MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài: Vùng Nam – Hƣng - Nghi là một trong những vùng phát triển kinh tế trọng điểm của tỉnh Nghệ An trong đó về nông nghiệp đây là một trong hai vùng có diện tích lúa nƣớc lớn nhất của tỉnh Nghệ An. Do đặc điểm địa hình của vùng thấp, trũng lại nằm sát biển chịu ảnh hƣởng của mƣa bão mạnh nên thƣờng bị ngập lụt về mùa mƣa lũ. Việc nghiên cứu đánh giá tình hình úng ngập và các giải pháp tiêu úng cho vùng này đã đƣợc đề cập trong Quy hoạch thuỷ lợi vùng Nam - Hƣng - Nghi từ năm 1964 và đƣợc Văn phòng Uỷ ban sông Hồng, Viện Quy hoạch Thuỷ lợi & Quản lý nƣớc nghiên cứu hoàn chỉnh năm 1975, bổ sung năm 1988; Đoàn Quy hoạch Thuỷ lợi Nghệ An lập bổ sung năm 1993.
Đây là cơ sở cho việc quản lý và đầu tƣ xây dựng các công trình tiêu thoát nƣớc trên địa bàn, công tác tiêu thoát nƣớc từ đó đến nay đóng góp một phần không nhỏ đối với sự phát triển chung của toàn vùng. Tuy nhiên, trong những năm gần đây do có nhiều biến động về điều kiện tự nhiên cũng nhƣ tác động của sự phát triển kinh tế - xã hội, nhất là chuyển đổi cơ cấu cây trồng, vật nuôi, sự biến đổi của khí hậu kết hợp mực nƣớc biển dâng, tốc độ đô thị hoá, công nghiệp hoá trong vùng. đang là áp lực đối với các hệ thống tiêu thoát nƣớc, đã làm thay đổi nhiệm vụ của các hệ thống tiêu, gây mâu thuẫn trong quá trình tiêu thoát nƣớc, tạo ra sự quá tải cho các hệ thống tiêu gây ngập úng và ảnh hƣởng đến môi trƣờng sinh thái trong vùng. Vì vậy việc nghiên cứu „„Nghiên cứu giải pháp tiêu úng vùng Nam Hƣng Nghi tỉnh Nghệ An trong điều kiện biến đổi khí hậu nhằm đảm bảo phát triển kinh tế xã hội và sản xuất nông nghiệp„„ có vai trò rất quan trọng, cần đƣợc đầu tƣ nghiên cứu nhằm đƣa ra phƣơng án tiêu thoát nƣớc phù hợp với yêu cầu phát triển kinh tế - xã hội cho vùng ở thời điểm hiện tại và trong tƣơng lai.
Mục đích của Đề tài: - Nghiên cứu đề xuất phƣơng án, giải pháp công trình tiêu úng cho vùng Nam Hƣng 1 Nghi tỉnh Nghệ An để đảm bảo cuộc sống và phục vụ sản xuất của ngƣời dân góp phần thực hiện mục tiêu phát triển kinh tế xã hội của vùng trong điều kiện biến đổi khí hậu, nƣớc biển dâng. - Dựa vào kịch bản BĐKH đã chọn để xác định yêu cầu tiêu nƣớc. - Các giải pháp chủ yếu giải quyết vấn đề tiêu thoát nƣớc cho hệ thống thủy lợi phù hợp với yêu cầu phát triển kinh tế - xã hội, thích ứng với BĐKH toàn cầu. Cách tiếp cận và phƣơng pháp nghiên cứu: 3.
Cách tiếp cận - Tiếp cận tổng hợp của vùng nghiên cứu: Từ định hƣớng phát triển KT-XH, các nghành nghề của các địa phƣơng trong vùng Nam Hƣng Nghi để rút ra các giải pháp công trình và phi công trình thích ứng làm giảm nhẹ thiệt hại do úng ngập. - Tiếp cận thực tiễn: Thực hiện khảo sát thực địa, thu thập số liệu thông tin nhằm làm rõ hiện trạng các công trình tiêu úng và hiện trạng ngập của các địa phƣơng trong vùng nghiên cứu. Các số liệu thực tế giúp đánh giá một cách tổng quan để có cơ sở đánh giá tác động và đề xuất giải pháp khắc phục. - Tiếp cận phƣơng pháp: sử dụng phƣơng pháp mô hình toán (mô hình thủy lực MIKE 11) - Tiếp cận Kịch bản biến đổi khí hậu: Áp dụng kịch bản BĐKH cho vùng nghiên cứu.
Phương pháp nghiên cứu: a. Phƣơng pháp điều tra, thu thập: Tiến hành điều tra, thu thập các tài liệu trong vùng nghiên cứu bao gồm tài liệu hiện trạng thủy lợi, các công trình tƣới, tiêu, định hƣớng phát triển kinh tế - xã hội, tình hình khai thác và sử dụng đất đai, nguồn nƣớc, các tài liệu địa hình, thủy văn. trên khhu vực. Phƣơng pháp thống kê 2 Phân tích, thống kê, tổng hợp các số liệu ngập lụt từ các trận lũ trong lịch sử, đánh giá khả năng ngập lụt của khu vực nghiên cứu ứng với các tần suất thiết kế khác nhau.
Phƣơng pháp mô hình hóa Các mô hình mưa - dòng chảy: Hiện nay có rất nhiều mô hình thuận tiện cho ngƣời sử dụng (Hec-HMS, NAM, Ltank.) mà kết quả là các là quá trình dòng chảy tại các điểm khống chế, sau khi kết hợp với công cụ khác nhƣ GIS thì có thể đƣa ra các thông tin về diện tích và mức độ ngập lụt. Mô hình thủy lực: Mô hình MIKE 11 của Viện thủy lực Đan Mạch (DHI) là phần mềm dùng để mô phỏng dòng chảy, chất lƣợng nƣớc và vận chuyển bùn cát ở các cửa sông, sông, kênh tƣới. Mô hình MIKE 21 cũng là một sản phẩm của DHI, đƣợc dùng để mô phỏng sự biến động của mực nƣớc và lƣu lƣợng ứng với các thay đổi về chế độ thủy lực trong sông, hồ và các vùng chảy tràn. Mô hình MIKE FLOOD đƣợc phát triển bởi Viện Thủy lực Đan Mạch (DHI) thực hiện các kết nối giữa mô hình MIKE 11 (1 chiều) với mô hình MIKE 21 (2 chiều), đƣợc dùng để mô phỏng sự biến động của mực nƣớc và lƣu lƣợng ứng với các thay đổi về chế độ thủy lực trong sông, hồ và các vùng chảy tràn.
Sử dụng MIKE FLOOD sẽ mô phỏng đƣợc chi tiết điều kiện vật lý của hệ thống. Phạm vi nghiên cứu: a. Phạm vi không gian: Khu vực nghiên cứu là vùng đất thấp của tỉnh Nghệ An ( Nam Đàn, Hƣng Nguyên, Nghi Lộc,TP. Phạm vi thời gian Thời gian nghiên cứu: - Trong quá khứ: 2 trận lũ điển hình xảy ra ở khu vực nghiên cứu gây ngập trên diện 3 rộng ( năm 1978, 1988).
- Trong tƣơng lai: Mô phỏng ngập lụt ở khu vực nghiên cứu cho năm 2050 ứng với trận lũ tƣơng tự nhƣ năm 1988 xảy ra theo kịch bản nƣớc biển dâng( Bộ Tài nguyên và Môi trƣờng, 2016). Kết quả dự kiến đạt đƣợc: - Đánh giá đƣợc hiện trạng úng ngập, các nguyên nhân gây úng ngập và thực trạng năng lực tiêu úng vùng Nam Hƣng Nghi, Nghệ An; - Đề xuất các kịch bản phát triển kinh tế xã hội và lựa chọn kịch bản biến đổi khí hậu áp dụng tại vùng nghiên cứu; - Đƣa ra đƣợc kết quả yêu cầu tiêu giai đoạn hiện tại và kết quả tiêu ứng với kịch bản BĐKH đã chọn trong điều kiện biến đổi khí hậu và phát triển kinh tế xã hội; - Đề xuất các giải pháp tiêu cho vùng nghiên cứu. 4 CHƢƠNG I: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan tình hình ngập úng, các công cụ, phƣơng pháp nghiên cứu trên thế giới và Việt Nam 1. Tình hình ngập úng và giải pháp của một số nước trên thế giới Thiên tai và những tác động của chúng đến kinh tế xã hội và môi trƣờng ngày càng gia tăng trên thế giới với một tốc độ báo động.
Con ngƣời, xã hội, môi trƣờng đang bị ảnh hƣởng rõ rệt. Chúng ta có thể nhận thấy sự thay đổi: hiện tƣợng nóng lên toàn cầu tăng dân số, tăng trƣởng kinh tế, đô thị hóa, công nghiệp hóa, phá rừng, mở rộng khu dân cƣ, di canh, di cƣ.làm cho xã hội bị tác động mạnh mẽ từ thiên nhiên.Trung Quốc Trên sông Hoàng Hà: Lũ năm 1887 làm chết 900 ngàn ngƣời; thập niên 1990 có 7 trận lũ lớn đã xảy ra vào các năm 1991, 1993, 1994, 1995, 1996, 1997, 1998 làm chết khoảng 25 nghìn ngƣời; riêng năm 1993 đã ảnh hƣởng đến 3,6 triệu ngƣời và 18 ngàn ngƣời chết. Trên sông Trƣờng Giang, lũ năm 1931 làm ngập 3 triệu ha, ảnh hƣởng tới 28,5 triệu ngƣời và 145 ngàn ngƣời chết; lũ năm 1998 làm chết 3.000 ngƣời, 23 nghìn ngƣời mất tích, 240 triệu ngƣời bị lũ uy hiếp, phá huỷ 5 triệu ngôi nhà, thiệt hại khoảng 21 tỉ USD. Tính chung, trong 55 năm gần đây lũ lụt đã ảnh hƣởng đến 9,3 triệu ha đất canh tác, trung bình mỗi năm làm chết khoảng 5.
[1] Giải pháp khắc phục: Phòng, chống lũ của Trung Quốc là “Tăng cƣờng chứa lũ ở thƣợng nguồn; bảo vệ các vùng ảnh hƣởng lũ ở trung lƣu và hạ lƣu các sông lớn; phối hợp chứa lũ, giảm lũ ở trung lƣu; chuẩn bị tốt khả năng chống lũ trƣớc mùa mƣa lũ”. Các giải pháp công trình chủ yếu tiêu thoát lũ của Trung Quốc hiện nay là: Củng cố hệ thống đê khoảng 278.000 km các loại; xây dựng hồ chứa thƣợng lƣu với 86.000 hồ chứa các loại với tổng dung tích 566 tỷ m3để bảo vệ cho khoảng 12 triệu ha đất canh tác khỏi ngập lụt; 98 khu vực chứa lũ với khả năng chứa khoảng 120 tỷ m3nƣớc; khoảng 2.000 trạm bơm lớn và trung bình để tiêu úng. Hà Lan Là quốc gia nằm ở khu vực Tây Âu có những trận thiên tai nặng nề nhất: Năm 1134, 1287, 1375, 1404, 1421, 1530, 1570, 1717, 1916, 1953. Lũ lịch sử năm 1421 đã làm chết 100 ngƣời, lũ năm 1930 làm chết 400 ngƣời, lũ năm 1570 vỡ đê làm ngập 2/3 diện tích của Hà Lan và hơn 2.000 ngƣời chết.
Trong Lễ Giáng sinh năm 1717, trận bão Biển Bắc tồi tệ nhất trong vòng 400 năm tấn công Hà Lan, Đức và Scandinavia làm 14.000 ngƣời chết, trong đó Hà Lan có 2. Năm 1916, nhiều tuyến đê ở Zuiderzee bị vỡ dẫn đến việc xây dựng đập ngăn và con đê Afsluitdijk dài 32 km. Ngày 1/II/1953, bão lũ đã nhấn chìm phần lớn khu vực phía Tây Nam của Hà Lan, phá huỷ hơn 45 km đê biển gây ngập lụt 3 tỉnh phía Nam, giết chết 1.835 ngƣời, làm ngập hơn 150 ngàn ha đất. Hai trận lũ lớn năm 1993, 1995 đã gây thiệt hại cho đất nƣớc Hà Lan hàng trăm triệu USD [4], [5], [6].
Sau trận lụt lịch sử năm 1953, Uỷ ban Châu thổ đƣợc thành lập và cho ra đời “Quy hoạch châu thổ” với kế hoạch xây dựng các con đê, xây các đập chắn nƣớc biển dâng, bịt hầu hết các cửa sông ở phía Tây Nam. Về chống lụt cho sông: Sông Rine khi chảy vào lãnh thổ Hà Lan chia thành nhiều phân lƣu. Từ ngàn xƣa, để ngăn chặn lũ lụt các sông này dâng cao trong mùa lũ (mùa đông) mỗi bên bờ sông xây dựng hai đê kiên cố. Đê liền kề dòng sông đƣợc gọi là đê mùa hè (mùa có ít mƣa, lụt), có nhiệm vụ ngăn lụt nhỏ trong mùa hè và đê bên ngoài là đê mùa đông (mùa lũ lụt chính) đây là đê chính cách xa sông, có nhiệm vụ không cho nƣớc tràn vào đồng.