CHƯƠNG 1 TỒNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU VÀ VÙNG NGHIÊN CỨU 1.1 Nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan đến đề tài 1.1 Nghiên cứu ngoài nước Hàng năm trên thế giới phải gánh chịu những tổn thất nặng nề do thiên tai gây ra như: hạn hán, bão, lũ, ngập lụt. Các nguyên nhân dẫn đến tình trạng ngập lụt hiện nay ngoài nguyên nhân chủ yếu do mưa nhiều với cường độ lớn, bão gió bất thường, nước biển dâng. tình trạng ngập úng trên thế giới còn do nguyên nhân đô thị hóa mạnh, tăng diện tích xây dựng nhà cửa và đường xá. Các thành phố hình thành ven sông, biển phải đối mặt với ngập lụt.
Điển hình như vào năm 1952 dòng sông Thames ở London bị thu hẹp lại gặp bão lớn làm cho phần lớn thành phố bị ngập lụt. Tại Kulalumpua vùng trũng trung tâm thủ đô Malaysia trước những năm 2005 cũng bị ngập nặng khi có bão, lũ. Với sự phát triển công nghiệp và đô thị hóa nhanh chóng trên toàn cầu, thì nhu cầu về thoát nước càng trở nên bức thiết. Hệ thống thoát nước đã có từ 4000 năm trước công nguyên, khi xuất hiện những vùng tập trung đông dân cư như ở các thung lũng sông Nila, Chigara, Ấn Độ, La Mã và Trung Quốc.
Ban đầu con người chỉ biết khơi mương đào giếng. Con người bắt đầu xây dựng hệ thống thoát nước tập trung đầu tiên ở Châu Âu: Paris, Luân Đôn vào thế ký XVIII. Tuy nhiên, do trình độ khoa học kỹ thuật chưa cao, con người chưa nắm được những nguyên tắc vận hành nước, nên những công trình xây dựng chi phí rất nhiều nhân công, vật lực, nhưng hiệu quả lại thấp. Nước Anh với với công trình phòng chống lũ hiện đại có khả năng chống lũ quy hoạch 100 năm nhưng với diễn biến phức tạp của thời tiết, đặc biệt là với sự biến đổi khí hậu toàn cầu và nước biển dâng thì hệ thống này không có khả nãng kiểm soát.
Theo kết quả tính toán dự báo cho biết số hộ có nguy cõ bị lũ lụt ðe dọa, ảnh hýởng tãng từ 2 triệu hộ lên ðến 3,5 triệu hộ với các kịch bản biến đổi khí hậu nếu hệ thống công trình hiện tại không được củng cố. Để đối phó với tình trạng ngập úng, người dân Ấn Độ thường phải làm những hệ thống cột chống rất cao để có chỗ lánh nạn khi mùa mưa lũ đến. Ở Bangladesh nông dân 5 thường làm những ngôi nhà nổi để có thể dâng lên khi mùa lũ đến. Còn ở Nepan người dân xây dựng các tháp canh cảnh báo lũ sớm, đóng góp nhân công và vật liệu để gia cố các bờ kè không cho các hồ băng bị tan vỡ do băng tan.
Do đó cần phải nghiên cứu chuyên sâu, chi tiết để có thể đánh giá đúng và đầy đủ tác động các hoạt động kinh tế đến tình trạng ngập lụt nói riêng và đến vấn đề quản lý, bảo vệ và sử dụng hợp lý, bền vững tài nguyên nước trên thế giới nói chung.2 Nghiên cứu trong nước Việt Nam, đặc biệt là ở vùng đồng bằng Sông Hồng và Sông Cửu Long, với địa hình tương đối bằng phẳng: cao trình mặt ruộng chỉ cao hơn mực nước biển từ 1m đến 5m. Do đó vấn đề tiêu thoát nước rất được quan tâm nghiên cứu. Về mùa mưa bão việc ngập úng, lũ lụt gây thiệt hại vô cùng to lớn cả về người lẫn vật chất. Trước đây, các vùng úng của nước ta nằm rải rác ở khắp nơi từ các thung lũng của miền núi cho đến những vùng trũng của đồng bằng và các vùng ven biên.
Ở vùng núi, vùng trung du, diện tích bị úng thường nhỏ, tập trung ở các thung lũng, các cánh đồng trũng ven núi như Lập Thạch, Vĩnh Tường (Vĩnh Yên), Yên Dũng (Bắc Ninh), Chí Linh (Hải Dương)… Ở đồng bằng Bắc Bộ, diện tích bị úng ngập tập trung lớn hơn như vùng Bình Lục, Thanh Liêm (tỉnh Hà Nam), Ứng Hòa, Phú Xuyên (Hà Nội), vùng úng thường tập trung ven đê sông hoặc ở rốn các cánh đồng, lòng chảo. Nói chung những vùng đồng chiêm trước đây là những vùng úng lớn nhất nước ta. Ở miền Nam, hầu hết các tỉnh miền Tây Nam Bộ đều có những vùng úng lớn như: Châu Đốc, Sa Đéc, Đồng Tháp Mười, An Giang, Kiên Giang, Hậu Giang… Những vùng úng hầu hết chỉ trồng trọt được một vụ vào mùa khô, hoặc để hoang hóa, quanh năm nước ngập trắng không trồng trọt được gì. Sau ngày hòa bình lập lại, miền Bắc đã chú trọng cải tạo vùng úng.
Rất nhiều các trạm bơm tiêu quy mô lớn được xây dựng, biến những vùng úng trước đây thành những cánh đồng phì nhiêu màu mỡ, làm tăng vụ, tăng năng suất cây trồng. 6 Từ hơn một thập niên trở lại đây tình trạng ngập úng không chỉ diễn ra ở các vùng kể trên mà còn diễn ra ở các đô thị lớn như thành phố Hà Nội và thành phố HồChí Minh… ngày càng nghiêm trọng do hàng loạt nguyên nhân như: hiện tượng biến đổi khí hậu làm cho chế độ mưa thay đổi, hệ thống kênh rạch bị lấn chiếm, nhiều ao hồ, kênh rạch bị san lấp để xây dựng nhà ở làm hạn chế dòng chảy, quá trình phát triển đô thị chưa chú trọng đến việc san lấp cốt nền và vấn đề thoát nước. Thống kê cho thấy số các trận mưa lũ với cường độ lớn xuất hiện ngày càng nhiều hơn. Ví dụ như tại thành phố Hà Nội vào năm 2002, mưa lớn nhiều ngày trong khoảng tháng 8.Hệ thống cống thoát đang cải tạo dở dang nên càng không thoát nước nổi, gây ngập úng trong nội thành suốt nhiều ngày liên tục.
Trận lũ lịch sử đầu tháng 11 năm 2008, Hà Nội bị ngập trên diện rộng và ngập rất sâu do mưa liên tục với cường độ lớn từ đêm 30 tháng 10 trở đi. Hay trận mưa lớn ngày 08/05/2009 khiến cho Hà Nội chìm trong biển nước kéo theo tình trạng tắc đường, giao thông tê liệt và còn rất nhiều hệ lụy khác. Năm 2010, mưa và lũ lớn làm ít nhất 46 người chết và 21 người bị mất tích… Thống kê cho thấy số trận mưa lớn ngày càng nhiều và diễn biến bất thường.Ví dụ như năm 2015 ở Quảng Ninh với lượng mưa lớn kỷ lục. Theo ông Hoàng Đức Cường, GĐ Trung tâm Dự báo KTTV cho biết, tổng lượng mưa đo được tại một số điểm ở Quảng Ninh từ ngày 23-29/7 đã vượt quá 1.
Theo đánh giá, đây là trận mưa lớn nhất trong vòng 55 năm qua, phá vỡ hàng loạt kỷ lục.Sau 3 ngày mưa lũ (từ 26-28/7), thiệt hại về tài sản tại đây đã vượt quá con số 1.000 tỷ đồng, 23 người thiệt mạng và mất tích, gần 4000 nghìn ngôi nhà bị ngập lụt. Trong những năm gần đây diễn biến thời tiết rất phức tạp, lũ bão gia tăng trong mùa mưa, tình hình lũ lụt diễn ra ngày càng nghiêm trọng và có xu hướng năm sau cao hơn năm trước càng bộc lộ rõ các tồn tại của hệ thống. Hiện nay trong vùng nhu cầu tiêu ngày càng tăng do nhiều yếu tố như lượng mưa tăng, yêu cầu thâm canh, tăng vụ, giống cây trồng thấp, đồng thời với quá trình công nghiệp, đô thị hoá ngày càng tăng, vì vậy ao hồ, đất nông nghiệp càng bị thu hẹp nên khả năng trữ nước ngày càng giảm, thời gian tiêu càng phải tiêu gấp rút hơn. Mức đảm bảo tiêu cho khu công nghiệp và đô 7 thị cao hơn phục vụ sản xuất nông nghiệp.
Vì vậy hệ số tiêu sẽ tăng lên theo các giai đoạn phát triển. Ở Nước ta, đã có nhiều đề tài nghiên cứu để giải quyết vấn đề tiêu thoát nước ở các huyện, thành phố trên cả nước.Trong đó có rất nhiều đề tài đã được đưa vào áp dụng trong thực tiễn. Các mô hình tính toán cũng đã được đưa vào để giải quyết vấn đề tiêu rất hiệu quả và chính xác đặc biệt như các mô hình tính toán thủy lực: MIKE11, HECRAS, MIKE21, VSAP, KOD, WENDY, MEKSAL, FWQ86M. Thực tế các công trình tiêu đều được xây dựng và đi vào hoạt động nhiều năm, đến nay đều bị xuống cấp nhiều, có một vài công trình đầu mối được tu sửa nhưng hiệu suất chưa cao.
Hệ thống tiêu nội đồng không được tu sửa, nạo vét thường xuyên, thiếu một quy trình điều hành và quản lý chặt chẽ. Trước yêu cầu phát triển kinh tế xã hội của huyện Yên Phong đặt ra trong tương lai, việc tiếp tục đầu tư củng cố hạ tầng cơ sở thuỷ lợi phục vụ công tác phòng chống lũ, tiêu úng hiện có và xây dựng các công trình mới theo một quy hoạch chi tiết, thống nhất hợp lý, để đáp ứng yêu cầu phát triển kinh tế xã hội cho hiện tại và trong những năm tiếp theo là một nhiệm vụ hết sức quan trọng.2 Tổng quan về vùng nghiên cứu 1.1 Điều kiện tự nhiên của huyện Yên Phong 1.1 Vị trí địa lý Huyện Yên Phong nằm ở phía Tây Bắc của tỉnh Bắc Ninh, toàn huyện có diện tích tự nhiên 9. Toạ độ địa lý: - Từ 21010’04” đến 21015’50” vĩ độ Bắc. - Từ 105050’04” đến 10602’28” kinh độ Đông.
Huyện được giới hạn: - Phía Bắc huyện là sông Cầu giáp với huyện Hiệp Hòa tỉnh Bắc Giang. - Phía Nam huyện là sông Ngũ Huyện Khê giáp Thị xã Từ Sơn. 8 - Phía Đông giáp Thành phố Bắc Ninh. - Phía Tây giáp với huyện Sóc Sơn và Đông Anh của Hà Nội.1: Bản đồ huyện Yên Phong – Bắc Ninh 1.2 Đặc điểm địa hình Địa hình của huyện cao thấp không đều, xu thế chung của địa hình là cao ở phía Tây Bắc cao độ bình quân từ +4 đến +7m, thấp dần về phía Đông và Đông Bắc cao độ mặt đất tự nhiên đa số từ +3 đến +5m.
Nơi cao nhất có cao độ từ +5,5 đến +6,5m cá biệt có chỗ trên +7m. Nơi thấp nhất có cao độ từ +2,5 đến +3,5m cá biệt có chỗ dưới +2m. Nhìn tổng thể địa hình của huyện có hướng dốc từ Tây Bắc sang Đông và Đông Bắc được thể hiện qua các dòng chảy mặt đổ về sông Cầu và sông Ngũ Huyện Khuê. 9 Do hệ thống đê điều và các đồi núi xen kẽ cao thấp đã phân cách các khu vực trong tỉnh tạo thành các dạng địa hình phức tạp, các khu trũng ở các huyện: Yên Phong, Từ Sơn, Tiên Du, Quế Võ rất hay bị úng ngập vào mùa mưa, khó tiêu thoát.2 Đặc điểm khí tượng, thủy văn 1.1 Đặc điểm khí hậu Yên Phong thuộc vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, mùa đông bắt đầu từ tháng 11 đến tháng 4, mùa hè từ tháng 5 đến tháng 10.
Đặc trưng thời tiết là nóng ẩm và mưa nhiều. Mạng lưới trạm khí tượng và đo mưa.
