Nghiên cứu giải pháp lấy nước từ cống cầu xe và an thổ trong hệ thống thủy lợi Bắc Hưng Hải

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật nghiên cứu kỹ thuật tài nguyên nước nghiên cứu đề xuất giải pháp lấy nước của cống cầu xe và an thổ thuộc hệ, khảo sát thực trạng, phân tích nguyên nhân,

• Tác giả: Nguyễn Văn Toàn
• Người hướng dẫn: TS. Ngô Đăng Hải
• Trường học: Trường Đại Học Thủy Lợi
• Chuyên ngành: Kỹ thuật tài nguyên nước
• Đề tài: Giải Pháp Lấy Nước Từ Cống Cầu Xe Trong Điều Kiện Biến Đổi Khí Hậu
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC HÌNH
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• 1.1. Tổng quan về biến đổi khí hậu và nước biển dâng toàn cầu và Việt Nam
• 1.1.1. Xu thế biến đổi khí hậu ở Việt Nam
• 1.1.2. Tác động tiềm tàng của biến đổi khí hậu ở Việt Nam đối với tài nguyên nước và các công trình thủy lợi
• 1.1.3. Tác động của nước biển dâng
• 1.2. Tình hình biến đổi khí hậu và nước biển dâng vùng nghiên cứu
• 1.2.1. Sự thay đổi chế độ thủy văn
• 1.3. Tổng quan về các nghiên cứu liên quan trên thế giới và ở Việt Nam
• 1.3.1. Tổng quan các nghiên cứu về BĐKH trên thế giới
• 1.3.2. Tổng quan các nghiên cứu về BĐKH ở Việt Nam
• 1.4. Khái quát hệ thống thủy lợi Bắc Hưng Hải
• 1.4.1. Điều kiện tự nhiên vùng nghiên cứu
• 1.4.2. Hiện trạng dân sinh kinh tế - xã hội trong vùng nghiên cứu
• 1.4.3. Hiện trạng thủy lợi
• 2. CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CẤP NƯỚC CỦA CỐNG CẦU XE VÀ CỐNG AN THỔ
• 2.1. Dự báo dân số và phát triển kinh tế trong hệ thống thủy lợi Bắc Hưng Hải
• 2.1.1. Dự báo phát triển dân số
• 2.1.2. Phương hướng phát triển ngành nông nghiệp
• 2.1.3. Dự báo phát triển các ngành kinh tế khác (công nghiệp, du lịch...)
• 2.2. Kịch bản biến đổi khí hậu
• 2.3. Xác định nhu cầu nước của hệ thống theo kịch bản biến đổi khí hậu và phát triển kinh tế - xã hội
• 2.3.1. Tính toán các yếu tố khí tượng, thủy văn
• 2.3.2. Tính toán nhu cầu nước hiện tại
• 2.3.3. Tính toán nhu cầu nước cho giai đoạn 2030
• 2.3.4. Tính toán nhu cầu nước cho giai đoạn 2050
• 2.4. Tính toán cân bằng nước của hệ thống
• 2.4.1. Hiện trạng cấp nước trong hệ thống
• 2.5. Phân tích khả năng lấy nước của cống Cầu Xe và cống An Thổ thuộc hệ thống thủy lợi Bắc Hưng Hải trong kịch bản biến đổi khí hậu và nước biển dâng
• 3. CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO KHẢ NĂNG CẤP NƯỚC CỦA CỐNG CẦU XE VÀ CỐNG AN THỔ
• 3.1. Cơ sở và nguyên tắc đề xuất các giải pháp
• 3.1.1. Các cơ sở đề xuất giải pháp
• 3.1.2. Nguyên tắc đề xuất
• 3.2. Nghiên cứu đề xuất giải pháp lấy nước đảm bảo cấp nước cho vùng nghiên cứu
• 3.2.1. Các giải pháp công trình
• 3.2.2. Nghiên cứu đề xuất giải pháp phi công trình
• 3.3. Mô phỏng kiểm tra hệ thống ứng với các giải pháp đề xuất
• 3.3.1. Phương án cấp nước cho vùng tưới và cấp nước của cống Cầu Xe và cống An Thổ
• 3.3.2. Mô phỏng cống An Thổ trong trường hợp mở rộng cống
• 3.4. Phân tích, đánh giá lựa chọn các phương án
• 3.4.1. Kết quả tính toán cho từng phương án tưới và cấp nước
• 3.5. Sơ bộ đánh giá hiệu quả và đề xuất phương án chọn
• 3.5.1. Đánh giá hiệu quả của giải pháp phi công trình
• 3.5.2. Đánh giá hiệu quả của giải pháp công trình
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tính cấp thiết của đề tài

Đề tài nghiên cứu về giải pháp lấy nước từ cống Cầu Xe và cống An Thổ thuộc hệ thống thủy lợi Bắc Hưng Hải trong điều kiện biến đổi khí hậu và nước biển dâng có ý nghĩa quan trọng trong bối cảnh hiện nay. Hệ thống thủy lợi Bắc Hưng Hải đã hoạt động hơn 50 năm, tuy nhiên, hiện nay đang phải đối mặt với nhiều thách thức do biến đổi khí hậu. Theo báo cáo, mực nước biển đang dâng cao, ảnh hưởng trực tiếp đến nguồn nước cung cấp cho nông nghiệp và sinh hoạt. Nghiên cứu này không chỉ giúp xác định nhu cầu nước trong tương lai mà còn đề xuất những giải pháp cụ thể nhằm nâng cao khả năng cấp nước cho vùng nghiên cứu. Điều này cực kỳ cần thiết trong việc đảm bảo an ninh nước, phát triển bền vững nông nghiệp và bảo vệ môi trường. "Hệ thống thủy lợi Bắc Hưng Hải cần được cải thiện để thích ứng với những thay đổi của khí hậu" là một trong những trích dẫn quan trọng trong tài liệu, nhấn mạnh sự cấp bách của nghiên cứu này.

II. Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu

Mục tiêu chính của nghiên cứu là đề xuất các giải pháp nâng cao khả năng cấp nước từ cống Cầu Xe và cống An Thổ, nhằm đảm bảo cung cấp nước đầy đủ cho các hoạt động nông nghiệp và sinh hoạt trong bối cảnh biến đổi khí hậu. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào hệ thống thủy lợi Bắc Hưng Hải, với sự phân tích cụ thể về nhu cầu nước trong các giai đoạn 2030 và 2050. Các yếu tố như dân số, phát triển kinh tế và tình hình khí hậu sẽ được xem xét kỹ lưỡng để đưa ra dự báo chính xác. "Nghiên cứu phải tính đến các kịch bản biến đổi khí hậu để đảm bảo tính khả thi của các giải pháp đề xuất" là một trong những điểm nhấn quan trọng trong phần này, nhấn mạnh sự cần thiết phải liên kết giữa nghiên cứu lý thuyết và thực tiễn.

III. Nội dung nghiên cứu chính

Nội dung nghiên cứu được chia thành ba chương chính. Chương 1 tổng quan về biến đổi khí hậu và nước biển dâng, cung cấp cái nhìn tổng quát về tình hình khí hậu toàn cầu và tác động của nó đến Việt Nam. Chương 2 phân tích và đánh giá hiện trạng cấp nước của cống Cầu Xe và cống An Thổ, dự báo nhu cầu nước trong tương lai dựa trên các kịch bản biến đổi khí hậu. Chương 3 đề xuất các giải pháp nâng cao khả năng cấp nước, bao gồm cả giải pháp công trình và phi công trình. Một trong những trích dẫn quan trọng là: "Giải pháp phi công trình có thể mang lại hiệu quả cao trong việc quản lý nguồn nước". Điều này cho thấy sự cần thiết phải có những phương pháp linh hoạt và đa dạng trong việc giải quyết vấn đề cấp nước.

IV. Phân tích và đánh giá giải pháp

Phân tích và đánh giá các giải pháp đề xuất là một phần quan trọng của nghiên cứu. Các phương án được tính toán và mô phỏng để đánh giá hiệu quả trước khi đưa vào thực tiễn. Việc lựa chọn phương án tối ưu cần dựa trên nhiều tiêu chí như khả năng cung cấp nước, chi phí đầu tư, và tác động đến môi trường. "Một phương án tốt không chỉ đáp ứng nhu cầu hiện tại mà còn phải bền vững trong tương lai" là một trong những nguyên tắc cơ bản trong quá trình đánh giá. Các giải pháp được đề xuất không chỉ nhằm mục đích khắc phục tình trạng thiếu nước mà còn góp phần bảo vệ tài nguyên nước và môi trường sống.

V. Kết luận và kiến nghị

Kết luận của nghiên cứu khẳng định sự cần thiết phải có các giải pháp đồng bộ và hiệu quả để quản lý nguồn nước trong bối cảnh biến đổi khí hậu. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc cải thiện khả năng cấp nước từ cống Cầu Xe và cống An Thổ là khả thi và có thể thực hiện được. Các kiến nghị đưa ra bao gồm việc tăng cường đầu tư cho hạ tầng thủy lợi, áp dụng công nghệ mới trong quản lý nước, và nâng cao nhận thức cộng đồng về bảo vệ tài nguyên nước. "Chỉ khi tất cả các bên liên quan cùng tham gia, chúng ta mới có thể đảm bảo an ninh nước cho tương lai" là một thông điệp mạnh mẽ từ nghiên cứu này.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Hệ thống thủy lợi Bắc Hưng Hải là công trình đại thủy nông có quy mô phục vụ rộng lớn tại vùng Đồng bằng sông Hồng với tổng diện tích tự nhiên 214.952 ha, trong đó diện tích trong đê chiếm 192.085 ha, phục vụ dân sinh và sản xuất cho hơn 3.001.295 người dân thuộc các tỉnh Hưng Yên, Hải Dương, Bắc Ninh và thành phố Hà Nội. Được xây dựng từ năm 1958, sau hơn 60 năm vận hành, hệ thống đang đối mặt với tình trạng mất cân đối nguồn nước nghiêm trọng. Sự suy giảm dòng chảy mùa kiệt trên lưu vực sông Hồng cùng tác động điều tiết của các hồ chứa thượng nguồn khiến mực nước tại cống đầu mối Xuân Quan thường xuyên hạ thấp từ 0,25 m đến 0,40 m so với cao trình thiết kế, cá biệt có thời điểm mực nước ngoài sông xuống dưới 0,80 m, làm tê liệt khả năng lấy nước tự chảy vào mùa khô.

Trước thực trạng thiếu hụt nguồn nước trầm trọng trong vụ Đông Xuân, việc khai thác nguồn nước ngược từ phía hạ du thông qua cống Cầu Xe (lấy nước từ sông Thái Bình) và cống An Thổ (lấy nước từ sông Luộc) trở thành giải pháp cấp bách nhằm bổ sung nước tưới cho hơn 740.318 người dân tại 4 huyện phía nam tỉnh Hải Dương gồm Tứ Kỳ, Gia Lộc, Thanh Miện và Ninh Giang. Mục tiêu trọng tâm của nghiên cứu là đánh giá toàn diện tác động của biến đổi khí hậu và nước biển dâng, từ đó đề xuất các giải pháp công trình và phi công trình nhằm nâng cao khả năng tiếp nhận nước qua hai cống Cầu Xe và An Thổ trong giai đoạn 2018–2050. Nghiên cứu mang ý nghĩa khoa học và thực tiễn sâu sắc, cung cấp căn cứ kỹ thuật chuẩn xác giúp nâng cao 15% đến 25% hiệu quả cấp nước tưới tự chảy và bảo đảm an ninh tài nguyên nước cho toàn vùng hạ lưu Bắc Hưng Hải.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên nền tảng lý thuyết cân bằng nước lưu vực (Water Balance Framework) kết hợp với lý thuyết thủy lực dòng chảy hở một chiều không ổn định mô tả qua hệ phương trình Saint-Venant và lý thuyết lan truyền chất/độ mặn (Advection-Dispersion). Bên cạnh đó, khung lý thuyết dự báo tác động của biến đổi khí hậu dựa trên kịch bản nồng độ khí nhà kính đại diện phát thải cao RCP8.5 theo công bố của Ban Liên chính phủ về Biến đổi Khí hậu (IPCC) và Bộ Tài nguyên và Môi trường Việt Nam được sử dụng làm cơ sở ngoại suy các yếu tố khí tượng thủy văn tương lai.

Các khái niệm then chốt được phát triển xuyên suốt đề tài bao gồm: cơ chế "lấy nước ngược theo triều" (tidal reverse intake) – tận dụng pha triều dâng để đẩy nước ngọt ngược dòng vào mạng lưới kênh trục nội đồng; "ngưỡng xâm nhập mặn cho phép" trong sản xuất nông nghiệp (độ mặn giới hạn dưới 1,0‰); và "mức độ tổn thương nguồn nước" dưới tác động kép của nước biển dâng và suy thoái dòng chảy mùa cạn.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng chuỗi số liệu khí tượng thủy văn toàn diện trong giai đoạn 1961–2018 thu thập từ Trạm khí tượng Hải Dương, Trạm thủy văn Sơn Tây, Hà Nội, kết hợp chuỗi số liệu quan trắc mực nước thực đo liên tục theo giờ tại cống Bá Thủy, cống Cầu Xe và cống An Thổ trong các đợt xả nước vụ Đông Xuân giai đoạn 2014–2018. Phương pháp chọn mẫu tập trung vào các chuỗi thời gian khắc nghiệt nhất trong mùa kiệt (từ tháng 1 đến tháng 4 hàng năm) nhằm nhận diện chuẩn xác các kịch bản bất lợi về nguồn nước.

Phương pháp phân tích mô hình hóa số trị được thực hiện thông qua bộ phần mềm chuyên ngành MIKE 11 với hai phân hệ chính: mô đun thủy lực MIKE 11 HD và mô đun chất lượng nước/lan truyền độ mặn MIKE 11 AD. Lý do lựa chọn MIKE 11 xuất phát từ khả năng mô phỏng vượt trội mạng lưới sông kênh phức tạp có dòng chảy đảo chiều chịu ảnh hưởng của chế độ bán nhật triều không đều tại hạ lưu sông Thái Bình và sông Luộc. Mô hình được hiệu chỉnh và kiểm định chặt chẽ thông qua hệ số hiệu quả Nash-Sutcliffe đạt giá trị từ 0,85 đến 0,92, khẳng định mức độ tin cậy rất cao của các kết quả tính toán mô phỏng.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, nghiên cứu chỉ ra sự suy thoái nghiêm trọng của dòng chảy tự nhiên từ sông Hồng vào cống Xuân Quan trong mùa kiệt. Mực nước trung bình tháng 1 đến tháng 3 tại Hà Nội trong giai đoạn 1988–2010 đã giảm mạnh so với thời kỳ 1956–1987, với các giá trị thấp nhất ghi nhận chỉ đạt 0,66 m (năm 2009) và 0,80 m (năm 2008), khiến lưu lượng lấy nước qua cống đầu mối Xuân Quan bị suy giảm hơn 35% so với yêu cầu thiết kế ban đầu.

Thứ hai, kết quả tính toán nhu cầu nước cho thấy tổng lượng nước yêu cầu của toàn vùng 4 huyện tăng trưởng liên tục qua các giai đoạn. Cụ thể, diện tích đất công nghiệp tăng từ 808,1 ha năm 2018 lên 1.088,7 ha vào năm 2030; nhu cầu nước sinh hoạt và nuôi trồng thủy sản mở rộng (trên 4.650 ha mặt nước nuôi thủy sản) kết hợp cùng sự gia tăng nhiệt độ từ 1,1°C (năm 2030) đến 3,5°C (năm 2050) theo kịch bản RCP8.5 làm lượng bốc thoát hơi nước tiềm năng tăng từ 7% đến 16%, đẩy tổng nhu cầu dùng nước tăng hơn 18% vào năm 2030 và trên 26% vào năm 2050.

Thứ ba, mô phỏng thủy lực chứng minh cống Cầu Xe (3 cửa x 2,5 m) và cống An Thổ (6 cửa x 4,0 m kết hợp âu thuyền 8,0 m) có khả năng bổ sung lưu lượng đáng kể từ 45 m3/s đến 85 m3/s cho hệ thống sông trục Cửu An và Đình Đào trong các kỳ triều cường, đáp ứng từ 60% đến 80% lượng nước thiếu hụt cho khu vực hạ du Bắc Hưng Hải.

Thứ tư, nghiên cứu phát hiện nguy cơ xâm nhập mặn gia tăng khi nước biển dâng 30 cm đến 50 cm, khiến ranh mặn 1,0‰ lấn sâu vào sông Thái Bình và sông Luộc thêm 3 km đến 5 km, rút ngắn thời gian lấy nước ngọt an toàn chỉ còn 4 đến 6 giờ trong mỗi chu kỳ triều.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân cốt lõi dẫn đến tình trạng thiếu nước là sự kết hợp giữa biến đổi lòng dẫn sông Hồng do sạt lở và hạ thấp đáy sông, việc vận hành hồ chứa thượng lưu chưa đồng bộ với lịch triều hạ du, cùng với hiện tượng nước biển dâng gây mặn hóa nguồn nước ngoại vi. So với các nghiên cứu tại lưu vực sông Đáy hay sông Hương, hệ thống Bắc Hưng Hải chịu áp lực kép phức tạp hơn do vị trí chuyển tiếp giữa vùng ngọt và vùng triều mặn.

Các kết quả nghiên cứu trong luận văn được thể hiện trực quan thông qua: hệ thống biểu đồ quá trình mực nước thực đo so với tính toán tại cống Bá Thủy; biểu đồ diễn biến mực nước hai chiều thượng - hạ lưu cống Cầu Xe và An Thổ theo chuỗi giờ thực tế; biểu đồ cột thể hiện mức độ gia tăng nhu cầu nước đa ngành qua các mốc 2018, 2030, 2050; cùng các bảng ma trận so sánh khả năng cấp nước và cân bằng nước chi tiết ứng với từng phương án mở rộng khẩu độ công trình.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Cải tạo và mở rộng khẩu độ cống An Thổ: Triển khai mở rộng tiết diện dẫn nước của cống An Thổ nhằm tăng lưu lượng tiếp nhận nước từ sông Luộc thêm 20% đến 30% (đạt mức lưu lượng thiết kế từ 60 m3/s đến 75 m3/s), hoàn thành xây lắp trong giai đoạn 2022–2026 dưới sự chủ trì của Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn.
2. Nạo vét đồng bộ mạng lưới kênh trục nội đồng: Thực hiện nạo vét tuyến sông Cửu An (đoạn cống Neo đến ngã ba Cự Lộc), sông Đình Đào và tuyến kênh Lộng Khê – An Thổ với tổng chiều dài trên 25 km, hạ thấp cao trình đáy kênh đạt mức thiết kế -4,0 m, khắc phục triệt để tình trạng bồi lắng từ 0,3 m đến 0,7 m hiện nay, hoàn thành trước năm 2025 do Ủy ban nhân dân tỉnh Hải Dương phối hợp chỉ đạo.
3. Thiết lập hệ thống quan trắc mặn và vận hành tự động: Lắp đặt 4 trạm đo độ mặn tự động truyền dữ liệu theo thời gian thực tại thượng - hạ lưu hai cống Cầu Xe và An Thổ, tích hợp quy trình điều khiển đóng mở cửa van thông minh: tự động mở lấy nước khi độ mặn ngoài sông dưới 0,8‰ kết hợp triều dâng và tự động đóng chặn khi độ mặn vượt quá 1,0‰, thực hiện trong giai đoạn 2023–2025 bởi Công ty TNHH Một thành viên Khai thác công trình thủy lợi Bắc Hưng Hải.
4. Điều chỉnh lịch thời vụ và áp dụng kỹ thuật tưới tiết kiệm: Ban hành khung lịch gieo cấy lúa vụ Đông Xuân trùng khớp với các đợt xả nước tăng cường từ hồ chứa thủy điện Hòa Bình và các kỳ triều cường cao (từ ngày 27 tháng 1 đến ngày 15 tháng 2 hàng năm), chuyển đổi diện tích đất lúa kém hiệu quả sang cây trồng cạn có nhu cầu nước thấp hơn 30%, do Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn các địa phương hướng dẫn bà con nông dân.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Cán bộ quản lý và kỹ sư vận hành công trình thủy nông: Đặc biệt là đội ngũ kỹ thuật tại Công ty TNHH Một thành viên Khai thác công trình thủy lợi Bắc Hưng Hải và các công ty thủy lợi thuộc lưu vực sông Hồng; ứng dụng trực tiếp thuật toán và khung giờ vận hành đóng mở cống Cầu Xe, An Thổ theo con triều thực tế.
2. Cơ quan quản lý nhà nước và nhà hoạch định chính sách: Đại diện Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn các tỉnh Hải Dương, Hưng Yên, Bắc Ninh; sử dụng dữ liệu dự báo nhu cầu nước đến năm 2050 để phê duyệt các dự án đầu tư nâng cấp hạ tầng thủy lợi thích ứng biến đổi khí hậu.
3. Giảng viên, nghiên cứu sinh và học viên cao học chuyên ngành Thủy văn, Tài nguyên nước: Sử dụng phương pháp luận kết hợp mô hình MIKE 11, Mike NAM và kịch bản RCP8.5 làm tài liệu giảng dạy, nghiên cứu mẫu mực về giải bài toán thủy lực hai chiều và cân bằng nước lưu vực.
4. Các chuyên gia và tổ chức tư vấn môi trường, biến đổi khí hậu: Tham khảo mô hình phân tích tác động của nước biển dâng và xâm nhập mặn để xây dựng các báo cáo đánh giá rủi ro thiên tai và kế hoạch thích ứng cho các đồng bằng ven biển.

Câu hỏi thường gặp

Tại sao hệ thống Bắc Hưng Hải phải lấy nước ngược qua cống Cầu Xe và An Thổ? Do đáy sông Hồng bị hạ thấp và lưu lượng xả mùa kiệt suy giảm, mực nước tại cống đầu mối Xuân Quan bị tụt thấp từ 0,25 m đến 0,40 m so với thiết kế, khiến lượng nước tự chảy vào hệ thống bị thiếu hụt trên 35%. Việc lấy nước ngược từ sông Thái Bình và sông Luộc tận dụng triều dâng qua cống Cầu Xe và An Thổ là giải pháp bắt buộc để bổ sung nguồn nước tưới cho 4 huyện hạ lưu.

Nghiên cứu áp dụng kịch bản biến đổi khí hậu nào để tính toán? Tác giả áp dụng kịch bản phát thải cao RCP8.5 của Bộ Tài nguyên và Môi trường. Theo kịch bản này, nhiệt độ trung bình tại khu vực nghiên cứu dự báo tăng 1,1°C vào năm 2030 và tăng tới 3,5°C vào năm 2050, lượng bốc hơi tiềm năng tăng 7% đến 16% và mực nước biển dâng lên đến 100 cm vào năm 2100, tạo nên áp lực cực lớn đối với nguồn nước.

Độ tin cậy của mô hình MIKE 11 trong luận văn được đánh giá ra sao? Mô hình MIKE 11 được kiểm định bằng chuỗi số liệu thực đo theo giờ trong các đợt lấy nước vụ Đông Xuân tại trạm cống Bá Thủy và các nhánh sông chính. Kết quả tính toán đạt chỉ số Nash-Sutcliffe từ 0,85 đến 0,92 và sai số mực nước cực đại dưới 5 cm, chứng minh mô hình hoàn toàn đáp ứng độ tin cậy để mô phỏng thủy lực và lan truyền mặn.

Nguy cơ xâm nhập mặn ảnh hưởng như thế nào đến khả năng lấy nước của hai cống? Vào các tháng kiệt nhất (tháng 1 đến tháng 3), nước biển dâng đẩy ranh mặn 1,0‰ tiến sâu vào nội đồng thêm từ 3 km đến 5 km trên sông Thái Bình và sông Luộc. Điều này giới hạn khung thời gian lấy nước ngọt an toàn chỉ còn 4 đến 6 giờ mỗi ngày trong lúc đỉnh triều lên cao nhất, đòi hỏi phải đóng cống kịp thời khi mặn bắt đầu xâm nhập.

Giải pháp công trình trọng điểm nào mang lại hiệu quả cao nhất? Giải pháp tối ưu là kết hợp mở rộng khẩu độ cống An Thổ thêm từ 20% đến 30% diện tích thoát nước và nạo vét đồng bộ hơn 25 km lòng dẫn sông Cửu An, sông Đình Đào về cao trình thiết kế -4,0 m. Giải pháp này giúp tăng lưu lượng cấp nước vào hệ thống thêm 15 m3/s đến 25 m3/s, giải quyết căn bản bài toán ứ nghẽn dòng chảy.

Kết luận

• Luận văn đã đánh giá toàn diện hiện trạng suy giảm nguồn nước tại cống đầu mối Xuân Quan và xác định nhu cầu nước ngày càng tăng của 4 huyện Tứ Kỳ, Gia Lộc, Thanh Miện, Ninh Giang đến năm 2050.
• Ứng dụng thành công mô hình MIKE 11 mô phỏng chính xác chế độ thủy lực lấy nước ngược qua cống Cầu Xe và An Thổ dưới tác động của kịch bản biến đổi khí hậu RCP8.5.
• Xác định định lượng khả năng bổ sung lưu lượng từ 45 m3/s đến 85 m3/s qua hai cống đầu mối hạ lưu, đáp ứng 60% đến 80% nhu cầu tưới thiếu hụt trong vụ Đông Xuân.
• Đề xuất hệ thống giải pháp công trình (mở rộng cống An Thổ, nạo vét kênh Cửu An) kết hợp phi công trình (giám sát mặn tự động, đóng mở theo triều) có tính khả thi kỹ thuật và hiệu quả kinh tế cao.
• Đóng góp luận cứ khoa học quan trọng cho việc hoàn thiện Quy trình vận hành hệ thống thủy lợi Bắc Hưng Hải giai đoạn 2020–2050 thích ứng bền vững với nước biển dâng.

Đóng góp lớn nhất của công trình là chuyển hóa phương thức vận hành hệ thống từ thế bị động sang chủ động khai thác động lực thủy triều ven biển để cấp nước ngọt. Trong giai đoạn 2022–2025, các đơn vị quản lý cần khẩn trương triển khai nạo vét các điểm nghẽn kênh trục và lắp đặt các trạm quan trắc mặn tự động. Quý độc giả, các nhà quản lý và các chuyên gia quan tâm có thể tra cứu toàn văn luận văn tại Thư viện Trường Đại học Thủy lợi để khai thác chi tiết các thông số kỹ thuật và bộ dữ liệu mô phỏng phục vụ công tác quản lý tài nguyên nước chuyên sâu.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TONG QUAN VE VAN ĐỀ NGHIÊN CỨU.1 Tổng quan về biến đổi khí hậu và nước biển dâng toàn cầu và Việt Nam.1 Xu thé Biến đổi khí hậu ở Việt Nam.2 Tác động tiềm tàng của biến đổi khí hậu ở Việt Nam đối với tài nguyên nước và các công trình thuy ỢI. -¿- - - - + x21 x21 91v 1v ng HH HH ng 7 1.3 Tác động của nước biển dâng 1.2 Tình hình biến đổi khí hậu và nước biển dâng vùng nghiên cứu 1.2 Sự thay đổi chế độ thuỷ văn.3 Tông quan về các nghiên cứu liên quan trên thế giới và ở Việt Nam.1 Tổng quan các nghiên cứu về BĐKH trên thế giới.2 Tổng quan các nghiên cứu về BDKH ở Việt Nam.4 Khái quát hệ thống thủy lợi Bắc Hưng Hải.1 Điều kiện tự nhiên vùng nghiên cứu.2 Hiện trạng dân sinh kinh tế - xã hội trong vùng nghiên cứu.3 Hiện trạng thuy ÏỢI.- - tk TT HT TT nh nh HT ch nh rệt 24 1H CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CÁP NƯỚC CUA CONG CAU XE VA CONG AN THỎ.1 Dự báo dân số va phát triển kinh tế trong hệ thống thuỷ lợi Bắc Hung Hải.1 Dự báo phát trién dan sỐ.2 Phương hướng phát triển ngành nông nghiệp.3 Dự báo phát triển các ngành kinh tế khác ( công nghiệp, du lịch,,,).2 Kịch bản biến đổi khí hậu .3 Xác định nhu cầu nước của hệ thống theo kịch bản biến đổi khí hậu và phát triển Kin t6 c0 0.1 Tính toán các yếu tổ khí tượng , thủy văn.2 Tính toán nhu cầu nước hiện tại.3 Tính toán nhu cầu nước cho giai đoạn 2030.4 Tính toán nhu cầu nước cho giai đoạn 2050.4 Tính toán cân bằng nước của hệ thống 2.1 Hiện trạng cấp nước trong hệ thống, ¬——.5 Phan tích kha năng lấy nước của cống Cau Xe và công An Thổ thuộc hệ thống thủy lợi Bắc Hung Hải trong kịch bản biến đổi khí hậu và nước biển dâng. 91 CHUONG 3: DE XUAT CAC GIAI PHAP NANG CAO KHA NANG CAP NUGC CUA CONG CAU XE VA CONG AN THO o.1 Cơ sở và nguyên tắc đề xuất các giải pháp .1 Các cơ sở đề xuất giải pháp.2 Nguyên tắc đề xuẤt.2 Nghiên cứu đề xuất giải pháp lấy nước đảm bao cấp nước cho vùng nghiên cứu.1 Các giải pháp công trÌnh.-- «xxx v1 vn TT TT HT nh nh như 94 3.2 Nghiên cứu đề xuất giải pháp phi công trình .3 Mô phỏng kiểm tra hệ thống ứng với các giải pháp đề xuất 3.1 Phương án cấp nước cho vùng tưới và cấp nước của cống Cầu Xe và cống An 1V 3.2 Mô phỏng công An Thổ trong trường hợp mở rộng cống.4 Phân tích, đánh giá lựa chọn các phương án.1 Kết quả tính toán cho từng phương án tưới và cấp nước .5 Sơ bộ đánh giá hiệu quả và đề xuất phương án chọn.1 Đánh giá hiệu qua của giải pháp phi công trình .2 Đánh giá hiệu quả của giải pháp công trình. --- 5 55+ + x+s+sesxeseesrse 115 KẾT LUẬN VÀ KIEN NGHỊ.---2-©22++2EE2EEEE12711271127112711271112711111211121121111 110011 ee 119 TÀI LIEU THAM KHẢO.

tre 121 ĐANH MỤC BANG "Bảng 11 Sổ lu hin chính, dn ch, din sé h thông Bắc Hưng Hài a1 ‘Bang 12 Phân bổ dn sự vòng Bắc Hang Hi năm 2018 + "Bảng L3 Phận bồ dẫn cư ving cấp nước ca công Câu Xe và cổng An Thủ năm 201822 Bing L4 Diện tc, ơ cổ cây tổng ong ving cp nưức cổng Cầu Xe và cổng An Thi năm 201% 2 ‘Bing L5 SỐ tong gia se, gia cl vàng cấp nude cổng Chu Xe và công An Ths 201823 ‘Bing L6 Diệ ích lượng thiy sin vùng cấp nude cổng Câu Xe vi cổng An Thổ năm 28 2 "Bảng 1.7 Diện ích dt công nghip vàng tối và cấp nước sa cing Chu Xe, An THAD "Bảng 21 Dy báo dân số vùng Bắc Hung Hl giả đen 2030, 28 [Bing 22 Dân sổ tong ving cip nước của công Ci Xe và công An Thủ ghỉ Goan Bing 23 Dân số wong vũng cắp nuốt của công Cu Xe và công An Thủ gái đoạn 2080 28 Bing 24 Cơ ci cấy tring ving cắp ric cing Cu Xe và công An Thủ gis đeyn Sing 25 Cơ elu ely tag Ia vùng cấp nước công Chu Xe và cổng An Thổ gai đoạn 2080 ” Bing 26 SỐ lượng gia sắc, gia cầm ving cắp nước của cổng Chu Xe vã công An Thể ghi dog hiện i 20 ‘Bing 27 SỐ lug gia se, gia chm vồng cắp nước của công Cha Xe và cảng An Thể gi đoạn 200. a0 Bing 28 Sé logo sia sic, gia chm vũng cắp nước của ng Chu Xe vã công An Thổ gai dogn 2080. m [Bing 29 Nội rồng thờ sin Xông ep của cổng Chu Xe và công An Thổ ghi đoạn hận, vị ‘Bing 2.10 Noi ung thiy sin ving cập của ông Chu Xe và công An Th gai đoạn 2m, au [Bing 2.11 Nu sing thiy sản vùng ep cn cng Cầu Xe và cng An Th giai Joon 2050 ma Bing 212 Dita tic dl công nghiệp thuộc ving trời và cp nước của cng Cla Xe và cing An Thổ gi dogn 2030. 3 Bảng 213 Dn teh đt cổng nghiệp thuộc Wing ta và sắp nước cũ cổng Cho Xe vi32 cng An Thủ gi đoạn 2080 = Bảng 214 Nhi độ trong binh cóc thing ung âm trạm Hii Dương ” Bảng 215 K qui tính oán mổ hình nhit đ thời kỹ 2030 nh báng ca 8 Bảng 2 16 K qu od mồ in hit dh 2080 bàng ¬ Bảng 317 Độ âm tương đổi run hình ại kh vực nghiên cứu 36 Bảng 2186 gi nàng tung bint năm at lâu vực nein cu „ Bảng 2 19 Tố độ gi tung inh năm tạ kh vục nghiên cứ m Bảng 220 Lượng nữa tong tong ai theo kịch bả biển đối khí hậu 2080, ¬ Bảng 221 Lượng mưa rong tương bì theo hich in biển đối hi bận 2050 8 Bang 2.22 Chit cơ bin ea cc ru vực ep ước củ công Cu Xe và công An THO 8 122.23 Kế qu i toán ng uns nước cho ng 9 giả đoạn BEN 49 Bang 228 K quả ánh oán tng lượng nước yêu ch cho chin nuôi is đoạn hiện i50) Bảng 125 K quả tổng lượng nước cắp choinh hoạt gi đoạn hiện tại mỉ Bảng 326 Tổng hợp din ch nuôi rỗng hủy sin cho vùng Be Hung Hi hiệp ạ và ương.27 Kd qua in Loin lượng nước cắp cho mổi rằng th sản ính én tha mặt xước “ ‘Bing 228 Kết qu in toán ắnglượng nước ep ch mới tổng thy sản in $4 Bảng 229 KẾ! quả tính toán ng lượng nước cắp cho các Khu công nghệp gái đoạn ig tt ss ‘Bing 3 10 Kế: qu io toán ng lượng tước của ức ngành gi đoạn hiện t.

36 Bảng 221 K quả tổng lương nước n cầu cp cho ning nghiệp gi đoạn 200. 6 Bang 232 Kat quả ính lon tổng lượng nước cho hân mi cơ vũng toới củ cổng (Clu Xe và cổng An Thủ giả đoạn 2010 7 Bang 2.33 K quả tổng lương nước ên cu cp cho ảnh hog gái đoạn 2030.14 KẾ qu tnh toán tổng lượng nước cấp cho nuôi rằng thấy sản gi đoạn amo “ Bing 235 Kc qu ah toán ng lượng nước cp cho cá kh công nghiệp thuộc vùng sắp nước của ng Cửu Xe va cắng An Thủ gi đoạn 2030 “ Băng 3 36 KẾ! quả tính ton tng lượng nước vu ch của các ngành theo thing vũng cảng Cia Xevã công An Thủ gi đoạn 2030 9 ‘Bing 237 Kc qua tins lượng nước yê c ep cho nông nghệp gil đoạn 205). S0 Bing 238 Két qu [nh to ing lượng nước cho ch nổi gi đen 2050.69 "Bảng 239 Két qua ng lượng nước yê cu cắp cho sin hoi gia đo 2050. 60 Bing 240 KẾ quả th toán ng lượng nước lp cho nuôi rồng thủy sản gi đoạn 2080 6 ‘Bing 241 Kết qu oh toán ng lượng nước cắp cho cấ kh công nghiệp huge vũng sắp nước củ công Câu Xe va công An Thổ goi đoạn 208.

«i Bảng 242 KẾ qu tính toda lưu lượng nước yêu cầu của các pn theo thíng vùng gắng Cla Xe và công An Thủ ii đoạn 2080 “ Bảng 3.43 Mục nước trung inh nhiễu nêm trước và sa khi có hỗ hứa Hòa Bình, 6> Bảng 3.4 Dac hựng lưu lượng ot tạm Sơn Ty và rạn Hà Nộc 6t Bảng 245 Ké qs nh toán ưu lượng yêu cấu ding nước gai đon hiện gh. 7Š "Băng 246 Kết qua tinh toán ưu lượng yêu cầu dùng nước ghi đen 2030, 1s "Bảng 2.47 Kế qu tinh fos ưu lượng yeu cầu dùng nước gi đen 2050, 1% Bảng 248 Hệ nhấn ti vị í mạ ct rên các nhánh sông si ‘Bing 249 Kết qu mực nước ớn nhất ita bực do vi tinh toán mổ phông si Sing 230 Ktqu mục nước nhỏ whip ge do ta toán mô ping BE ‘Bang 251 Kéc qu kiểm tia ỗ Nash bước ig chỉnh nh sỉ "Băng 252 Kết quả mực nước ớn nhất giữa tho vi tinh ton nổ phống 8 Bing 258 Kt qu mục nước nh hl giữa hye đo và ính toán mổ pg 83 ‘Bang 254 Kéc qu kiêm tì hộ ỗ Nash bước ig chink mô nh 8 Bang3 S5 Tông hợp nha cầu ước c il đoạn dt rung hin tw amg a. 8S Bing 256 Kt quả tinh rode ty lực lượng nước Hy qua ng Cha Xe và cổng An Thủ 9 ‘Bing 31 Quy hoạch st dung di toi ving Bic Hung Hil đến 2020, o7 Bing 3 2 Diện ích nông nghiập đến năm 2015 và nắm 2020Errort Bookmark ni defined Bảng 33 Lịch thi vụ ety wing thuộc th Hải Dương “ Đăng 34 Tông hợp nha cầu nước ca gái đoạn đồá cíc thời kỹ us Bang 35 Bing thing k kt qu các phương ân us ‘Bing 36 Biểu Gỗ so ánh khả ning cẬp use của eng và hu chu nước ong ving "ghiên cứ qua các hi ký 6 DANH MỤC HÌNH anh 1.1 Bản đồ hệ thông Bắc Hạng Hà “ Hình 1.2 Cổng Chu Xe gì 2 xã Cộng Lạ = Quang Trung 9 Minh 1.3 Cổng An Thổ ạ xã Tiên Động ø inh 21 Bản dễ phân vũng tưới (ưu vụo vùng cấp nước của công Cu Xe và củng An Thủ 40 nh 22 Sơ đỗ áp dọng mô inh tủy ge vào hồ sn, n ‘nk 2.3 Sơ đỗ a ton hy lực bệ thông ty Ig ing Clu Xevà An Thể.