Chương I tổng quan tình hình nghiên cứu về vấn đề liên quan trên Thế giới và trong nước, giới thiệu đặc điểm về lượng mưa của khu vực nghiên cứu, đặc điểm bề mặt và hệ thống thoát nước khu vực đô thị, tình hình sử dụng nước mưa cũng như tình trạng ngập úng đô thị trong mùa mưa. Chương II trình bày tuần tự logic bài toán, cách tiếp cận và phương pháp luận, một số phương pháp nghiên cứu chính và các nguồn dữ liệu phục vụ nghiên cứu. Chương III phân tích các kết quả chính và đưa ra các kết luận cũng như một số kiến nghị rút ra từ các phát hiện và kết quả của quá trình nghiên cứu. 8 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CHƢƠNG I – TỔNG QUAN 1.
Tác động của BĐKH tới nguồn nƣớc, lƣợng mƣa Tác động của Biến đổi khí hậu tới nguồn nước và lượng mưa ở các vùng khác nhau trên Thế giới Các nghiên cứu gân đây đều chỉ ra rằng dưới tác động của biến đổi khí hậu các hiện tượng thời tiết khắc nghiệt ngày càng xuất hiện nhiều hơn: bão lớn, mưa lớn và lốc xoáy xảy ra thường xuyên hơn, thời gian và không gian mưa thay đổi [22], thời tiết nóng nực và hạn hán kéo dài hơn. Sự xuất hiện của các hiện tượng khí hậu cực đoan trên tương ứng với các thời gian và không gian nhất định. Biến đổi khí hậu dẫn tới sự sụt giảm nguồn nước diễn ra trên phạm vi toàn cầu. Theo dự báo của Liên Hợp Quốc, khí hậu và lưu thông của nước trên toàn thế giới trong thế kỷ 21 là vấn đề đáng lo ngại nhất và thảm khốc nhất: "Trái đất đang nóng dần lên, nhưng các dự báo hiện tượng ấm lên lớn hơn nhiều trong thế kỷ 21 sẽ tạo ra những thay đổi lớn về sự bốc hơi và lượng mưa, hệ quả dẫn đến chu kỳ thủy văn không thể đoán trước.
Nhiệt độ không khí tăng lên sẽ làm tăng sự bốc hơi từ các đại dương, tăng cường tuần hoàn nước. Bay hơi nước từ đất sẽ nhanh hơn, do đó lượng mưa chảy ra sông, bổ cập các nguồn nước ngầm đều ít đi. Hệ quả mà con người phải đối mặt là tình trạng thiếu nước ngọt. Số người bị thiếu nước sinh hoạt gia tăng, trong đó ở Châu Á số người có nguy cơ thiếu nước ngọt cho sinh hoạt rất cao (120 triệu đến 1.2 tỷ người) [26].
Con người đang phải đối mặt với nguy cơ thiếu nước nghiêm trọng. Vì vậy rất cần thiết có những hành động bảo vệ và tận dụng những nguồn nước sẵn có một cách hiệu quả nhất vì không gì có thể đảm bảo rằng nguồn nước hiện tại sẽ không cạn kiệt trong tương lai. Khí hậu biến đổi cũng dẫn đến lượng mưa mới và các hiện tượng khí hậu cực đoan hơn, bao gồm ngập lụt và hạn hán [36]. Các trận mưa cường độ lớn dường như tăng mạnh ở nhiều khu vực, kể cả ở những nơi có tổng lượng mưa giảm, điều này cũng phù hợp khi khí hậu toàn cầu ấm lên khiến cho lượng nước bốc hơi tăng lên trong khí quyển [25].
Theo dự báo của Liên Hợp Quốc, các khu vực khô sẽ khô hơn và khu vực ẩm ướt sẽ còn ẩm ướt hơn. Tác động của Biến đổi khí hậu tới mưa ở Việt Nam Dưới tác động của Biến đổi khí hậu, lượng mưa năm, chế độ mưa và lượng mưa ngày đã và đang thay đổi trong những năm trở lại đây (bảng 1. Theo tính toán của các chuyên gia của Bộ Tài nguyên và Môi trường, lượng mưa năm ở các khu vực khí hậu phía Bắc tăng theo các Kịch bản phát thải (KBPT) như sau: vào cuối thế kỷ 21 (so với thời kỳ 1980 – 1999), lượng mưa năm tăng lên khoảng 5 % (KBPT thấp), 7 – 8 % 9 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Như vậy, tính đến năm 2100, lượng mưa năm được dự tính sẽ tăng từ 5% đến 10% tùy thuộc vào các kịch bản phát thải.
Dưới tác động của biến đổi khí hậu, diễn biến của các hiện tượng thời tiết, khí hậu cực đoan, trong đó có mưa lớn, dường như ngày càng phức tạp hơn, thể hiện ở sự gia tăng về tần suất và cường độ. Chính vì vậy, nghiên cứu biến đổi của hiện tượng mưa lớn là một trong những bài toán thu hút được sự quan tâm của nhiều nhà khoa học trên thế giới, nhất là trong những năm gần đây [18] [23]. Chế độ mưa cũng chịu tác động của trong điều kiện khí hậu thay đổi. Đối với lượng mưa trung bình, so với lượng mưa trung bình thời kỳ 1980 – 1999, lượng mưa các vùng tăng lên 0,3 – 1,6 % vào năm 2020; 0,7 – 4,1 % vào năm 2050 và 1,4 – 7,9 % vào năm 2100.
Theo kịch bản phát thải trung bình, vào giữa đến cuối thế kỷ 21, phân bố lượng mưa năm trên cả nước không có nhiều thay đổi (Hình 1.1), các trung tâm mưa lớn và các trung tâm mưa bé vẫn tồn tại trên các vùng khí hậu của Bắc Bộ, Trung Bộ cũng như Nam Bộ. Xu thế và mức độ thay đổi lượng mưa vào các mùa khác nhau trên các vùng khí hậu không hoàn toàn như nhau, phân bố lượng mưa các mùa trong nửa cuối thế kỷ 21 có một số đặc điểm khác với hiện tại. Tác động của Biến đổi khí hậu còn thể hiện ở sự thay đổi lượng mưa ngày lớn nhất. 9/19 trạm tiêu biểu có hệ số tương quan âm giữa R và Rx với trị số tuyệt đối phổ biến khoảng 0,1 – 0,4.
Tốc độ xu thế (b0) của Rx phổ biến khoảng 0,3 – 3 mm/năm, tương tự Hình 1.1: Lƣợng mƣa thời kỳ 2041-2050 [10] tốc độ tăng hay giảm của lượng mưa. 10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.1: Mức thay đổi lƣợng mƣa (%) so với thời kỳ 1980 - 1999 ở các vùng khí hậu Nguồn: KB BĐKH và NBD, BTN&MT, 2009 Xoáy thuận nhiệt đới (XTNĐ) hoạt động trên Biển Đông và cả XTNĐ ảnh hưởng trực tiếp hoặc đổ bộ vào đoạn bờ biển Bắc Bộ trong các thập kỷ sắp tới nhiều lên về tần số và mạnh thêm về cường độ và thất thường hơn về mùa so với hiện nay. Các kỷ lục về lượng mưa ngày, lượng mưa tháng và lượng mưa năm đều cao hơn. Mưa có cường độ lớn và tập trung làm tăng nguy cơ ngập lụt ở nhiều khu vực, nhất là các khu vực trũng và có tốc độ đô thị hóa cao Mưa có cường độ lớn và tập trung làm tăng nguy cơ ngập lụt ở nhiều khu vực, nhất là các khu vực trũng và có tốc độ đô thị hóa cao [10].
11 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Tình trạng ngập lụt đô thị Xu hướng tăng dần của các trận lũ lụt và thiệt hại gây ra đặc biệt rõ nét ở các nước đang phát triển. Theo các nhà khoa học dự báo, số người có thể bị ảnh hưởng của lũ lụt sẽ tăng lên tới con số 2 tỷ người vào năm 2050 và hậu quả sẽ rất khó lường được trước những diễn biến phức tạp do tác động của biến đổi khí hậu, nước biển dâng, nóng lên toàn cầu, đô thị hóa tăng nhanh trong tương lai [1]. Sự nóng lên toàn cầu sẽ làm tăng cường độ và tần số của các trận mưa cực đoan, lý do gây ra ngập lụt đô thị.
Mưa lớn cực đoan, cùng với phát triển đô thị hóa và dân số đô thị ngày càng gia tăng, có thể dẫn đến tăng đáng kể nguy cơ ngập lụt ở các đô thị có lượng mưa cao [33]. Với loại hình thiên tai lũ lụt thì có lẽ ngập lụt ở đô thị là xảy ra thường xuyên và gây thiệt hại nặng nề hơn cả. Các yếu tố gây ra lũ lụt bao gồm: Khí tượng (mưa, bão, tuyết tan…), thủy văn (độ ẩm, khả năng thấm của đất, hình thái dòng dẫn…) và nhân tố do con người (thay đổi sử dụng đất, đô thị hóa, phá rừng…). Đối với đô thị, mật độ công trình xây dựng dầy đặc, gây cản trở quá trình thấm tự nhiên làm tăng dòng chảy mặt lớn hơn so với lưu vực tự nhiên.
Hơn nữa, đô thị hóa nhanh, bê tông hóa bề mặt tăng, các công trình xây dựng nhiều hơn làm giảm thời gian tập trung nước – thời gian từ đỉnh mưa tới đỉnh lũ của một lưu vực làm thiên tai lũ lụt xảy ra nhanh hơn, khó ứng phó hơn [1]. Vào tháng 11/2008: Trận mưa lớn kỷ lục khoảng 100 năm gần đây đã diễn ra và kéo dài trong nhiều ngày ở miền Bắc, đặc biệt là Hà Nội gây ra trận lụt lịch sử, thiệt hại 3. Cuối năm 2013: Triều cường tại thành phố Hồ Chí Minh vượt mức báo động III gây úng ngập nghiêm trọng ở các vùng ven sông, kênh rạch và vùng trũng. Ngày 20/10/2013, đỉnh triểu là 1,68m - đạt mức lịch sử trong 61 năm qua.
Bài học có thể rút ra từ những trận lụt gần đây là: (1) Công tác quy hoạch của các đô thị chưa tốt, chưa lồng ghép biến đổi khí hậu trong quy hoạch nên nguy cơ bị tác động bởi thiên tai, đặc biệt là ngập lụt do mưa cực đoan và nước biển dâng; (2) Để phòng chống ngập lụt đô thị hiệu quả thì vấn đề quy hoạch tổng thể và đồng bộ, lồng ghép giảm nhẹ rủi ro thiên tai và thích ứng biến đổi khí hậu cần phải được xem xét trước tiên. Thực tế các giải pháp riêng lẻ đã không mang lại hiệu quả [8]. 12 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Các nguyên nhân gây úng ngập khu vực đô thị được cho là gồm những nguyên nhân chính như: (i) Hệ thống thoát nước chưa được xây dựng, bị hư hại xuống cấp, không được cải tạo; (ii) Thiết kế ban đầu không phù hợp; (iii) Hệ số dòng chảy trong lưu vực thoát nước tăng vào mùa mưa; [43] Đường ống cấp nước bị rò rỉ ; (v) Cống thoát nước bị tắc, bồi lắng; (vi) Sự cố tại trạm bơm; và (vii) Dưới tác động của biến đổi khí hậu, cường độ mưa lớn thường xuyên hơn, mực nước biển dâng, triều cường (nhất là các đô thị ven biển). Tại khu vực đô thị Hà Nội, bên cạnh các nguyên nhân thường thấy như trên, hiện tượng úng ngập ở khu vực này còn có các nguyên nhân khác, chẳng hạn như: hệ thống thoát nước không đủ công suất tiêu thoát nước trong mùa mưa, thoát nước thải và nước mưa chung nhau cùng một hệ thống cống thoát; cốt san nền không được kiểm soát, nên nước bề mặt không chảy đúng hướng (từ cao xuống thấp) mà chảy lung tung và úng ngập cục bộ.
Khu vực nghiên cứ có địa hình khá bằng phẳng và không có hồ ao hay các dung tích chứa nước tự nhiên.