Tổng quan nghiên cứu

Lưu vực sông Hoàng Long, với diện tích khoảng 1.515 km², là một phụ lưu quan trọng của sông Đáy, nằm trên địa bàn hai tỉnh Hòa Bình và Ninh Bình. Khu vực này chịu ảnh hưởng phức tạp của các yếu tố tự nhiên như địa hình đồi núi, khí hậu nhiệt đới gió mùa, cùng với các hiện tượng thủy văn đa dạng như lũ lụt, thủy triều và biến đổi khí hậu. Theo quyết định số 1805/QĐ-UBND ngày 06/10/2008 của UBND tỉnh Ninh Bình, quy hoạch phòng chống lũ và đê điều chi tiết cho lưu vực sông Hoàng Long đã được phê duyệt nhằm giảm thiểu thiệt hại do lũ gây ra. Tuy nhiên, việc chưa xây dựng hồ chứa nước Hưng Thi đã ảnh hưởng lớn đến hiệu quả phòng chống lũ, gây khó khăn trong việc ổn định và phát triển kinh tế - xã hội vùng hạ du.

Mục tiêu nghiên cứu là xây dựng các giải pháp quy hoạch phòng chống lũ cho lưu vực sông Hoàng Long trong điều kiện không xây dựng hồ chứa nước Hưng Thi, nhằm đảm bảo an toàn cho gần 70.000 người dân trong vùng và phát triển bền vững kinh tế - xã hội. Phạm vi nghiên cứu bao gồm toàn bộ lưu vực sông Hoàng Long với diện tích tự nhiên 2.488 km², trải dài trên 11 huyện, thị xã của hai tỉnh Hòa Bình và Ninh Bình. Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc cung cấp cơ sở khoa học cho việc điều chỉnh quy hoạch phòng chống lũ, góp phần giảm thiểu thiệt hại do thiên tai và thúc đẩy phát triển kinh tế vùng.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình thủy văn, thủy lực hiện đại để phân tích và dự báo lũ lụt, bao gồm:

  • Lý thuyết thủy văn và thủy lực: Áp dụng hệ phương trình Saint-Venant một chiều và hệ phương trình Navier-Stokes hai chiều để mô phỏng dòng chảy và mực nước trên lưu vực sông.
  • Mô hình MIKE 11 và MIKE 21: Bộ phần mềm mô hình thủy lực do DHI Water & Environment phát triển, được sử dụng để mô phỏng dòng chảy, phân phối mưa, vận chuyển bùn cát và chất lượng nước trong hệ thống sông, kênh và vùng ngập lụt.
  • Khái niệm chính: Quy hoạch phòng chống lũ, mô hình toán thủy lực, phân tích lưu lượng và mực nước lũ, giải pháp công trình và phi công trình phòng chống lũ.

Phương pháp nghiên cứu

  • Nguồn dữ liệu: Sử dụng số liệu khí tượng thủy văn từ các trạm quan trắc như Nho Quan, Kim Bồi, Hưng Thi, Ba Thả, cùng với dữ liệu địa hình, địa chất, dân cư và kinh tế xã hội của lưu vực.
  • Phương pháp phân tích: Phân tích thống kê các đặc trưng khí hậu, thủy văn; xây dựng và hiệu chỉnh mô hình thủy lực MIKE 11 và MIKE 21 để mô phỏng dòng chảy và mực nước lũ.
  • Timeline nghiên cứu: Thu thập và xử lý dữ liệu từ năm 1960 đến nay, hiệu chỉnh mô hình dựa trên các trận lũ lịch sử như năm 1985, 1996, 2002, 2008; đề xuất giải pháp quy hoạch trong giai đoạn hiện tại và tương lai gần.

Cỡ mẫu nghiên cứu bao gồm toàn bộ lưu vực sông Hoàng Long với diện tích 1.515 km², tập trung phân tích chi tiết tại các vị trí trọng yếu như trạm Bến Đế, khu phân lũ Lạc Khoải, vùng hạ du sông Đáy. Phương pháp chọn mẫu dựa trên tiêu chí đại diện cho các vùng địa hình, khí hậu và dân cư khác nhau trong lưu vực.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Đặc điểm khí hậu và thủy văn lưu vực: Lượng mưa trung bình hàng năm dao động từ 1.700 đến 2.260 mm, tập trung chủ yếu vào mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10, chiếm khoảng 80-85% tổng lượng mưa năm. Lượng mưa ngày lớn nhất có thể đạt tới 720 mm, gây ra các trận lũ lớn với tần suất thiết kế 1%.
  2. Mô hình thủy lực hiệu chỉnh: Mô hình MIKE 11 và MIKE 21 đã được hiệu chỉnh và kiểm định với các trận lũ lịch sử, cho kết quả mô phỏng lưu lượng và mực nước lũ tại các trạm quan trắc có độ chính xác cao, sai số dưới 10%.
  3. Ảnh hưởng của việc không xây dựng hồ chứa Hưng Thi: Việc chưa xây dựng hồ chứa nước Hưng Thi làm giảm khả năng điều tiết lũ, dẫn đến nguy cơ ngập lụt cao tại các vùng hạ du, đặc biệt là khu vực phân lũ Lạc Khoải với khoảng 70.000 người dân chịu ảnh hưởng.
  4. Hiện trạng công trình phòng chống lũ: Hệ thống đê điều và các công trình thủy lợi đã được nâng cấp đáng kể từ năm 2001, tuy nhiên vẫn còn tồn tại các khu vực phân lũ chưa được đầu tư đúng mức, gây khó khăn trong công tác phòng chống lũ.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của tình trạng ngập lụt và khó khăn trong phòng chống lũ là do sự phức tạp của chế độ dòng chảy, sự phối hợp không đồng bộ giữa các nhánh sông Hoàng Long, sông Đáy và sông Hồng, cùng với tác động của biến đổi khí hậu và nước biển dâng. So với các nghiên cứu trước đây, luận văn đã bổ sung phân tích chi tiết về ảnh hưởng của việc không xây dựng hồ chứa Hưng Thi, đồng thời áp dụng mô hình thủy lực hiện đại để đề xuất các giải pháp phù hợp.

Dữ liệu có thể được trình bày qua các biểu đồ phân phối mưa theo tháng, bảng thống kê lưu lượng và mực nước lũ tại các trạm quan trắc, cũng như bản đồ mô phỏng vùng ngập lụt theo các kịch bản lũ thiết kế. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc điều chỉnh quy hoạch phòng chống lũ, góp phần bảo vệ an toàn tính mạng và tài sản của người dân, đồng thời thúc đẩy phát triển kinh tế - xã hội bền vững.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Nâng cấp và hoàn thiện hệ thống đê điều: Tăng cường đầu tư nâng cấp các tuyến đê trọng yếu tại vùng phân lũ Lạc Khoải và khu vực hạ du sông Hoàng Long, nhằm nâng cao khả năng chịu lũ, giảm thiểu ngập úng. Thời gian thực hiện: 3-5 năm, chủ thể: UBND tỉnh, Sở NN&PTNT.
  2. Phát triển các giải pháp phi công trình: Xây dựng hệ thống cảnh báo sớm, quy hoạch phân vùng ngập lụt, tổ chức di dời dân cư tại các khu vực nguy hiểm, nâng cao nhận thức cộng đồng về phòng chống lũ. Thời gian: 1-2 năm, chủ thể: Ban chỉ huy phòng chống thiên tai, chính quyền địa phương.
  3. Tăng cường quản lý và khai thác hệ thống kênh dẫn thoát lũ: Nạo vét, cải tạo các kênh tiêu thoát, đặc biệt là kênh dẫn tại khu vực hữu sông Hoàng Long để đảm bảo dòng chảy thông suốt. Thời gian: 2-4 năm, chủ thể: Sở Giao thông Vận tải, Sở NN&PTNT.
  4. Nghiên cứu và áp dụng công nghệ mô hình toán hiện đại: Tiếp tục cập nhật, hiệu chỉnh mô hình thủy lực MIKE 11 và MIKE 21, kết hợp công nghệ GIS và viễn thám để theo dõi, dự báo lũ chính xác hơn. Thời gian: liên tục, chủ thể: Viện Thủy văn, Trường Đại học Thủy lợi.

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 điều chỉnh quy hoạch, xây dựng chính sách phòng chống lũ phù hợp với điều kiện thực tế lưu vực sông Hoàng Long.
  2. Các nhà nghiên cứu và học giả trong lĩnh vực thủy văn, thủy lực: Tham khảo phương pháp mô hình toán và kết quả phân tích để phát triển các nghiên cứu tiếp theo về quản lý lũ và quy hoạch thủy lợi.
  3. Chính quyền địa phương và các tổ chức cộng đồng: Áp dụng các giải pháp phi công trình, nâng cao nhận thức và tổ chức phòng chống lũ hiệu quả, bảo vệ an toàn cho người dân.
  4. Nhà đầu tư và doanh nghiệp xây dựng công trình thủy lợi: Tham khảo các đề xuất kỹ thuật và quy hoạch công trình để triển khai các dự án nâng cấp, xây dựng hệ thống phòng chống lũ bền vững.

Câu hỏi thường gặp

  1. Tại sao không xây dựng hồ chứa nước Hưng Thi lại ảnh hưởng lớn đến phòng chống lũ?
    Việc không xây dựng hồ chứa Hưng Thi làm giảm khả năng điều tiết lũ thượng nguồn, dẫn đến lưu lượng lũ lớn đổ về hạ du, gây ngập lụt nghiêm trọng cho các khu vực dân cư và sản xuất nông nghiệp.

  2. Mô hình MIKE 11 và MIKE 21 có ưu điểm gì trong nghiên cứu này?
    Hai mô hình này cho phép mô phỏng chi tiết dòng chảy một chiều và hai chiều, kết hợp với dữ liệu địa hình và khí tượng, giúp dự báo chính xác mực nước và lưu lượng lũ, hỗ trợ hiệu quả trong quy hoạch phòng chống lũ.

  3. Giải pháp phi công trình nào được đề xuất để giảm thiểu thiệt hại do lũ?
    Bao gồm xây dựng hệ thống cảnh báo sớm, quy hoạch phân vùng ngập lụt, di dời dân cư vùng nguy hiểm và nâng cao nhận thức cộng đồng về phòng chống thiên tai.

  4. Phạm vi nghiên cứu của luận văn bao gồm những khu vực nào?
    Toàn bộ lưu vực sông Hoàng Long với diện tích 1.515 km², thuộc địa bàn 11 huyện, thị xã của hai tỉnh Hòa Bình và Ninh Bình, bao gồm các vùng đồi núi, bán sơn địa và đồng bằng.

  5. Làm thế nào để cập nhật mô hình thủy lực theo biến đổi khí hậu?
    Cần thu thập dữ liệu khí tượng thủy văn mới, hiệu chỉnh mô hình dựa trên các kịch bản biến đổi khí hậu và nước biển dâng, kết hợp công nghệ GIS và viễn thám để theo dõi và dự báo chính xác hơn.

Kết luận

  • Luận văn đã xây dựng thành công mô hình thủy lực MIKE 11 và MIKE 21 hiệu chỉnh cho lưu vực sông Hoàng Long, phục vụ quy hoạch phòng chống lũ trong điều kiện không xây dựng hồ chứa nước Hưng Thi.
  • Phân tích chi tiết đặc điểm khí hậu, thủy văn và địa hình lưu vực, xác định các khu vực nguy cơ cao về ngập lụt và phân lũ.
  • Đề xuất các giải pháp công trình và phi công trình phù hợp, nhằm nâng cao hiệu quả phòng chống lũ, bảo vệ an toàn cho gần 70.000 người dân trong vùng.
  • Nghiên cứu có ý nghĩa thực tiễn lớn, cung cấp cơ sở khoa học cho việc điều chỉnh quy hoạch phòng chống lũ và phát triển kinh tế - xã hội bền vững tại khu vực.
  • Khuyến nghị tiếp tục cập nhật mô hình và triển khai các giải pháp trong vòng 3-5 năm tới, đồng thời tăng cường hợp tác giữa các cơ quan quản lý, nhà nghiên cứu và cộng đồng dân cư.

Hành động tiếp theo: Các cơ quan chức năng cần triển khai ngay các giải pháp đề xuất, đồng thời đầu tư nghiên cứu bổ sung để thích ứng với biến đổi khí hậu và phát triển bền vững lưu vực sông Hoàng Long.