Luận văn thạc sĩ nghiên cứu đề xuất giải pháp phòng chống lũ giảm nhẹ thiên tai sông hoàng long tỉnh ninh bình khi xét đến ảnh hưởng của biến đổi khí hậu

Luận văn thạc sĩ đề xuất giải pháp phòng chống lũ, giảm nhẹ thiên tai sông Hoàng Long, Ninh Bình, xét đến tác động biến đổi khí hậu.

• Tác giả: Nguyễn Thị Hường
• Người hướng dẫn: PGS.TS Phạm Việt Hòa
• Trường học: Trường Đại học Thủy lợi
• Chuyên ngành: Kỹ thuật tài nguyên nước
• Đề tài: Giải Pháp Phòng Chống Lũ Và Giảm Nhẹ Thiên Tai Sông Hoàng Long, Ninh Bình Trong Bối Cảnh Biến Đổi Khí Hậu
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC VÀ VÙNG NGHIÊN CỨU
• 1.1. Tổng quan về lĩnh vực nghiên cứu
• 1.2. Tổng quan về lĩnh vực nghiên cứu trong nước
• 1.3. Tổng quan về lĩnh vực nghiên cứu ngoài nước
• 1.4. Tổng quan về vùng nghiên cứu
• 1.5. Đặc điểm tự nhiên vùng nghiên cứu
• 1.6. Tình hình dân sinh kinh tế và các yêu cầu phát triển của vùng
• 1.7. Tình hình lũ lụt, úng ngập và các nguyên nhân gây ra lũ lụt trên lưu vực sông Hoàng Long
• 1.8. Vấn đề còn tồn tại và cần nghiên cứu
• 1.9. Tổng quan về biến đổi khí hậu và các kịch bản biến đổi khí hậu
• 1.9.1. Tổng quan về biến đổi khí hậu
• 1.9.2. Các kịch bản biến đổi khí hậu của Việt Nam và vùng nghiên cứu
• 1.10. Ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến lũ lụt và úng ngập lưu vực sông Hoàng Long
• 2. CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU CƠ SỞ ĐỀ XUẤT PHÒNG CHỐNG LŨ, LỤT VÀ GIẢM NHẸ THIÊN TAI CHO SÔNG HOÀNG LONG KHI XÉT ĐẾN ẢNH HƯỞNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
• 2.1. Vấn đề tổ hợp lũ và úng ngập trên lưu vực sông Hoàng Long
• 2.2. Phân tích và đánh giá thực trạng và khả năng phòng chống lũ của hệ thống công trình trong vùng
• 2.3. Hệ thống đê điều và hiệu quả phòng lũ
• 2.4. Các khu phân, chậm và ngập lũ thuộc sông Hoàng Long
• 2.5. Thực trạng tuyến thoát lũ sông Hoàng Long
• 2.6. Phân tích ảnh hưởng của định hướng phát triển kinh tế - xã hội đến yêu cầu phòng tránh lũ lụt của vùng
• 3. CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT VÀ LỰA CHỌN GIẢI PHÁP PHÒNG CHỐNG LŨ, LỤT VÀ GIẢM NHẸ THIÊN TAI CHO LƯU VỰC SÔNG HOÀNG LONG DƯỚI TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
• 3.1. Phân vùng phòng chống lũ, lụt
• 3.2. Khái niệm về phân vùng. Cơ sở phân vùng phòng chống lũ, lụt. Các phương pháp phân vùng phòng chống lũ, lụt và kết quả phân vùng
• 3.3. Mục tiêu và tiêu chuẩn chống lũ lưu vực sông Hoàng Long
• 3.3.1. Tiêu chuẩn chống lũ
• 3.4. Đề xuất các giải pháp chống lũ, lụt và giảm nhẹ thiên tai cho lưu vực sông Hoàng Long
• 3.4.1. Nâng cấp các tuyến đê
• 3.4.2. Xây dựng hồ chứa thượng du cắt, giảm lũ. Tính toán lựa chọn giải pháp chống lũ, lụt và giảm nhẹ thiên tai
• 3.4.2.1. Lựa chọn mô hình tính toán thuỷ lực. Tài liệu sử dụng trong tính toán
• 3.4.2.2. Kiểm nghiệm và xác định bộ thông số của mô hình
• 3.4.2.3. Các trường hợp tính toán để lựa chọn phương án phòng lũ xét đến biến đổi khí hậu. Phân tích và lựa chọn giải pháp chống lũ, lụt và giảm nhẹ thiên tai
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về lĩnh vực nghiên cứu

Phần này cung cấp cái nhìn tổng quan về phòng chống lũ và giảm nhẹ thiên tai trong bối cảnh biến đổi khí hậu. Các nghiên cứu trong nước và quốc tế đều tập trung vào việc quản lý lũ lụt và thích ứng với biến đổi khí hậu. Đặc biệt, các mô hình thủy văn và thủy lực được sử dụng rộng rãi để dự báo và mô phỏng lũ, giúp đưa ra các giải pháp hiệu quả.

1.1. Nghiên cứu trong nước

Các nghiên cứu trong nước tập trung vào quản lý lũ lụt và quy hoạch đô thị tại các khu vực ven sông. Các dự án như 'Đánh giá khả năng phân lũ sông Đáy' và 'Xây dựng công cụ mô phỏng số' đã đạt được những kết quả đáng kể trong việc tính toán và dự báo lũ. Tuy nhiên, vẫn cần tiếp tục nghiên cứu để cải thiện độ chính xác và khả năng ứng dụng thực tế.

1.2. Nghiên cứu quốc tế

Trên thế giới, các nghiên cứu về thiên tai sông và thích ứng biến đổi khí hậu đã được thực hiện rộng rãi. Các mô hình như TELEMAC và HEC-1 đã được áp dụng thành công trong việc dự báo và quản lý lũ lụt. Các nước đang phát triển cũng đang nỗ lực để cải thiện hệ thống cảnh báo và phòng ngừa thiên tai.

II. Đặc điểm tự nhiên và tình hình lũ lụt tại sông Hoàng Long

Sông Hoàng Long, với đặc điểm địa hình phức tạp và chế độ thủy văn đa dạng, là một trong những khu vực chịu ảnh hưởng nặng nề của lũ lụt. Biến đổi khí hậu đã làm gia tăng tần suất và cường độ của các trận lũ, đặc biệt là tại các huyện Nho Quan và Gia Viễn.

2.1. Đặc điểm địa hình và thủy văn

Sông Hoàng Long có lưu vực nhỏ và địa hình dốc, dẫn đến khả năng tập trung nước nhanh. Điều này khiến khu vực này dễ bị ảnh hưởng bởi lũ quét và úng ngập. Các yếu tố như mưa lớn cục bộ và lũ từ sông Đáy cũng góp phần làm tăng nguy cơ lũ lụt.

2.2. Tình hình lũ lụt và nguyên nhân

Các trận lũ lớn trên sông Hoàng Long thường xảy ra do sự kết hợp của lũ từ thượng nguồn và lũ từ sông Đáy. Biến đổi khí hậu đã làm thay đổi lượng mưa và dòng chảy, dẫn đến tình trạng lũ lụt ngày càng nghiêm trọng. Các khu vực phân chậm lũ hiện tại cũng không đủ để đối phó với các trận lũ lớn.

III. Giải pháp phòng chống lũ và giảm nhẹ thiên tai

Để đối phó với tình trạng lũ lụt ngày càng gia tăng, các giải pháp phòng ngừa thiên tai và quản lý rủi ro cần được triển khai đồng bộ. Các giải pháp bao gồm nâng cấp hệ thống đê điều, xây dựng hồ chứa thượng nguồn, và cải thiện hệ thống thoát nước.

3.1. Nâng cấp hệ thống đê điều

Việc nâng cấp các tuyến đê hiện có là một trong những giải pháp quan trọng để bảo vệ môi trường và an toàn cộng đồng. Các tuyến đê cần được thiết kế lại để đáp ứng các tiêu chuẩn chống lũ cao hơn, đặc biệt là trong bối cảnh biến đổi khí hậu.

3.2. Xây dựng hồ chứa thượng nguồn

Xây dựng các hồ chứa thượng nguồn giúp điều tiết dòng chảy và giảm thiểu nguy cơ lũ lụt. Các hồ chứa này cần được tính toán kỹ lưỡng để đảm bảo hiệu quả trong việc cắt giảm lũ và hỗ trợ phát triển bền vững.

3.3. Cải thiện hệ thống thoát nước

Hệ thống thoát nước hiện tại cần được cải thiện để đối phó với lượng mưa lớn và dòng chảy tăng cao. Các giải pháp như xây dựng kênh thoát lũ và cải tạo các khu vực phân chậm lũ sẽ giúp giảm thiểu thiệt hại do lũ lụt gây ra.

IV. Kết luận và kiến nghị

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng, việc phòng chống lũ và giảm nhẹ thiên tai tại sông Hoàng Long cần được thực hiện một cách toàn diện và đồng bộ. Các giải pháp đề xuất không chỉ giúp bảo vệ môi trường mà còn đảm bảo an toàn cộng đồng và phát triển bền vững trong bối cảnh biến đổi khí hậu.

4.1. Kiến nghị chính sách

Cần có các chính sách môi trường cụ thể để hỗ trợ việc triển khai các giải pháp phòng chống lũ. Các chính sách này cần tập trung vào việc quản lý rủi ro và thích ứng với biến đổi khí hậu.

4.2. Hướng nghiên cứu tiếp theo

Cần tiếp tục nghiên cứu để cải thiện các mô hình dự báo lũ và đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến các khu vực ven sông. Các nghiên cứu này sẽ giúp đưa ra các giải pháp hiệu quả và bền vững hơn.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Lưu vực sông Hoàng Long, tỉnh Ninh Bình, có diện tích tự nhiên khoảng 138.868 ha, là vùng chịu ảnh hưởng phức tạp của lũ lụt do đặc điểm địa hình đa dạng gồm vùng núi bán sơn địa, đồng chiêm trũng và đồng bằng ven biển. Với lượng mưa trung bình năm từ 1.750 đến 1.850 mm, tập trung chủ yếu vào các tháng 7, 8 và 9, khu vực này thường xuyên đối mặt với các trận lũ lớn, đặc biệt là các trận lũ lịch sử năm 1985, 1996 và 2007. Mực nước lũ tại các trạm quan trắc như Bến Đế trên sông Hoàng Long từng đạt trên 5 m, vượt báo động III, gây thiệt hại nghiêm trọng về kinh tế và xã hội.

Nghiên cứu tập trung phân tích nguyên nhân gây ra lũ lụt, úng ngập trên lưu vực sông Hoàng Long trong bối cảnh biến đổi khí hậu toàn cầu và khu vực, đồng thời đề xuất các giải pháp phòng chống lũ, giảm nhẹ thiên tai phù hợp với điều kiện thực tế của tỉnh Ninh Bình đến năm 2050. Phạm vi nghiên cứu bao gồm đánh giá hiện trạng hệ thống công trình thủy lợi, đê điều, các khu phân, chậm lũ và tác động của các kịch bản biến đổi khí hậu đến lưu lượng, mực nước lũ.

Ý nghĩa nghiên cứu thể hiện qua việc nâng cao hiệu quả phòng chống lũ, bảo vệ an toàn tính mạng và tài sản của gần 1 triệu dân cư, đồng thời hỗ trợ phát triển kinh tế xã hội bền vững trong vùng. Các chỉ số như tần suất lũ vượt báo động III, diện tích ngập lụt và thiệt hại kinh tế được kỳ vọng giảm đáng kể khi áp dụng các giải pháp đề xuất.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

• Lý thuyết thủy văn và thủy lực: Giải thích quá trình hình thành, vận động dòng chảy và mực nước lũ trên lưu vực sông, bao gồm các yếu tố ảnh hưởng như lượng mưa, địa hình, thủy triều và tác động của công trình thủy lợi.
• Mô hình biến đổi khí hậu và kịch bản phát thải khí nhà kính: Áp dụng các kịch bản B1, B2, A1B, A2 của IPCC để dự báo biến đổi khí hậu khu vực, từ đó đánh giá tác động đến lưu lượng và mực nước lũ.
• Khái niệm phân vùng phòng chống lũ: Xác định các khu vực phân, chậm lũ dựa trên đặc điểm địa hình và thủy văn nhằm tối ưu hóa các giải pháp phòng chống.
• Mô hình toán và mô hình thủy lực TELEMAC-2D, HEC-HMS: Sử dụng để mô phỏng dòng chảy, mực nước lũ và hiệu quả các phương án điều tiết, cắt giảm lũ.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Thu thập số liệu khí tượng thủy văn từ hơn 200 trạm quan trắc trong và ngoài vùng nghiên cứu, số liệu mực nước lũ, lưu lượng dòng chảy, hiện trạng công trình thủy lợi, đê điều, và dữ liệu dân sinh kinh tế xã hội tỉnh Ninh Bình.
• Phương pháp chọn mẫu: Lựa chọn các trạm quan trắc tiêu biểu như Bến Đế, Phủ Lý, Hưng Thi để phân tích chi tiết; khảo sát thực địa tại các khu phân, chậm lũ và hệ thống đê điều nhằm đánh giá hiện trạng và khả năng phòng chống lũ.
• Phương pháp phân tích: Sử dụng mô hình thủy lực TELEMAC-2D để mô phỏng dòng chảy và mực nước lũ, kết hợp mô hình thủy văn HEC-HMS để dự báo lũ từ lượng mưa; phân tích thống kê tần suất lũ, lượng mưa cực đoan; đánh giá tác động của các kịch bản biến đổi khí hậu đến lưu lượng lũ.
• Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu tập trung vào giai đoạn từ 1960 đến 2012 để đánh giá hiện trạng, đồng thời dự báo đến năm 2050 theo các kịch bản biến đổi khí hậu đã được cập nhật năm 2012.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Tần suất và mức độ lũ lụt gia tăng: Các trận lũ lớn trên sông Hoàng Long như năm 1985, 1996, 2007 có mực nước lũ tại Bến Đế đạt từ 4,8 đến 5,2 m, vượt báo động III. Tần suất xuất hiện lũ lớn có xu hướng tăng, đặc biệt trong các năm có bão và áp thấp nhiệt đới, chiếm khoảng 80% các trận mưa lớn nhất trong năm.

2. Ảnh hưởng của biến đổi khí hậu: Theo kịch bản A1B và A2, lượng mưa ngày lớn nhất có thể tăng từ 20% đến 40% vào năm 2050, dẫn đến lưu lượng lũ mùa mưa tăng trung bình 10-15%. Mực nước lũ lớn nhất dự báo tăng từ 0,2 đến 0,5 m so với giai đoạn 1980-1999, làm tăng nguy cơ ngập úng và áp lực lên hệ thống đê điều hiện có.

3. Hiện trạng hệ thống công trình phòng chống lũ: Hệ thống đê điều sông Hoàng Long dài khoảng 100 km, với 22 tuyến đê bối và nhiều trạm bơm tưới tiêu. Tuy nhiên, do kinh phí bảo trì hạn chế và tác động của biến đổi khí hậu, hiệu quả phòng chống lũ chưa đáp ứng yêu cầu, đặc biệt tại các khu phân, chậm lũ như Xích Thổ vẫn thường xuyên bị ngập.

4. Khả năng gặp gỡ lũ giữa các sông: Khả năng đồng thời xuất hiện đỉnh lũ giữa sông Hoàng Long và sông Đáy đạt tới 75,7%, làm tăng nguy cơ ngập úng kéo dài do dòng chảy bị dồn ứ. Tần suất lũ lớn nhất năm trên sông Hoàng Long và sông Đáy không đồng bộ, gây khó khăn trong việc điều phối xả lũ và tiêu thoát nước.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân gia tăng lũ lụt được giải thích bởi sự kết hợp của lượng mưa cực đoan tăng do biến đổi khí hậu, địa hình dốc và phức tạp, cùng với tác động của thủy triều và lũ từ các sông lớn như sông Đáy và sông Hồng. So với các nghiên cứu trước đây, kết quả mô phỏng thủy lực cho thấy mực nước lũ có xu hướng tăng cao hơn, nhất là trong các kịch bản phát thải khí nhà kính cao.

Việc phân vùng phòng chống lũ dựa trên đặc điểm thủy văn và địa hình giúp tối ưu hóa các giải pháp công trình và phi công trình. Các mô hình thủy lực như TELEMAC-2D đã được kiểm nghiệm với sai số nhỏ, cho phép dự báo chính xác hơn về mực nước và dòng chảy trong các tình huống lũ phức tạp.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ mực nước lũ tại các trạm chính qua các năm, bảng thống kê tần suất lũ và lượng mưa cực đoan, cũng như bản đồ phân vùng khu vực phân, chậm lũ và hệ thống đê điều hiện trạng.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Nâng cấp và mở rộng hệ thống đê điều: Tăng chiều cao và độ bền của các tuyến đê chính và đê bối nhằm đáp ứng tiêu chuẩn chống lũ tương đương lũ lịch sử năm 1985, dự kiến hoàn thành trong vòng 5 năm, do Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn tỉnh Ninh Bình chủ trì.

2. Xây dựng hồ chứa thượng nguồn điều tiết lũ: Thiết kế và xây dựng các hồ chứa tại thượng nguồn sông Hoàng Long để cắt giảm đỉnh lũ, giảm lưu lượng đổ về hạ du, với mục tiêu giảm mực nước lũ tối đa 0,3-0,5 m, hoàn thành trong 7-10 năm, phối hợp giữa Bộ Tài nguyên Môi trường và địa phương.

3. Phát triển hệ thống cảnh báo và dự báo lũ thời gian thực: Áp dụng công nghệ mô hình thủy văn thủy lực tích hợp với dữ liệu vệ tinh và trạm quan trắc để nâng cao khả năng dự báo lũ trước 1-2 ngày, giúp chủ động ứng phó, do Trung tâm Khí tượng Thủy văn tỉnh triển khai trong 3 năm tới.

4. Quản lý và quy hoạch sử dụng đất vùng phân, chậm lũ: Hạn chế phát triển các khu dân cư và công trình tại các vùng dễ bị ngập, đồng thời cải tạo hệ thống tiêu thoát nước nội đồng, nâng cao khả năng chống úng, thực hiện liên tục trong 5 năm, do UBND tỉnh phối hợp với các sở ngành liên quan.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Cơ quan quản lý nhà nước về tài nguyên nước và phòng chống thiên tai: Sử dụng kết quả nghiên cứu để xây dựng chính sách, quy hoạch và kế hoạch phòng chống lũ phù hợp với biến đổi khí hậu.

2. Các nhà nghiên cứu và học giả trong lĩnh vực thủy lợi, biến đổi khí hậu: Tham khảo phương pháp mô hình hóa thủy lực, phân tích kịch bản biến đổi khí hậu và ứng dụng thực tiễn tại lưu vực sông Hoàng Long.

3. Đơn vị thi công và quản lý công trình thủy lợi, đê điều: Áp dụng các giải pháp kỹ thuật nâng cấp, bảo trì hệ thống đê điều và hồ chứa nhằm tăng cường khả năng phòng chống lũ.

4. Cộng đồng dân cư và tổ chức phi chính phủ hoạt động trong lĩnh vực giảm nhẹ thiên tai: Nắm bắt thông tin về nguy cơ lũ lụt, tham gia vào các hoạt động phòng tránh và ứng phó thiên tai hiệu quả.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao lưu vực sông Hoàng Long thường xuyên bị ngập lụt nghiêm trọng?
   Do địa hình dốc, lưu lượng nước từ thượng nguồn lớn, kết hợp với lũ từ sông Đáy và sông Hồng dồn về, cùng với tác động của thủy triều làm chậm thoát nước, gây ngập úng kéo dài.

2. Biến đổi khí hậu ảnh hưởng như thế nào đến lũ lụt tại Ninh Bình?
   Biến đổi khí hậu làm tăng lượng mưa cực đoan và tần suất bão, dẫn đến lưu lượng lũ tăng và mực nước lũ cao hơn, gây áp lực lớn lên hệ thống phòng chống lũ hiện tại.

3. Các giải pháp phòng chống lũ được đề xuất có hiệu quả ra sao?
   Nâng cấp đê điều và xây dựng hồ chứa thượng nguồn có thể giảm mực nước lũ tối đa 0,5 m, giảm thiệt hại về người và tài sản, đồng thời hệ thống cảnh báo sớm giúp chủ động ứng phó.

4. Làm thế nào để dự báo lũ chính xác hơn trong khu vực?
   Sử dụng mô hình thủy văn thủy lực tích hợp dữ liệu vệ tinh và trạm quan trắc, kết hợp với kịch bản biến đổi khí hậu để dự báo lũ thời gian thực trước 1-2 ngày.

5. Ai là người chịu trách nhiệm chính trong việc thực hiện các giải pháp phòng chống lũ?
   Chính quyền tỉnh Ninh Bình, các sở ngành liên quan như Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, Trung tâm Khí tượng Thủy văn, phối hợp với các tổ chức nghiên cứu và cộng đồng dân cư.

Kết luận

• Phân tích chi tiết tình hình lũ lụt, úng ngập trên lưu vực sông Hoàng Long cho thấy tần suất và mức độ lũ lớn có xu hướng gia tăng do biến đổi khí hậu.
• Các kịch bản biến đổi khí hậu dự báo lượng mưa cực đoan và mực nước lũ sẽ tăng từ 20% đến 40% vào năm 2050, đòi hỏi nâng cấp hệ thống phòng chống lũ hiện tại.
• Hệ thống đê điều và công trình thủy lợi hiện có chưa đáp ứng đủ yêu cầu phòng chống lũ trong điều kiện biến đổi khí hậu, cần được đầu tư nâng cấp và mở rộng.
• Đề xuất các giải pháp tổng hợp gồm nâng cấp đê điều, xây dựng hồ chứa điều tiết, phát triển hệ thống cảnh báo lũ và quản lý sử dụng đất vùng phân, chậm lũ nhằm giảm thiểu thiệt hại.
• Khuyến nghị các cơ quan chức năng và cộng đồng dân cư phối hợp thực hiện các giải pháp trong vòng 5-10 năm tới để bảo đảm an toàn và phát triển bền vững vùng lưu vực sông Hoàng Long.

Hành động ngay hôm nay để ứng phó hiệu quả với biến đổi khí hậu và bảo vệ cộng đồng là cần thiết. Đề nghị các bên liên quan tham khảo và áp dụng kết quả nghiên cứu nhằm nâng cao năng lực phòng chống thiên tai tại tỉnh Ninh Bình.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC VÀ VÙNG NGHIÊN CỨU 1. Tổng quan về lĩnh vực nghiên cứu 1. Tổng quan về lĩnh vực nghiên cứu trong nước Lũ lớn trên thượng nguồn là mối hiểm họa hàng năm đối với Thủ đô Hà Nội và đồng bằng sông Hồng là vùng dân cư có dân cư đông đúc (khoảng 18 triệu người) cũng là vùng kinh tế quan trọng của nước ta. Bởi vậy, phòng chống lũ lụt là một trong những nhiệm vụ quan trọng trong quy hoạch khai thác quản lý hệ thống sông Hồng.

Đồng bằng sông Hồng là vùng kinh tế và dân sinh quan trọng của cả nước nên công tác quy hoạch phòng lũ cho đồng bằng sông Hồng đã được thực hiện trong các dự án và nhiều nghiên cứu khác nhau. Đề tài "Đánh giá khả năng phân lũ sông Đáy và sử dụng lại các khu phân chậm lũ" do 3 cơ quan cùng thực hiện đồng thời (Viện Khí tượng Thủy văn, Trường Đại học Thuỷ lợi, Viện Quy hoạch Thủy lợi). Thành quả: Đề tài đã giải quyết được phần thủy lực hạ lưu của hệ thống sông Hồng - Thái Bình. Xét đến trường hợp vận hành hồ Hoà Bình, Thác Bà, phân lũ sông Đáy và chậm lũ Tam Thanh, Lương Phú, Lương Phú - Quảng Oai.

Đã có tiến hành dự báo thử nghiệm tại Viện Khí tượng Thủy văn, Trường Đại học Thuỷ lợi, Viện Quy hoạch Thủy lợi, tuy nhiên kết quả chưa được đánh giá. Cần nghiên cứu tiếp: Mục tiêu của các đề tài chú trọng vào tính toán mô phỏng lũ để áp dụng cho quy hoạch phòng chống lũ, không chú trọng đến dự báo lũ; Vì đây là mô hình thủy lực không cập nhật được sai số do sự thay đổi địa hình, thay đổi độ nhám lòng sông, cho nên kết quả chưa thể hịên được khả năng dự báo; Không gắn kết với các mô hình thủy văn phía thượng lưu để trở thành một công nghệ dự báo cho toàn hệ thống sông Hồng-Thái Bình. Đề tài "Xây dựng công cụ mô phỏng số phục vụ cho đề xuất, đánh giá và điều hành các phương án phòng chống lũ sông Hồng - Thái Bình" (Viện Cơ học) Thành quả: Đã áp dụng một số các mô hình thủy lực như VRSAP, TL1, TL2, TELEMAC2-D để tính toán thuỷ lực cho hạ lưu hệ thống sông Hồng - Thái Bình, phân lũ sông Đáy và chậm lũ Tam Thanh, Lương Phú, Lương Phú - Quảng Oai. 13 Đề tài đã thử nghiệm các mô hình rất công phu bằng các bài toán mẫu (test cases) để đảm bảo được khả năng áp dụng của các mô hình.

Cần nghiên cứu tiếp: Tương tự như trường hợp ở trên, như tên của đề tài đã nêu rõ, đề tài chỉ chú trọng vào tính toán mô phỏng lũ để áp dụng cho quy hoạch phòng chống lũ, không phải là mô hình dự báo lũ; vì đây là mô hình thủy lực, do đó không cập nhật được sai số do sự thay đổi địa hình, thay đổi độ nhám lòng sông, cho nên kết quả chưa thể hiện được khả năng dự báo; không gắn kết với các mô hình thủy văn phía thượng lưu để trở thành một công nghệ dự báo cho toàn hệ thống sông Hồng-Thái Bình. Đối với sông Hoàng Long, trong các nghiên cứu của Viện Quy hoạch Thủy lợi, đặc biệt là dự án Quy hoạch thủy lợi khu vực Ninh Bình – Bắc Lèn, đã kết luận phải phân lũ vào khu vực Gia Tường – Đức Long (Gia Viễn) và phân lũ vào khu vực Lạc Khoái (Nho Quan-Ninh Bình) khi lũ vượt tiêu chuẩn thiết kế. Tiêu chuẩn chống lũ cho sông Hoàng Long tương đương lũ lịch sử năm 1985, tương ứng tần suất khoảng 2%÷3%, thấp hơn so với hệ thống sông Hồng nên chu kỳ phân lũ của khu vực này ngắn hơn so với sông Hồng. Trong dự án “Quy hoạch sử dụng tổng hợp nguồn nước lưu vực sông Hồng, Thái Bình (2002-2007)” đã rút ra kết luận việc xây dựng đập điều tiết trên sông Đào Nam Định có thể giảm đáng kể mực nước sông Đáy.

Kết quả này cho phép xem xét điều tiết lũ sông Hồng để hỗ trợ cho việc nghiên cứu xóa các khu phân chậm lũ vùng Nho Quan và Gia Viễn của tỉnh Ninh Bình và xem xét việc tạo dòng chảy thường xuyên vào sông Đáy trong thời kỳ mùa lũ. Tuy nhiên, trong dự án này mới dừng lại ở mức độ đánh giá ảnh hưởng của việc xây dựng đập ngăn lũ sông Đào Nam Định và kênh Quần Liêu đến sự giảm thấp mực nước sông Đáy tại Ninh Bình mà không đưa giải pháp về khả năng xóa bỏ các khu chậm lũ. Đối với sông Hoàng Long hiện chưa có những nghiên cứu đầy đủ về xóa bỏ các khu chậm lũ, mặc dù tiêu chuẩn chống lũ cho đê sông Hoàng Long rất thấp so với hệ thống sông Hồng. Kết quả nghiên cứu của các đề tài và dự án trên là những căn cứ cho việc thực hiện những nội dung nghiên cứu của đề tài này.

Tổng quan về lĩnh vực nghiên cứu ngoài 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: - Trung tâm khu vực, START Đông Nam á (Southeast Asia START Regional Center) đang xây dựng "Hệ thống dự báo lũ thời gian thực cho lưu vực sông Mê Kông". Hệ thống này được xây dựng dựa trên mô hình thủy văn khu vực có thông số phân bố, tính toán dòng chảy từ mưa.

Hệ thống dự báo được phân thành 3 phần: thu nhận số liệu từ vệ tinh và các trạm tự động, dự báo thủy văn và dự báo ngập lụt. Thời gian dự kiến dự báo là 1 hoặc 2 ngày. - 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 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 15 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. - Trung tâm kỹ thuật thủy văn (Mỹ) đã xây dựng bộ mô hình HEC-1 để tính toán thủy văn, trong đó có HEC-1F là chương trình dự báo lũ từ mưa và diễn toán lũ trong sông. Mô hình đã được áp dụng rất rộng rãi trên thế giới.

ở Châu Á, mô hình đã được áp dụng ở Indonesia, Thái Lan. Mô hình cũng đã được áp dụng để tính toán lũ hệ thống sông Thu Bồn ở Việt Nam. Gần đây, mô hình được cải tiến và phát triển thành HMS có giao diện đồ hoạ thuận lợi cho người sử dụng. Tổng quan về vùng nghiên cứu 1.

Đặc điểm tự nhiên vùng nghiên cứu - Vị tri địa lý: Vùng nghiên cứu gồm toàn bộ tỉnh Ninh Bình có vị trí địa lý từ 105o30’ đến 106o10’ kinh độ Đông và 20o00’đến 20o30’ vĩ độ Bắc, tổng diện tích tự nhiên 138.868 ha được giới hạn bởi: Phía Bắc và Đông giáp tỉnh Hà Nam, Nam Định ranh giới là sông Đáy. Phía Tây Bắc giáp tỉnh Hoà Bình. Phía Tây, Tây Nam giáp với Thanh Hoá, ranh giới là đường phân lưu dãy Tam Điệp và sông Càn. Phía Nam là Biển Đông.

- Đặc điểm địa hình: Phía Tây Ninh Bình nằm trong vùng tiếp giáp giữa vùng đồng bằng sông Hồng với dải đá trầm tích ở phía Tây, phía Đông Ninh Bình nằm trong vùng trũng của đồng bằng sông Hồng tiếp giáp với biển đông, vì thế Ninh Bình có địa hình đa dạng: có vùng nửa đồi núi, vùng đồi núi xen lẫn ruộng trũng, vùng đồng bằng và ven biển Xu thế chung, địa hình Ninh Bình có hướng dốc Tây Bắc ÷ Đông Nam và Bắc ÷ Nam tạo hướng thoát nước chính ra sông Đáy, sông Càn và Biển. Với điều kiện địa hình như trên, biện pháp công trình thuỷ lợi cũng rất đa dạng, có sự liên hệ, ràng buộc trong việc cấp nước, tiêu úng, thoát lũ và phòng chống lũ.1: Lưu vực sông Hoàng Long và vùng phụ cận 17 - Đặc điểm địa chất : Địa chất vùng nghiên cứu khá phức tạp, chủ yếu là trầm tích có 3 hệ chính: hệ Triát (T), hệ Neogen (N) và hệ Đệ Tứ (Q). -Đặc điểm đất đai - thổ nhưỡng: Tổng quỹ đất là 138.868 ha, phân bố trên cả 3 vùng sinh thái như đã phân tích ở phần trên. Đất đai vùng đồng bằng rất thuận lợi trong phát triển nông nghiệp thâm canh, đất đai vùng bãi bồi ven biển thuận lợi trong phát triển trồng cói, nuôi trồng thuỷ sản và đất đai vùng đồi núi thuận lợi phát triển kinh tế trạng trại.

- Đặc điểm khí tượng - thủy văn: + Chế độ mưa: phụ thuộc vào sự hoạt động của chế độ gió mùa. Tổng lượng mưa trung bình năm 1750 ÷ 1850mm, mưa lớn thường tập trung ở vùng núi cao (ven dãy Tam Điệp, đầu nguồn sông Hoàng Long) và vùng bãi ven biển. Mưa được phân bố thành hai mùa rõ rệt. Nhìn chung khí hậu của Ninh Bình tương đối thuận lợi cho phát triển nông nghiệp.