Tổng quan nghiên cứu

Tỉnh Bắc Ninh nằm trong vùng đồng bằng sông Hồng với hệ thống sông ngòi dày đặc, mật độ lưới sông trung bình từ 1-1,2 km/km², trong đó sông Cầu là tuyến sông chính chảy qua địa bàn dài 69 km. Đây là nguồn cung cấp nước tưới, nước sinh hoạt và tiêu thoát cho vùng phía Bắc tỉnh. Tuy nhiên, tình trạng lũ lụt, úng ngập diễn ra thường xuyên, gây thiệt hại nghiêm trọng cho sản xuất và đời sống dân cư. Mực nước lũ trên sông Cầu có thể lên tới 8 m, vượt cao so với mặt ruộng từ 1-2 m, trong khi mùa cạn mực nước xuống thấp chỉ còn 0,5-0,8 m.

Mục tiêu nghiên cứu là phân tích, đánh giá tình hình lũ lụt, nguyên nhân gây úng ngập trên các tuyến sông Cầu có đê tại Bắc Ninh, từ đó đề xuất các giải pháp công trình và phi công trình nhằm nâng cao hiệu quả phòng chống lũ, phục vụ phát triển kinh tế xã hội và ổn định dân cư. Phạm vi nghiên cứu tập trung trên lưu vực sông Cầu từ Tam Giang (Huyện Yên Phong) đến Châu Phong (Huyện Quế Võ), với thời gian khảo sát và thu thập số liệu từ các trạm khí tượng, thủy văn trong giai đoạn nhiều năm gần đây.

Ý nghĩa nghiên cứu thể hiện qua việc cung cấp cơ sở khoa học cho quy hoạch phòng chống lũ chi tiết, góp phần bảo vệ an toàn hệ thống đê điều, giảm thiệt hại do thiên tai, đồng thời tạo điều kiện thuận lợi cho phát triển kinh tế bền vững, đặc biệt trong bối cảnh biến đổi khí hậu và áp lực gia tăng dân số với mật độ lên tới 1.261 người/km², cao gấp gần 5 lần mức trung bình cả nước.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

  • Lý thuyết thủy văn và thủy lực: Giúp phân tích dòng chảy, mực nước lũ, đặc điểm thủy văn của lưu vực sông Cầu, bao gồm các khái niệm về dòng chảy mùa lũ, mùa kiệt, chế độ thủy triều và bùn cát trong sông.
  • Mô hình tính toán thủy lực MIKE 11: Là công cụ mô phỏng dòng chảy, dự báo lũ và đánh giá hiệu quả các công trình phòng chống lũ. Mô hình này đã được hiệu chỉnh và kiểm định với số liệu thực tế tại các trạm thủy văn trên sông Cầu.
  • Khái niệm phân vùng phòng chống lũ: Xác định hành lang thoát lũ, chỉ giới thoát lũ nhằm quản lý và khai thác hợp lý bãi sông, lòng sông, đảm bảo an toàn đê điều và khả năng thoát lũ.
  • Lý thuyết phát triển kinh tế xã hội và tác động đến môi trường thủy lợi: Phân tích ảnh hưởng của phát triển nông nghiệp, công nghiệp, đô thị hóa đến yêu cầu phòng chống lũ.

Các khái niệm chính bao gồm: hành lang thoát lũ, mực nước thiết kế, cấp đê, dòng chảy lũ thiết kế, phân vùng bảo vệ chống lũ, và các yếu tố khí tượng thủy văn đặc trưng.

Phương pháp nghiên cứu

  • Nguồn dữ liệu: Thu thập số liệu khí tượng, thủy văn từ 10 trạm quan trắc trong và ngoài tỉnh Bắc Ninh, số liệu dân số, kinh tế xã hội, hiện trạng công trình đê điều, tài liệu quy hoạch và khảo sát thực địa.
  • Phương pháp phân tích: Sử dụng phương pháp kế thừa, tổng hợp tài liệu, phân tích số liệu thống kê, đánh giá hiện trạng lũ lụt và công trình phòng chống lũ.
  • Mô hình toán: Áp dụng mô hình MIKE 11 để mô phỏng dòng chảy, tính toán mực nước lũ thiết kế, đánh giá khả năng chống lũ của hệ thống đê và lựa chọn phương án thoát lũ tối ưu.
  • Khảo sát thực địa: Đánh giá hiện trạng khai thác cát sỏi, vi phạm hành lang thoát lũ, tình trạng sạt lở bờ sông và các sự cố đê điều.
  • Timeline nghiên cứu: Thu thập và xử lý số liệu từ các năm 1960 đến 2010, khảo sát thực địa và mô phỏng trong giai đoạn 2013-2015, hoàn thiện luận văn năm 2015.

Cỡ mẫu số liệu thủy văn gồm các trạm chính như Phúc Lộc, Đáp Cầu, Phú Cường, Thượng Cát, Phả Lại với dữ liệu mực nước, lưu lượng, bùn cát và mưa. Phương pháp chọn mẫu dựa trên tính đại diện vùng nghiên cứu và độ tin cậy số liệu.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Tình hình lũ lụt và nguyên nhân: Mùa lũ kéo dài từ tháng 6 đến tháng 10, chiếm 70-80% tổng lượng dòng chảy năm. Mực nước lũ cao nhất trên sông Cầu có thể đạt tới 8 m, vượt mức báo động 3. Các trận lũ lớn năm 1969, 1971, 1986 và các đợt lũ năm 2008 đã gây ngập úng hàng nghìn ha đất nông nghiệp và thiệt hại kinh tế ước tính trên 119 tỷ đồng. Nguyên nhân chính là mưa lớn kéo dài, kết hợp với hiện tượng thủy triều và sự thu hẹp lòng sông do khai thác cát, xây dựng trái phép.

  2. Hiện trạng công trình phòng chống lũ: Hệ thống đê điều đã được đầu tư nâng cấp, tuy nhiên nhiều đoạn đê còn yếu, xuất hiện sự cố sạt lở mái đê, thẩm lậu nước, đặc biệt tại các vị trí K45.800 đê hữu Cầu và đê Ngũ Huyện Khê. Vi phạm hành lang thoát lũ diễn ra phổ biến, làm giảm khả năng thoát lũ và tăng nguy cơ vỡ đê.

  3. Ảnh hưởng phát triển kinh tế xã hội: Tốc độ tăng trưởng GDP bình quân giai đoạn 2006-2010 đạt 15,3%/năm, dân số năm 2010 là khoảng 1,051 triệu người với mật độ 1.261 người/km², cao gấp gần 5 lần trung bình cả nước. Quỹ đất nông nghiệp giảm mạnh, chuyển dịch sang công nghiệp và đô thị hóa, làm thu hẹp hành lang thoát lũ, tăng áp lực lên hệ thống đê điều. Hoạt động khai thác cát sỏi không quy hoạch làm thay đổi mặt cắt dòng chảy, gây xói lở bờ sông.

  4. Mô hình thủy lực MIKE 11: Đã được hiệu chỉnh và kiểm định với sai số nhỏ, cho phép mô phỏng chính xác dòng chảy lũ, đánh giá khả năng chống lũ của đê và lựa chọn phương án thoát lũ phù hợp. Kết quả mô phỏng cho thấy việc duy trì hành lang thoát lũ và nâng cấp đê là cần thiết để đảm bảo an toàn cho vùng hạ du.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân lũ lụt chủ yếu do mưa lớn, kết hợp với biến đổi khí hậu làm tăng tần suất và cường độ lũ. Việc khai thác cát sỏi không kiểm soát làm thay đổi lòng sông, thu hẹp dòng chảy, làm tăng mực nước lũ và nguy cơ sạt lở. So với các nghiên cứu trước đây về hệ thống sông Hồng - Thái Bình, nghiên cứu này tập trung chi tiết vào lưu vực sông Cầu tại Bắc Ninh, bổ sung các số liệu cập nhật và mô hình thủy lực hiện đại.

Việc phát triển kinh tế xã hội với tốc độ cao, đặc biệt là công nghiệp hóa và đô thị hóa, đã tạo áp lực lớn lên hệ thống đê điều và hành lang thoát lũ. Các giải pháp phòng chống lũ cần kết hợp giữa công trình kỹ thuật và quản lý sử dụng đất hợp lý để đảm bảo an toàn lâu dài.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ mực nước lũ các năm điển hình, bảng thống kê diện tích đất bị ngập úng, biểu đồ tăng trưởng GDP và dân số, cũng như bản đồ phân vùng hành lang thoát lũ và vị trí các sự cố đê điều.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Nâng cấp, củng cố hệ thống đê điều: Tập trung nâng cao cao trình, gia cố mái đê, xử lý các điểm sạt lở và thẩm lậu trước năm 2020. Chủ thể thực hiện là Ban Quản lý Đê điều tỉnh Bắc Ninh phối hợp với các đơn vị chuyên môn.

  2. Quy hoạch và quản lý hành lang thoát lũ: Xác định rõ chỉ giới thoát lũ, cấm xây dựng trái phép trong hành lang, đồng thời tổ chức kiểm tra, xử lý nghiêm vi phạm. Thời gian thực hiện liên tục, ưu tiên trong 3 năm tới. Chủ thể là UBND các huyện, thành phố và Sở Tài nguyên Môi trường.

  3. Kiểm soát khai thác cát sỏi lòng sông: Thiết lập quy hoạch khai thác hợp lý, cấp phép có kiểm soát, hạn chế khai thác trái phép để bảo vệ lòng sông và bờ sông. Thực hiện ngay và duy trì thường xuyên. Chủ thể là Sở Tài nguyên Môi trường và các cơ quan chức năng.

  4. Phát triển kinh tế gắn với bảo vệ môi trường và phòng chống lũ: Khuyến khích phát triển nông nghiệp công nghệ cao, giảm diện tích đất nông nghiệp trũng dễ ngập, đồng thời phát triển các khu công nghiệp, đô thị theo quy hoạch bền vững, đảm bảo không làm thu hẹp hành lang thoát lũ. Thời gian thực hiện theo kế hoạch phát triển kinh tế xã hội đến năm 2020. Chủ thể là các sở ngành liên quan và chính quyền địa phương.

  5. Ứng dụng công nghệ mô hình thủy lực trong quản lý và dự báo lũ: Đầu tư nâng cấp hệ thống quan trắc, sử dụng mô hình MIKE 11 để dự báo lũ, hỗ trợ công tác chỉ đạo phòng chống thiên tai. Thực hiện trong vòng 2 năm tới. Chủ thể là Trung tâm Dự báo Khí tượng Thủy văn tỉnh và các đơn vị liên quan.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Cơ quan quản lý nhà nước về thủy lợi và phòng chống thiên tai: Sử dụng kết quả nghiên cứu để xây dựng chính sách, quy hoạch và kế hoạch phòng chống lũ hiệu quả, đảm bảo an toàn đê điều và phát triển bền vững.

  2. Các nhà quy hoạch và thiết kế công trình thủy lợi, đê điều: Áp dụng mô hình thủy lực và các giải pháp đề xuất trong thiết kế, nâng cấp công trình phòng chống lũ, đảm bảo phù hợp với điều kiện địa phương.

  3. Các nhà nghiên cứu và học viên chuyên ngành kỹ thuật tài nguyên nước, thủy lợi: Tham khảo phương pháp nghiên cứu, mô hình tính toán và phân tích số liệu để phát triển các đề tài nghiên cứu tiếp theo.

  4. Chính quyền địa phương và các tổ chức phát triển kinh tế xã hội: Hiểu rõ tác động của phát triển kinh tế đến nguy cơ lũ lụt, từ đó phối hợp quản lý đất đai, phát triển đô thị và nông nghiệp phù hợp với quy hoạch phòng chống lũ.

Câu hỏi thường gặp

  1. Tại sao cần quy hoạch phòng chống lũ cho sông Cầu tại Bắc Ninh?
    Lưu vực sông Cầu có mực nước lũ cao, thường xuyên gây ngập úng, ảnh hưởng đến sản xuất và dân cư. Quy hoạch giúp quản lý hành lang thoát lũ, nâng cấp đê điều, giảm thiệt hại và hỗ trợ phát triển kinh tế xã hội bền vững.

  2. Mô hình MIKE 11 có vai trò gì trong nghiên cứu này?
    MIKE 11 là mô hình thủy lực được sử dụng để mô phỏng dòng chảy, dự báo lũ và đánh giá hiệu quả các giải pháp phòng chống lũ, giúp lựa chọn phương án tối ưu dựa trên số liệu thực tế.

  3. Nguyên nhân chính gây ra lũ lụt trên sông Cầu là gì?
    Nguyên nhân chủ yếu là mưa lớn kéo dài, biến đổi khí hậu, kết hợp với khai thác cát sỏi không quy hoạch, xây dựng trái phép thu hẹp lòng sông và hành lang thoát lũ, làm tăng mực nước lũ và nguy cơ ngập úng.

  4. Các giải pháp phòng chống lũ được đề xuất gồm những gì?
    Bao gồm nâng cấp đê điều, quản lý hành lang thoát lũ, kiểm soát khai thác cát sỏi, phát triển kinh tế gắn với bảo vệ môi trường, và ứng dụng công nghệ mô hình thủy lực trong dự báo và quản lý lũ.

  5. Làm thế nào để đảm bảo phát triển kinh tế không làm tăng nguy cơ lũ lụt?
    Cần quy hoạch sử dụng đất hợp lý, hạn chế xây dựng trong hành lang thoát lũ, phát triển nông nghiệp công nghệ cao, kiểm soát chặt chẽ khai thác tài nguyên và áp dụng các biện pháp kỹ thuật phòng chống lũ đồng bộ.

Kết luận

  • Bắc Ninh có hệ thống sông ngòi dày đặc, trong đó sông Cầu là tuyến sông chính với chiều dài 69 km, chịu ảnh hưởng lớn của lũ lụt và biến đổi khí hậu.
  • Mực nước lũ trên sông Cầu có thể lên tới 8 m, gây ngập úng diện rộng, ảnh hưởng nghiêm trọng đến sản xuất và dân cư.
  • Hệ thống đê điều đã được nâng cấp nhưng còn nhiều điểm yếu, vi phạm hành lang thoát lũ phổ biến, cần được quản lý và củng cố hiệu quả.
  • Phát triển kinh tế xã hội nhanh chóng tạo áp lực lớn lên hệ thống phòng chống lũ, đòi hỏi các giải pháp đồng bộ về kỹ thuật và quản lý.
  • Ứng dụng mô hình thủy lực MIKE 11 giúp mô phỏng, dự báo lũ và lựa chọn phương án phòng chống lũ phù hợp, góp phần bảo vệ an toàn vùng hạ du.

Next steps: Triển khai nâng cấp đê điều, hoàn thiện quy hoạch hành lang thoát lũ, kiểm soát khai thác cát sỏi, đồng thời áp dụng công nghệ mô hình thủy lực trong quản lý lũ. Mời các cơ quan quản lý, nhà nghiên cứu và địa phương phối hợp thực hiện để bảo đảm an toàn và phát triển bền vững.

Call to action: Hãy áp dụng các kết quả nghiên cứu này vào quy hoạch và quản lý thực tiễn nhằm giảm thiểu thiệt hại do lũ lụt, bảo vệ cuộc sống người dân và thúc đẩy phát triển kinh tế xã hội tỉnh Bắc Ninh.