Luận văn thạc sĩ hay nghiên cứu đề xuất giải pháp lấy nước của cống cầu xe và an thổ thuộc hệ thống thủy lợi bắc hưng hải trong điều kiện biến đổi khí hậu nước biển dâng

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu giải pháp lấy nước từ cống cầu xe và an thổ trong hệ thống thủy lợi Bắc Hưng Hải trước biến đổi khí hậu.

• 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: Nghiên cứu đề xuất giải pháp lấy nước của cống Cầu Xe và An Thổ thuộc hệ thống thủy lợi Bắc Hưng Hải trong điều kiện biến đổi khí hậu nước biển dâng
• 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
• MỞ ĐẦU
• 0.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
• 0.2. MỤC TIÊU VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
• 0.2.1. Mục tiêu nghiên cứu
• 0.2.2. Phạm vi nghiên cứu
• 0.2.3. Đối tượng nghiên cứu
• 0.3. CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 0.3.1. Cách tiếp cận
• 0.3.2. Phương pháp nghiên cứu
• 0.4. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CHÍNH CỦA LUẬN VĂN
• 0.4.1. Tính cấp thiết của đề tài
• 0.4.2. Mục tiêu nghiên cứu
• 0.4.3. Phạm vi nghiên cứu
• 0.4.4. Phương pháp nghiên cứu
• 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 khí hậu
• 1.2.2. Sự thay đổi chế độ thuỷ văn
• 1.2.3. Tổng quan về các nghiên cứu liên quan trên thế giới và ở Việt Nam
• 1.2.3.1. Tổng quan các nghiên cứu về BĐKH trên thế giới
• 1.2.3.2. Tổng quan các nghiên cứu về BĐKH ở Việt Nam
• 1.3. Khái quát hệ thống thủy lợi Bắc Hưng Hải
• 1.3.1. Điều kiện tự nhiên vùng nghiên cứu
• 1.3.2. Hiện trạng dân sinh kinh tế - xã hội trong vùng nghiên cứu
• 1.3.3. 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 thuỷ 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
• 2.4.2. Mô phỏng thủy lực hệ thống hiện nay
• 2.4.3. Xác định khả năng đáp ứng lấy nước của cống Cầu Xe và cống An Thổ hiện nay
• 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. Tổng quan về giải pháp lấy nước từ cống Cầu Xe và An Thổ

Giải pháp lấy nước từ cống Cầu Xe và An Thổ là một phần quan trọng trong hệ thống thủy lợi Bắc Hưng Hải. Hệ thống này được thiết kế để cung cấp nước cho nông nghiệp, nuôi trồng thủy sản và sinh hoạt. Tuy nhiên, trong bối cảnh biến đổi khí hậu và nước biển dâng, việc đảm bảo nguồn nước ổn định trở nên cấp thiết hơn bao giờ hết. Nghiên cứu này sẽ phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng lấy nước từ hai cống này.

1.1. Tình hình hiện tại của cống Cầu Xe và An Thổ

Cống Cầu Xe và An Thổ hiện đang gặp nhiều khó khăn trong việc cung cấp nước do mực nước sông Thái Bình và sông Luộc bị ảnh hưởng bởi biến đổi khí hậu. Nghiên cứu sẽ chỉ ra các yếu tố chính ảnh hưởng đến khả năng lấy nước từ hai cống này.

1.2. Vai trò của hệ thống thủy lợi Bắc Hưng Hải

Hệ thống thủy lợi Bắc Hưng Hải đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp nước cho nông nghiệp và sinh hoạt. Việc quản lý nước hiệu quả từ cống Cầu Xe và An Thổ sẽ giúp cải thiện tình hình cấp nước cho vùng này.

II. Vấn đề và thách thức trong việc lấy nước từ cống Cầu Xe và An Thổ

Việc lấy nước từ cống Cầu Xe và An Thổ đang đối mặt với nhiều thách thức. Nước biển dâng và biến đổi khí hậu đã làm thay đổi chế độ thủy văn, gây khó khăn trong việc đảm bảo nguồn nước cho nông nghiệp. Các vấn đề này cần được phân tích và giải quyết để đảm bảo an ninh nước cho vùng Bắc Hưng Hải.

2.1. Tác động của biến đổi khí hậu đến nguồn nước

Biến đổi khí hậu đã làm thay đổi lượng mưa và mực nước sông, ảnh hưởng đến khả năng lấy nước từ cống Cầu Xe và An Thổ. Nghiên cứu sẽ chỉ ra các tác động cụ thể và cách thức ứng phó.

2.2. Nguồn nước bị ô nhiễm và khan hiếm

Nước từ sông Thái Bình và sông Luộc đang bị ô nhiễm do nước biển dâng, gây khó khăn trong việc lấy nước. Việc đánh giá chất lượng nước và tìm kiếm giải pháp xử lý là rất cần thiết.

III. Phương pháp giải quyết vấn đề lấy nước từ cống Cầu Xe và An Thổ

Để giải quyết vấn đề lấy nước từ cống Cầu Xe và An Thổ, cần áp dụng các phương pháp kỹ thuật và quản lý hiệu quả. Các giải pháp này không chỉ giúp cải thiện khả năng cấp nước mà còn bảo vệ môi trường. Nghiên cứu sẽ đề xuất các giải pháp cụ thể để nâng cao hiệu quả sử dụng nước.

3.1. Giải pháp công trình cải tạo cống

Cải tạo cống Cầu Xe và An Thổ để nâng cao khả năng lấy nước là một trong những giải pháp quan trọng. Nghiên cứu sẽ đề xuất các phương án thiết kế và cải tạo cụ thể.

3.2. Giải pháp phi công trình và quản lý nước

Ngoài các giải pháp công trình, việc áp dụng các biện pháp phi công trình như quản lý nước và bảo vệ môi trường cũng rất quan trọng. Nghiên cứu sẽ phân tích các phương pháp quản lý hiệu quả.

IV. Ứng dụng thực tiễn và kết quả nghiên cứu về cống Cầu Xe và An Thổ

Kết quả nghiên cứu sẽ được áp dụng vào thực tiễn để cải thiện khả năng cấp nước từ cống Cầu Xe và An Thổ. Việc áp dụng các giải pháp đã được nghiên cứu sẽ giúp nâng cao hiệu quả sử dụng nước và bảo vệ môi trường. Nghiên cứu sẽ trình bày các kết quả cụ thể từ việc áp dụng các giải pháp này.

4.1. Kết quả mô phỏng và đánh giá hiệu quả

Mô phỏng các phương án cải tạo cống và đánh giá hiệu quả sẽ được thực hiện để xác định tính khả thi của các giải pháp đề xuất.

4.2. Ứng dụng trong quản lý tài nguyên nước

Kết quả nghiên cứu sẽ được ứng dụng trong quản lý tài nguyên nước tại vùng Bắc Hưng Hải, giúp cải thiện tình hình cấp nước cho nông nghiệp và sinh hoạt.

V. Kết luận và tương lai của giải pháp lấy nước từ cống Cầu Xe và An Thổ

Kết luận từ nghiên cứu sẽ chỉ ra tầm quan trọng của việc cải thiện khả năng lấy nước từ cống Cầu Xe và An Thổ trong bối cảnh biến đổi khí hậu. Tương lai của giải pháp này sẽ phụ thuộc vào việc áp dụng các công nghệ mới và quản lý hiệu quả nguồn nước.

5.1. Tầm quan trọng của việc cải thiện hệ thống thủy lợi

Cải thiện hệ thống thủy lợi Bắc Hưng Hải là cần thiết để đảm bảo an ninh nước cho vùng. Nghiên cứu sẽ nhấn mạnh tầm quan trọng này.

5.2. Định hướng phát triển bền vững trong quản lý nước

Định hướng phát triển bền vững trong quản lý nước sẽ giúp đảm bảo nguồn nước cho các thế hệ tương lai. Nghiên cứu sẽ đề xuất các chiến lược phát triển bền vững.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Hệ thống thủy lợi Bắc Hưng Hải được xây dựng từ năm 1958, phục vụ cấp nước và tiêu úng cho vùng đồng bằng rộng lớn với tổng diện tích tự nhiên 214.932 ha, trong đó diện tích phía trong đê đạt 192.887 ha, đảm bảo sinh thái và sinh kế cho hơn 3,28 triệu dân thuộc 4 tỉnh, thành phố. Tuy nhiên, trước tác động sâu sắc của biến đổi khí hậu và việc suy giảm nguồn nước thượng lưu sông Hồng, mực nước mùa kiệt tại công trình đầu mối cống Xuân Quan thường xuyên bị hạ thấp từ 0,25 m đến 0,40 m so với cao trình thiết kế. Đỉnh điểm vào các đợt khô hạn, mực nước sông Hồng tại Hà Nội từng ghi nhận mức hạ thấp kỷ lục là 0,10 m, khiến nguồn nước tự chảy vào kênh chính bị tê liệt cục bộ.

Tình trạng khan hiếm nguồn nước đầu vào đe dọa trực tiếp đến hoạt động sản xuất nông nghiệp của 4 huyện trọng điểm phía hạ du gồm Tứ Kỳ, Gia Lộc, Thanh Miện và Ninh Giang thuộc tỉnh Hải Dương với hơn 27.286 ha đất canh tác lúa vụ Chiêm Xuân. Đề tài luận văn tập trung nghiên cứu, đánh giá thực trạng phân phối tài nguyên nước và đề xuất các giải pháp kỹ thuật nhằm tăng cường khả năng lấy nước ngược triều qua hai công trình cống Cầu Xe (nhận nước từ sông Thái Bình) và cống An Thổ (nhận nước từ sông Luộc).

Nghiên cứu được triển khai cho giai đoạn hiện trạng năm 2018 và dự báo nhu cầu đến các mốc thời gian năm 2030 và năm 2050 theo kịch bản biến đổi khí hậu. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quyết định trong việc bảo đảm an ninh nguồn nước với tần suất thiết kế P = 85%, giải quyết triệt để sự thiếu hụt 15% đến 25% lưu lượng nước tưới đổ ải cho 67.669 ha diện tích gieo trồng cả năm và 3.786 ha diện tích nuôi trồng thủy sản trong khu vực.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng trên nền tảng lý thuyết thủy lực dòng chảy không ổn định trong hệ thống sông ngòi và kênh dẫn hở một chiều (phương trình Saint-Venant), kết hợp với lý thuyết cân bằng nước lưu vực theo nguyên lý bảo toàn khối lượng. Mô hình thủy lực 1D cho phép mô phỏng chính xác sự tương tác phức tạp giữa dao động thủy triều vùng cửa sông và lưu lượng dòng chảy nội đồng.

Về biến đổi khí hậu, nghiên cứu áp dụng kịch bản phát thải khí nhà kính nồng độ cao RCP 8.5 do Ban Liên chính phủ về Biến đổi Khí hậu (IPCC) và Bộ Tài nguyên và Môi trường công bố. Theo kịch bản này, nhiệt độ trung bình năm tại khu vực nghiên cứu được dự báo tăng từ 1,4°C đến 1,8°C vào năm 2030 và tăng từ 3,0°C đến 3,7°C vào năm 2050 so với thời kỳ nền; đồng thời lượng mưa mùa khô suy giảm từ 0% đến 5%, làm gia tăng lượng bốc thoát hơi tiềm năng từ 7% đến 16%.

Các khái niệm then chốt được chuẩn hóa trong nghiên cứu bao gồm: cơ chế lấy nước ngược triều tự chảy vùng ven biển, hệ số hiệu chỉnh Nash-Sutcliffe đánh giá độ tin cậy của mô hình thủy lực, cùng chỉ tiêu tần suất cấp nước tưới nông nghiệp P = 85%.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu thu thập và xử lý chuỗi dữ liệu khí tượng thủy văn nhiều năm với hơn 30 năm quan trắc liên tục (1985 - 2018) từ trạm khí tượng Hải Dương và các trạm thủy văn lân cận gồm Sơn Tây, Hà Nội, Cầu Xe, An Thổ và cống Bá Thủy. Dữ liệu kinh tế - xã hội và hiện trạng sử dụng đất được trích xuất từ niên giám thống kê của 4 huyện vùng dự án với quy mô diện tích tự nhiên 83.295 ha.

Phương pháp chọn mẫu áp dụng kỹ thuật chọn mẫu tầng thứ dựa trên các đợt vận hành thực tế trong vụ Đông Xuân, tập trung vào đợt đổ ải cao điểm từ ngày 27/1 đến ngày 28/2 hàng năm. Các đợt kiểm chuẩn hiện trường được đo đạc chi tiết theo từng khung giờ trong các năm 2014 và 2015 nhằm ghi nhận chính xác dao động mực nước lớn nhất, mực nước nhỏ nhất và lưu lượng truyền qua cống.

Lý do lựa chọn phần mềm mô hình hóa chuyên dụng MIKE 11 (DHI) bắt nguồn từ khả năng xử lý vượt trội các bài toán thủy lực mạng lưới kênh trục chằng chịt dài hơn 70 km gồm sông Cửu An, sông Đình Đào và các kênh chính Cự Lộc - Lộng Khê. Mô hình phản ánh chân thực hiện tượng truyền sóng triều hai chiều từ sông Thái Bình và sông Luộc vào nội đồng, đạt độ chính xác cao với hệ số Nash-Sutcliffe kiểm định đạt trên 0,85.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, tính toán nhu cầu dùng nước theo kịch bản RCP 8.5 chỉ ra áp lực thiếu nước gia tăng mạnh mẽ theo thời gian. Mặc dù diện tích canh tác lúa có xu hướng giảm nhẹ do chuyển đổi mục đích sử dụng đất, diện tích đất công nghiệp tại khu vực dự kiến tăng nhanh từ 875 ha năm 2018 lên 1.058,75 ha vào năm 2030 và đạt 1.270,5 ha vào năm 2050, kéo theo nhu cầu cấp nước phi nông nghiệp tăng trên 45,2%.

Thứ hai, kết quả điều tra và mô phỏng địa hình lòng dẫn cho thấy hệ thống sông trục chính đang bị bồi lắng nghiêm trọng. Tuyến sông Cửu An dài 20,5 km bị bồi lắng từ 0,5 m đến 0,7 m; sông Đình Đào dài 45 km bị bồi lắng từ 0,9 m đến 1,0 m so với cao trình đáy thiết kế ban đầu (-3,75 m đến -4,0 m). Tình trạng này làm suy giảm từ 18% đến 22% khả năng truyền dẫn lưu lượng nước lấy từ hạ lưu về các khu tưới.

Thứ ba, cống Cầu Xe mới xây dựng năm 2018 với 3 cửa van phẳng rộng 75 m, đáy cống ở cao trình -4,0 m thể hiện khả năng lấy nước ngược rất tốt, đảm bảo thông lượng tiêu thoát 360 m³/s ở tần suất P = 10%. Trái lại, cống An Thổ xây dựng từ năm 1977 với 6 cửa van b×h = 8×6 m đang xuống cấp nghiêm trọng, các trụ pin số 1, 2, 5 xuất hiện các vết nứt dài từ 1 m đến 2 m, đáy kênh dẫn trước và sau cống bị bồi lắng khiến lưu lượng lấy nước thực tế bị suy giảm hơn 30% so với nhu cầu tiếp nguồn.

Thảo luận kết quả

Các kết quả mô phỏng được trực quan hóa thông qua các biểu đồ quá trình mực nước thượng - hạ lưu cống và bảng cân bằng lưu lượng từng thời đoạn. Biểu đồ đường quá trình mực nước trong giai đoạn đổ ải (từ ngày 27/1 đến 10/2) minh chứng rõ nét rằng biên độ dao động triều trên sông Thái Bình và sông Luộc đạt từ 1,2 m đến 2,4 m, tạo ra cột nước chênh lệch thuận lợi để vận hành lấy nước tự chảy vào thời điểm triều cường.

Nguyên nhân căn bản khiến hệ thống Bắc Hưng Hải rơi vào thế bị động là sự hạ thấp cao trình đáy sông Hồng và ảnh hưởng từ việc vận hành các hồ chứa thượng lưu. Khi cống Xuân Quan mất khả năng tự chảy, việc tận dụng chênh lệch thủy triều ở cuối hệ thống qua cống Cầu Xe và cống An Thổ là phương án duy nhất khả thi để bổ sung nguồn nước ngọt mà không tốn chi phí năng lượng bơm điện.

So sánh với các nghiên cứu thủy văn lưu vực lân cận, phương án lấy nước ngược triều giúp giải quyết sự thiếu hụt từ 25% đến 35% tổng lượng nước yêu cầu của toàn hệ thống trong các tháng kiệt. Tuy nhiên, thách thức lớn nhất là nguy cơ xâm nhập mặn từ cửa biển khi triều dâng cao, đòi hỏi phải kiểm soát chặt chẽ ngưỡng độ mặn trước khi mở cửa cống lấy nước.

Đề xuất và khuyến nghị

Thứ nhất, nâng cấp và mở rộng công trình cống An Thổ: Ủy ban nhân dân tỉnh Hải Dương phối hợp cùng Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn đầu tư cải tạo cống An Thổ, mở rộng khẩu độ thông nước mỗi cửa từ 8 m lên 10 m đến 12 m và hạ cao trình đáy cống xuống mức -4,0 m. Mục tiêu nâng công suất lấy nước qua cống thêm 25 m³/s đến 35 m³/s, triển khai thi công trong giai đoạn 2021 - 2025.

Thứ hai, nạo vét trục kênh dẫn dòng chính: Công ty TNHH MTV Khai thác công trình thủy lợi Bắc Hưng Hải chủ trì nạo vét 20,5 km sông Cửu An và 45 km sông Đình Đào về đúng cao trình thiết kế (-3,0 m đến -4,0 m). Hoạt động này nhằm khơi thông 100% các điểm nghẽn dòng chảy, gia tăng vận tốc truyền nước thêm 15%, hoàn thành toàn bộ khối lượng trước năm 2026.

Thứ ba, lắp đặt hệ thống tự động hóa giám sát mặn và mực nước: Xây dựng mạng lưới gồm 08 trạm quan trắc tự động đo độ mặn và mực nước theo thời gian thực tại thượng - hạ lưu cống Cầu Xe và An Thổ. Thiết lập quy trình vận hành đóng mở cửa van tự động khi độ mặn dưới 1,0‰, thực hiện lắp đặt và đưa vào vận hành trong giai đoạn 2022 - 2024 do Viện Quy hoạch Thủy lợi chuyển giao công nghệ.

Thứ tư, tái cơ cấu mùa vụ và áp dụng kỹ thuật tưới tiết kiệm: UBND 4 huyện Tứ Kỳ, Gia Lộc, Thanh Miện và Ninh Giang chỉ đạo chuyển dịch lịch đổ ải vụ Chiêm Xuân sớm hơn từ 7 đến 10 ngày để đón đỉnh triều và các đợt xả nước từ hồ Hòa Bình; đồng thời áp dụng quy trình tưới nông - lộ - phơi cho 27.286 ha lúa, giúp giảm 12% đến 18% lượng nước tiêu thụ giai đoạn 2021 - 2030.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nhóm thứ nhất là các cơ quan quản lý nhà nước như Tổng cục Thủy lợi và Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn các tỉnh Hải Dương, Hưng Yên, Bắc Ninh. Kết quả tính toán cân bằng nước và kịch bản RCP 8.5 cung cấp cơ sở pháp lý và khoa học để điều chỉnh quy hoạch tổng thể hệ thống Bắc Hưng Hải tầm nhìn 2050.

Nhóm thứ hai là đơn vị trực tiếp quản lý vận hành - Công ty TNHH MTV Khai thác công trình thủy lợi Bắc Hưng Hải. Đơn vị có thể ứng dụng ngay bộ thông số mô hình thủy lực MIKE 11 để lập lịch biểu đóng mở cống Cầu Xe và cống An Thổ chính xác theo từng con triều trong các đợt đổ ải vụ Đông Xuân.

Nhóm thứ ba là các viện nghiên cứu, trường đại học chuyên ngành Thủy lợi và Kỹ thuật tài nguyên nước. Luận văn là tài liệu tham khảo giá trị về phương pháp mô hình hóa thủy lực mạng lưới sông vùng triều và giải pháp thích ứng biến đổi khí hậu cho các hệ thống thủy nông quy mô lớn.

Nhóm thứ tư là chính quyền địa phương và các Hợp tác xã dịch vụ nông nghiệp tại 4 huyện vùng dự án. Nguồn số liệu chi tiết về cơ cấu mùa vụ và nhu cầu dùng nước giúp địa phương chủ động xây dựng kế hoạch gieo cấy và phân phối nước mặt an toàn cho 3.786 ha thủy sản và các cụm công nghiệp tập trung.

Câu hỏi thường gặp

Nguyên nhân chính khiến hệ thống Bắc Hưng Hải phải lấy nước ngược qua cống Cầu Xe và An Thổ là gì? Hiện tượng hạ thấp đáy sông Hồng khiến mực nước tại cống đầu mối Xuân Quan thấp hơn thiết kế từ 0,25 m đến 0,40 m, làm suy giảm nghiêm trọng khả năng tự chảy vào mùa kiệt. Do đó, hệ thống buộc phải tận dụng chênh lệch mực nước triều từ sông Thái Bình qua cống Cầu Xe và sông Luộc qua cống An Thổ để bổ sung nguồn nước.

Biến đổi khí hậu theo kịch bản RCP 8.5 tác động ra sao đến nguồn nước khu vực nghiên cứu? Kịch bản RCP 8.5 dự báo nhiệt độ trung bình tại Hải Dương tăng từ 1,4°C đến 3,7°C, làm lượng bốc hơi tiềm năng tăng 7% đến 16% và lượng mưa mùa khô giảm tới 5%. Diễn biến này làm tăng tổng nhu cầu nước của hơn 67.669 ha đất canh tác và tạo nguy cơ xâm nhập mặn sâu vào vùng cửa sông.

Mô hình thủy lực MIKE 11 giải quyết bài toán cấp nước trong luận văn như thế nào? Mô hình MIKE 11 mô phỏng dòng chảy một chiều không ổn định trên toàn bộ mạng lưới hơn 70 km sông trục nội đồng. Với hệ số kiểm định Nash-Sutcliffe đạt trên 0,85, mô hình cho phép tính toán chính xác lưu lượng lấy nước tự chảy tại từng đỉnh triều ứng với các phương án mở rộng khẩu độ cống An Thổ.

Tại sao cống An Thổ cần phải cải tạo và mở rộng khẩu độ thông nước? Cống An Thổ xây dựng từ năm 1977 hiện bị xuống cấp với các vết nứt dài 1 m đến 2 m trên trụ pin, đồng thời lòng kênh dẫn bị bồi lắng khiến lưu lượng lấy nước giảm hơn 30%. Việc mở rộng khẩu độ lên 10 m đến 12 m giúp tăng lưu lượng tiếp nước thêm 25 m³/s đến 35 m³/s.

Hiệu quả của việc nạo vét tuyến sông Cửu An và Đình Đào đạt được ở mức nào? Tuyến sông Cửu An dài 20,5 km và sông Đình Đào dài 45 km đang bị bồi lắng từ 0,5 m đến 1,0 m. Việc nạo vét về cao trình thiết kế (-3,0 m đến -4,0 m) sẽ khơi thông dòng chảy, tăng lưu lượng truyền dẫn và nâng vận tốc dẫn nước nội đồng thêm 15% trong các đợt đổ ải.

Kết luận

• Luận văn đã phân tích toàn diện hiện trạng suy giảm nguồn nước đầu nguồn cống Xuân Quan (hạ thấp 0,25 m đến 0,40 m) và khẳng định tính tất yếu của việc lấy nước ngược triều qua cống Cầu Xe và An Thổ.
• Mô hình hóa thành công diễn biến nhu cầu nước theo kịch bản biến đổi khí hậu RCP 8.5, xác định sự gia tăng nhu cầu nước của hơn 67.669 ha diện tích gieo trồng và 1.270,5 ha đất công nghiệp đến năm 2050.
• Ứng dụng xuất sắc mô hình thủy lực MIKE 11 với độ tin cậy cao (hệ số Nash trên 0,85), làm rõ khả năng truyền tải của 70 km kênh trục và năng lực lấy nước tự chảy theo các pha triều.
• Đề xuất giải pháp công trình trọng tâm mở rộng cống An Thổ lên khẩu độ 10 m đến 12 m kết hợp nạo vét 65,5 km sông Cửu An và Đình Đào nhằm nâng lưu lượng tiếp nước thêm 25 m³/s đến 35 m³/s.
• Thiết lập đồng bộ các giải pháp phi công trình gồm mạng lưới 08 trạm giám sát mặn tự động và kỹ thuật tưới nông - lộ - phơi tiết kiệm từ 12% đến 18% lượng nước mặt.

Đóng góp lớn nhất của luận văn là đã cung cấp luận cứ khoa học thực nghiệm vững chắc, chuyển đổi phương thức vận hành hệ thống Bắc Hưng Hải từ thế bị động phụ thuộc hoàn toàn vào sông Hồng sang chủ động khai thác hiệu quả tài nguyên triều sông Thái Bình và sông Luộc. Các cơ quan ban ngành cần sớm đưa phương án cải tạo cống An Thổ và nạo vét sông trục vào kế hoạch đầu tư công trung hạn giai đoạn 2021 - 2025 nhằm đảm bảo an ninh nguồn nước bền vững cho toàn vùng hạ du đồng bằng Bắc Bộ.

Trích đoạn nội dung tài liệu

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 Biến đổi khí hậu (BĐKH) là sự thay đổi trạng thái của khí hậu có thể nhận dạng được bằng việc đánh giá thay đổi của trị số trung bình và/hoặc các thay đổi thuộc tính của nó và tiếp tục tiếp diễn theo thời gian dài (tính từ thập kỷ hoặc hơn). Đối với định nghĩa của IPCC, BĐKH là bất cứ sự thay đổi nào về khí hậu theo thời gian, dù là sự thay đổi do biến đổi tự nhiên hay là do tác động của con người. Theo Công ước khung của Liên Hiệp Quốc về Biến đổi khí hậu (UNFCCC), BĐKH là do các tác động trực tiếp hoặc gián tiếp của con người làm thay đổi thành phần của khí quyển toàn cầu, làm tăng thêm sự BĐKH tự nhiên. [9] Các quan trắc trên thế giới cho thấy rằng nhiệt độ trung bình toàn cầu đang tăng và mức độ gia tăng cao hơn ở những vùng vĩ độ cực Bắc.

Trong 100 năm qua (1906 - 2005), nhiệt độ trung bình toàn cầu đã tăng khoảng 0,74°C cao hơn so với xu thế 100 năm (1901-2000) của báo cáo Tổng hợp lần 3.Tốc độ tăng của nhiệt độ trong 50 năm gần đây gần gấp đôi so với 50 năm trước đó. [10] Trên phạm vi toàn cầu lượng mưa tăng lên ở các đới phía Bắc vĩ độ 30° thời kỳ 1901 - 2005 và giảm đi ở các vĩ độ nhiệt đới, kể từ giữa những năm 1970. Ở khu vực nhiệt đới, mưa giảm đi ở Nam Á và Tây Phi với trị số xu thế là 7,5% cho cả thời kỳ 1901 - 2005. Ở đới vĩ độ trung bình và vĩ độ cao, lượng mưa tăng lên rõ rệt ở miền Trung Bắc Mỹ, Đông Bắc Mỹ, Bắc Âu, Bắc Á và Trung Á.

Tần số mưa lớn tăng lên trên nhiều khu vực, kể cả những nơi lượng mưa có xu thế giảm đi (IPCC, 2014).000km bờ biển, Việt Nam được coi là quốc gia có mức độ dễ bị tổn thương cao hơn trước sự biến đổi khí hậu. Sự tác động của biến đổi khí hậu mà cụ thể là sự gia tăng của mực nước biển đang có xu hướng làm thu hẹp dần diện tích đất nông nghiệp của nước ta, đặc biệt là các vùng đất ven biển. Như ở Nam Định, từ 2005 đến nay, mực nước biển tại huyện Giao Thủy đã dâng cao thêm 20 cm. Số liệu quan trắc tại các trạm hải văn dọc bờ biển Việt Nam, trong giai đoạn từ 1998 – 2008, tốc độ dâng lên của mực nước biển ở Việt Nam là khoảng 3 mm/năm.

Trong khoảng 50 năm qua, mực nước biển tại Trạm hải văn Hòn Dấu dâng lên khoảng 20 cm. 4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Dự báo đến năm 2100, nhiệt độ trung bình ở Việt Nam sẽ tăng lên 3oC và mực nước biển sẽ tăng lên khoảng 1m. Nếu mực nước biển dâng 1m sẽ có khoảng 10% dân số bị ảnh hưởng trực tiếp, khoảng 90% diện tích trồng lúa đồng bằng sông Cửu Long bị ngập hoàn toàn, 4,4% lãnh thổ Việt Nam bị ngập vĩnh viễn, đồng nghĩa với khoảng 20% xã trên cả nước, 9.200 km đường bộ bị xóa sổ.Tại vùng đồng bằng duyên hải Bắc Trung Bộ và Nam Trung Bộ, mực nước biển dâng sẽ thu hẹp diện tích rừng ngập mặn, tạo điều kiện xói lở bờ biển, gây khó khăn cho nghề cá do những thay đổi theo hướng xấu đi của phần lớn nguồn lợi thủy sản. Diện tích sinh sống của các khu dân cư ven biển bị thu hẹp, khả năng xói lở bờ biển tăng lên, trực tiếp đe dọa các công trình giao thông, xây dựng, công nghiệp và một số đô thị trên nhiều tuyến bờ biển.