Nghiên cứu giải pháp nâng cao hiệu quả hệ thống tiêu bắc nam hà trong bối cảnh biến đổi khí hậu

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

MỞ ĐẦU

0.1. Tính cấp thiết của đề tài nghiên cứu

0.2. Mục tiêu nghiên cứu

0.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

0.4. Nội dung nghiên cứu

0.5. Phương pháp nghiên cứu

0.6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của nghiên cứu

0.7. Bố cục của luận án

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1. Tổng quan hệ thống tiêu Bắc Nam Hà

1.2. Vị trí địa lý và đặc điểm địa hình

1.3. Đặc điểm mưa, mạng lưới sông ngòi và chế độ thủy văn

1.4. Hiện trạng hệ thống tiêu Bắc Nam Hà

1.5. Tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước về tác động của BĐKH, NBD đến các hệ thống tiêu nước

1.6. Tổng quan các nghiên cứu trên thế giới về tác động của BĐKH, NBD đến các hệ thống tiêu nước

1.7. Tổng quan các nghiên cứu về tác động của BĐKH, NBD đến các hệ thống tiêu nước ở Việt Nam

1.8. Tổng quan tình hình nghiên cứu về phương pháp xác định mực nước sông thiết kế cho các trạm bơm tiêu

1.9. Tổng quan tình hình nghiên cứu về quản lý vận hành hệ thống tiêu Bắc Nam Hà

1.10. Kết luận chương

2. CHƯƠNG 2: ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG TIÊU ÚNG CỦA HỆ THỐNG TIÊU BẮC NAM HÀ TRONG ĐIỀU KIỆN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU, NƯỚC BIỂN DÂNG

2.1. Đánh giá khả năng tiêu úng của hệ thống tiêu Bắc Nam Hà trong giai đoạn hiện tại

2.2. Xác định nhu cầu tiêu của hệ thống

2.3. Mô phỏng hệ thống để kiểm tra năng lực tiêu

2.4. Đánh giá khả năng tiêu úng của hệ thống tiêu Bắc Nam Hà trong các giai đoạn 2030 và 2050

2.5. Xác định kịch bản BĐKH, NBD cho vùng nghiên cứu

2.6. Lựa chọn tài liệu mưa để tính toán cho vùng nghiên cứu

2.7. Xác định mực nước sông tương lai ứng với kịch bản phát thải trung bình cho vùng nghiên cứu

2.8. Xây dựng mô hình mưa tiêu trong điều kiện biến đổi khí hậu

2.9. Xây dựng kịch bản sử dụng đất giai đoạn 2030, 2050

2.10. Xác định hệ số tiêu thiết kế của hệ thống Bắc Nam Hà trong điều kiện BĐKH NBD

2.11. Mô phỏng hệ thống tiêu ứng với trận mưa thiết kế và hiện trạng hệ thống tương ứng với giai đoạn 2030, 2050

2.12. Đánh giá khả năng tiêu úng của hệ thống BNH trong điều kiện BĐKH, NBD

2.13. Kết luận chương

3. CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG CƠ SỞ KHOA HỌC CHO VIỆC ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NHẰM NÂNG CAO NĂNG LỰC VÀ HIỆU QUẢ CỦA HỆ THỐNG TIÊU BNH TRONG ĐIỀU KIỆN BĐKH, NBD

3.1. Tính toán cân bằng nước cho hệ thống trong các giai đoạn hiện tại, 2030 và 2050

3.2. Phương trình cân bằng nước của lưu vực tiêu

3.3. Tính toán cân bằng nước cho hệ thống qua các giai đoạn hiện tại, 2030 và 2050

3.4. Xây dựng quan hệ giữa hệ số tiêu với tỷ lệ diện tích hồ điều hòa, chiều sâu trữ và định hướng quy hoạch hồ điều hòa cho hệ thống BNH trong điều kiện BĐKH, NBD

3.5. Xây dựng quan hệ giữa hệ số tiêu với tỷ lệ diện tích hồ điều hòa và chiều sâu trữ cho hệ thống Bắc Nam Hà trong điều kiện BĐKH NBD

3.6. Định hướng trong công tác quy hoạch hồ điều hòa cho hệ thống Bắc Nam Hà trong điều kiện BĐKH NBD

3.7. Đề xuất phương pháp xác định tần suất mực nước sông thiết kế trạm bơm tiêu có tổng chi phí xây dựng và quản lý vận hành nhỏ nhất

3.8. Đánh giá mức độ lãng phí điện năng bơm tiêu khi thiết kế trạm bơm với tần suất mực nước sông thiết kế 10%

3.9. Phân tích quan hệ giữa mực nước bể tháo và mực nước sông tiêu

3.10. Ứng dụng lý thuyết phân tích hệ thống để xây dựng phương pháp xác định mực nước sông thiết kế hợp lý có tổng chi phí xây dựng và vận hành trạm bơm nhỏ nhất

3.11. Thuật toán và chương trình tính

3.12. Ứng dụng phương pháp xác định mực nước sông thiết kế có tổng chi phí xây dựng và vận hành quy về năm đầu nhỏ nhất cho trạm bơm Hữu Bị

3.13. Kết luận chương

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

0.8. Kết quả đạt được của luận án

0.9. Những đóng góp mới của luận án

0.10. Những tồn tại và hướng nghiên cứu tiếp

DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan hệ thống tiêu Bắc Nam Hà

Hệ thống tiêu Bắc Nam Hà (BNH) là một trong những hệ thống tiêu động lực lớn nhất tại Việt Nam, phục vụ cho khoảng 85.326 ha đất nông nghiệp. Trước khi xây dựng hệ thống này, khu vực thường xuyên bị ngập úng, đặc biệt trong mùa mưa. Việc xây dựng 6 trạm bơm điện lớn đã giúp cải thiện tình hình, nâng cao năng lực tiêu nước. Tuy nhiên, sau nhiều năm hoạt động, hệ thống đã gặp phải nhiều vấn đề như xuống cấp và không đáp ứng được nhu cầu tiêu nước ngày càng tăng do biến đổi khí hậu và nước biển dâng. Điều này dẫn đến tình trạng ngập úng nghiêm trọng, ảnh hưởng đến phát triển kinh tế và đời sống của người dân trong khu vực.

1.1. Tác động của biến đổi khí hậu

Biến đổi khí hậu đã gây ra nhiều tác động tiêu cực đến hệ thống tiêu BNH. Nhu cầu tiêu nước tăng lên do sự thay đổi trong lượng mưa và tần suất các trận mưa lớn. Hệ thống hiện tại không còn đủ khả năng đáp ứng nhu cầu này, dẫn đến tình trạng ngập úng thường xuyên. Việc nghiên cứu và đề xuất các giải pháp nâng cao hiệu quả hệ thống tiêu là cần thiết để đảm bảo an toàn cho sản xuất nông nghiệp và đời sống của người dân.

1.2. Quản lý nước và quy hoạch

Quản lý nước trong bối cảnh biến đổi khí hậu đòi hỏi một cách tiếp cận tổng thể và bền vững. Cần có các giải pháp quy hoạch hồ điều hòa, nâng cao năng lực tiêu nước và cải thiện hệ thống kênh dẫn. Việc xây dựng mối quan hệ giữa hệ số tiêu với diện tích hồ điều hòa và chiều sâu trữ là rất quan trọng để tối ưu hóa hiệu quả sử dụng nước trong hệ thống.

II. Đánh giá khả năng tiêu úng của hệ thống

Đánh giá khả năng tiêu úng của hệ thống BNH trong điều kiện biến đổi khí hậu là một phần quan trọng trong nghiên cứu. Các mô hình mô phỏng đã được sử dụng để xác định nhu cầu tiêu nước trong các giai đoạn hiện tại, 2030 và 2050. Kết quả cho thấy, khả năng tiêu úng của hệ thống đang giảm sút, không đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao. Việc xác định kịch bản biến đổi khí hậu và nước biển dâng là cần thiết để có những dự báo chính xác về tình hình tiêu nước trong tương lai.

2.1. Nhu cầu tiêu nước

Nhu cầu tiêu nước trong khu vực BNH đã tăng lên đáng kể do sự phát triển kinh tế và biến đổi khí hậu. Các nghiên cứu cho thấy, trong giai đoạn 2030 và 2050, nhu cầu tiêu nước sẽ tiếp tục gia tăng, đòi hỏi hệ thống phải được cải thiện để đáp ứng. Việc đánh giá nhu cầu tiêu nước là cơ sở để đề xuất các giải pháp nâng cao hiệu quả hệ thống.

2.2. Mô phỏng và đánh giá

Mô phỏng hệ thống tiêu nước đã chỉ ra rằng, trong điều kiện hiện tại, khả năng tiêu úng của hệ thống không còn đủ để xử lý các trận mưa lớn. Các kịch bản mô phỏng cho thấy, nếu không có các biện pháp cải thiện, tình trạng ngập úng sẽ trở nên nghiêm trọng hơn trong tương lai. Việc đánh giá này là rất quan trọng để đưa ra các giải pháp kịp thời.

III. Đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả hệ thống

Để nâng cao hiệu quả của hệ thống tiêu BNH, cần có các giải pháp đồng bộ và toàn diện. Việc quy hoạch các hồ điều hòa, cải thiện hệ thống kênh dẫn và nâng cao năng lực của các trạm bơm là những giải pháp cần thiết. Đồng thời, cần có các nghiên cứu sâu hơn về tác động của biến đổi khí hậu để có những điều chỉnh kịp thời trong quy hoạch và quản lý nước.

3.1. Quy hoạch hồ điều hòa

Quy hoạch hồ điều hòa là một trong những giải pháp quan trọng để nâng cao khả năng tiêu nước của hệ thống. Cần xác định vị trí, diện tích và chiều sâu của các hồ để tối ưu hóa khả năng chứa nước và giảm thiểu ngập úng. Việc này không chỉ giúp cải thiện khả năng tiêu nước mà còn tạo ra các lợi ích khác cho môi trường và sinh thái.

3.2. Nâng cao năng lực trạm bơm

Nâng cao năng lực của các trạm bơm là một giải pháp thiết yếu để đáp ứng nhu cầu tiêu nước ngày càng tăng. Cần đầu tư nâng cấp công nghệ và thiết bị cho các trạm bơm, đồng thời cải thiện quy trình vận hành để đảm bảo hiệu quả tối ưu. Việc này sẽ giúp giảm thiểu lãng phí điện năng và chi phí vận hành, đồng thời nâng cao khả năng tiêu nước trong khu vực.

Nghiên cứu khoa học đề xuất giải pháp nâng cao năng lực hệ thống tiêu bắc nam hà trước biến đổi khí hậu