Tài liệu ứng dụng mô hình thủy văn đô thị đánh giá mức độ ngập lụt tại quận ninh kiều, thành phố cần thơ trong bối cảnh biến đổi khí hậu

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --------------------- NGUYỄN PHƢỚC THỌ ỨNG DỤNG MÔ HÌNH THỦY VĂN ĐÔ THỊ ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ NGẬP LỤT TẠI QUẬN NINH KIỀU, THÀNH PHỐ CẦN THƠ TRONG BỐI CẢNH BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – Năm 2019 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --------------------- NGUYỄN PHƢỚC THỌ ỨNG DỤNG MÔ HÌNH THỦY VĂN ĐÔ THỊ ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ NGẬP LỤT TẠI QUẬN NINH KIỀU, THÀNH PHỐ CẦN THƠ TRONG BỐI CẢNH BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Chuyên ngành: Thủy văn học Mã số: 8440224.01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. NGUYỄN Ý NHƢ Hà Nội – Năm 2019 LỜI CẢM ƠN Luận văn thạc sỹ khoa học”Ứng dụng Mô hình Thủy văn Đô thị đánh giá mức độ ngập lụt tại quận Ninh Kiều, thành phố Cần Thơ trong bối cảnh Biến đổi khí hậu”. Trước hết, Tác giả xin chân thành cám ơn đến TS. Nguyễn Quang Hưng và TS. Nguyễn Ý Như là người trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ trong suốt quá trình hoàn thành luận văn này. Tác giả xin chân thành cám ơn TS. Cấn Thu Văn, trường Đại học Tài nguyên và Môi trường TP. Hồ Chí Minh đã tận tình giúp đỡ trong suốt quá trình học tập. Tác giả xin chân thành cảm ơn đến lãnh đạo, đồng nghiệp Đài Khí tượng Thủy văn khu vực Nam Bộ, Tổng cục Khí tượng Thủy văn, đã tạo điều kiện tốt nhất trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn này. Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới quý Thầy, Cô giáo trong khoa Khí tượng Thủy văn và Hải dương học nói riêng và trường ĐH Khoa học Tự nhiên ĐHQGHN nói chung đã truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm, giúp đỡ, tạo điều kiện tốt nhất cho tác giả trong quá trình học tập và nghiên cứu luận văn. Trong khuôn khổ luận văn không tránh khỏi những sai sót, tác giả mong nhận được các ý kiến đóng góp từ phía độc giả và các bạn đồng nghiệp. Trân trọng. Tác giả Nguyễn Phƣớc Thọ LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn này công trình nghiên cứu do cá nhân tôi thực hiện dƣới sự hƣớng dẫn khoa học của TS. Nguyễn Ý Nhƣ, không sao chép các công trình nghiên cứu của ngƣời khác. Các số liệu, kết quả của luận văn là trung thực và chƣa từng đƣợc công bố trong bất kì một công trình khoa học của ngƣời khác. Các thông tin thứ cấp sử dụng trong luận văn có nguồn gốc rõ ràng, đƣợc trích dẫn đầy đủ, trung thực và đúng quy cách. Tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm về tính xác thực và nguyên bản luận văn của mình. TÁC GIẢ Nguyễn Phƣớc Thọ MỤC LỤC MỞ ĐẦU ................................................................................................................1 1. Tính cấp thiết của đề tài. ................................................................................1 2. Mục tiêu của luận văn:...................................................................................1 3. Phạm vi nghiên cứu: ......................................................................................2 4. Phƣơng pháp nghiên cứu: ..............................................................................2 5. Tóm tắt nội dung nghiên cứu:........................................................................3 CHƢƠNG 1: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN VÀ KINH TẾ XÃ HỘI THÀNH PHỐ CẦN THƠ ..........................................................................................................4 1.1. TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU ..................................................4 1.1.1. Vị trí địa lý ...............................................................................................4 1.1.2. Đặc điểm địa hình. ...................................................................................6 1.1.3. Đặc điểm khí hậu .....................................................................................7 1.1.4. Đặc điểm hệ thống sông ngòi và đặc điểm thủy văn, thủy triều ...........11 1.1.5. Điều kiện kinh tế và xã hội. ...................................................................20 1.2. TỔNG QUAN HIỆN TRẠNG THOÁT NƢỚC CẦN THƠ ......................21 1.2.1. Hệ thống thoát nƣớc mƣa, nƣớc thải và xử lý nƣớc thải. ......................21 1.2.2. Tình hình ngập và nguyên nhân gây ngập ở khu vực TP. Cần Thơ. .....22 1.3. BIỂU HIỆN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Ở THÀNH PHỐ CẦN THƠ ..............29 1.3.1. Biểu hiện của biến đổi khí hậu và nƣớc biển dâng toàn cầu .................29 1.3.2. Biểu hiện biến đổi khí hậu ở Việt Nam .................................................29 1.3.3. Biểu hiện biến đổi khí hậu ở thành phố Cần Thơ ..................................29 CHƢƠNG 2: PHƢƠNG PHÁP TIẾP CẬN VÀ LÝ THUYẾT MÔ HÌNH ........33 2.1. PHƢƠNG PHÁP TIẾP CẬN .........................................................................33 2.2. LÝ THUYẾT MÔ HÌNH .............................................................................344 2.3. CÁC NGHIÊN CỨU CŨ SỬ DỤNG MÔ HÌNH MÔ PHỎNG NGẬP LỤT ĐÔ THỊ .................................................................................................................39 2.3.1. Trên thế giới ............................................................................................39 2.3.2. Trong nƣớc ..............................................................................................44 CHƢƠNG 3: ỨNG DỤNG MÔ HÌNH THỦY VĂN ĐÔ THỊ ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ NGẬP LỤT QUẬN NINH KIỀU TRONG BỐI CẢNH BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ...................................................................................................................................48 3.1. TÌNH HÌNH THU THẬP SỐ LIỆU ............................................................48 3.1.1 Số liệu hệ thống khu vực nghiên cứu .......................................................48 3.1.2 Dữ liệu địa hình ........................................................................................48 3.1.3. Số liệu biên đầu vào ................................................................................49 3.2. THIẾT LẬP MÔ HÌNH MIKE URBAN CHO HỆ THỐNG THOÁT NƢỚC QUẬN NINH KIỀU .................................................................................49 3.2.1 Xây dựng mô hình toán .........................................................................49 3.2.2 Hiệu chỉnh, kiểm định mô hình .............................................................55 3.3. THIẾT LẬP MÔ PHỎNG TRẬN NGẬP DO MƢA NGÀY 28/01/2018 VÀ CÁC KỊCH BẢN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU .......................................................68 3.3.1. Kết quả mô phỏng theo kịch bản hiện trạng ngày 28/01/2018 ..............70 3.3.2. Kết quả mô phỏng theo kịch bản thấp giai đoạn đầu thế kỉ .................72 3.3.3. Kết quả mô phỏng theo kịch bản cao giai đoạn đầu thế kỉ ...................73 3.3.4. Kết quả mô phỏng giả định trƣờng hợp mƣa (28/01/2018) và triều (09/10/2018) ......................................................................................................75 3.4 PHÂN TÍCH NGUYÊN NHÂN GÂY NGẬP VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP .76 3.4.1 Nguyên nhân ngập....................................................................................76 3.4.2 Giải pháp. .................................................................................................77 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ............................... Error! Bookmark not defined. TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................86 PHỤ LỤC ...........................................................................................................868 DANH MỤC HÌNH Hình 1-1. Bản đồ hình chính Tp Cần Thơ ..................................................................4 Hình 1-2. Bản đồ hành chính quận Ninh Kiều ............................................................5 Hình 1-3. Bản đồ cao độ Thành phố Cần Thơ ............................................................6 Hình 1-4. Bản đồ đẳng trị mƣa năm ĐBSCL ..............................................................8 Hình 1-5. Biểu đồ lƣợng mƣa trung bình tháng tại Cần Thơ ....................................10 Hình 1-6. Bản đồ hệ thống sông ngòi Cần Thơ ........................................................11 Hình 1-7. Hệ thống trạm thuỷ văn khảo sát điều tra mùa lũ khu vực ĐBSCL .........13 Hình 1-8. Biểu diễn biến mực nƣớc hàng năm trên sông Hậu tại trạm Cần Thơ .....14 Hình 1-9. Biểu đồ lƣu lƣợng trung bình tháng trên sông Hậu tại Cần Thơ ..............15 Hình 1-10. Hệ thống thoát nƣớc quận Ninh kiều ......................................................22 Hình 1-11. Biểu đồ các yếu tố thủy văn đặc trƣng tháng tại trạm Thủy văn Cần Thơ ...................................................................................................................................24 Hình 1-12. Bản đồ ngập thành phố Cần Thơ ............................................................27 Hình 1-13. Biểu đồ nhiệt độ trung bình năm tại Cần thơ ..........................................30 Hình 1-14. Biểu đồ diễn biến tổng lƣợng mƣa năm tại Cần Thơ (1981-2000) ........30 Hình 1-15. Biểu đồ diễn biến tổng lƣợng mƣa năm tại Cần Thơ (2001-2017) ........30 Hình 1-16. Biểu đồ diễn biến mực nƣớc cao nhất, thấp nhất, trung bình năm .........31 Hình 1-17. Biểu đồ diễn biến mực nƣớc cao nhất năm.............................................32 Hình 1-18. Biểu đồ diễn biến mực nƣớc trung bình năm .........................................32 Hình 1-19. Biểu đồ diễn biến mực nƣớc thấp nhất năm ...........................................32 Hình 2-1. Sơ đồ tính toán ..........................................................................................33 Hình 2-2. Sơ đồ tính toán mƣa – dòng chảy .............................................................34 Hình 2-3. Sơ đồ tính toán dòng chảy trong hệ thống thoát nƣớc 1 chiều .................37 Hình 2-4. Sơ đồ kết hợp mô hình 1 chiều và 2 chiều ................................................39 Hình 2-5. Quy hoạch thoát nƣớc khu vực nội thành Hà Nội (JICA, 1995) ..............45 Hình 3-1. Bản đồ DEM khu vực nghiên cứu ............................................................49 Hình 3-2. Thiết lập node trong mô hình MIKE URBAN .........................................50 Hình 3-3. Hình ảnh nhập Link trong MIKE URBAN...............................................50 Hình 3-4. Trắc dọc tuyến cống ..................................................................................51 Hình 3-5. Nhập số liệu lƣu vực trong MIKE URBAN .............................................52 Hình 3-6. Thiết lập các thông số lƣu vực trong MIKE URBAN ..............................52 Hình 3-7. Sơ đồ mạng lƣới tính toán trong MIKE URBAN .....................................53 Hình 3-8. Bản đồ DEM sau khi biên tập lại ..............................................................53 Hình 3-9. Thiết lập lƣới 2D .......................................................................................54 Hình 3-10. Độ sâu ngập lớn nhất trận 11 – 13/9/2018 ..............................................56 Hình 3-11. Trắc dọc tuyến đƣờng 30/4 từ giao đƣờng Mậu Thân đến giao đƣờng Quang Trung .............................................................................................................56 Hình 3-12. Kết quả ngập trên Google Earth trận ngày 12/9/2018 ............................58 Hình 3-13. Trắc dọc tuyến đƣờng Mậu Thân từ đoạn giao với đƣờng 30/4 đến cửa xả (node 157).............................................................................................................60 Hình 3-14. Độ sâu ngập lớn nhất trận 9 – 11/10/2018 ..............................................60 Hình 3-15. Trắc dọc tuyến đƣờng Quang Trung .......................................................61 Hình 3-16. Kết quả ngập trên Google Earth và một số vị trí kiểm định trận 10/10/2018 ..............................................................................................................655 Hình 3-17. Trắc dọc tuyến đƣờng Trần Hƣng Đạo ...................................................65 Hình 3-18. Độ sâu ngập lớn nhất trận 3 – 5/10/2018 ................................................66 Hình 3-19. Kết quả ngập trên Google Earth và một số vị trí kiểm định trận ngập ngày 4/10/2018 ..........................................................................................................67 Hình 3-20. Biểu đồ trận mƣa hiện trạng ngày 28/01/2018 .......................................68 Hình 3-21. Biểu đồ trận mƣa hiện trạng ngày 28/01/2018 theo kịch bản thấp năm 2030 ...........................................................................................................................69 Hình 3-22. Biểu đồ trận mƣa hiện trạng ngày 28/01/2018 theo kịch bản cao năm 2030 ...........................................................................................................................69 Hình 3-23. Biểu đồ mực nƣớc triều hiện trạng ngày 9-10-11 tháng 10 năm 2018 ...70 Hình 3-24. Độ sâu ngập lớn nhất do mƣa ngày 28/01/2018 ....................................70 Hình 3-25. Diễn biến lƣu lƣợng mực nƣớc trong tuyến cống đƣờng Mậu Thân ......71 Hình 3-26. Tuyến đƣờng Mậu thân bị ngập trong trận mƣa ngày 28/01/2018 .........71 Hình 3-27. Độ sâu ngập lớn nhất do mƣa ngày 28/01/2018 theo kịch bản thấp năm 2030 ...........................................................................................................................72 Hình 3-28. Diễn biến lƣu lƣợng mực nƣớc trong tuyến cống đƣờng Mậu Thân theo kịch bản thấp năm 2030 ............................................................................................73 Hình 3-29. Độ sâu ngập lớn nhất do mƣa ngày 28/01/2018 theo kịch bản cao năm 2030 ...........................................................................................................................73 Hình 3-30. Diễn biến lƣu lƣợng mực nƣớc trong tuyến cống đƣờng Mậu Thân theo kịch bản cao năm 2030 ..............................................................................................74 Hình 3-31. Độ sâu ngập lớn nhất do tổ hợp mƣa ngày 28/01/2018 và triều ngày 09/10/2018.................................................................................................................75 Hình 3-32. Vị trí thiết lập các cống ngăn triều trên hệ thống thoát nƣớc quận Ninh Kiều ...........................................................................................................................77 Hình 3-33. Thiết lập các cống ngăn triều bằng cơ chế hoạt động RTC ....................78 Hình 3-34. Thiết lập các vị trí cảm biến ...................................................................79 Hình 3-35. Thiết lập cơ chế điều khiển .....................................................................79 Hình 3-36. Xác định các thông số PID parameter sets .............................................80 Hình 3-37. Thiết lập chức năng điều chỉnh ...............................................................80 Hình 3-38. Chạy mô phỏng RTC ..............................................................................81 Hình 3-39. Kết quả mô phỏng trƣớc và sau khi có cống ngăn triều: ........................81 Hình 3-40. Vị trí thiết lập thêm cống và hầm ga cho khu vực đoạn P. Thới Bình và P. Cái Khế .................................................................................................................82 Hình 3-41. Kết quả mô phỏng trƣớc và sau khi lắp đặt 2 tuyến cống và nâng cao độ mặt đƣờng..................................................................................................................83 DANH MỤC BẢNG Bảng 1-1. Phân bố diện tích theo cao độ.....................................................................7 Bảng 1-2. Các đặc trƣng khí tƣợng trung bình tại Tp. Cần Thơ ................................9 Bảng 1-3. Các đặc trƣng khí tƣợng trung bình tại Tp. Cần Thơ ..............................10 Bảng 1-4. Kết quả tính toán lƣợng mƣa thời đoạn (mm) ứng với tần suất ..............11 Bảng 1-5. Lƣu lƣợng bình quân tháng (m3/s) tại các trạm thủy văn ........................14 Bảng 1-6. Đặc trƣng mực nƣớc hàng tháng tại Tp. Cần Thơ ...................................15 Bảng 1-7. Đặc trƣng mực nƣớc năm tại trạm Thủy văn Cần Thơ ...........................15 Bảng 1-8. Mực nƣớc đỉnh lũ lớn (năm 2000, 2001, 2002, 2011) tại một số trạm ...17 Bảng 1-9. Mực nƣớc và thời gian xuất hiện đỉnh lũ tại các trạm dọc sông Hậu.....17 Bảng 1-10. Mực nƣớc, lƣu lƣợng và thời gian xuất hiện đỉnh lũ tại Cần Thơ.......18 Bảng 1-11. Lƣu lƣợng trung bình (m3/s) Tân Châu – Châu Đốc, Vàm Nao, Mỹ Thuận, Cần Thơ.........................................................................................................19 Bảng 1-12. Mực nƣớc cao nhất năm từ 2000-2017 tại trạm Cần Thơ ......................24 Bảng 1-13. Thống kê mực nƣớc những năm có lũ tại Tân Châu và Châu Đốc ........25 Bảng 1-14. Hiện trạng ngập úng thành phố Cần Thơ qua một số năm .....................27 Bảng 3-1. Kết quả độ sâu ngập lớn nhất tại một số vị trí điển hình trận ngập 12/9/2018 ...................................................................................................................57 Bảng 3-2. Kết quả độ sâu ngập lớn nhất tại một số vị trí điển hình trận ngập 10/10/2018.................................................................................................................61 Bảng 3-3. Kết quả độ sâu ngập lớn nhất tại một số vị trí điển hình trận ngập 4/10/2018 ...................................................................................................................66 BẢNG KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT TP : Thành phố ĐH : Đại học ĐHQGHN : Đại học Quốc gia Hà Nội GIS (Geographic Information System) : Hệ thống thông tin địa lý Time-Lag : Mô hình thủy văn tất định SWMM : Storm Water Management Model RCP4.5 : Representative Concentration Pathways RCP8.5 : Representative Concentration Pathways ĐBSCL : Đồng bằng sông Cửu Long BĐKH : Biến đổi khí hậu KTTV : Khí tƣợng Thủy văn NCKH : Nghiên cứu Khoa Học DEM (Digital Elevation Model) : Mô hình số địa hình MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Cần Thơ là thành phố lớn thứ tƣ của cả nƣớc, cũng là thành phố hiện đại và lớn nhất của cả vùng hạ lƣu sông Mê Kông, có tổng diện tích tự nhiên là 1.409 km² với dân số vào khoảng 1.603.543 ngƣời, trong đó dân thành thị là 1.108.000 ngƣời, dân số vùng nông thôn là 478.543 ngƣời, mật độ dân số tính đến năm 2016 là 1138 ngƣời/km². Thành phố là đầu tàu kinh tế của vùng Đồng bằng Sông Cửu Long (ĐBSCL) với tốc độ tăng trƣởng GDP hàng năm là 10%, và đang dần trở thành trung tâm sản xuất nông nghiệp công nghệ cao, nuôi trồng thủy sản, chế biến thực phẩm và xuất khẩu. Phát triển kinh tế và những thay đổi trong hệ thống tự nhiên đã tạo áp lực cho hệ thống ĐBSCL, làm gia tăng các rủi ro về thảm hoạ thiên tai ngày nay, bao gồm ngập lụt, hạn hán, bão, sụt lún đất và xâm nhập mặn. Biến đổi khí hậu sẽ làm trầm trọng thêm các rủi ro này. Ngập lụt là mối nguy dễ thấy nhất ở thành phố Cần Thơ, gây thiệt hại về tài sản và làm gián đoạn các hoạt động kinh tế, chủ yếu ở khu vực lõi đô thị. Theo phân tích của thành phố, lũ lụt đô thị gây ra thiệt hại kinh tế trực tiếp lên đến hơn 300 triệu đô la Mỹ trong vòng 5 năm qua. Một nghiên cứu gần đây của Viện Quốc tế về Môi trƣờng và Phát triển đã ƣớc tính thiệt hại kinh tế hàng năm (trực tiếp và gián tiếp) do lũ lụt gây nên ở mức 642 đô la Mỹ mỗi hộ, chiếm 11% thu nhập hàng năm của hộ gia đình. Các yếu tố gây ra ngập lụt bao gồm lƣợng mƣa lớn, nƣớc sông dâng cao, thủy triều gia tăng, thoát nƣớc kém ở các đô thị và sụt lún đất. Việc đô thị hóa nhanh chóng và không kiểm soát đã dẫn đến tình trạng lấn chiếm nhiều kênh tự nhiên, làm giảm đi đáng kể khả năng thoát nƣớc của hệ thống thoát nƣớc thành phố. Luận văn với đề tài “Ứng dụng mô hình thủy văn đô thị đánh giá mức độ ngập lụt tại quận Ninh Kiều, thành phố Cần Thơ trong bối cảnh BĐKH” nhằm đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến ngập lụt thành phố Cần Thơ, xây dựng các kịch bản ngập lụt điển hình cho quận Ninh Kiều, từ đó đề xuất các giải pháp chống ngập cục bộ cho quận Ninh Kiều. 2. Mục tiêu của luận văn Mục tiêu tổng quát: Đánh giá tác động của BĐKH đến diễn biến ngập lụt đô thị ở quận Ninh Kiều, thành phố Cần Thơ Mục tiêu cụ thể: 1 - Tính toán mô phỏng hiện trạng ngập lụt đô thị ở quận Ninh Kiều thành phố Cần Thơ. - Xác định nguyên nhân ngập úng cho các khu vực của quận Ninh Kiều - Xây dựng các giải pháp chống ngập lụt ở quận Ninh Kiều, thành phố Cần Thơ trong bối cảnh BĐKH. 3. Phạm vi nghiên cứu Khu vực quận Ninh Kiều, thành phố Cần Thơ bao gồm các phƣờng: An Bình, An Cƣ, An Hòa, An Hội, An Khánh, An Lạc, An Nghiệp, An Phú, Cái Khế, Hƣng Lợi, Tân An, Thới Bình và Xuân Khánh. Đối tƣợng nghiên cứu tập trung vào nƣớc mƣa và nƣớc triều dâng, nƣớc thải sinh hoạt đô thị đƣợc tạm tính dựa trên phần trăm nƣớc cấp sinh hoạt. 4. Phƣơng pháp nghiên cứu 4.1 Phƣơng pháp thống kê, thu thập dữ liệu - Thu thập dữ liệu thủy văn (mƣa, lũ, mực nƣớc) phục vụ mô hình thủy lực (MIKE 11 VÀ MIKE Urban). Số liệu thủy văn đƣợc thu thập từ các trạm đo trên lƣu vực, số liệu ngập lụt đƣợc điều tra trực tiếp trong thời gian ngập và các vết ngập tại hiện trƣờng. - Thống kê: Dùng thực hiện tính toán các đặc trƣng lũ, mƣa, ngập. 4.2 Phƣơng pháp mô hình: Dùng tính toán mô hình thủy lực (Mike 11, Mike 21), mô hình thủy văn đô thị (MIKE Urban). 4.3 Phƣơng pháp hệ thống thông tin địa lý (GIS): Đƣợc áp dụng để truy xuất các thông tin từ bản đồ và xây dựng các bản đồ từ kết quả tính toán kết quả ngập lụt trên khu vực nghiên cứu. 4.4 Phƣơng pháp chuyên gia: Tham khảo, tƣ vấn các chuyên gia trong việc đánh giá kết quả mô phỏng, xây dựng các kịch bản tính toán và các biện pháp phòng chống ngập lụt cho khu vực nghiên cứu. 4.5 Phƣơng pháp điều tra thực địa: Xác định, kiểm tra cao độ các hệ thống thoát nƣớc đô thị ở khu vực nghiên cứu, điều tra khảo sát các vết ngập, vận hành của các công trình đơn vị trên hệ thống thoát nƣớc của khu vực nghiên cứu. 2 5. Tóm tắt nội dung nghiên cứu Mở đầu: Đặt vấn đề, xác định mục tiêu nghiên cứu Chƣơng 1: Đặc điểm địa lý tự nhiên và kinh tế xã hội khu vực nghiên cứu Chƣơng 2: Phƣơng pháp tiếp cận và lý thuyết mô hình. Chƣơng 3: Ứng dụng mô hình thủy văn đô thị đánh giá mức độ ngập lụt quận Ninh Kiều trong bối cảnh biến đổi khí hậu Kết luận: Trình bày một số kết quả của luận văn đạt đƣợc Kiến nghị: Kiến nghị một số vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu Tài liệu tham khảo: Thống kê các tài liệu đã đƣợc tác giả tham khảo trong quá trình thực hiện luận văn 3 CHƢƠNG 1: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN VÀ KINH TẾ XÃ HỘI THÀNH PHỐ CẦN THƠ 1.1. TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1.1.1. Vị trí địa lý Thành phố Cần Thơ và các quận, huyện trực thuộc đƣợc thành lập trên cơ sở tách từ tỉnh Cần Thơ, theo Nghị định số 22/2003/QH11 ngày 26/11/2003 của Quốc hội nƣớc Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam (khóa XI) và Nghị định số 05/2004/NĐ-CP ngày 02/01/2004 của Chính phủ; Năm 2008, TP. Cần Thơ đƣợc công nhận là thành phố trực thuộc Trung ƣơng. Thành phố Cần Thơ nằm ở trung tâm Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL), là điểm giao nhau của vùng Tây Nam sông Hậu với vùng Tứ giác Long Xuyên, vùng Bắc sông Tiền và vùng trọng điểm phía Nam. Thành phố Cần Thơ 4 mặt đều không giáp biển, hầu nhƣ không có rừng tự nhiên. Đƣợc xem là trung tâm kinh tế, văn hóa và chính trị của ĐBSCL, cũng là thành phố hiện đại và lớn nhất của cả vùng hạ lƣu sông Mê Kông. Hình 1-1. Bản đồ hình chính Tp Cần Thơ 4 Thành phố nằm giữa một mạng lƣới sông ngòi, kênh rạch chằng chịt, cách biển Đông 80 km, cách thủ đô Hà Nội 1.800 km và cách TP.Hồ Chí Minh 170 km (theo đƣờng bộ). có vị trí địa lý: Tọa độ địa lý: 9o55’08” – 10o19’38” vĩ Bắc; 105o13’38” – 105o50’35” kinh Đông, - Phía Bắc giáp An Giang; - Phía Nam giáp Hậu Giang; - Phía Tây giáp Kiên Giang; - Phía Đông giáp 02 tỉnh Vĩnh Long và Đồng Tháp Hình 1-2. Bản đồ hành chính quận Ninh Kiều Đơn vị hành chính của thành phố Cần Thơ gồm 5 quận (Ninh Kiều, Cái Răng, Bình Thủy, Ô Môn, Thốt Nốt) và 4 huyện (Phong Điền, Cờ Đỏ, Vĩnh Thạnh, Thới Lai) với 85 đơn vị hành chính cấp xã, phƣờng, thị trấn (5 thị trấn, 36 xã, 44 phƣờng). Ngày 19 tháng 4 năm 2009, Thủ tƣớng Chính phủ đã ký Quyết định số 492/QĐ-TTg Thành lập vùng kinh tế trọng điểm vùng đồng bằng sông Cửu Long gồm 4 tỉnh, thành phố trực thuộc Trung ƣơng là: thành phố Cần Thơ, tỉnh An Giang, tỉnh Kiên Giang và 5 tỉnh Cà Mau nhằm phát huy tiềm năng, vị trí địa lý và các lợi thế so sánh của vùng và từng bƣớc phát triển vùng kinh tế trọng điểm vùng đồng bằng sông Cửu Long thành một trong những vùng phát triển lớn về sản xuất lúa gạo, nuôi trồng, đánh bắt và chế biến thủy sản, có đóng góp lớn vào xuất khẩu nông thủy sản của cả nƣớc. Trong đó, thành phố Cần Thơ là một cực phát triển, đóng vai trò động lực thúc đẩy mạnh mẽ sự phát triển của toàn vùng đồng bằng sông Cửu Long. Ninh Kiều là quận trung tâm của thành phố Cần Thơ, nằm ở ngã ba sông Cần Thơ và sông Hậu, phía đông giáp tỉnh Vĩnh Long, phía tây giáp huyện Phong Điền, phía nam giáp huyện Phong Điền và quận Cái Răng, phía bắc giáp quận Bình Thủy. Toàn quận có 13 phƣờng: An Bình, An Cƣ, An Hòa, An Hội, An Khánh, An Lạc, An Nghiệp, An Phú, Cái Khế, Hƣng Lợi, Tân An, Thới Bình, Xuân Khánh. 1.1.2. Đặc điểm địa hình. Cần Thơ có địa hình bằng phẳng hơi nghiêng theo các chiều: cao từ Đông Bắc thấp dần xuống Tây Nam và cao từ bờ sông Hậu thấp dần vào nội đồng, rất đặc trƣng cho dạng địa hình châu thổ. Hình 1-3. Bản đồ cao độ Thành phố Cần Thơ 6 Đây là vùng đất có hệ thống sông ngòi, kênh rạch chằng chịt, cao độ mặt đất phổ biến từ 0,6 – 0.8 m so với mực nƣớc biển (mốc quốc gia Hòn Dấu). Vùng nội ô gồm các Quận: Ninh Kiều, Bình Thuỷ, Cái Răng, Thốt Nốt đất đai tƣơng đối cao có cao độ từ 1,4 đến 2,5m, trong khi các huyện ngoại thành Vĩnh Thạnh, Cờ Đỏ, Thới Lai, Phong Điền cao độ khu dân cƣ khoảng 1,0 - 1,5m và đồng ruộng 0,4 – 0,8m. Cần Thơ có 4 cù lao với diện tích 2.681ha (Tân Lộc 2.086ha, Cồn Sơn 69ha, Cồn Khƣơng 280ha, Cồn Ấu 81ha) cao độ địa hình phổ biến 0,7 – 0,9m. Vùng ven sông khá thuận lợi cho việc lợi dụng thủy triều tƣới tiêu tự chảy, vùng xa sông tƣới tiêu và cải tạo đất khó khăn hơn. Bảng 1-1. Phân bố diện tích theo cao độ TT 1 2 Cao độ (m) Diện tích (ha >2,00 1,5 -2 ,0 575 3.633 Phân bố diện tích theo cao độ Tỷ lệ (%) Phân bố diện tích theo cao độ (% >2,00 0,4 1,5 -2 ,0 1,0 - 1,5 0,5 - 1,0 2,6 <0,5 3 1,0 - 1,5 24.873 17,7 4 0,5 - 1,0 93.295 66,6 5 <0,5 12.276 8,8 6 Sông Rạch 5.508 3,9 140.160 100 Cộng Sông Rạch 1.1.3. Đặc điểm khí hậu a. Cơ chế khí hậu phân làm hai mùa rõ rệt: - Mùa mƣa: từ tháng 5 đến tháng 11, chịu tác động chính của gió mùa tây nam, lƣợng mƣa tƣơng đối lớn > 100mm/tháng. Tổng lƣợng mƣa mùa này thƣờng chiếm ≥ 90% tổng lƣợng mƣa năm. Phân bố lƣợng mƣa theo không gian cho thấy, lƣợng mƣa trung bình nhiều năm khu vực Cần thơ vảo khoảng 1500-2000 mm. - Mùa khô: từ tháng 12 đến tháng 4, chịu tác động của gió mùa đông bắc, lƣợng mƣa rất nhỏ, thậm chí có tháng không có mƣa. Nhiệt độ hàng năm cao, thay đổi từ 26,5-27,4 OC. Tháng IV nóng nhất, nhiệt độ bình quân tháng biến đổi từ 27,6-28,6 OC, nhiệt độ bình quân cao nhất biến đổi từ 35,7÷38 OC. Tháng I lạnh nhất, nhiệt độ bình quân từ 24,9-25,2 OC, nhiệt độ bình quân 7 thấp nhất biến đổi từ 17,0-19, OC. Chênh lệch nhiệt độ trung bình các tháng trong năm khoảng 2,9-3,4OC. (Nguồn: Viện Khoa học Khí tƣợng Thủy văn và biến đổi khí hậu) Hình 1-4. Bản đồ đẳng trị mƣa năm ĐBSCL Độ ẩm tƣơng đối trung bình hàng năm thay đổi từ 81÷85%. Trong năm, tháng IX và X độ ẩm trung bình đạt giá trị cao nhất (86÷89%). Tháng I và II độ ẩm tƣơng đối trung bình đạt giá trị thấp nhất 75÷80%. Lƣợng bốc hơi trung bình năm xảy ra trên toàn Đông Bằng từ 900÷1300 mm (Piche) thấp hơn nhiều so với lƣợng mƣa trung bình năm. Thông thƣờng, những nơi có lƣợng mƣa năm lớn thì lƣợng bốc hơi năm nhỏ và ngƣợc lại đó là trở ngại rất lớn đối với những nơi còn lệ thuộc nhiều vào lƣợng nƣớc mƣa hàng năm. 8 Số giờ nắng bình quân cả năm 6,8-7,5 giờ/ngày. Tháng II - IV, số giờ nắng cao nhất (trung bình 8-10 giờ/ngày). Tháng VIII-X, số giờ nắng thấp nhất (trung bình 5-6 giờ/ngày). Tổng giờ nắng trung bình năm quan trắc là 2.400 – 2.500 giờ/năm. Số giờ nắng cao nhất tập trung vào các tháng mùa khô với trong thời kỳ tháng 2 - 4 có số giờ nắng đạt 8 - 10 giờ/ngày, tổng số giờ nắng trung bình 210 giờ/tháng, tƣơng đƣơng với 7 giờ/ ngày. Tháng 3 có tổng giờ nắng trung bình cao nhất năm 282 giờ/tháng. Trong các tháng mùa mƣa tổng giờ nắng trung bình là 200 giờ/ngày, tƣơng đƣơng với 6-7 giờ/ngày. Lƣợng bức xạ tổng cộng đạt cực đại vào tháng 4, cực tiểu vào tháng 11, 12. Lƣợng bức xạ tăng lên nhanh chóng sau ngày đông chí, tháng 1 cao hơn các tháng nửa sau hè, kể cả tháng 7, 8 và có thể đạt cực đại ngày vào tháng 3, tháng 4 Bảng 1-2. Các đặc trƣng khí tƣợng trung bình tại Tp. Cần Thơ Trị số trung bình tháng (mm) Đặc trƣng 1 Tổng 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Nhiệt độ (OC) 25,3 25,8 27,1 28,3 27,8 27,1 26,8 26,6 26,5 26,6 26,4 25,2 293,1 Số giờ nắng 253 240 282 257 210 174 179 170 164 157 188 212 2486 11,2 13,4 15,4 18,3 14,0 13,0 12,9 12,9 12,5 11,8 10,7 10,3 156,4 Bốc hơi (mm) 90 87 106 102 82 73 74 82 76 74 84 89 1019 Độ ẩm (%) 82 81 79 81 85 88 88 88 90 89 86 83 1020 1,6 1,8 1,5 1,2 1,0 1,5 1,4 1,8 1,1 0,9 1,1 1,2 16.1 Bức xạ (kcal/cm2) Tốc (m/s) độ gió b. Đặc điểm mƣa Chế độ gió mùa đã đem lại cho vùng này một mùa mƣa và một mùa khô tƣơng phản sâu sắc. Mùa mƣa bắt đầu từ tháng V và kéo dài đến hết tháng XI, trùng với thời kỳ gió mùa Tây Nam, mùa khô bắt đầu từ tháng XII và kết thúc tháng IV năm sau, trùng với thời kỳ gió mùa Đông bắc. Về lƣợng mƣa phân bố không đều các tháng trong năm mà chỉ tập trung vào các tháng mùa mƣa. Lƣợng mƣa trong mùa mƣa chiếm trên 80% lƣợng mƣa cả năm. Trạm Cần Thơ lƣợng mƣa tháng VII là 223mm, tháng IX là 252mm, tháng X là 275mm , tháng XI là 150 mm cũng trùng với thời kỳ lũ lớn nhất xảy ra ở sông Hậu (khu vực 9