MỞ ĐẦU 1.Tính cấp thiếp của đề tài Việt Nam được đánh giá là một trong những nước bị ảnh hưởng nhiều nhất từ biến đổi khí hậu (BĐKH) với hơn 3.260 km bờ biển chạy dài suốt 15 vĩ độ từ Bắc tới Nam. Trong đó, các vùng ven biển là nơi chịu nhiều tác động nặng nề nhất của BĐKH mà trực tiếp là mực nước dâng, thiên tai, lũ lụt, xâm nhập mặt… Theo tính toán, nếu mực nước biển dâng thêm 1m thì Việt Nam sẽ đối mặt với mức thiệt hại lên tới 17 tỷ USD/năm (10%GDP) 1/5 dân số mất nhà cửa; 12,3% diện tích đất trồng trọt biến mất; 40.000km2 diện tích đồng bằng (39% ĐBSCL và 10% ĐBSH), 17km2 bờ biển ở khu vực các tỉnh lưu vực sông Cửu Long sẽ chịu tác động của lũ ở mức không thể đoán. Tại miền Bắc, rét đậm, rét hại kéo dài với cường độ mạnh điển hình là mùa đông năm 2008 miền Bắc từng trải qua đợt rét đậm, rét hại kéo dài 38 ngày từ 13/1 đến 20/2, băng tuyết cũng xuất hiện trên đỉnh Mẫu Sơn (Lạng Sơn) và Hoàng Liên Sơn (Lào Cai) khi nhiệt độ chỉ còn -2 và -3 độ C. Năm 2015 hiện tượng EL Nino mạnh nhất kể từ năm 1950 đã ảnh hưởng lớn đến sản xuất và đời sống của nhân dân trên toàn lãnh thổ Việt Nam.
Bên cạnh đó, mưa lớn bất thường xảy ra nhiều gây úng lụt không những ảnh hưởng nghiêm trọng đến sản xuất nông nghiệp trong nội đồng mà khi tiêu thoát ra biển làm cho nồng độ muối vùng nước ven bờ giảm đột ngột dẫn đến các loài thuỷ sản nhất là loài nhuyễn thể như ngao bị chết hàng loạt do bị sốc nước. Đặc biệt, tình trạng thiếu nước và nước biển dâng khiến xâm nhập mặn tiến sâu vào nội địa gây nhiễm mặn, nhiễm phèn nguồn nước, ảnh hưởng lớn đến nguồn nước tưới gây thiệt hại lớn cho sản xuất nông nghiệp và đời sống của nhân dân. Tác động tổng hợp của BĐKH đã làm thay đổi một số quy luật tự nhiên, môi sinh, môi trường, tác động tiêu cực lên hệ sinh thái, sản xuất và đời sống của nhân dân khu vực ven biển. Nam Định mang đầy đủ những đặc điểm của tiểu khí hậu vùng ĐBSH, là khu vực nhiệt đới, gió mùa, nóng ẩm, mưa nhiều, có 4 mùa rõ rệt (xuân, hạ, thu, đông).
Hàng 1 năm, Nam Định thường chịu ảnh hưởng của bão hoặc áp thấp nhiệt đới, bình quân từ 4 – 6 cơn/năm. Từ năm 1996 đến nay, Nam Định phải gánh chịu 26 trận bão, 01 trận lốc, 04 trận lũ gây thiệt hại lớn về người và của; ước hàng nghìn tỷ đồng. Các hiện tượng thời tiết cực đoan: tăng nhiệt độ; thay đổi lượng mưa; tăng tần xuất, mức độ rét đậm, rét hại… Cơ sở hạ tầng khu vực thành phố Nam Định, tỉnh Nam Định chưa được xây dựng đồng bộ, hệ thống thoát nước đã xuống cấp, việc xây dựng bổ sung được thực hiện một cách chắp vá, không theo quy hoạch lâu dài, không đáp ứng nhu cầu phát triển đô thị cũng như đương đầu với tác hại của biến đổi khí hậu trong tương lai. Trong khi tình hình biến đổi khí hậu, nước biển dâng làm những khu vực trọng yếu bị ngập thường xuyên khi triều cường gây ảnh hưởng lớn đến đời sống sinh hoạt của cộng đồng người dân trong khu vực.
Đề tài “Nghiên cứu giải pháp thoát nước bền vững thích ứng với biến đổi khí hậu cho thành phố Nam Định” được thực hiện nhằm đề xuất giải pháp thoát nước bền vững cho thành phố Nam Định trong điều kiện biến đổi khí hậu, góp phần nâng cao chất lượng cuộc sống cho người dân và phát triển kinh tế xã hội. Mục tiêu của đề tài: 2.1 Mục tiêu chung: - Đề xuất giải pháp thoát nước bền vững cho thành phố Nam Định trong điều kiện biến đổi khí hậu.2 Mục tiêu cụ thể: - Nghiên cứu tổng quan về thoát nước bền vững - Đánh giá hiện trạng thoát nước tại thành phố Nam Định - Đề xuất giải pháp giải pháp thoát nước bền vững cho thành phố Nam Định trong điều kiện biến đổi khí hậu 2 3. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu: - Đề tài sử dụng các phương pháp nghiên cứu chính sau: Phương pháp thu thập và tổng hợp tài liệu: đề tài thu thập và tổng hợp các tài liệu trong và ngoài nước về thoát nước bền vững. Tổng hợp các kết quả nghiên cứu về hiệu quả thoát nước cũng như hiệu quả thực tế của mô hình.
Phương pháp hiện trường: Tiến hành khảo sát thực tế hiện trạng thoát nước và xử lý nước thải tại thành phố Nam Định, tỉnh Nam Định nhằm thu thập một số thông tin dữ liệu thực tế phục vụ cho đề tài. Kế thừa: Kế thừa các kết quả nghiên cứu lý thuyết và thực tế đã áp dụng thành công mh thoát nước bền vững tại một số địa phương ở Việt Nam và trên thế giới. Phương pháp thu thập và quan trắc số liệu khí tượng thủy văn, tính các thông số về mưa. Ứng dụng phần mềm SWMM để mô phỏng và đề xuất giải pháp thoát nước.
- Đối tượng NC: Hệ thống thoát nước TP Nam Định, tỉnh Nam Định. - Phạm vi NC: Địa bàn thành phố Nam Định. Kết quả đạt được: - Phân tích và đánh giá được hiện trạng thoát nước trên địa bàn TP. - Đề xuất giải pháp thoát nước bền vững trong điều kiện biến đổi khí hậu cho thành phố Nam Định.
TỔNG QUAN VỀ CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan về ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến thoát nước đô thị trên thế giới và ở Việt Nam 1.1 Trên thế giới Biến đổi khí hậu là mối đe dọa chính đối với sự tồn tại của con người và phải đối mặt trong thế kỷ 21. Các Nghiên cứu ảnh hưởng của BĐKH làm gia tăng lượng mưa gây lũ lụt khi Siêu bão Ida mang theo mưa lớn và gió mạnh đổ bộ vào bang Louisiana, Mỹ ngày 29/8/2021 đã được tiến hành. Các nhà nghiên cứu đã phân tích hai hiện tượng dẫn đến lũ lụt: mưa lớn trong khoảng thời gian ngắn và mưa dai dẳng trong thời gian dài. Nhìn chung trong năm 2020, họ nhận thấy biến đổi khí hậu khiến lượng mưa trong 3 ngày tồi tệ nhất tăng 5% và tăng 10% trong 3 tiếng mưa dữ dội nhất.
Đối với những cơn bão có cường độ cao hơn, nghiên cứu cho thấy tác động của biến đổi khí hậu còn rõ ràng hơn với lượng mưa tăng 8% trong 3 ngày tồi tệ nhất và 11% trong 3 tiếng khắc nghiệt nhất. Nhiệt độ toàn cầu đã tăng khoảng 1,1 độ C so với thời tiền công nghiệp, do tác động của hiệu ứng nhà kính mà nguyên nhân chính bắt nguồn từ lượng khí phát thải từ hoạt động của con người. Các nghiên cứu trước đó cũng chỉ ra rằng tình trạng ấm lên này đã khiến gia tăng lượng mưa trong các trận bão trước đây, trong đó có bão Irma và Harvey năm 2017, bão Dorian năm 2019. Theo số liệu của các nhà quan sát Sự kiện Khẩn cấp Darabase, chỉ trong vòng 2 thế kỷ qua, số lượng lũ lụt tại các thành phố trên thế giới đã tăng đột biến, ảnh hưởng nghiêm trọng đến cuộc sống của người dân.
Biến đổi khí hậu, trước hết là sự nóng lên toàn cầu và nước biển dâng, là một trong những thách thức lớn nhất mà nhân loại phải đối mặt. Chỉ trong vòng hai thế kỷ qua, số lượng lũ lụt đô thị trên toàn cầu đã gia tăng đáng kể, ảnh hưởng nghiêm trọng đến cuộc sống của người dân ở tất cả các quốc gia và khu vực trên thế giới, đặc biệt là ở các thành phố, vùng lớn và vùng ven biển. Tại Singapore, mực nước biển dâng 59cm, có thể gây ra sự suy giảm đáng kể của rừng ngập mặn, xói mòn bờ biển. Trong vài thập kỷ trở lại đây, Chính phủ Singapore đã tiến hành mở rộng diện tích quốc gia thông qua các biện pháp lấn biển.
Kết quả là trên 20% 4 diện tích của đảo quốc này hiện nay là đất lấn biển. Với dự báo mực nước biển dâng từ 0,5 đến 1,5m, các vùng đất lấn biển lại đang trong nguy cơ bị đe dọa. Tại Indonesia, nước biển dâng cùng với hiện tượng sạt lở đất do khai thác nước ngầm quá mức sẽ làm đường bờ biển của Indonesia dịch chuyển vào trong và gia tăng nguy cơ ngập lụt. Đến năm 2050, nếu mực nước biển dâng theo các kịch bản 0,25; 0,57 hoặc 1,0 cm/năm, diện tích ngập lụt ở Bắc Jakarta tương ứng sẽ là 40, 45 hoặc 90 km2.
Nếu mực nước biển dâng trung bình năm 2050 là 0,5m và hiện tượng sạt lở vẫn tiếp tục, nhiều diện tích của Bắc Jakarta và Bekasi sẽ bị ngập lụt vĩnh viễn. Tại Philippines, mực nước biển dâng 30cm vào năm 2045, sẽ ảnh hưởng đến 2.000 ha đất và khoảng 500. Mức dâng 100cm vào năm 2080, sẽ gây ngập lụt cho hơn 5.000 ha đất vùng ven vịnh Manila và làm ảnh hưởng đến 2,5 triệu người. Rủi ro còn gia tăng nếu nước biển dâng đi cùng gia tăng cường độ bão (Nguồn: Biến đổi khí hậu và các khu vực đô thị ở Đông Nam Á: Thực trạng và các vấn đề thích ứng).
Ở Áo, một giải pháp cho mực nước dâng cao của sông Danube là xây dựng một bức tường ngăn lũ. Một công ty của Anh, Flood Resolution, đã phân tích cấu trúc công trình bao gồm hai phần chính: nền móng cố định và hàng rào có thể di chuyển được. Hệ thống này dựa trên một bức tường ngầm, bảo vệ một khu vực khỏi sự xâm nhập của nước ngầm, vốn dâng lên đồng thời với mực nước lũ. Chiều sâu của tường ngầm phụ thuộc vào nền đá ngầm, do đó quyết định chiều cao của tường chắn.
Gia cố tường ngầm bằng xi măng trước hệ thống tường chắn di động. Các biện pháp kiểm soát lũ lụt ở thành phố Glein (Áo) được xây dựng trong khuôn khổ dự án Đập Machland, là một trong 6 khu vực tường chắn lũ có thể di chuyển được. Do thiết kế độc đáo và hiệu quả cao, những bức tường di động kiểm soát lũ lụt này đã nổi tiếng khắp thế giới. Một bức tường chống lũ ở Áo 1.2 Tại Việt Nam.
Tại Việt Nam, ngập úng vẫn là vấn đề nhức nhối hàng ngày ở các thành phố lớn, đặc biệt là hai đô thị là TP. Hồ Chí Minh và thủ đô Hà Nội. Một phần nguyên nhân chỉ ra rằng quá trình đô thị hóa là do nhiều ao, hồ, vùng trũng thấp (đất ngập nước) đã bị san lấp, đỉnh điểm là nhiều sông, kênh, rạch, mương thoát nước cho xây dựng đô thị.