còn hạn chế, luận văn này không thể tránh khỏi những tồn tại, tác giả mong nhận được những ý kiến đóng góp và trao đổi chân thành của các thầy cô giáo, các anh chị em và bạn bè đồng nghiệp. Tác giả rất mong muốn những vấn đề còn tồn tại sẽ được tác giả phát triển ở mức độ nghiên cứu sâu hơn góp phần ứng dụng những kiến thức khoa học vào phục vụ đời sống sản xuất. Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2015 Học viên Nguyễn Ngọc Phú -1- LỜI CAM ĐOAN Họ và tên học viên: NGUYỄN NGỌC PHÚ Lớp cao học: CH21Q21 Chuyên ngành: Kỹ thuật tài nguyên nước Tên đề tài luận văn: “Quy hoạch phòng chống lũ sông Cầu phục vụ phát triển kinh tế xã hội và ổn định dân cư khu vực tỉnh Bắc Ninh”. Tôi xin cam đoan đề tài luận văn của tôi hoàn toàn do tôi làm, những kết quả nghiên cứu tính toán trung thực. Trong quá trình làm luận văn tôi có tham khảo các tài liệu liên quan nhằm khẳng định thêm sự tin cậy và tính cấp thiết của đề tài. Tôi không sao chép từ bất kỳ nguồn nào khác, nếu vi phạm tôi xin chịu trách nhiệm trước Khoa và Nhà trường. Hà Nội, ngày tháng năm 2015 Học viên Nguyễn Ngọc Phú -2- MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ ............................................................................................ 6 DANH MỤC BẢNG BIỂU ....................................................................................... 7 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. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu. ........................................................2 5. Kết quả đạt được. ................................................................................................3  ......................................................................................................................... 4 CHƯƠNG 1: .............................................................................................................. 4 TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU VÀ VÙNG NGHIÊN CỨU ...... 4 1.1. Tổng quan lĩnh vực nghiên cứu. ......................................................................4 1.1.1. Tổng quan lĩnh vực nghiên cứu trong nước. ..................................................... 4 1.1.2. Tổng quan về các giải pháp phòng chống lũ lưu vực sông của các nước...... 6 1.2. Đặc điểm tự nhiên vùng nghiên cứu. ...............................................................7 1.2.1. Đặc điểm vị trí địa lý............................................................................................. 7 1.2.2. Đặc điểm địa hình. .............................................................................................. 10 1.2.3. Đặc điểm địa chất. .............................................................................................. 10 1.2.4. Đặc điểm thổ nhưỡng. ........................................................................................ 10 1.2.5. Đặc điểm hệ thống sông ngòi. ........................................................................... 11 1.2.6. Đặc điểm khí tượng, khí hậu. ............................................................................. 14 1.2.7. Đặc điểm thủy văn, dòng chảy. .......................................................................... 17 1.3. Tình hình dân sinh kinh tế và các yêu cầu phát triển của vùng. ....................22 1.3.1. Dân số. ................................................................................................................. 22 1.3.2. Lao Động. ............................................................................................................ 23 1.3.3. Tình hình phát triển kinh tế. ............................................................................... 24 1.3.4. Mục tiêu phát triển kinh tế xã hội chủ yếu ........................................................ 26 -3- 1.4. Tình hình lũ lụt, úng ngập và các nguyên nhân gây ra lũ lụt cho các tuyến sông Cầu có đê khu vực tỉnh Bắc Ninh. ...............................................................29 1.4.1. Hiện trạng và diễn biến lũ lụt gây ngập úng .................................................... 29 1.4.2. Nguyên nhân gây ra lũ lụt cho các tuyến sông Cầu. ....................................... 32 1.5. Vấn đề còn tồn tại và cần nghiên cứu trên sông Cầu vùng có đê. .................33 CHƯƠNG 2: ............................................................................................................ 35 NGHIÊN CỨU CƠ SỞ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP PHÒNG CHỐNG LŨ CHO CÁC TUYẾN SÔNG CẦU CÓ ĐÊ KHU VỰC TỈNH BẮC NINH ................... 35 2.1. Phân tích ảnh hưởng của định hướng phát triển kinh tế - xã hội đến yêu cầu phòng tránh lũ lụt của vùng. .................................................................................35 2.1.1. Định hướng phát triển các ngành kinh tế chính............................................... 35 2.1.2. Một số ảnh hưởng của phát triển kinh tế - xã hội đến yêu cầu phòng chống lũ sông Cầu. ........................................................................................................................ 42 2.2. Công tác phòng chống lũ và hiện trạng các công trình phòng chống lũ tuyến sông Cầu khu vực tỉnh Bắc Ninh. .........................................................................45 2.2.1.Yêu cầu đặt ra đối với công tác phòng lũ .......................................................... 45 2.2.2 .Hiện trạng các công trình phòng chống lũ trên Sông Cầu. ............................ 46 2.2.3. Phân tích dòng chảy lũ. ...................................................................................... 50 CHƯƠNG 3: ............................................................................................................ 56 ĐỀ XUẤT VÀ LỰA CHỌN GIẢI PHÁP PHÒNG CHỐNG LŨ CHO CÁC TUYẾN SÔNG CẦU CÓ ĐÊ TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH BẮC NINH ................... 56 3.1. Phân vùng phòng chống lũ cho các tuyến sông Cầu có đê. ...........................56 a). Khái niệm về phân vùng bảo vệ chống lũ. ............................................................. 56 b). Cơ sở phân vùng phòng chống lũ, lụt. ................................................................... 56 c). Các phương pháp phân vùng phòng chống lũ, lụt và kết quả phân vùng .......... 56 3.2. Tiêu chuẩn quy hoạch phòng chống lũ cho tuyến sông Cầu có đê khu vực tỉnh Bắc Ninh. .......................................................................................................57 3.3. Lựa chọn mô hình tính toán thuỷ lực. ............................................................60 1) Giới thiệu mô hình mike 11 ...................................................................................... 61 -4- 2) Giới thiệu nguyên lý tính toán trong mô hình MIKE 11 ....................................... 62 3) Thiết lập mô hình tính toán thủy lực ....................................................................... 63 3.4. Xác định mức bảo đảm phòng chống lũ cho các tuyến sông Cầu có đê trên địa bàn tỉnh Bắc Ninh. ..........................................................................................73 3.4.1. Quy hoạch phân cấp, nâng cấp các tuyến đê đến năm 2020.......................... 73 3.4.2. Đánh giá khả năng chống lũ của các tuyến đê sông Cầu theo quy hoạch đến năm 2020. ....................................................................................................................... 74 3.5. Xác định lũ thiết kế của tuyến sông Cầu có đê gồm lưu lượng lũ thiết kế và mực nước lũ thiết kế. ............................................................................................80 3.6. Xác lập được tuyến hành lang thoát lũ trên sông Cầu và đánh giá mức độ ảnh hưởng của hành lang thoát lũ đến khả năng thoát lũ của lòng dẫn. .....................82 3.6.1. Xác định chỉ giới thoát lũ đối với tuyến sông Cầu có đê................................. 82 3.6.2. Quy hoạch khai thác, sử dụng bãi sông ............................................................ 90 3.7. Tính toán và lựa chọn phương án phục vụ quy hoạch tuyến thoát lũ cho sông Cầu khu vực tỉnh Bắc Ninh. ..................................................................................91 3.7.1. Các phương án tuyến thoát lũ. ........................................................................... 91 3.7.2. Kết quả tính toán. ................................................................................................ 91 3.7.3. Phân tích kết quả. ................................................................................................ 94 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................ 97 I. KẾT LUẬN. ......................................................................................................97 II. KIẾN NGHỊ. ....................................................................................................98 TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 99 PHỤ LỤC ...............................................................................................................100 PHỤ LỤC 1:...........................................................................................................100 PHỤ LỤC 2:...........................................................................................................102 -5- DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Sơ đồ lưới trạm dự báo thượng lưu sông Hồng (Nguồn:TTQGDBKTTVTW)..............................................................................4 Hình 1.2: Bản đồ hành chính tỉnh Bắc Ninh. .............................................................8 Hinh 1.3: Điểm cuối Sông Cầu nhập lưu với Sông Thương tỉnh Bắc Ninh ...............8 Hình 1.4: Khu vực nghiên cứu sông Cầu tỉnh Bắc Ninh ............................................9 Hinh 1.5: Thuyền khai thác cát trái phép trên sông Cầu. ..........................................34 Hình 3.1: Sơ họa một đoạn sông ...............................................................................63 Hình 3.2: Mặt cắt ngang điển hình cho tính toán mô phỏng trên mô hình. ..............68 Hình 3.3: Mạng lưới sông trong hệ thống sông Hồng – Thái Bình ..........................68 Hình 3.4: So sánh cao trình đường mực nước lũ quy hoạch và tuyến đê hữu sông Cầu – tỉnh Bắc Ninh. .........................................................................................79 Hình 3.5: Mô tả khái niệm về tuyến hành lang thoát lũ trên mặt bằng. ....................82 Hình 3.6: Mô tả sự phát triển các bối và dân cư trên bãi sông làm tăng..................83 mực nước và làm suy giảm khả năng thoát lũ...........................................................83 Hình 3.7: Vị trí chỉ giới hành lang thoát lũ (HLTL-QH) trên bản đồ 1/25.000 – sông Cầu, tỉnh Bắc Ninh. ...........................................................................................89 -6- DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1-1: Tổng hợp diện tích đất trên địa bàn tỉnh Bắc Ninh. .................................11 Bảng 1-2: Mạng lưới trạm khí tượng và đo mưa trên điạ bàn tỉnh Bắc Ninh và các vùng lân cận. ......................................................................................................14 Bảng 1-3: Nhiệt độ không khí trung bình tháng. ......................................................15 Bảng 1-4: Số giờ nắng trung bình. ............................................................................15 Bảng 1-5: Độ ẩm trung bình tháng............................................................................15 Bảng 1-6: Bốc hơi trung bình tháng. .........................................................................16 Bảng 1-7: Tốc độ gió trung bình tháng. ....................................................................16 Bảng 1-8: Lượng mưa trung bình tháng và trung bình năm. ....................................17 Bảng 1-9: Mạng lưới trạm thủy văn trên các tuyến sông thuộc ................................17 địa bàn tỉnh Bắc Ninh và các tỉnh vùng lân cận. .......................................................17 Bảng 1-10: Đặc trưng mực nước triều tại các trạm thủy văn. ..................................21 Bảng 1-11: Bảng thống kê dân số tỉnh Bắc Ninh năm 2010. ...................................23 Bảng 1-12: Một số chỉ tiêu phát triển kinh tế - xã hội tỉnh Bắc Ninh, .....................25 giai đoạn từ năm 2005 - 2010. ..................................................................................25 Bảng 1-13: Dự báo nhịp độ tăng trưởng GDP đến năm 2020. .................................26 Bảng 1-14: Dự báo dân số và nhịp độ tăng dân số tỉnh Bắc Ninh. ...........................28 Bảng 2-1: Tần suất xuất hiện các loại hình thế thời tiết gây mưa ở sông Cầu .........51 Bảng 2-2: Sự phân bố các đợt mưa theo cấp lượng mưa trong các tháng mùa lũ ở thượng lưu sông Cầu (mm) ................................................................................53 Bảng 2-3: Sự phân bố các đợt mưa theo thời gian và theo cấp lượng mưa do tác động của bão và ATNĐ trên sông Cầu (mm) ....................................................54 Bảng 2-4: Sự phân bố lũ tại Thái Nguyên theo thời gian ........................................55 Bảng 3-1: Phân cấp đê chính của các tuyến sông. ....................................................59 Bảng 3-2: Tần suất thiết kế cho từng cấp đê. ............................................................59 Bảng 3-3: Mực nước thiết kế đê cấp I, II, III thuộc tỉnh Bắc Ninh. ..........................60 Bảng 3-4: Độ cao gia thăng an toàn của đê. ..............................................................60 Bảng 3-5: Cấp báo động lũ tại các trạm thủy văn. ....................................................60 Bảng 3-6: Địa hình lòng dẫn sông Hồng- Thái Bình ................................................65 Bảng 3-7: Các trạm thủy văn dùng để hiệu chỉnh và kiểm định mô hình.................66 Bảng 3-8: Kết quả hiệu chỉnh mô hình Mike 11 .......................................................72 Bảng 3-9: Kết quả kiểm định mô hình Mike 11 .......................................................73 Bảng 3-10: Bảng đề xuất phân cấp đê sông Cầu trên địa bàn tỉnh Bắc Ninh, .........74 quy hoạch đến năm 2020...........................................................................................74 Bảng 3-11: Đánh giá khả năng chống lũ tuyến đê hữu sông Cầu tỉnh Bắc Ninh giai đoạn 2010 – 2020. ..............................................................................................76 Bảng 3-12: Mực nước và lưu lượng lũ thiết kế Đê quy hoạch, tuyến đê hữu...........80 sông Cầu - tỉnh Bắc Ninh. .........................................................................................80 Bảng 3-13: Vị trí hành lang thoát lũ quy hoạch (HLTL-QH) tuyến sông Cầu - tỉnh Bắc Ninh. ...........................................................................................................86 Bảng 3-14: Các thông số quy hoạch hành lang thoát lũ cho tuyến sông Cầu ..........90 trên địa bàn tỉnh Bắc Ninh. .......................................................................................90 -7- MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài. Bắc Ninh có hệ thống sông ngòi khá dầy đặc, mật độ lưới sông cao, trung bình từ 1-1,2 km/km2 và gần như 4 mặt đều có sông là ranh giới với các tỉnh, phía Bắc có sông Cầu là ranh giới với tỉnh Bắc Giang, phía Nam có sông Bùi là ranh giới với huyện Cẩm Giàng tỉnh Hải Dương, phía Đông có sông Thái Bình là ranh giới với huyện Nam Sách tỉnh Hải Dương, phía Tây Bắc có sông Cà Lồ là ranh giới với huyện Sóc Sơn thành phố Hà Nội. Vì vậy hệ thống đê điều là giải pháp công trình phòng chống lũ đã được nhân dân xây dựng từ ngàn đời nay. Tác dụng của hệ thống công trình phòng chống lũ ở Bắc Ninh nói riêng, các tỉnh Miền Bắc nói chung ngày càng trở thành yếu tố quyết định đến sự phát triển bền vững của toàn vùng. Trong những năm gần đây được sự quan tâm đầu tư của tỉnh, hệ thống đê điều đã được đầu tư cải tạo, nâng cấp về cao trình mặt cắt đê, cứng hóa mặt đê theo yêu cầu thiết kế, khả năng phòng chống lũ của toàn hệ thống được nâng cao. Tuy nhiên do sức ép của quá trình phát triển kinh tế - xã hội, việc khai thác các khu vực bãi sông, lòng sông bừa bãi, không có quy hoạch cụ thể, thiếu sự kiểm soát và đã ở mức đáng báo động: các đê bối ngày càng lấn ra phía lòng sông và được tôn tạo cao hơn, dân cư vùng bãi sông trở nên đông đúc và bùng phát việc xây dựng nhà cửa, lấn chiếm bờ làm co hẹp lòng sông, bãi sông...Đặc biệt tuyến sông Cầu chảy qua địa bàn tỉnh Bắc Ninh bắt đầu từ Tam Giang (H. Yên Phong) đến Châu Phong (H. Quế Võ) có chiều dài là 69 km. Sông Cầu là nguồn cung cấp nước tưới, nước sinh hoạt và cũng là nơi nhận nước tiêu cho vùng phía Bắc tỉnh Bắc Ninh và các tỉnh khác thuộc lưu vực. Sông Cầu có mực nước trong mùa lũ cao từ 3-6m, cao nhất là 8m, cao trên mặt ruộng 1-2 m, trong mùa cạn mực nước sông lại xuống quá thấp ( 0,5 – 0,8m). Tuy nhiên cho đến nay, tỉnh Bắc Ninh chưa có quy hoạch phòng chống lũ chi tiết cho tuyến sông Cầu có đê trên địa bàn nên việc tổ chức quản lý và khai thác hợp lý các khu vực bãi sông kết hợp hài hòa giữa đảm bảo phòng, chống lũ và phát triển kinh tế trung hạn và dài hạn còn nhiều hạn chế, các công trình dự kiến xây dựng -1- không triển khai được do chưa có quy hoạch do thiếu cơ sở pháp lý. Nhiều đoạn đê chưa bảo đảm yêu cầu thiết kế, nhiều công trình dưới đê bị xuống cấp cần bổ sung, nâng cấp; Vấn đề vi phạm hành lang thoát lũ sông trục và hành lang bảo vệ đê điều vẫn xảy ra thường xuyên; Việc xác định chỉ giới thoát lũ cho tuyến sông Cầu này cần được thực hiện. Vì những lý do nêu trên việc xây dựng “ Quy hoạch phòng chống lũ Sông Cầu phục vụ phát triển kinh tế xã hội và ổn định dân cư khu vực tỉnh Bắc Ninh” là hết sức cần thiết và cấp bách. Đây cũng là lý do dẫn đến sự hình thành của Luận Văn. Kết quả nghiên cứu sẽ là một phương án tham khảo cho việc đưa ra các phương án sử dụng trong quá trình định hướng hoàn thiện các giải pháp phòng, chống lũ phù hợp với các quy hoạch khác về phát triển kinh tế - xã hội; bảo đảm an ninh quốc phòng; chiến lược phòng, chống và giảm nhẹ thiên tai của tỉnh Bắc Ninh trong giai đoạn mới. 2. Mục tiêu nghiên cứu. Phân tích và đánh giá tình hình lũ lụt, úng ngập và các nguyên nhân gây ra lũ lụt cho các tuyến sông Cầu có đê trên địa bàn tỉnh Bắc Ninh. Từ đó đề xuất và lựa chọn giải pháp công trình, phi công trình để phòng, chống lũ trên sông Cầu. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu. 3.1. Đối tượng nghiên cứu: Quy hoạch phòng chống lũ trên sông Cầu có đê nhằm đảm bảo sự phát triển bền vững, quản lý và sử dụng có hiệu quả hệ thống đê điều đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế xã hội của tỉnh Bắc Ninh. 3.2. Phạm vi nghiên cứu: Lưu vực sông Cầu ảnh hưởng đến vùng nghiên cứu phòng chống lũ của tỉnh Bắc Ninh. Sông Cầu chảy qua địa bàn tỉnh Bắc Ninh bắt đầu từ Tam Giang (H.Yên Phong) đến Châu Phong (H.Quế Võ) có chiều dài là 69km. 4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu. 4.1 Cách tiếp cận (1) Tiếp cận tổng hợp Thu thập tài liệu liên quan đến vùng nghiên cứu: -2- + Tài liệu về đặc điểm tự nhiên có ảnh hưởng đến quá trình hình thành, vận động và biến đổi nước trên các lưu vực bao gồm: Tài liệu địa hình, địa mạo, thổ nhưỡng, tài liệu khí tượng thủy văn của các trạm trong vùng và lân cận vùng nghiên cứu. + Tài liệu hiện trạng dân sinh kinh tế, hiện trạng các công trình chống lũ. + Tài liệu về diễn biến và thiệt hại của các trận lũ lớn đã xảy ra. + Tài liệu tổng kết các biện pháp kiểm soát lũ đã thực hiện từ trước tới nay, về các bài học thành công và thất bại trong phòng chống bão, lũ lụt. (2) Tiếp cận khảo sát thực địa Điều tra, khảo sát thực địa để đánh giá hiện trạng khai thác, vận hành công trình, các đặc điểm tự nhiên kinh tế xã hội có liên quan và ảnh hưởng đến vùng nghiên cứu, đặc biệt khảo sát hiện trạng công trình tiêu và phòng chống lũ. (3) Tiếp cận kế thừa, phát triển các kết quả nghiên cứu và tiếp thu công nghệ Sử dụng các phần mềm tính toán và các phần mềm ứng dụng khác để phục vụ công tác tính toán để đưa ra phương án phòng chống lũ lụt. 4.2. Phương pháp nghiên cứu. Luận văn sử dụng các phương pháp sau: - Phương pháp kế thừa; - Phương pháp chuyên gia; - Phương pháp thu thập tài liệu, số liệu; - Phương pháp phân tích, xử lý, đánh giá số liệu; - Phương pháp sử dụng mô hình toán 5. Kết quả đạt được. Luận văn đạt được các kết quả chính sau: + Tổng quan về lũ lụt, úng ngập và các nguyên nhân gây ra lũ lụt ở Việt Nam nói chung và vùng nghiên cứu nói riêng + Nghiên cứu cơ sở đề xuất giải pháp phòng chống lũ cho các tuyến sông Cầu có đê trên địa bàn tỉnh Bắc Ninh. + Đề xuất và lựa chọn giải pháp phòng chống lũ trên sông Cầu. -3-  CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU VÀ VÙNG NGHIÊN CỨU 1.1. Tổng quan lĩnh vực nghiên cứu. 1.1.1. Tổng quan lĩnh vực nghiên cứu trong nước. Nước ta là một trong năm nước trên thế giới chịu tác động nhiều nhất của sự biến đổi khí hậu toàn cầu. Liên tiếp trong những năm gần đây do ảnh hưởng của sự biến đổi khí hậu, hiện tượng lũ lớn, lũ quét đã xảy ra với tần suất, qui mô và cường độ ngày càng gia tăng. Lũ lụt miền Bắc nói chung và tỉnh Bắc Ninh nói riêng đã trở thành một tai hoạ tự nhiên thường xuyên đe doạ cuộc sống của người dân trong vùng. Tỉnh Bắc Ninh là một trong những tỉnh nằm trong vùng đồng bằng sông Hồng là vùng kinh tế và dân sinh quan trọng của cả nước. Nhận thức rõ tính bức xúc và tầm quan trọng của vấn đề lũ lụt, Nhà nước và một số Bộ, ngành và các địa phương đã triển khai một loạt các chương trình, đề tài, đề án điều tra, nghiên cứu về lũ lụt nhằm đưa ra các giải pháp giảm thiểu thiệt hại do lũ lụt gây ra. Có thể nêu một số công trình tiêu biểu như: - Đề tài "Nghiên cứu xây dựng công cụ tính toán và dự báo dòng chảy lũ thượng lưu hệ thống sông Hồng" (Lê Bắc Huỳnh, TT DBKTTVTƯ) Hình 1.1: Sơ đồ lưới trạm dự báo thượng lưu sông Hồng (Nguồn:TTQGDBKTTVTW) -4- Thành quả: Đã xây dựng được hệ thống dự báo thủy văn cho các lưu vực sông Đà, Thao, Lô, vận hành hồ chứa Hoà Bình và diễn toán lũ về hạ lưu đến trạm Sơn Tây, Hà Nội. Đề tài đã tạo dựng được nền tảng cho việc áp dụng mô hình thủy văn để dự báo lũ, kết quả tính toán của đề tài khá tốt và đã được TTDBKTTVTƯ bổ sung và đưa vào dự báo tác nghiệp. Cần nghiên cứu tiếp: (1) Đề tài có tính nghiên cứu cơ bản, chưa thành một công nghệ hoàn chỉnh để dùng vào dự báo tác nghiệp; (2) vì thiếu số liệu phía Trung Quốc cho nên đã phải xử lý biên trên bằng phương pháp hồi qui, vì thế có hạn chế về độ chính xác; (3) số liệu dùng trong tính toán và hiệu chỉnh mô hình là đến năm 1996, cần được cập nhật số liệu; (4) hơn nữa, nghiên cứu chỉ mới dừng lại ở dự báo thủy văn đến các trạm Sơn Tây và Hà Nội chưa có khả năng áp dụng cho cả hệ thống sông Hồng-Thái Bình. - Đề tài cấp Bộ “Xây dựng công nghệ tính toán dự báo lũ lớn hệ thống sông Hồng – Thái Bình” do PGS. TS. Trần Thục (Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Môi trường) làm chủ nhiệm. Đề tài bước đầu đã xây dựng công nghệ hoàn chỉnh cho tính toán dự báo lũ tác nghiệp cho toàn hệ thống sông Hồng - Thái Bình. Mô hình MIKE 11 được nghiên cứu áp dụng để tính toán dự báo lũ lớn cho hệ thống sông Hồng-Thái Bình với 25 sông chính và chia thành 52 nhánh sông bao gồm 792 mặt cắt. Như vậy, đã có rất nhiều nghiên cứu và nhiều mô hình tính toán dự báo lũ và diễn toán lũ cho hệ thống sông Hồng - Thái Bình và đã giải quyết được từng mục tiêu cụ thể trong nghiên cứu lũ và phòng chống thủy tai đồng bằng sông Hồng Thái Bình, các kết quả của các nghiên cứu này là nền tảng cho các nghiên cứu tiếp theo. Tuy nhiên mỗi nghiên cứu chỉ chú trọng đến một lĩnh vực, một phạm vi nhất định và chưa có một công nghệ hoàn chỉnh cho tính toán dự báo lũ cho toàn hệ thống sông Hồng - Thái Bình. Các nghiên cứu này là cơ sở cho việc quy hoạch hành lang thoát lũ và các biện pháp cải tạo, chỉnh trị lòng sông trong quy hoạch hệ thống công trình phòng -5- chống lũ, hệ thống đê sông Hồng, sông Thái Bình thu được nhiều kết quả có giá trị về mặt khoa học và thực tiễn góp phần phòng tránh, giảm nhẹ thiên tai bão lũ. 1.1.2. Tổng quan về các giải pháp phòng chống lũ lưu vực sông của các nước. Thế giới hiện nay đang ở trong thời kỳ biến đổi khí hậu, những trận lũ lớn xuất hiện ngày càng nhiều (Ấn Độ, Banlades, Trung Quốc, Philipin, Mianma, Mỹ,...) đã gây thiệt hại nghiêm trọng về người và của. Thiên tai lũ lụt đang có xu thế gia tăng cả về tần suất lẫn cường độ. Nhiều nhà khoa học, nhiều tổ chức quốc tế đã tập trung nghiên cứu nhằm tìm ra các giải pháp phòng chống và phòng tránh hữu hiệu giảm thiệt hại do lũ lụt gây ra. Đối với các nước phát triển các nghiên cứu về lũ lụt thường gắn với quản lý tài nguyên, môi trường theo lưu vực sông. Đối với các nước đang phát triển việc dự báo, cảnh báo lũ lụt còn gặp nhiều khó khăn, các nghiên cứu chủ yếu phục vụ cho công tác phòng tránh, giảm nhẹ thiên tai. Trên thế giới việc nghiên cứu, áp dụng các mô hình thủy văn, thủy lực cho các mục đích trên đã được sử dụng khá phổ biến; nhiều mô hình đã được xây dựng và áp dụng cho dự báo hồ chứa, dự báo lũ cho hệ thống sông, cho công tác qui hoạch phòng lũ. Một số mô hình đã được ứng dụng thực tế trong công tác mô phỏng và dự báo dòng chảy cho các lưu vực sông có thể được liệt kê ra như sau: - Viện Thủy lực Đan Mạch (Danish Hydraulics Institute, DHI) xây dựng phần mềm dự báo lũ bao gồm: Mô hình NAM tính toán và dự báo dòng chảy từ mưa; Mô hình Mike 11, Mike 21 tính toán thủy lực, dự báo dòng chảy trong sông và cảnh báo ngập lụt. Phần mềm này đã được áp dụng rất rộng rãi và rất thành công ở nhiều nước trên thế giới. Trong khu vực Châu Á, mô hình đã được áp dụng để dự báo lũ lưu vực sông Mun-Chi và Songkla ở Thái Lan, lưu vực sông ở Bangladesh, và Indonesia. Hiện nay, công ty tư vấn CTI của Nhật Bản đã mua bản quyền của mô hình, thực hiện những cải tiến để mô hình có thể phù hợp với điều kiện thuỷ văn của Nhật Bản. - Viện Điện lực (EDF) của Pháp đã xây dựng phần mềm TELEMAC tính các bài toán thuỷ lực 1 và 2 chiều. TELEMAC-2D là phần mềm tính toán thủy lực 2 chiều, nằm trong hệ thống phần mềm TELEMAC. TELEMAC-2D đã được kiểm -6- nghiệm theo các tiêu chuẩn nghiêm ngặt của Châu Âu về độ tin cậy; mô hình này đã được áp dụng tính toán rất nhiều nơi ở Cộng hòa Pháp và trên thế giới. Ở Việt Nam, mô hình đã được cài đặt tại Viện Cơ học Hà Nội và Khoa Xây dựng - Thuỷ lợi Thuỷ điện, Trường Đại học Kỹ thuật Đà nẵng và đã được áp dụng thử nghiệm để tính toán dòng chảy tràn vùng Vân Cốc- Đập Đáy, lưu vực sông Hồng đoạn trước Hà Nội, và tính toán ngập lụt khu vực thành phố Đà Nẵng. - Trong một nghiên cứu về hệ thống dự báo lũ cho sông Maritsa và Tundzha, Roelevink và cộng sự đã kết hợp sử dụng mô đun mưa - dòng chảy Mike 11-NAM và mô đun thủy lực Mike 11-HD để tiến hành dự báo. Các mô hình này đã được hiệu chỉnh sử dụng số liệu các trận lũ năm 2005 và 2006. Kết quả từ hai mô hình này được kết hợp sử dụng với phần mềm FloodWatch để kết xuất ra mực nước dự báo và các cảnh báo tại các điểm xác định. Kết quả cho thấy rằng, số liệu đầu vào quyết định độ lớn của thời gian dự kiến. Kết quả sẽ chính xác hơn nếu thời gian dự kiến ngắn và ngược lại. Trong nghiên cứu này cũng đã sử dụng chức năng cập nhật mực nước và lưu lượng tính toán theo mực nước và lưu lượng thực đo tại các vị trí biên đầu vào. 1.2. Đặc điểm tự nhiên vùng nghiên cứu. 1.2.1. Đặc điểm vị trí địa lý. Dòng chính sông Cầu bắt nguồn từ dãy núi Vạn On ở độ cao 1.175m thuộc Chợ Đồn, tỉnh Bắc Cạn. Chiều dài sông tính tới Phả Lại là 290km, diện tích lưu vực 6.030km2. Nếu tính các phụ lưu có chiều dài 10km trở lên thì từ thượng nguồn về đến chỗ nhập lưu các sông Thương với sông Cầu có tất cả 27 phụ lưu, trong đó chỉ có khoảng 5 phụ lưu lớn có diện tích lưu vực từ vài trăm đến trên 1000km2 còn lại là những phụ lưu nhỏ. Sông Cầu chảy qua địa bàn tỉnh Bắc Ninh bắt đầu từ Tam Giang (H. Yên Phong) đến Châu Phong (H. Quế Võ) có chiều dài là 69km. Sông Cầu là nguồn cấp nước tưới, nước sinh hoạt và cũng là nơi nhận nước tiêu cho vùng phía Bắc tỉnh Bắc Ninh và các tỉnh. -7- Hình 1.2: Bản đồ hành chính tỉnh Bắc Ninh. Hinh 1.3: Điểm cuối Sông Cầu nhập lưu với Sông Thương tỉnh Bắc Ninh -8- Hình 1.4: Khu vực nghiên cứu sông Cầu tỉnh Bắc Ninh -9- 1.2.2. Đặc điểm địa hình. Địa hình của tỉnh nhìn chung có hướng dốc từ Bắc xuống Nam và từ Tây sang Đông, vùng đồng bằng chiếm tới khoảng 99,5% diện tích toàn tỉnh thường có cao độ từ 3-7 m, 0,5% diện tích còn lại là địa hình đồi núi thấp cao độ trong khoảng 100-200 m, ngoài ra còn một số đồi bát úp nằm rải rác ở một số huyện Quế Võ, Tiên Du và Gia Bình. Các khu trũng thấp ở các huyện: Yên Phong, Từ Sơn, Tiên Du, Quế Võ, Gia Bình, Lương Tài khó tiêu thoát, hay bị úng ngập vào mùa mưa. Với dạng địa hình như trên nên Bắc Ninh có điều kiện thuận lợi phát triển đa dạng cây trồng, vật nuôi, luân canh nhiều cây trồng và canh tác nhiều vụ trong năm. Song cũng có khó khăn là phải xây dựng các công trình tưới, tiêu cục bộ và đòi hỏi lựa chọn cơ cấu cây trồng vật nuôi thích hợp đối với từng dạng địa hình mới phát huy được hết tiềm năng đất đai của tỉnh. 1.2.3. Đặc điểm địa chất. Cấu trúc địa chất tỉnh Bắc Ninh mang những nét đặc trưng của vùng sụt trũng sông Hồng, bề dày trầm tích đệ tứ chịu ảnh hưởng rõ rệt của cấu trúc mỏng và Bắc Ninh cũng nằm trong miền kiến tạo Đông Bắc, Bắc Bộ nên cấu trúc địa chất còn mang tính chất của vòng cung Đông Triều vùng Đông Bắc. Toàn tỉnh có mặt các loại đất đá có tuổi Cambri đến đệ tứ, song nhìn chung có thành tạo Kainozoi phủ trên các thành tạo cổ. Đây là thành tạo chiếm ưu thế về địa tầng lãnh thổ. Các thành tạo Triat phân bố trên hầu hết các dãy núi, thành phần thạch học chủ yếu là cát kết, sạn kết. Bề dày các thành tạo đệ tứ biến đổi theo quy luật trầm tích từ Bắc xuống Nam. Ở các vùng núi do bị bóc mòn nên bề dày của chúng còn rất mỏng, càng xuống phía Nam bề dày có thể đạt tới 100m, trong khi đó vùng phía Bắc (Đáp Cầu) bề dày chỉ đạt từ 30 – 50m. 1.2.4. Đặc điểm thổ nhưỡng. Theo bản đồ thổ nhưỡng tỷ lệ 1/25.000 toàn tỉnh Bắc Ninh do Viện Quy hoạch và thiết kế Nông nghiệp lập năm 2000 thì trên địa bàn tỉnh có các loại đất như sau: - 10 - Bảng 1-1: Tổng hợp diện tích đất trên địa bàn tỉnh Bắc Ninh. Loại đất TT Ký hiệu Diện tích Tỷ lệ (ha) (%) 1 Đất cát ven song Cb 110,9 0,13 2 Đất phù sa được bồi của hệ thống sông Hồng Ph b 2.213,78 2,69 3 Đất phù sa được bồi của hệ thống sông Thái Bình Pb 630,4 0,77 4 Đất phù sa không được bồi của hệ thống sông Hồng Ph 5.688,02 6,91 5 Đất phù sa không được bồi của hệ thống sông Thái Bình P 1.523,3 1,85 6 Đất phù sa gley của hệ thống sông Hồng Phg 11.148,95 13,55 7 Đất phù sa gley của hệ thống sông Thái Bình Pg 10.916,74 13,27 8 Đất phù sa có tầng loang lổ của hệ thống sông Hồng h Pf 4.047,9 4,92 9 Đất phù sa có tầng loang lổ của hệ thống sông Thái Bình Pf 5.146,93 6,26 10 Đất phù sa úng nước Pj 3.285,23 3,99 11 Đất xám bạc màu trên phù sa cổ B 4.505,8 5,48 12 Đất xám bạc màu gley Bg 952,69 1,16 13 Đất thung lũng do sản phẩm dốc tụ D 126 0,15 14 Đất vàng nhạt trên đá cát và dăm cuội kết Fq 764,18 0,92 15 Đất xói mòn trơ sỏi đá, núi đá E 224,25 0,27 Tổng diện tích các loại đất 51.285,07 62,33 Đất ở và đất chuyên dùng 21.092,58 25,63 Sông ngòi, ao hồ TỔNG DIỆN TÍCH TỰ NHIÊN 9.893,35 82.271,2 12,14 100.00 Trong đó, đất phù sa gley của hệ thống sông Hồng (Phg) chiếm diện tích chủ yếu (11.148,95ha), chiếm 13,55% diện tích đất tự nhiên. Đất phù sa gley của hệ thống sông Thái Bình (Pg) chiếm diện tích lớn thứ hai (10.916,74ha), chiếm 13,27% diện tích đất tự nhiên phân bố dọc hệ thống sông Cầu thuộc các huyện Yên Phong, Quế Võ. Các loại đất này chủ yếu trồng 2 vụ lúa. 1.2.5. Đặc điểm hệ thống sông ngòi. Bắc Ninh có hệ thống sông ngòi khá dầy đặc, mật độ lưới sông cao, trung bình từ 1-1,2 km/km2 và gần như 4 mặt đều có sông là ranh giới với các tỉnh, phía Bắc có sông Cầu là ranh giới với tỉnh Bắc Giang, phía Nam có sông Bùi là ranh giới - 11 - với huyện Cẩm Giàng tỉnh Hải Dương, phía Đông có sông Thái Bình là ranh giới với huyện Nam Sách tỉnh Hải Dương, phía Tây Bắc có sông Cà Lồ là ranh giới với huyện Sóc Sơn thành phố Hà Nội. Sông Cầu được coi là dòng chính của sông Thái Bình, bắt nguồn từ vùng núi Phia – Deng (1527m) ở phía đông nam dãy Pia – Bia – Óc, chảy qua các tỉnh Bắc Cạn, Thái Nguyên, Bắc Giang, Vĩnh Phúc và Bắc Ninh, chảy vào sông Thái Bình (gặp sông Thương) tại phía thượng lưu Phả Lại khoảng 1÷2km. Sông Cầu có diện tích lưu vực 6,030km2, với chiều dài lưu vực khoảng 290km. Sông Thương bắt nguồn từ dãy núi Na – Pa – Phước cao 600m ở gần ga Bản Thị thuộc huyện Chi Lăng tỉnh Lạng Sơn, chảy qua các huyện Chi Lăng, Hữu Lũng của tỉnh Lạng Sơn, huyện Lạng Giang, Yên Dũng tỉnh Bắc Giang, tiếp nhận sông Lục Nam ở cuối huyện Yên Dũng rồi gặp sông Cầu tại thượng lưu Phả Lại. Sông Thương có diện tích lưu vực 6,650km2, chiều dài lưu vực khoảng 157 km. Sông Lục Nam được coi là nhánh cấp 1 của sông Thương. Sông bắt nguồn từ vùng núi Kham – Sâu – Chòm cao 700m ở Tây bắc Đình Lập tỉnh Lạng Sơn, chảy theo hướng Tây Bắc – Đông Nam đến Đình Lập rồi chuyển hướng Đông Bắc – Tây Nam chảy vào tỉnh Bắc Giang tại xã An Lạc, huyện Sơn Động. Sau đó chảy qua các huyện Lục Ngạn, Lục Nam rồi đổ vào sông Thương tại làng Cõi, cách cửa sông Thương (chỗ hợp lưu sông Cầu – sông Thương) khoảng 9-10km. Sông Lục Nam có diện tích lưu vực 3070km2, chiều dài lưu vực khoảng 175km. Sông Đuống là phân lưu của sông Hồng, chuyển nước sông Hồng chảy vào sông Thái Bình ở hạ lưu Phả Lại khoảng 3km. Khi chảy tới Nấu Khê, cách Phả Lại khoảng 7km, sông Thái Bình tách làm 2 nhánh: dòng chính và sông Kinh Thầy. Dòng chính sông Thái Bình chảy qua trạm thủy văn Cát Khê (cách hạ lưu Phả Lại 8km), uốn khúc qua cầu Phú Lương và trạm thủy văn Phú Lương (cách Phả Lại 19km) và sau đó lại có phân lưu sông Gùa, tiếp đó có phân lưu sông Mía ở gần Cầu Xe, rồi nhận thêm nước sông Luộc từ sông Hồng chảy tại Quý Cao. Ở phía hạ lưu Quý Cao, sông Thái Bình lại có thêm phân lưu sông Mới. Sau đó, dòng chính sông Thái Bình chảy ra vịnh Bắc Bộ tại cửa Thái Bình. Như vậy, sông Thái bình tiếp - 12 - nhận nước sông Hồng từ các phân lưu sông Đuống, sông Luộc; bản thân sông Thái Bình có các phân lưu: sông Kinh Thầy, sông Gùa, sông Mới và sông Mía. Sông Cà Lồ là phụ lưu cấp I thứ 24 của sông Cầu, bắt nguồn từ dãy núi Tam Đảo, ở độ cao 300m, nhập vào bờ phải của sông Cầu tại Lương Phúc, chiều dài sông là 89km, diện tích lưu vực 881km2, hệ số uốn khúc của sông lớn (3,7). Đoạn qua tỉnh Bắc Ninh dài 6,5km từ Yên Phụ (H. Yên Phong) đến Tam Giang (H. Yên Phong). Thượng nguồn sông có độ dốc lớn từ 2,5 - 5,3%o, lòng sông hẹp, nên thời gian tập trung nước nhanh, dạng lũ nhọn, thời gian lũ ngắn. Đoạn từ Phủ Lỗ về Lương Lỗ lòng sông rộng hơn. Tại trạm Phú Cường đo được mực nước lớn nhất là 9,14m vào tháng 8/1971, do có nước vật của sông Cầu về mùa lũ nước sông thường cao hơn nội đồng, việc tiêu úng ra sông Cà Lồ bằng tự chảy khó, vì vậy nước trong đồng có xu thế dồn về phía sông Cầu tiêu ra cống Vọng Nguyệt hoặc bơm ra Ngũ Huyện Khê rồi tiêu ra sông Cầu qua cống Đặng Xá (hoặc bơm vợi bằng trạm bơm vợi Đặng Xá khi lũ sông Cầu cao cống Đặng Xá đóng). Sông Ngũ Huyện Khê là phụ lưu cấp I thứ 26 của sông Cầu, bắt nguồn từ Đầm Thiếp (Mê Linh) chảy qua phía Tây huyện Đông Anh, qua cống điều tiết Cổ Loa nhập vào sông Ngũ Huyện Khê tại cầu Dũng (xã Dục Tú). Sông dài 27 km, diện tích lưu vực 145 km2. Đoạn qua Bắc Ninh dài 24km từ Châu Khê (H. Từ Sơn) đến Vạn An (TP. Bắc Ninh), đổ vào bờ phải sông Cầu tại cống Đặng Xá. Sông Ngũ Huyện Khê có cao trình đáy 0,1 – 1,0m, độ rộng trung bình 30 50m. Sông có nhiệm vụ chuyển tải nước mưa từ lưu vực Đầm Thiếp và lưu lượng từ các trạm bơm của các khu tiêu nội đồng như các trạm bơm Xuân Canh, Lộc Hoà, Liên Đàm, Trịnh Xá, Nghĩa Khê, Minh Đức... rồi chuyển tải ra sông Cầu qua cống Đặng Xá (hoặc bơm vợi bằng trạm bơm vợi Đặng Xá khi lũ sông Cầu cao cống Đặng Xá đóng). Ngoài ra nó còn được sử dụng để dẫn nước từ sông Đuống đến các trạm bơm dọc hai bên bờ sông Ngũ huyện khê để tưới lúa và hoa màu trong mùa cạn. Mực nước sông Ngũ Huyện Khê vào mùa lũ từ Long Tửu về Đặng Xá chênh lệch nhau không đáng kể. Do đê sông Ngũ Huyện Khê thấp, mỏng và yếu nên khi - 13 -
- Xem thêm -

Tài liệu liên quan

Tài liệu xem nhiều nhất