Đồ án Tìm hiểu nguyên nhân gây lũ - lụt và phân tích hiện trạng các giải pháp phòng, tránh lũ - lụt ở tỉnh Đồng Tháp thuộc Đồng bằng sông Cửu Long

Nội dung text: Đồ án Tìm hiểu nguyên nhân gây lũ - lụt và phân tích hiện trạng các giải pháp phòng, tránh lũ - lụt ở tỉnh Đồng Tháp thuộc Đồng bằng sông Cửu Long

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TÌM HIỂU NGUYÊN NHÂN GÂY LŨ - LỤT VÀ PHÂN TÍCH HIỆN TRẠNG CÁC GIẢI PHÁP PHÒNG, TRÁNH LŨ - LỤT Ở TỈNH ĐỒNG THÁP THUỘC ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG. Ngành: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG Chuyên ngành: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG Giảng viên hướng dẫn : TS. Trịnh Hoàng Ngạn Sinh viên thực hiện : Đặng Thủy Tiên MSSV : 1411090095 Lớp : 14DMT01 TP. Hồ Chí Minh, 2018
2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TÌM HIỂU NGUYÊN NHÂN GÂY LŨ - LỤT VÀ PHÂN TÍCH HIỆN TRẠNG CÁC GIẢI PHÁP PHÒNG, TRÁNH LŨ - LỤT Ở TỈNH ĐỒNG THÁP THUỘC ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG. Ngành: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG Chuyên ngành: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG Giảng viên hướng dẫn : TS. Trịnh Hoàng Ngạn Sinh viên thực hiện : Đặng Thủy Tiên MSSV : 1411090095 Lớp : 14DMT01 TP. Hồ Chí Minh, 2018
3. MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 CHƯƠNG 1 : ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN VÙNG ĐBSCL VÀ TỈNH ĐỒNG THÁP LIÊN QUAN TỚI TÌNH TRẠNG LŨ, LỤT 10 1.1 Tóm tắt về lưu vực sông Mekong và Đồng bằng sông Cửu Long 10 1.1.1 Lưu vực sông Mekong 10 1.1.2 Ủy hội sông Mekong Quốc tế MRC 13 1.2 Phụ lưu Tonle Sap và Châu thổ sông Mekong 17 1.2.1 Sông Tonle Sap và Biển Hồ (Great Lake) 17 1.2.2 Cơ chế điều tiết tự nhiên của Biển Hồ 18 1.2.3 Châu thổ sông Mekong: 21 1.3 Đồng bằng sông Cửu Long 22 1.3.1 Điều kiện tự nhiên 22 1.3.2 Vùng ngập lũ ĐBSCL 32 1.3.3 Điều kiện KTXH vùng ĐBSCL 33 1.4 Đặc điểm tự nhiên của tỉnh Đồng Tháp liên quan tới ngập, lụt 34 1.4.1 Vị trí địa lý 34 1.4.2 Địa hình và địa mạo: 36 1.4.3 Địa chất, thổ nhưỡng 38 1.4.4 Đặc điểm khí tượng của tỉnh Đồng Tháp: 40 1.4.4 Đặc điểm thủy văn và hệ thống sông kênh, rạch của tỉnh Đồng Tháp 43 CHƯƠNG 2 : TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU VỀ LŨ, LỤT 44 2.1 Một số khái niệm và thuật ngữ về lũ, lụt 44 2.1.1 Khái niệm về lũ, lụt, úng, ngập 44 i
4. 2.1.2 Một số thuật ngữ thông dụng về lũ, lụt 45 2.1.3 Tiêu chuẩn thiết kế: 46 2.2 Tổng quan nghiên cứu phòng tránh lũ, lụt 47 2.2.1 Cơ sở khoa học nghiên cứu thủy văn công trình 47 2.2.2 Các phương pháp tính toán 48 2.2.4 Phân tích các đặc trưng thủy văn và mưa 52 2.3 Tình hình lũ, lụt trên Thế giới 55 2.3.1. Tổng quan và nguyên nhân 55 2.3.2. Lũ lụt ở Trung Quốc: 56 2.3.3 Trận lũ, lụt ở Ấn Độ: 57 2.3.4 Lũ lụt ở Châu Âu: 57 2.3.5 Cập nhật tình trạng ngập nước đô thị ở Mỹ: 57 2.3.6 Cập nhật tình trạng ngập nước đô thị ở Pháp năm 2016: 58 2.3.7 Lũ, lụt ở Thủ đô Bangkok, Thái Lan, năm 2011 59 2.4. Tình hình lũ, lụt ở Việt Nam 60 2.4.1 Tổng quan 60 2.4.2 Lũ trên lưu vực sông Hồng và trận lụt lịch sử ở Thủ đô Hà Nội năm 2008 62 2.4.3 Lũ trên các hệ thống sông miền Trung và lụt ở Cố đô Huế 63 2.4.4 Lũ, lụt ở Đà Nẵng 63 2.4.5 Lũ trên các hệ thống sông 63 2.5 Tìm hiểu lịch sử, phân tích nguyên nhân và đặc điểm lũ, lụt ở ĐBSCL 64 2.5.1 Tổng quan về lịch sử lũ, lụt ở ĐBSCL 64 2.5.2 Nguyên nhân chủ yếu gây ra lũ, lụt ở ĐBSCL 70 2.5.3 Các đặc điểm lũ, lụt tại ĐBSCL 75 ii
5. 2.5.4 Tác động của lũ ĐBSCL 79 CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH HIỆN TRẠNG CÁC GIẢI PHÁP PHÒNG TRÁNH LŨ, LỤT Ở ĐBSCL VÀ TỈNH ĐỒNG THÁP 83 3.1 Phân tích hiện trạng các giải pháp kiểm soát lũ, lụt ở ĐBSCL 83 3.1.1 Vai trò của ĐBSCL 83 3.1.2 Hiện trạng cơ sở hạ tầng thủy lợi vùng ĐBSCL: 84 3.1.3 Các giải pháp công nghệ đã thực hiện 86 3.2 Phân tích hiện trạng các giải pháp kiểm soát lũ, lụt ở Đồng Tháp 92 3.2.1 Đặc điểm hệ thống kênh rạch tỉnh Đồng Tháp 92 3.2.2 Diễn biến lũ, lụt tỉnh Đồng Tháp: 96 3.2.3 Phân tích rủi ro môi trường hiện trạng các giải pháp lũ ở Đồng Tháp 105 CHƯƠNG 4: ĐỀ XUẤT ĐIỀU CHỈNH QUY HOẠCH THỦY LỢI NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ PHÒNG, TRÁNH LŨ, LỤT CHO TỈNH ĐỒNG THÁP 118 4.1 Quy hoạch thủy lợi tỉnh Đồng Tháp đến năm 2020 tầm nhìn đến 2030 118 4.1.1 Nguyên tắc: 118 4.1.2. Các phương án bố trí công trình Thủy lợi 125 4.2 Cơ sở khoa học điều chỉnh quy hoạch thủy lợi tỉnh Đồng Tháp 126 4.2.1 Vì sao phải điều chỉnh quy hoạch Thủy lợi kiểm soát lũ tỉnh Đồng Tháp . 126 4.2.2 Cơ sở khoa học điều chỉnh quy hoạch Thủy lợi kiểm soát lũ tỉnh Đồng Tháp 127 4.3 Đề xuất điều chỉnh quy hoạch kiểm soát lũ cho ĐBSCL và Đồng Tháp 137 4.3.1 Đề xuất điều chỉnh quy hoạch thủy lợi kiểm soát lũ vùng ĐBSCL 137 4.3.2 Điều chỉnh quy hoạch Thủy lợi kiểm soát lũ ở Đồng Tháp: 140 4.3.3 Các khuyên cáo trên quan điểm bảo vệ môi trường 142 iii
6. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 145 TÀI LIỆU THAM KHẢO 148 iv
7. DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT CTSMK Châu thổ sông Mekong ĐBSCL Đồng bằng sông Cửu Long ĐTM Đồng Tháp Mười HLVSMK Hạ lưu vực sông Mekong KTXH Kinh tế xã hội LVSMK Lưu vực sông Mekong MRC Mekong River Commission (Ủy hội sông Mekong) MSL Mực nước biển trung bình TBNN Trung bình nhiều năm TGLX Tứ giác Long Xuyên TLVSMK Thượng lưu vực sông Mekong VCT Vàm Cỏ Tây v
8. DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Phân bố diện tích lưu vực sông Mekong theo từng nước 10 Bảng 1.2: Địa hình lòng hồ của Biển Hồ 17 Bảng 1.3: Cân bằng nước Biển Hồ cho 2 giai đoạn đại biểu 20 Bảng 1.4: Lưu lượng trung bình tháng tại trạm thủy văn Pakse và Kratie 28 Bảng 1.5: Lưu lượng trung bình tại Tân Châu - Châu Đốc 29 Bảng 1.6: Diện tích - Dân số - Đơn vị hành chính của các huyện thị năm 2009 35 Bảng 1.7: Phân bố diện tích theo cao độ 37 Bảng 1.8: Diện tích các loại đất ở tỉnh Đồng Tháp 39 Bảng 1.9: So sánh đặc trưng cơ bản khí hậu vùng nghiên cứu với tiêu chuẩn nhiệt đới. 41 Bảng 2.1: Mực nước (Hmax) và lưu lượng đỉnh lũ (Qmax) tại Tân Châu, Châu Đốc 78 Bảng 3.1: Tổng hợp hiện trạng đê, bờ bao vùng lũ ĐBSCL. 85 Bảng 3.2: Đặc điểm chính của hệ thống sông, kênh, rạch khu kẹp giữa hai sông 95 Bảng 3.3: Thời gian duy trì lũ theo các cấp mực nước (ngày) 97 Bảng 3.4: Lưu lượng bình quân ngày lớn nhất tràn vào vùng ĐTM (m3/s) 100 Bảng 3.5: Mực nước và thời gian xuất hiện đỉnh lũ một số trạm nội đồng 101 Bảng 3.6: Thời gian (ngày) duy trì cấp mực nước lũ (cm) vùng ĐTM 102 Bảng 3.7: Mực nước bình quân tháng qua các thời đoạn (Đơn vị: m) 103 Bảng 3.8: Lưu lượng bình quân tháng (1996 - 2007) 103 Bảng 3.9: Mực nước và lưu lượng bình quân ngày lớn nhất (m3/s) một số năm 104 vi
9. Bảng 3.10: Lũ đến ĐBSCL theo các tuyến và tỷ lệ của chúng. 106 Bảng 3.11: Mực nước và lưu lượng lớn nhất ở Tân Châu và Châu Đốc 107 Bảng 3.12: Phân phối lưu lượng lớn nhất vào ĐTM 108 Bảng 3.13: Mực nước (cm) bình quân tháng nhiều năm 111 Bảng 3.14: Mực nước (cm) bình quân tháng giai đoạn 2005 – 2009 111 Bảng 3.15: Thông số kỹ thuật của kênh Cái Cỏ - Long Khốt 114 Bảng 4.1: Vùng kiểm soát lũ có thời gian. 119 Bảng 4.2: Vùng kiểm soát lũ cả năm. 119 Bảng 4.3: Dự kiến bố trí các ô bao trong các tiểu vùng 123 vii
10. DANH MỤC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ Hình 1.1: Lưu vực sông Mekong và các tiểu lưu vực 13 Hình 1.2: Lưu vực các sông nhánh của vùng hạ lưu vực sông Mekong 15 Hình 1.3: Phụ lưu Tonle Sap và Biển Hồ thuộc Campuchia 19 Hình 1.4: Biểu đồ cân bằng nước Biển Hồ cho 2 giai đoạn đại biểu, năm 1998 và 2000 21 Hình 1.5: Châu thổ sông Mekong 22 Hình 1.6: Các đơn vị hành chính của Đồng bằng sông Cửu Long 23 Hình 1.7: Mạng lưới sông, kênh, rạch ở ĐBSCL 27 Hình 1.8 : Chế độ nước sông Mekong tại trạm Phnom Penh, Campuchia 28 Hình 1.9: Vùng ngập lũ ĐBSCL năm 2000 33 Hình 1.10: Bản đồ hành chính tỉnh Đồng Tháp 35 Hình 1.11: Bản đồ địa hình tỉnh Đồng Tháp 37 Hình 1.12: Bản đồ phân bố lượng mưa vùng ĐBSCL 43 Hình 2.1: Cảnh ngập lụt ở Trung Quốc 56 Hình 2.2 : Cảnh ngập lụt ở Ấn Độ, 1970 57 Hình 2.3: Cảnh ngập lụt ở Hà Lan, 1953 57 Hình 2.4: Cảnh ngập, lụt trong thành phố New Orleans, Hoa Kỳ 58 Hình 2.5: Dưới chân tháp Effene là biển nước mênh mông 58 Hình 2.6: Sân bay Đôn Mường bị ngập với chiều sâu nước tới 1,5 m 59 viii
11. Hình 2.7: Đường phố Hà Nội trong trận lụt tháng 11/2008 62 Hình 2.8: Nước ngập trên đường phố Đà Nẵng 64 Hình 2.9: Phân vùng độ sâu ngập lụt ở ĐBSCL trong trận lũ năm 2000 74 Hình 3.1: Bản đồ hiện trạng công trình thủy lợi vùng ĐBSCL, năm 2017 84 Hình 3.2: Hiện trạng hệ thống đê bao, bờ bao chống lũ ở ĐBSCL, 2017 88 Hình 3.3: Hiện trạng kỹ thuật và phương pháp thi công đê bao ở Đồng Tháp 110 Hình 3.4. Hình ảnh xói lở cù lao Long Khánh 114 Hình 3.5: Mực nước phía thượng lưu cao hơn nhiều so với mực nước ở hạ lưu 115 Hình 4.1. Mô hình phát triển vùng ngập lũ trung bình, kiểm soát lũ tháng VIII 121 Hình 4.2. Mô hình phát triển vùng ngập lũ nông, kiểm soát lũ triệt để 121 Hình 4.3. Mô hình kiểm soát lũ triệt để khu dân cư tập trung 122 Hình 4.4. Mô hình kiểm soát lũ triệt để cho vườn cây ăn quả 122 Hình 4.5: Hình ảnh vùng ngập lũ trong 2 trận lũ xảy ra năm 2000 và 2011 126 Hình 4.6: Lụt Chùa Cầu ở Hội An 131 Hình 4.7: Quá trình phát triển Luật về sông ngòi ở Nhật Bản 134 Hình 4.8: Dự án kiểm soát lũ biên giới Bắc Tân Hồng, tỉnh Đồng Tháp 139 ix
12. LỜI CAM ĐOAN Người thực hiện đề tài xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu được hình thành và phát triển từ những quan điểm của chính người thực hiện dưới sự hướng dẫn của TS. Trịnh Hoàng Ngạn. Các số liệu trong luận văn hoàn toàn trung thực và các thông tin trích dẫn đã được chỉ rõ nguồn gốc. Người thực hiện đề tài cam đoan sẽ chịu trách nhiệm về lời cam đoan của mình. Tác giả luận văn (Ký và ghi rõ họ tên)
13. LỜI CÁM ƠN Trước tiên, tôi xin gửi lời tri ân Ban Giám Hiệu Trường Đại học Công Nghệ TP.HCM. Cảm ơn quý thầy cô giáo, các giảng viên giảng dạy ngành Kỹ thuật Môi trường về những kiến thức và giúp đỡ chân tình đã dành cho tôi trong bốn năm học tập tại trường. Tôi xin chân thành cám ơn thầy TS. Trịnh Hoàng Ngạn, người đã hướng dẫn tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp. Cảm ơn thầy đã tận tình chỉ bảo, hỗ trợ và động viên tôi trong suốt thời gian qua. Cuối cùng, con xin nói lời biết ơn sâu sắc đối với Ba Mẹ đã chăm sóc, nuôi dạy con thành người và luôn động viên tinh thần cho con yên tâm học tập. Do thời gian thực hiện luận văn có hạn, năng lực bản thân còn hạn chế đồng thời không gian nghiên cứu của đề tài khá rộng nên luận văn chắc chắn không tránh khỏi thiếu sót. Tôi rất mong nhận được sự góp ý của quý thầy cô để luận văn thêm hoàn chỉnh. Tác giả luận văn (Ký và ghi rõ họ tên)
14. Đồ Án Tốt Nghiệp MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài ĐBSCL là vùng hạ lưu cuối cùng của lưu vực sông Mekông trước khi chảy ra biển, là vùng đất thấp và được xem là vùng đất ngập nước lớn nhất Việt Nam. ĐBSCL là một trong những đồng bằng châu thổ rộng và phì nhiêu ở Đông Nam Á (ĐNA) và Thế Giới; là vùng đất quan trọng cho sản xuất lương thực, nuôi trồng thủy sản và trái cây nhiệt đới lớn nhất cả nước. Nhìn chung, ĐBSCL có tiềm năng phát triển đa dạng, là một trong những vùng kinh tế trọng điểm quan trọng bậc nhất về an ninh lương thực của cả nước. Tuy nhiên đây cũng là nơi chứa đựng nhiều rủi ro, hạn chế cho phát triển bền vững, như lũ, lụt, thiếu nước ngọt, chua phèn, đất nhiễm mặn, lún đất v.v Trong đó Lũ – lụt ở ĐBSCL là một trong các hạn chế chính tác động đến điều kiện sinh sống và sản xuất của người dân, cơ sở hạ tầng, phát triển kinh tế, y tế, giáo dục và đặc biệt là sức khỏe cộng đồng dân cư vùng ĐBSCL nói chung và của tỉnh Đồng Tháp nói riêng. Lịch sử lũ, lụt ở ĐBSCL trong hơn nửa thế kỷ qua cho thấy các trận lũ lịch sử với tần suất 3% đã xuất hiện trong các năm 1961, 1966, 2000 và nhiều trận lũ lớn theo chu kỳ thủy văn xảy ra vào các năm: 1978, 1981, 1984, 1994, 1996, 2001, 2002 và 2011 cũng gây thiệt hại đáng kể cho vùng. Trong 8 tỉnh bị ảnh hưởng của lũ thì Đồng Tháp là tỉnh đầu nguồn, cùng với An Giang, Kiên Giang và Long An là những nơi hứng chịu trực tiếp của lũ từ thượng nguồn đổ về. Đồng Tháp là một trong 13 tỉnh, thành thuộc ĐBSCL với diện tích tự nhiên 337.400 ha, chiếm 8,3% diện tích tự nhiên của khu vực. Đồng Tháp có các đặc điểm tự nhiên thuận lợi cho phát triển nông nghiệp, khí hậu nóng ẩm quanh năm, đất đai có tiềm năng khai thác lớn. Ngoài ra, tỉnh Đồng Tháp còn có những thuận lợi riêng mà nhiều tỉnh trong vùng không có được, đó là: (a) nằm dọc sông Tiền, sông Hậu nên 1
15. Đồ Án Tốt Nghiệp có nguồn nước ngọt dồi dào quanh năm, (b) Hàng năm vào mùa lũ được một lượng phù sa đáng kể bồi đắp làm tăng độ phì của đất, sự ngập lũ hành năm tạo điều kiện vệ sinh đồng ruộng, các loại sâu keo, gặm nhấm phá hoại cây trồng cũng bị hạn chế, (c) Có nguồn thủy sản nước ngọt tự nhiên phong phú, hệ sinh thái đa dạng (d) Cách xa biển nên không bị ảnh hưởng bởi sự xâm nhập mặn, (e) Với hệ thống giao thông thủy thuận tiện, có điều kiện phát triển tổng hợp và đa dạng. Trong đó nông nghiệp là ngành kinh tế mũi nhọn. Tuy nhiên Đồng Tháp cũng có những hạn chế và thách thức cho phát triển bền vững. Nổi cộm nhất là tình trạng lũ, lụt hàng năm. Đặc biệt trận lũ lịch sử năm 2000 đã gây thiệt hại to lớn cho con người và tài sản của nhân dân trong tỉnh. Ngoài ra với diện tích lớn đất phèn hoạt động trong tỉnh (vùng Đồng Tháp Mười) cũng đòi hỏi lượng nước tưới rất lớn cho cây trồng và vật nuôi, chưa kể đến hiện tượng sụt lún do khai thác nước ngầm quá mức và tình trạng xói lở bờ sông Tiền đang là nguy cơ mất đất do đói phù sa từ thượng nguồn kết hợp với việc khai thác cát mãnh liệt từ phía Cambodia, nội vùng ĐBSCL và chính ngay tại tỉnh Đồng Tháp. Là người con sinh ra tại tỉnh Đồng Tháp, tôi mong muốn đóng góp công sức nhỏ bé của minh cho cộng đồng dân cư trong tỉnh bằng việc đề xuất đề tài đồ án tốt nghiệp có tên gọi là: “Tìm hiểu nguyên nhân gây lũ – lụt và phân tích hiện trạng các giải pháp phòng, tránh lũ – lụt ở tỉnh Đồng Tháp thuộc vùng Đồng bằng Sông Cửu Long”. Với mục tiêu phân tích tác động của lũ, lụt đối với tỉnh Đồng Tháp nói riêng và ĐBSCL nói chung, thông qua việc đánh giá hiệu quả các giải pháp phòng tránh lũ, lụt của tỉnh đã thực hiện. Đồng thời đề xuất điều chỉnh, bổ sung cho quy hoạch thủy lợi nhằm giảm thiểu tác động tiêu cực của lũ, lụt trên địa bàn tỉnh. Trước bối cảnh phát triển của các nước thượng lưu và biến đổi khí hậu thì đề tài này đáp ứng được nhu cầu nghiên cứu khoa học của tỉnh nhằm giảm thiểu thiệt hại do lũ, lụt gây ra cũng như thích ứng với điều kiện biến đổi khí hậu và nước biển dâng trong tương lai. Do đó kết quả nghiên cứu này rất cần thiết và cấp bách cho tỉnh Đồng Tháp nói riêng và vùng ĐBSCL nói chung. 2
16. Đồ Án Tốt Nghiệp Tình hình nghiên cứu: Tình hình nghiên cứu ngoài nước Ngày nay, các nghiên cứu, thống kê đã đưa ra những con số về sự gia tăng đến mức chóng mặt những thiệt hại do lũ, lụt gây ra. Nếu như đầu thế kỷ 20, trung bình mỗi năm trên thế giới, thiệt hại do ngập lụt vào khoảng 100 triệu USD, thì đến nửa sau của thế kỷ con số này đã vượt quá 1 tỷ, trong mười năm trở lại đây là trên 10 tỷ USD. Lũ, lụt là một trong những loại thiên tai gây nhiều thiệt hại nhất cho loài người, từ cổ chí kim, khắp nơi trên thế giới đã phải chịu những thảm họa khốc liệt do lũ, lụt gây nên. Sau những thảm họa do ngập lụt trong thế kỷ 20, một số công trình lớn được xây dựng nhằm bảo vệ người dân và tài sản trong vùng ngập lũ. Nguyên nhân chính gây lũ, lụt được tóm lược như sau: - Vị trí nơi ven sông, biển, có địa hình cốt nền thấp, bằng phẳng; - Do biến đổi khí hậu dẫn tới tình trạng mưa cực đoan, NBD cao đột ngột; - Do lũ thượng nguồn đổ về hoặc do triều cường, sóng thần v.v Các trận lũ lớn tái diễn liên tục tại nhiều nơi trên thế giới đã dẫn đến sự ra đời của nhiều giải pháp nhằm giảm thiểu tác động của ngập lụt, bao gồm các giải pháp công trình và phi công trình. Giải pháp công trình trong phòng chống lũ, lụt là sử dụng các loại hình công trình để làm thay đổi đặc tính lũ và môi trường tự nhiên, nhằm đạt đến mục tiêu ngăn ngừa và giảm thiểu tác hại do lũ, lụt gây ra. Có 5 biện pháp công trình cơ bản là: Chỉnh trị sông, đắp đê, xây dựng công trình phân lũ, xây dựng hồ chứa lũ và chậm lũ, xây dựng các công trình xử lý đất đai. Ngoài ra còn có một số loại công trình kiêm dụng khác như: Đê bối, đập ngăn lũ cục bộ, đê bao khu dân cư, khu tôn cao tránh lũ, đê vây sản xuất (có trạm bơm đi kèm). Khoa học nghiên cứu thủy văn nói chung và lũ, lụt nói riêng đã phát triển từ đầu thế kỷ 20, nhất là giai đoạn thập niên 70, do tác động của sự phát triển KTXH và công nghệ thông tin đã hỗ trợ tìm kiếm lời giải cho những bài toán thủy văn, thủy lực chứa 3
17. Đồ Án Tốt Nghiệp nhiều thành phần rất phức tạp. Đặc biệt trong những năm cuối thế kỷ 20 và đầu thế kỷ 21, với sự trợ giúp của công nghệ GIS (Geography Informatic System – Hệ thống thông tin địa lý), các phần mềm tính toán thủy văn cũng được bổ sung, nâng cấp mạnh mẽ và mang tính tổng hợp. Trong đó những phần mềm có sự bổ sung, nâng cấp như: SWMM, MIKE v.v phục vụ tính toán thủy văn, thủy lực cho các lưu vực có điều kiện biên đặc thù khác nhau bao gồm các yếu tố tác động chủ đạo đến dòng chảy đô thị như: sự biến đổi về mặt đệm do quá trình đô thị hóa, đặc điểm mưa, lũ, thuỷ triều. Tình hình nghiên cứu trong nước Việt Nam là một trong số các quốc gia đang phát triển phải thường xuyên đối mặt với các cơn lũ, lụt nghiêm trọng nhất trên thế giới. Nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, hướng ra biển Đông, một trong 5 trung tâm phát sinh bão/áp thấp nhiệt đới nhiều nhất trên Thế giới. Theo số liệu thống kê của Cục Đê điều và Phòng chống lụt bão, Bộ NN&PTNT, từ năm 1954 - 2010, trong tổng số gần 800 cơn bão hoạt động ở biển Đông thì có 290 cơn bão và áp thấp nhiệt đới đổ bộ hoặc ảnh hưởng trực tiếp đến thời tiết nước ta, gây ra các trận lũ, lụt hàng năm trên các hệ thống sông suối từ Bắc chí Nam. Nguyên nhân chính gây lũ, lụt ở Việt Nam cũng có những nét tương đồng như các nước trên Thế giới. Đó là sự kết hợp các nguyên nhân chủ quan và khách quan, nhưng ở Việt Nam nguyên nhân chủ quan do con người tạo ra nổi trội hơn so với nguyên nhân khách quan. Lũ, lụt ở Việt Nam chủ yếu được tạo ra bởi mưa gió mùa, bão nhiệt đới và triều cường. Tại các lưu vực sông lớn của Việt Nam như sông Mekong, sông Hồng, sông Mã, Đồng Nai, hệ thống các lưu vực sông miền Trung, Tây Nguyên v.v thường xuyên xảy ra lũ, lụt. Để ứng phó với lũ, lụt, chúng ta đã áp dụng các giải pháp công trình và phi công trình kết hợp với nhau, hỗ trợ cho nhau. Bên cạnh các biện pháp công trình như: Chỉnh trị sông, đắp đê, xây dựng công trình phân lũ, xây dựng hồ chứa lũ và chậm lũ, xây dựng các công trình xử lý đất đai, cần có các biện pháp phi công trình như: Quản lý đất đai vùng ngập lụt; dự báo, cảnh báo lũ; thông qua cứu tế, khôi phục và bảo hiểm lũ để chia sẻ tổn thất do lũ; lập kế hoạch dự phòng tổn thất do lũ 4
18. Đồ Án Tốt Nghiệp Trong thời gian qua, chính quyền từ trung ương đến địa phương đã và đang triển khai các biện pháp phòng, chống lũ, bước đầu đã mang lại hiệu quả tích cực. Các Bộ NN&PTNT, Bộ TNMT, Xây dựng đã lập các quy hoạch sống chung an toàn với lũ, lụt cho lưu vực các hệ thống sông Hồng, hệ thống miền Trung (từ Thanh Hóa đến Phú Yên) và các tỉnh ĐBSCL. Đây là dự án đầu tư lớn của Chính phủ trong việc chủ động phòng chống thiên tai lũ, lụt. Liên quan tới lĩnh vực tài nguyên nước và môi trường, chúng ta đã có 2 luật quan trọng được Quốc hội thông qua. Đó là Luật tài nguyên nước số No.17/2012 - QH13, có hiệu lực ngày 21/6/2012 và Luật bảo vệ Môi trường số No.55/2014 - QH13, có hiệu lực ngày 23/6/2014. Các dự án, chương trình nghiên cứu về tài nguyên nước và môi trường ở Việt Nam nói chung và vùng ĐBSCL nói riêng đã có từ lâu, nhưng phải đến cuối thập kỷ 90 của thế kỷ 20 mới đi sâu và nhanh chóng hội nhập Quốc tế. Có thể liệt kê một số nghiên cứu điển hình, như: Mekong Delta Master Plan 1993 (Quy hoạch tổng thể ĐBSCL 1993) do Tư vấn NEDECO của Hà Lan soạn thảo; các quy hoạch Thủy lợi của Bộ NN&PTNT 2005, Quy hoạch Thủy lợi ĐBSCL thích ứng với biến đổi khí hậu được Chính phủ duyệt vào năm 2012 và gần đây là Mekong Delta Plan 2013 (Kế hoạch ĐBSCL 2013) do Chính phủ 2 nước Hà Lan và Việt Nam cùng nghiên cứu với tầm nhìn tới 2100 v.v Nhiều dự án nghiên cứu về quản lý tài nguyên nước và môi trường lưu vực sông Mekong và ĐBSCL được Ủy hội Mekong Quốc tế MRC tiến hành trong nhiều năm qua đã là cơ sở dữ liệu quý cho các nhà khoa học Việt Nam tham khảo và áp dụng cho các nghiên cứu trong nước. Trong đó phải kể đến Chương trình Môi trường (Long Term Envieronment Program, MRC) bao gồm kế hoạch thực hiện nhiều hợp phần quy mô lưu vực kết nối giữa con người và hệ sinh thái vùng, lưu vực. Các chương trình và dự án cụ thể như: Flood and salt water intrusion in the Mekong Delta (Lũ và Xâm nhập mặn ở ĐBSCL) do 2 Chính phủ Úc (AuSaid) kết hợp với Đức (GIZ) tài trợ trong 2 năm 2011 - 2012. 5
19. Đồ Án Tốt Nghiệp Nhiều hội thảo Quốc tế và trong nước liên quan tới chủ đề quản lý tài nguyên nước tổng hợp và môi trường vùng ĐBSCL được tổ chức vào những năm gần đây, như: World Delta 2013 Dialogues, tổ chức tại TP.HCM, do Mỹ tài trợ; MEKONG ENVIRONMENT SYMPOSIUM 2013 (Diễn đàn môi trường Mekong 2013) do Chính phủ Đức tài trợ qua Chương trình WISDOM (Water - related Information System for the sustainable development of the Mekong Delta) v.v Các nghiên cứu của 2 đơn vị thuộc Bộ NN&PTNT là Viện Khoa học Thủy Lợi miền Nam và Viện Quy hoạch Thủy lợi miền Nam về lũ, hạn, xâm nhập mặn và xói lở bờ sông, ven biển được thực hiện trong nhiều năm qua. Đặc biệt là trận lũ lịch sử năm 2000 và sự kiện đại hạn-mặn xảy ra năm 2016 được Chính phủ Việt Nam đặc biệt quan tâm v.v Khoa học thủy văn công trình được chú ý nghiên cứu từ thập niên 90 của thế kỷ 20 do nhu cầu tính toán và thực tiễn đã được sự quan tâm của nhiều nhà khoa học, chuyên gia trong và ngoài nước tham gia. Mặc dù vậy, bộ môn khoa học thủy văn vẫn còn rất mới mẻ và phát triển chậm so với sự bùng nổ đô thị trong tiến trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa của nước ta hiện nay. Trong đó đáng chú ý là các nghiên cứu về mưa và các mô hình mưa (thời đoạn mưa giờ) và ảnh hưởng triều cho các lưu vực sông Hồng, Mekong và các lưu vực khác. Ngoài ra đã cũng đã áp dụng các bộ mô hình như SWMM, HYDROLOGIST, VRSAP, KOD, Mike 11, Mike 21 v.v để tính toán phục vụ quy hoạch, thiết kế giảm nguy cơ lũ, lụt ở một số lưu vực thông qua việc áp dụng thực hiện các dự án phát triển cơ sở hạ tầng trong các lưu vực khác nhau hoặc các đề tài nghiên cứu khoa học. Một số phương pháp tính toán của nhiều tác giả tại các khu vực thuộc Châu Á và trên Thế giới cũng được giới thiệu và áp dụng trong các nghiên cứu thủy văn của Việt Nam. 2. Mục tiêu nghiên cứu: - Tìm hiểu nguyên nhân gây lũ – lụt và đánh giá hiệu quả giải pháp phòng tránh lũ, lụt ở vùng ĐBSCL và tỉnh Đồng Tháp. Đồng thời đề xuất giải giáp điều 6
20. Đồ Án Tốt Nghiệp chỉnh quy hoạch lũ nhằm giảm thiểu tác động tiêu cực cho các vấn đề về môi trường ở ĐBSCL khi phát sinh lũ. - Nâng cao nhận thức cộng đồng sống chung với lũ và thích ứng với biến đổi khí hậu. 3. Nhiệm vụ nghiên cứu: - Tìm hiểu, thu thập tài liệu về lũ, lụt ở ĐBSCL và tỉnh Đồng Tháp. - Tìm hiểu, phân tích nguyên nhân hình thành lũ, lụt ở ĐBSCL và tỉnh Đồng Tháp. - Phân tích ảnh hưởng của lũ, lụt đến môi trường khu vực ĐBSCL và tỉnh Đồng Tháp - Tìm hiểu hiện trạng công tác quản lý môi trường, xác định các vấn đề môi trường đặc trưng vùng lũ ở khu vực ĐBSCL và tỉnh Đồng Tháp. - Đề xuất điều chỉnh quy hoạch thủy lợi tỉnh Đồng Tháp nhằm nhằm hạn chế và giảm thiểu các vấn đề môi trường đặc trưng của vùng lũ ở Đồng Tháp. 4. Phương pháp nghiên cứu: - Thu thập số liệu thông tin cần thiết liên quan tới đề tài - Phân tích thống kê và phân tích tổng hợp - Kết hợp lý thuyết và thực tiễn, - Nghiên cứu lịch sử lũ, lụt ở ĐBSCL - Nghiên cứu chế độ thủy văn, thủy lực mùa lũ ở ĐBSCL và LVSMK - Tương quan thủy văn - Thừa kế có chọn lọc các kết quả nghiên cứu trước đây - Tham vấn, trao đổi với giáo viên hướng dẫn và các chuyên gia khác trong và ngoài nước. 7
21. Đồ Án Tốt Nghiệp Dự kiến kết quả nghiên cứu: - Xây dựng kho tư liệu đã thu thập - Xây dựng tổng quát các nguyên nhân gây ra lũ, lụt ở ĐBSCL nói chung và tỉnh Đồng Tháp nói riêng - Nhận xét về hiệu quả các giải pháp phòng tránh lũ đã được thực hiện ở ĐBSCL và tỉnh Đồng Tháp Đề xuất bổ sung quy hoạch và kiến nghị biện pháp giảm thiểu thiệt hại do lũ, lụt ở ĐBSCL nói chung và tỉnh Đồng Tháp nói riêng. 5. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu: 5.1 Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu chính của ĐATN là các yếu tố gây lũ, lụt ở Đồng Tháp nói riêng và ĐBSCL nói chung. 5.2 Phạm vi nghiên cứu 5.2.1 Phạm vi thời gian ĐATN được tiến hành từ 5/2018. Đối với các số liệu đánh giá diễn biến lũ, lụt tại Đồng Tháp và ĐBSCL được phân tích trong thời gian 1961 đến năm 2018. 5.2.2 Phạm vi không gian Phạm vi không gian của nghiên cứu là tỉnh Đồng Tháp thuộc vùng ĐBSCL. 6. Ý nghĩa của đề tài 6.1 Ý nghĩa khoa học ĐATN đã đánh giá mộ các tương đối đầy đủ và toàn diện về nguyên nhân, diễn biến, tác động của lũ, lụt tới các lĩnh vực, khu vực và đề xuất các giải pháp điều chỉnh quy hoạch nhằm hạn chế và giảm thiểu các vấn đề môi trường đặc trưng của vùng lũ ở Đồng Tháp. 8
22. Đồ Án Tốt Nghiệp 6.2 Ý nghĩa thực tiễn Kết quả của ĐATN có thể sử dụng như cơ sở khoa học và thực tiễn cho việc hoạch định những chính sách liên quan đến lũ, lụt và cho các hoạt động quản lý, chủ động sống chung với lũ, thích ứng BĐKH của chính quyền và cộng đồng địa phương. 7. Kết cấu của Đồ án: gồm có 4 chương - Chương 1: Đặc điểm tự nhiên vùng ĐBSCL và tỉnh Đồng Tháp liên quan tới tình trạng lũ, lụt. - Chương 2: Tổng quan nghiên cứu về lũ, lụt. - Chương 3: Phân tích hiện trạng các giải pháp phòng tránh lũ, lụt ở ĐBSCL và tỉnh Đồng Tháp. - Chương 4: Đề xuất điều chỉnh quy hoạch thủy lợi nhằm nâng cao hiệu quả phòng, tránh lũ, lụt cho tỉnh Đồng Tháp. 9
23. Đồ Án Tốt Nghiệp CHƯƠNG 1 : ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN VÙNG ĐBSCL VÀ TỈNH ĐỒNG THÁP LIÊN QUAN TỚI TÌNH TRẠNG LŨ, LỤT 1.1 Tóm tắt về lưu vực sông Mekong và Đồng bằng sông Cửu Long 1.1.1 Lưu vực sông Mekong Với chiều dài 4.880 km, Mekong là con sông lớn thứ 12 trên thế giới về diện tích, thứ sáu về lượng nước (500 tỷ m3), bắt nguồn từ vùng núi Tây Tạng ở độ cao 5.000 m so với mực nước biển trung bình (MSL), chảy qua địa phận 6 nước: Trung Quốc, Myanma, Thái Lan, Lào, Campuchia và Việt Nam. Bảng 1.1 mô tả phân bố diện tích và tỷ lệ đóng góp dòng chảy vào lưu vực sông Mekong (LVSMK). Bảng 1.1 Phân bố diện tích lưu vực sông Mekong theo từng nước No Tên nước Diện tích Tỷ lệ diện Tỷ lệ đóng góp tổng (km2) tích lượng dòng chảy (%), lưu (%) lượng trung bình (m3/giây) 1 Việt Nam 72.000 9 11/1.660 2 Campuchia 155.000 20 18 /2.860 3 Lào 213.000 26 35 /5.270 4 Thái Lan 184.000 23 18 /2.560 5 Myanma 24.000 3 2 / 300 6 Trung Quốc 147.000 19 16 / 2.410 Tổng cộng 795.000 100 100 /15.060 Nguồn: Ủy hội sông Mekong Quốc tế (MRC) LVSMK rộng 795.000 km2, chia thành hai phần: thượng lưu vực sông Mekong (TLVSMK) bao gồm diện tích lưu vực nằm trong lãnh thổ của Trung Quốc và Myanma (171.000 km2) và hạ lưu vực sông Mekong (HLVSMK) là diện tích lưu vực (624.000 km2) của bốn nước Thái Lan, Lào, Campuchia và Việt Nam. Phần HLVSMK bắt đầu từ vùng Tam giác vàng thuộc biên giới 3 nước Thái Lan, Myanma 10
24. Đồ Án Tốt Nghiệp và Lào, ở độ cao 500 m MSL, chiếm khoảng 77% tổng diện tích toàn LVSMK (Hình 1.1). TLVSMK có chiều dài 2.680 km là vùng núi cao hiểm trở, lòng sông lắm thác ghềnh, thuộc cao nguyên Tây Tạng (tỉnh Vân Nam, Trung Quốc) tuyết phủ quanh năm, vào mùa khô, tuyết tan duy trì dòng chảy xuống hạ lưu. TLVSMK chịu ảnh hưởng của khí hậu ôn đới, một phần nhỏ chịu ảnh hưởng cận nhiệt đới gió mùa, lượng mưa trung bình năm chỉ đạt 1000 – 1700 mm. HLVSMK có chiều dài 2.200 km gồm phần trung lưu từ Chiang Saen tới Kratie (Campuchia) chiếm khoảng 57% tổng diện tích lưu vực, là vùng sinh lũ chủ yếu của lưu vực. Qua khỏi Kratie, sông Mekong tiếp tục chảy vào vùng châu thổ sông Mekong (CTSMK) bao gồm diện tích đồng bằng của Việt Nam gọi là ĐBSCL, còn lại là diện tích phần châu thổ thuộc Campuchia. HLVSMK khí hậu chịu ảnh hưởng của chế độ nhiệt đới gió mùa, có 2 mùa riêng biệt. Mùa mưa từ tháng 6 đến tháng 10 và mùa khô dài hơn, trong những tháng còn lại. Lượng mưa phân phối không đều trên lưu vực, lớn nhất tới 3.000 - 4.000 mm ở vùng núi dọc theo dãy Trường Sơn thuộc Lào, Campuchia và Tây Nguyên của Việt Nam, trong khi vùng cao nguyên Korat của Thái Lan và lưu vực Biển Hồ lượng mưa chỉ có 1.000 – 1.600 mm. LVSMK được chia thành 6 vùng địa lý tự nhiên như sau: Vùng núi cao phía Bắc (IV), vùng núi cao phía Đông (II), Cao nguyên Korat (III), vùng núi cao phía Nam (V), vùng đồng bằng (I) và lưu vực sông Lang Cang của Trung Quốc (VI). 11
25. Đồ Án Tốt Nghiệp Nguồn: Ủy hội sông Mekong Quốc tế (MRC) Hình 1.1: Lưu vực sông Mekong và các tiểu lưu vực Các lưu vực sông nhánh của hạ lưu vực sông Mekong HLVSMK có 128 sông nhánh lớn, nhỏ đổ vào dòng chính Mekong. Trong đó một số nhánh sông lớn tập trung ở Đông Bắc Thái Lan (Kok Ingnan, Nam Mun, Nam Chi), ở Lào (Nam Theum, Nam Ou, Xebang Phai, Xebang Hieng), phía Tây Bắc Campuchia có sông Tonle Sap, một nhánh của sông Mekong, vùng Đông Bắc Campuchia và Tây Nguyên của Việt Nam cùng chung hệ thống các sông nhánh (Se Kông, Se San và Srepok). Hình 1.2 mô tả mạng lưới sông vùng HLVSMK. Dòng chảy sông Mekong do tuyết tan và mưa sinh ra, nhưng phân bố không đều trên lưu vực. Tổng lượng nước trung bình năm tại của sông khoảng 475 tỷ m3. 12
26. Đồ Án Tốt Nghiệp Trong đó tổng lượng nước trung bình năm tại Chiang Sean là 76,5 tỷ m3. Lưu lượng trung bình nhiều năm khoảng 15.000 m3/s (hiện nay chỉ còn 14.500 m3/s). Lưu lượng đo được tại trạm Kratie, lớn nhất tới 75.700 m3/s (1939) và nhỏ nhất chỉ có 1.230 m3 (tháng 4 năm 1960). Các nhánh sông phía Tây Trường Sơn đóng góp 70% tổng lượng. Biển Hồ và Tonle Sap là hồ điều tiết tự nhiên cắt 20% đỉnh lũ và bổ sung 16% nước cho vùng hạ lưu trong mùa kiệt. So sánh với các con sông lớn khác, lưu lượng dòng chảy trên sông Mekong từng năm có thể dự đoán được. Giữa những năm lũ cao và lũ thấp, lưu lượng dòng chảy rất ít thay đổi. Mặc dù hình thái mưa không thay đổi kể từ năm 1950, vào mùa khô nước chảy vào sông nhiều hơn và vào mùa mưa nước chảy vào ít hơn. Điều có thể giải thích ở đây là do những tác động của con người thông qua việc xây dựng các đập cho tưới tiêu và thủy điện. Chúng trữ lại làm giảm lưu lượng nước đổ vào sông trong mùa mưa, và xả nước trong mùa khô để tưới tiêu hoặc phát điện. 1.1.2 Ủy hội sông Mekong Quốc tế MRC 1.1.2.1 Lịch sử hình thành: Ủy ban phối hợp khảo sát hạ lưu vực sông Mekong (HLVSMK), gọi tắt là Ủy ban sông Mekong (Mekong River Committee - MRC) gồm Thái Lan, Lào, Campuchia và Việt Nam, ra đời năm 1957, do Liên Hợp Quốc bảo trợ, đánh dấu bước ngoặt cho sự hợp tác chia sẻ tài nguyên trong lưu vực. Tuy nhiên sự hợp tác lưu vực bị tác động do những biến cố chính trị xảy ra vào thập kỷ 70 – 80 của thế kỷ 20, MRC chỉ còn 3 nước Thái Lan, Lào và Việt Nam Cộng hòa, được gọi là Ủy ban lâm thời sông Mekong (Interim Mekong River Committee). Những năm giữa thập kỷ 90 của thế kỷ 20, trong xu thế hội nhập để phát triển, sự hợp tác trong lưu vực đã và đang trở nên nhu cầu cấp bách thúc đẩy sự ra đời hặc nâng cấp các tổ chức ban đầu thành Ủy hội sông Mekong Quốc tế (Mekong River Commission – MRC). 13
27. Đồ Án Tốt Nghiệp Nguồn: Ủy hội sông Mekong Quốc tế (MRC) Hình 1.2: Lưu vực các sông nhánh của vùng hạ lưu vực sông Mekong Ủy hội sông Mekong Quốc tế (Mekong River Commission - MRC) là sự kế thừa Ủy ban sông Mekong, trên cơ sở “Hiệp định hợp tác phát triển bền vững HLVSMK”, được ký ngày 5/4/1995 tại Thái Lan, gồm 4 nước HLVSMK. 14
28. Đồ Án Tốt Nghiệp 1.1.2.2 Hiệp định Mekong 1995: Hiệp định gồm sáu chương, 42 điều. Trong đó, Chương I: Mở đầu; Chương II: Ðịnh nghĩa và các thuật ngữ; Chương III: Mục tiêu và các nguyên tắc hợp tác, gồm mười điều quy định lĩnh vực, đối tượng, phạm vi và các nguyên tắc hợp tác; Chương IV: Khuôn khổ về thể chế, gồm 23 điều quy định cơ cấu tổ chức, cách thức hoạt động của tổ chức hợp tác (MRC); Chương V: Giải quyết khác biệt và bất đồng, gồm hai điều hướng dẫn về cơ chế giải quyết bất đồng nảy sinh giữa các nước khi thực hiện và Chương VI: Ðiều khoản cuối cùng. Theo Hiệp định, nguyên tắc cơ bản trong hợp tác giữa các quốc gia thành viên MRC là đồng thuận, bình đẳng và tôn trọng chủ quyền lãnh thổ. Các vấn đề liên quan hợp tác Mekong luôn được xem xét và giải quyết bằng các quá trình tư vấn rộng rãi ở nhiều cấp. Nguyên tắc sử dụng nước công bằng và hợp lý của quốc tế cũng được áp dụng. Hiệp định Mekong 1995 và sự ra đời của MRC đã ghi nhận những nhận thức mới của cả bốn quốc gia thành viên trước những biến đổi về chính trị, kinh tế và xã hội trong khu vực. Trong khuôn khổ hợp tác mới, MRC đã đưa các quốc gia ven sông nói chung và Việt Nam nói riêng vào một trang mới trong hợp tác khai thác, phát triển, quản lý và bảo vệ nguồn nước và các tài nguyên liên quan khác trong khu vực sông Mekong. Hiệp định là căn cứ pháp lý quan trọng, quy định các nguyên tắc cơ bản và khung hợp tác chung cho các quốc gia thành viên trong lĩnh vực khai thác và bảo vệ nguồn nước và các tài nguyên liên quan khác trong vùng hạ lưu sông Mekong, nhằm đạt được phát triển bền vững, góp phần thực hiện các chiến lược phát triển kinh tế và các chương trình trọng điểm các quốc gia thành viên trong vùng hạ lưu sông Mekong, đồng thời góp phần thực hiện các mục tiêu Thiên niên kỷ của LHQ và thực hiện các Công ước quốc tế khác liên quan quản lý, khai thác, phát triển tài nguyên và bảo vệ môi trường. Trong các khuôn khổ hợp tác vùng hiện nay trong lưu vực sông Mekong, MRC là tổ chức có lịch sử hợp tác lâu dài nhất, có mạng lưới giám sát, hỗ trợ kỹ thuật ổn định, bảo vệ tài nguyên nước và các tài nguyên liên quan, đồng thời là tổ chức có 15
29. Đồ Án Tốt Nghiệp chức năng xây dựng các khung pháp lý vùng, bao gồm những quy chế có tính ràng buộc cao đối với các quốc gia thành viên về chia sẻ công bằng, hợp lý tài nguyên nước và cùng nhau bảo vệ môi trường sinh thái lưu vực sông bên cạnh chức năng thúc đẩy các dự án phát triển chung. Trong những năm qua, MRC đã đạt được những thành quả nổi bật: Xây dựng khung pháp lý sử dụng tài nguyên nước và tăng cường đối thoại về phát triển tài nguyên nước trong vùng, đặc biệt thúc đẩy quá trình quy hoạch toàn lưu vực có tính điều phối thông qua quản lý tổng hợp tài nguyên nước; nghiên cứu thủy sản và đa dạng sinh học thủy sinh, đưa ra hỗ trợ quyết định môi trường; mở rộng và tăng cường mạng giám sát, xây dựng cơ sở dữ liệu, thúc đẩy quản lý và giảm nhẹ tác động của lũ lụt và hạn hán; giúp các quốc gia thành viên mở rộng các cơ hội thương mại quốc tế thông qua phương tiện giao thông thủy an toàn, hiệu quả hơn và các khuôn khổ pháp lý cho giao thông thủy xuyên biên giới, xác định sự cân bằng giữa các cơ hội và nguy cơ của các dự án thủy điện đang được kiến nghị, khởi động quá trình giúp đỡ người dân trong lưu vực để thích ứng với biến đổi khí hậu; mở rộng hợp tác giữa MRC với các đối tác khu vực, vùng và quốc tế, bao gồm, các đối tác đối thoại (Trung Quốc và Myanmar) và các đối tác phát triển khác. MRC đang bước vào năm cuối cùng của Kế hoạch chiến lược giai đoạn 2016 - 2020 và chuẩn bị xây dựng Kế hoạch chiến lược giai đoạn năm năm tiếp theo, từ 2021 - 2025. Ðối với Việt Nam, Hiệp định Mekong 1995 là cơ sở pháp lý quan trọng (và cho tới nay là duy nhất về tài nguyên nước và các tài nguyên liên quan trong lưu vực sông Mekong) để bảo vệ quyền lợi của Việt Nam đối với vùng ĐBSCL và Tây Nguyên. Việt Nam luôn gương mẫu, thực hiện nghiêm túc Hiệp định Mekong, tích cực tham gia giải quyết các mâu thuẫn trong Ủy hội, đóng góp tích cực nhất cho các chương trình hoạt động của Ủy hội cả về kinh phí, chuyên gia và thông tin số liệu. Hiệp định Mekong 1995 còn có ý nghĩa quan trọng trong tăng cường quan hệ hữu nghị và hợp tác giữa các quốc gia trong lưu vực sông Mekong và các quốc gia khác trong khu vực. 16
30. Đồ Án Tốt Nghiệp 1.2 Phụ lưu Tonle Sap và Châu thổ sông Mekong 1.2.1 Sông Tonle Sap và Biển Hồ (Great Lake) Tonle Sap là một nhánh lớn của sông Mekong, bắt nguồn từ tỉnh Battam Bang, chảy theo hướng Đông – Bắc và Tây – Nam gặp sông Mekong tại Phnom Penh. Lưu vực sông Tonle Sap rộng khoảng 8,0 triệu ha, có nhiều sông nhánh đổ vào. Tonle Sap hợp lưu với sông Mekong ở Chaktomuk. Lưu vực Tonle Sap không có núi cao, xu thế dốc dần từ hai bên về lòng sông vào Biển Hồ, rồi dốc dần theo hướng dòng chảy từ Đông – Bắc xuống Tây – Nam. Bảng 1.2 mô tả quan hệ địa hình của Biển Hồ. Bảng 1.2: Địa hình lòng hồ của Biển Hồ Cao độ Diện tích Dung tích Cao độ Diện tích Dung tích (m) (km2) (triệu m3) (m) (km2) (triệu m3) 0,5 0 0 4,0 5.828 12.022 0,6 21 1 5,0 7.218 18.545 0,8 666 70 6,0 8.518 26.413 1,0 1.379 274 7,0 9.690 35.517 1,2 1.874 600 8,0 10.935 45.830 1,4 2.125 999 9,0 12.198 57.397 1,6 2.325 1.444 10,0 13.352 70.172 2,0 3.611 2.631 11,0 14.330 84.013 3,0 4.671 6.772 12,0 15.243 98.800 Nguồn: Ủy hội sông Mekong Quốc tế (MRC) Sông Mekong tiếp nhận nước từ chi lưu chính Tonle Sap tại Phnom Penh. Dòng chảy trên sông Tonle Sap được cung cấp nước bởi các nhánh sông chảy vào Biển Hồ ở phía tây Campuchia. Dòng chảy này chuyển hướng trong mùa lũ khi một phần nước lũ của sông Mekong chảy theo sông Tonle Sap đi vào khu vực trữ nước tự nhiên tạo ra được gọi là Biển Hồ. Ngay phía dưới hợp lưu của sông Mekong và sông Tonle Sap, sông Mekong được chia thành 2 nhánh chảy xuống ĐBSCL là sông Tiền và sông Hậu. Qua sông Vàm Nao có sự phân phối lại dòng chảy từ sông Tiền sang sông Hậu. Hình 1.4 mô tả hình dạng Biển Hồ và sông Mekong. Biển Hồ có dạng lòng chảo nông, đáy phẳng, dung tích chứa của hồ rất lớn. Ở độ sâu 11,0 m, Biển Hồ chứa trên 84 tỷ m3 với diện tích mặt thoáng là 14.000 km2. Biển Hồ liên thông trực tiếp với sông Mekong qua sông Tonle Sap và vùng ngập lũ bờ phải sông Mekong. Do đó, chế độ thủy văn của Biển Hồ có mối quan hệ chặt chẽ 17
31. Đồ Án Tốt Nghiệp với dòng chảy của sông Mekong. Bảng 1.2 trên đây cho thấy Biển Hồ có cao độ phổ biến từ 4,0 - 10,0 m MSL. Diện tích vùng giữa đường Quốc lộ số 5 và Quốc lộ số 6 của Campuchia rộng 1,3 triệu ha. 1.2.2 Cơ chế điều tiết tự nhiên của Biển Hồ Biển Hồ nằm ở thung lũng của Tonle Sap, phân chia sông ra hai khu vực thượng và hạ lưu. Đây là vựa cá của Campuchia và là hồ chứa điều tiết tự nhiên (nước ngọt) lớn nhất Châu Á. $ $ $ $ Stung Treng $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ Kampong Luong $ Kratie $ $ $ $ Kompong Cham Prek Kadam$ Phnom Penh Port$ $ 40 0 40 80 $ Kho Khel $ NeakLuong Kilometers $ Tram thuy van Ranh gioi luu vuc $ $ Tan Chau Song, suoi Chau Doc Vung ngap lu Hình 1.3: Phụ lưu Tonle Sap và Biển Hồ thuộc Campuchia Nguồn: Ủy hội sông Mekong Quốc tế MRC Khi sông Mekong chảy đến Thủ đô Phnom Penh thì chia thành 2 nhánh: Mekong và Bassac chảy xuống Việt Nam rồi đổ ra Biển Đông. Cũng tại Phnom Penh, sông Mekong tiếp nhận sự gia nhập của Biển Hồ ở bờ phải thông qua nhánh sông Tonle Sap. Khu vực sông Mekong chia nhánh và tiếp nhập sông Tonle Sap được gọi là ngã tư Chaktomuk. Vào cuối mùa khô, dòng chảy sông Mekong ở mực nước thấp nhất và toàn bộ dòng chảy nằm trong lòng dẫn sông. Biển Hồ cũng ở mực nước thấp nhất tương ứng với chiều sâu không quá 1,0 m. Khi mùa mưa nhiệt đới bắt đầu, mực nước sông dâng lên và làm ngập các khu đất trũng xung quanh. Dòng chảy đến cục bộ từ các sông nhánh của Tonle Sap cũng bắt đầu đổ vào lòng hồ. Khi mực nước sông tại Phnom Penh tiếp tục tăng lên thì dòng chảy sông Tonle Sap được trữ lại. Dòng chảy đến từ 18
32. Đồ Án Tốt Nghiệp sông Mekong chảy ngược vào Biển Hồ kết hợp với lưu lượng các nhánh sông sẽ tích đầy hồ cho đến cao độ trên dưới 10 m, diện tích mặt hồ tăng từ 3.000 km2 lên tới 16.000 km2, tương ứng dung tích khoảng 75 - 80 tỷ m3 nước. Dòng chảy ngược vào Biển Hồ tiếp diễn trong nhiều tháng cho đến khi mùa khô bắt đầu, quá trình điều tiết tự nhiên sẽ vận hành ngược lại. Khi mực nước sông Mekong ở Phnom Penh thấp hơn so với Biển Hồ, nước dự trữ trong lòng hồ sẽ chảy từ hồ xuôi về Phnom Penh, tiếp nước bổ sung cho dòng chảy cơ bản sông Mekong về ĐBSCL của Việt Nam. Dòng tiếp nước bổ sung của hồ tiếp tục cho đến cuối mùa khô khi mà mực nước hồ thấp hơn mực nước xung quanh (1,0 m). Chu trình ấy lại xảy ra trong mùa mùa kế tiếp. Hình 1.4 và Bảng 1.3 mô tả cơ chế điều tiết của Biển Hồ theo 2 giai đoạn tiêu biểu cho 2 mùa trong năm (Nguồn: Ủy hội Mekong MRC). Biển Hồ và vùng ngập lũ hai bờ sông Mekong đóng vai trò vô cùng quan trọng cho cả Campuchia và Việt Nam. Về mùa lũ nơi đây là một hồ chứa có dung tích phòng lũ lớn ( cắt 20% lưu lượng đỉnh lũ), làm chậm và giảm nhẹ lũ cho ĐBSCL. Về mùa khô, lượng nước cấp hồ bổ sung khoảng 16% dòng chảy Mekong cho vùng hạ lưu. 19
33. Đồ Án Tốt Nghiệp Cân bằng tổng lượng của Biển Hồ năm 1998 Cân bằng tổng lượng của Biển Hồ năm 2000 15 30 25 10 20 15 5 10 5 0 0 Tỷ m3Tỷ Tỷ m3Tỷ -5 -5 -10 -15 -10 -20 -25 -15 -30 Jun-00 Jul-00 Aug-00 Sep-00 Oct-00 Nov-00 Dec-00 Jan-01 Feb-01 Mar-01 Apr-01 May-01 Jul-98 Aug-98 Sep-98 Oct-98 Nov-98 Dec-98 Jan-99 Feb-99 Mar-99 Apr-99 Bốc hơi Dòng nhánh Tonle Sap Chảy tràn Mưa trên hồ Bốc Hơi Dòng nhánh Tonle Sap Chảy tràn Mưa trên hồ Hình 1.4: Biểu đồ cân bằng nước Biển Hồ cho 2 giai đoạn tiêu biểu 1998 và 2000. Bảng 1.3: Cân bằng nước Biển Hồ cho 2 giai đoạn đại biểu. Mê Công Mê Công Bốc Dòng Bốc Dòng Tháng Mưa Tháng Mưa hơi nhánh Tonle Chảy hơi nhánh Tonle Chảy Sap tràn Sap tràn Jun-98 -0,27 0,54 -0,33 0,01 0,21 Jun-00 -0,27 0,98 9,33 0,03 0,25 Jul-98 -0,24 1,67 6,55 0,02 0,28 Jul-00 -0,24 3,50 20,34 3,03 0,49 Aug-98 -0,21 2,99 7,05 0,09 0,49 Aug-00 -0,21 3,65 9,98 3,86 0,46 Sep-98 -0,16 4,42 8,57 0,30 0,77 Sep-00 -0,17 5,80 5,26 8,54 0,55 Oct-98 -0,19 7,70 -11,63 0,38 0,26 Oct-00 -0,19 9,80 -20,59 -1,28 0,85 Nov-98 -0,22 3,40 -13,35 0,23 0,34 Nov-00 -0,22 3,92 -23,53 -1,67 0,04 Dec-98 -0,25 1,84 -12,27 0,15 0,00 Dec-00 -0,25 1,18 -19,99 0,08 0,00 Jan-99 -0,32 0,50 -9,68 0,08 0,00 Jan-01 -0,32 0,37 -15,20 0,10 0,03 Feb-99 -0,39 0,17 -5,04 0,03 0,00 Feb-01 -0,39 0,13 -9,75 0,02 0,00 Mar-99 -0,46 0,07 -1,88 0,02 0,00 Mar-01 -0,46 0,53 -6,76 0,02 0,19 Apr-99 -0,40 0,31 -0,75 0,02 0,19 Apr-01 -0,40 0,18 -2,99 0,02 0,02 May-99 -0,30 1,77 0,42 0,02 0,30 May-01 -0,30 0,62 -1,39 0,02 0,29 Tổng ra -2,84 -54,59 Tổng ra -3,41 -100,20 -2,94 % Ra 4,95 95,05 % Ra 3,20 94,04 2,76 Tổng vào 23,07 22,17 1,32 2,33 Tổng vào 30,68 44,92 15,72 3,17 % Vào 47,18 45,35 2,696 4,77 % Vào 32,47 47,54 16,64 3,36 Ghi chú: Chu kỳ tính toán thời đoạn 1998-1999 tính từ 1/7/1998 - 30/4/1999 Nguồn: MRC, Water Utilization Program, Start up Project (2004), Overview of hydrology of the Mekong Basin, 11/2004 [87]; MRC (2003), Consolidation of 20
34. Đồ Án Tốt Nghiệp hydro-meteorological roles of Tonle Sap lake and its vicintives, Phase III (basinwide), CTi Engineering International Co. Ltd. DHI, May 2004 1.2.3 Châu thổ sông Mekong: CTSMK là một tam giác có đỉnh là Phnom Penh, đáy là biển Đông và vịnh Thái Lan. Đây là vùng đất thấp, bằng phẳng và được xem là vùng đất ngập nước lớn nhất của lưu vực. Lưu lượng trung bình của sông Mekong tại Kratie, Campuchia là 15.060 m3/s (14.500 m3/s). Chế độ thủy văn hàng năm theo mùa, mùa lũ gió mùa Tây Nam (từ tháng 5 đến tháng 10), khi đó trầm tích sông được vận chuyển theo 2 nhánh chính là Bassac (sông Hậu) và sông Mekong (sông Tiền) vào đồng bằng và vùng ven biển qua một số cửa sông. Hình 1.5 mô tả mạng lưới sông vùng CTSMK. Là một đồng bằng trẻ, CTSMK được hình thành khoảng 3 - 5 nghìn năm trước, muộn hơn gần một thế kỷ so với các đồng bằng lớn khác ở Châu Á, do phù sa sông Mekong tương tác với thủy triều biển Đông và vịnh Thái Lan xen lẫn tiến trình biển tiến, biển thoái. CTSMK hiện nay đang phải đối mặt với thách thức lớn về tính bền vững của nó khi trở nên dễ bị tổn thương do hậu quả can thiệp bởi con người cho nhu cầu phát triển kinh tê - xã hội của các nước trong LVSMK cũng như sự cạnh tranh địa chính trị trong khu vực. 21
35. Đồ Án Tốt Nghiệp Nguồn: Ủy hội sông Mekong Quốc tế MRC Hình 1.5: Châu thổ sông Mekong 1.3 Đồng bằng sông Cửu Long 1.3.1 Điều kiện tự nhiên ĐBSCL có vị trí như một bán đảo với 3 mặt Đông, Nam và Tây Nam giáp biển, phía Tây có đường biên giới giáp Campuchia và phía Bắc giáp với vùng kinh tế Đông Nam Bộ - vùng kinh tế lớn Việt Nam hiện nay. ĐBSCL nằm trên địa hình tương đối bằng phẳng, mạng lưới sông ngòi, kênh rạch phân bố rất dày thuận lợi cho giao thông thủy. ĐBSCL có 13 đơn vị hành chính, là vùng có lợi thế về tài nguyên đất đai, sông ngòi, biển và thềm lục địa cũng như điều kiện khí hậu thuận lợi. Nếu chưa kể hải đảo, thì tổng diện tích đất đai của cả vùng là 3,9 triệu ha, chiếm khoảng 12% diện tích cả nước, trong đó loại đất tốt nhất là đất phù sa chiếm gần 30%. Vùng ĐBSCL có đường bờ biển dài hơn 700 km, khoảng 360.000 km2 là khu đặc quyền kinh tế, phía Đông 22
36. Đồ Án Tốt Nghiệp giáp biển Đông, phía Nam giáp Thái Bình Dương và phía Tây – Nam giáp vịnh Thái Lan, tạo điều kiện rất thuận lợi cho việc phát triển kinh tế biển, khai thác và nuôi trồng thủy sản phục vụ cho nhu cầu sản xuất, tiêu dùng trong nước và xuất khẩu. Hình 1.6 mô tả các đơn vị hành chính của ĐBSCL. Nguồn: Ủy ban sông Mekong Việt Nam (VNMC) Hình 1.6: Các đơn vị hành chính của Đồng bằng sông Cửu Long 23
37. Đồ Án Tốt Nghiệp 1.3.1.1 Địa hình, địa mạo Ngoài trừ một vài khu vực có đá lộ thiên ở vùng tứ giác Long Xuyên, ĐBSCL có địa hình bằng phẳng, chỉ có dọc theo biên giới phía Bắc với Campuchia cao độ mặt đất đạt khoảng 1,5 m MSL. Cao độ trung bình của ĐBSCL xấp xỉ 0,8 m MSL (MNBTB). Tuy nhiên, một số khác biệt cục bộ về mặt địa hình cũng gây ảnh hưởng đáng kể đến các điều kiện tiêu thoát nước. Bắt đầu từ Campuchia sông Mekong, sông Tonle Sap, sông Tiền và sông Hậu chảy ở giữa các dải đê tự nhiên với các khu trũng cặp song song bên cạnh. Các khu trũng này như những vùng chứa nước lũ rộng lớn và thường được nối với sông chính bằng các kênh nhỏ. Vào thời kỳ lũ lớn, một số nơi trên thượng lưu của đồng bằng sông Mekong từ phía dưới Kong Pong Cham đến phía trên Cần Thơ bị ngập sâu có chỗ đến 4,5 m. Tác động qua lại giữa bồi tích của sông và biển đã hình thành nên một dải đất hơi cao ở ven biển, nơi đây mặt đất ngập lũ ít hơn. Hiện tượng xói mòn đang xảy ra dọc theo bờ biển Đông, trong khi đó quá trình bồi tích đang tiếp tục mở rộng thêm bán đảo Cà Mau về phía Nam và phía Tây. 1.3.1.2 Địa chất và thổ nhưỡng ĐBSCL được tạo thành do trầm tích sông ngòi và khoáng sinh phèn được hình thành trong các lớp trầm tích đầm lầy. Việc tiêu thủy lớp khoáng sinh phèn này tạo nên các vùng đất phèn rộng lớn. Ở gần sông, trầm tích khoáng sinh phèn bị chồng phủ - bồi các loại trầm tích sông. Nhìn chung, đất đai ở ĐBSCL có phù sa cấu trúc nặng và thiếu lân. Các loại đất này phù hợp nhất cho việc canh tác lúa. Muốn canh tác các loại cây trồng cạn, cần phải làm đất kỹ hơn để cải thiện khả năng phát triển của bộ rễ, đặt biệt khi trồng luân canh với lúa. Tổng diện tích ĐBSCL, không kể hải đảo, khoảng 3,9 triệu ha. Trong đó khoảng 2,46 triệu ha được sử dụng để phát triển nông nghiệp và nuôi trồng thủy sản và 0.38 triệu ha đất lâm nghiệp, nhưng chỉ có 0,2 triệu ha thực sự trồng rừng. Diện tích còn lại bao gồm đất thổ cư (0,2 triệu ha), đất chưa canh tác (0,4 triệu ha), sông rạch (0,2 triệu ha) và đất chuyên dụng hoặc chưa phân loại (0,25 triệu ha). Tiềm năng mỏ rộng đất nông nghiệp xấp xỉ 0,2 triệu ha. Quá trình kiến tạo của ĐBSCL vẫn tiếp tục diễn 24
38. Đồ Án Tốt Nghiệp ra ở các cửa sông, mũi Cà Mau và Hà Tiên, trong khi vùng bờ biển dọc theo biển Đông đang bị xói mòn. 1.3.1.3 Khí hậu ĐBSCL thuộc khu vực ảnh hưởng của khí hậu nhiệt đới gió mùa. Trong năm có 2 mùa rõ rệt, mùa mưa kéo dài từ tháng V đến tháng XI và mùa khô kéo dài từ tháng XII đến tháng IV. Lượng mưa trung bình hàng năm vào khoáng 1.800 - 2.000 mm, dao động từ 2.400 mm ở phía Tây ĐBSCL đến 1.300 mm ở vùng trung tâm và 1.600 mm ở vùng phía Đông. Lượng mưa phân bố không đều, vào mùa mưa chiếm 91 - 94% tổng lượng mưa cả năm. Mùa khô lượng mưa trung bình dưới 50 mm, lượng bốc hơi trung bình năm là 1500 - 1600 mm. Dưới bức xạ cuả mặt trời lớn, cường độ bốc hơi xảy ra mãnh kiệt. Khí hậu ổn định, nhiệt độ trung bình 28oC, chế độ nắng cao, số giờ nắng trung bình cả năm từ 2.226 – 2.790 giờ, ít xảy ra thiên tai do khí hậu gây ra. Bốc hơi trung bình tháng cũng như năm cho thấy sự khác nhau giữa các vùng và giữa các mùa khá lớn. Trị số bốc hơi (ống Piche) cao nhất trong tháng III (2,0 - 5,5 m/ngày) và thấp nhất vào tháng X (1,8 - 2 mm/ngày) ở hầu hết ĐBSCL. Độ ẩm tương đối có trị số cao nhất trong tháng VIII - X thay đổi từ 84 - 90%, độ thấp nhất vào thời kỳ tháng III - V (65 - 80%). Độ ẩm không khí trung bình năm thay đổi từ 74 - 85%. Những tháng mùa khô có lượng bốc hơi cao trên 170 - 180 (tháng III và IV). Điều đó tác động sâu sắc đến đất và cây cỏ, nhất là đất xám và đất phèn khi bị khô nước. Có hai hướng gió thịnh hành, vào mùa khô có gió Đông Bắc, mùa mưa gió Tây Nam là chính. Gió làm tăng quá trình bốc hơi mặt đất. Trong mùa khô gió thịnh hành theo hướng Đông - Bắc, tốc độ gió từ 3 - 5 m/s đôi khi đạt tới 10 m/s trong tháng III và tháng XI - XII gây xói lở vùng bờ biển. Gió Tây - Nam thịnh hành trong mùa mưa, nhìn chung có tốc độ thấp. Vào mùa mưa, bão ít xuất hiện nhưng những năm gần đây (1997, 1998) đã có trường hợp tràn qua vùng bờ biển của ĐBSCL gây thiệt hại đáng kể về người và tài sản. 25
39. Đồ Án Tốt Nghiệp 1.3.1.4 Thủy văn và tài nguyên nước mặt Chế độ dòng chảy ở ĐBSCL chịu ảnh hưởng mạnh của dòng chảy sông Mekong, thủy triều biển Đông, biển Tây và chế độ mưa nội đồng. Do chịu ảnh hưởng của sông Mekong và chế độ mưa phân mùa nên chế độ dòng chảy có 2 mùa rõ rệt. Mùa lũ mực nước trên sông rạch dâng cao gây ngập lụt, ngập úng. Mùa kiệt mực nước trên kênh rạch xuống thấp, gây khó khăn cho việc khai thác nước tưới. Nguồn nước được lấy từ 2 nguồn chính là từ sông Mekong và nước mưa. Sông Mekong chảy qua vùng ĐBSCL hàng năm đem lại lượng nước bình quân khoảng 460 tỷ m3 và vận chuyển khoảng 150 – 160 triệu tấn phù sa. Việc ĐBSCL hàng năm bị ngập lũ gần 50% diện tích từ 3 – 4 tháng tạo nên một đặc điểm nổi bật của vùng, một mặt làm hạn chế đối với canh tác, trồng trọt và gây nhiều khó khăn cho đời sống dân cư nhưng mặt khác cũng tạo nên những điều kiện thuận lợi cho việc đánh bắt, nuôi trồng thủy sản và bổ sung độ phì nhiêu cho đất trồng trọt. Các đặc điểm nổi bật nhất về chế độ thủy văn tự nhiên ở ĐBSCL, được mô tả trong Hình 1.7 và Hình 1.8. Cả chế độ mưa và lưu lượng trong sông đều thay đổi rõ rệt theo mùa, được đặc trưng bằng các giai đoạn luân phiên với các giá trị rất cao và rất thấp về lượng mưa và lưu lượng trong sông. Mỗi giai đoạn kéo dài khoảng nửa năm, giai đoạn thừa xen kẽ với giai đoạn thiếu nước. Sông Mekong chảy đến Phnom Penh có chi lưu quan trọng là sông Tonle Sap nối với Biển Hồ, vừa có tác dụng điều tiết trong mùa lũ vừa cấp nước cho hạ du trong mùa kiệt. Dòng chảy trên sông Tonle Sap do các nhánh sông chảy vào Biển Hồ ở phía Tây Campuchia cung cấp. Dòng chảy này chuyển hướng trong mùa lũ khi một phần nước lũ của sông Mekong chảy theo sông Tonle Sap đi vào khu vực trữ nước tự nhiên đo Biển Hồ tạo ra. Ngay phía dưới hợp lưu của sông Mekong và sông Tonle Sap, sông Mekong chia thành hai nhánh chính vào Việt Nam là sông Tiền (còn có tên là Mekong,) và sông Hậu (còn có tên là Bassac). Qua sông Vàm Nao có sự phân phối lại dòng chảy từ sông Tiền sang sông Hậu. Xuôi về phía hạ lưu, tại Vĩnh Long, sông Tiền (đoạn từ Vĩnh Long trở ra biển có tên là Cổ Chiên) phân nhánh tạo thành 6 cửa, trong khi sông Hậu có 3 cửa đổ ra biển. 26
40. Đồ Án Tốt Nghiệp Nguồn: Viện Quy hoạch Thủy lợi miền Nam Hình 1.7 : Mạng lưới sông, kênh, rạch ở ĐBSCL Sông Vàm Cỏ Đông và Vàm cỏ Tây bắt nguồn từ Campuchia, ở độ cao 150 m (MSL) chảy theo hướng Tây Bắc - Đông Nam với chiều dài 220 km, diện tích lưu vực là 12.900 km2, tiêu nước cho vùng nằm ngay phía Bắc sông Tiền. Hai sông gặp nhau ở Nhật Ninh, cách bờ biển 36 km cùng đổ ra cửa Xoài Rạp. Sông Vàm Cỏ nhiều nước trong mùa mưa, nhưng ít nước trong mùa khô, do vậy thủy triều có thể xâm nhập ngược dòng rất xa về thượng lưu. Mặc dù sông Vàm Cỏ không nằm trong lưu vực sông Mekong nhưng sông Vàm Cỏ Tây vẫn được nằm trong nghiên cứu quy hoạch sử dụng đất và nước vì có nhiều kênh mương nối với sông Tiền. Trong mùa khô, Sông Vàm Cỏ bị ảnh hưởng xâm nhập mặn nhiều hơn so với sông Tiền và sông Hậu do lưu lượng nước nội tại nhỏ. 27
41. Đồ Án Tốt Nghiệp Hệ thống kênh đào chằng chịt là đặc điểm cuả ĐBSCL. Các kênh nối giữa sông Tiền và sông Vàm Cỏ nhằm đưa nước ngọt trong mùa khô và phù sa trong mùa lũ cho vùng Đồng Tháp Mười (ĐTM) và hệ thống kênh từ sông Hậu nối với biển Tây nhầm cung cấp nước ngọt trong mùa khô và thoát nước trong mùa mưa cho vùng tứ giác Long Xuyên (TGLX) và bán đảo Cà Mau (BĐCM). Nguồn: Quy hoạch tổng thể ĐBSCL (Mekong Delta Master Plan, VIE 87/031), 1993 Hình 1.8 : Chế độ nước sông Mekong tại trạm Phnom Penh, Campuchia Bảng 1.4: Lưu lượng trung bình tháng tại trạm thủy văn Pakse (Lào) và Kratie (Campuchia) m3/s STT Tháng Trạm Pakse Trạm Kratie 1 I 2.826 3.622 2 II 2.152 2.622 3 III 1.787 2.137 4 IV 1.734 2.067 1.734 2.067 5 V 2.823 3.584 2.823 3.584 6 VI 8.906 11.031 8.906 11.031 28
42. Đồ Án Tốt Nghiệp 7 VII 16.981 22.968 16.981 22.968 8 VIII 27.231 36.587 27.231 36.587 9 IX 27.551 38.671 27.551 38.671 10 X 16.79 23.931 16.79 23.931 11 XI 8.33 11.685 8.33 11.685 12 XII 4.379 6.059 4.379 6.059 13 Trung bình 10.124 13.747 10.124 13.747 Nguồn: Ủy hội Mekong MRC Bảng 1.5: Lưu lượng trung bình tại Tân Châu - Châu Đốc (m3/s) Tháng Tân Châu Châu Đốc TC+CĐ Vàm Nao Mỹ Thuận Cần Thơ 1 6.339 1.364 7.703 2.528 3.811 3.892 2 4.113 772 4.885 1.631 2.482 2.403 3 2.572 483 3.055 1.078 1.494 1.561 4 2.190 389 2.579 900 1.290 1.289 5 3.371 573 3.844 1.325 2.046 1.898 6 7.209 1.440 8.649 2.725 4.484 4.165 7 12.389 2.846 15.235 4.824 7.565 7.670 8 18.449 4.856 23.305 7.102 11.347 11.958 9 20.142 5.855 25.997 8.355 12.848 13.149 10 19.214 5.755 24.969 7.773 12.356 12.613 29
43. Đồ Án Tốt Nghiệp 11 15.093 4.060 19.154 5.852 9.241 9.912 12 10.225 2.511 12.736 3.956 6.269 6.467 Nguồn: Viện Quy hoạch Thủy lợi miền Nam Lưu lượng của hệ thống sông Mekong chỉ đáp ứng yêu cầu nước tưới của ĐBSCL trong thời kỳ đầu mùa khô và hạn Bà Chằn trong mùa mưa. Trong thời kỳ từ tháng II đến tháng V lưu lượng sông Mekong xuống thấp, kiệt nhất vào tháng IV. Lượng bùn cát sông Mekong có trị số trung bình mùa khô là 300 g/m3, mùa lũ đạt tới 700 - 800 m3/m. Tổng lượng bùn cát hàng năm bồi lắng cho đồng bằng và đổ ra biển ước tính vào khoảng 100 – 160 triệu tấn phụ thuộc vào cách tính và tác giả. Úng, ngập: Tình trạng ngập lũ ở phía Bắc ĐBSCL còn trầm trọng thêm do mưa lớn nội đồng, ở phía Nam, lượng mưa lớn cũng dẫn đến ngập úng trên nhiều vùng đất nằm ở ngoài khu vực bị ngập lũ do nước sông. Tình trạng này hay xảy ra ở phần Tây Nam của ĐBSCL, nơi có điều kiện tiêu thoát kém. Các khu vực có điều kiện tiêu thoát tự nhiên thuận lợi thường ít bị ngập như các dải đất cao ven sông và các khu vực dễ tiêu bằng thủy triều. Trong các khu vực trũng tiêu thoát kém, thời gian ngập luôn kéo dài đến tận tháng XII hoặc tháng I. Lượng mưa đầu mùa thường được giữ lại trong đất, vào tháng VI hoặc tháng VII, khả năng trữ nước bị bão hòa và mực nước ngầm dâng đến tầng rễ cây, mưa thêm nữa dẫn đến sự bão hòa tầng rễ cây (úng) và sau đó là ngập. Nhiều vùng rộng lớn vẫn luôn bị úng và ngập trong mùa mưa. Chỉ những khu đất có khả năng tiêu thoát tốt hơn, do tự nhiên hoặc do con người tác động, mới thoát khỏi tình trạng này. Vào cuối mùa mưa khi lượng bốc hơi nước lớn hơn lượng mưa, đất đai lại trở nên khô ráo, độ ẩm của đất giảm và mực nước ngầm tụt xuống. Một vấn đề khác nữa là tình trạng ngập lụt do thủy triều thường xảy ra ở vùng ven biển và các cửa sông chính. Vào thời kỳ triều xuân tháng XII, tháng I có mực nước biển cao nhất. Thủy triều và xâm nhập mặn: Một đặc điểm quan trọng khác nữa của chế độ thủy văn ở ĐBSCL là dao động thủy triều của các vùng biển xung quanh. Biển Đông có 30
44. Đồ Án Tốt Nghiệp chế độ bán nhật triều chiếm ưu thế với biên độ triều dao động từ 2,5 - 3,0 m. Thủy triều ở vịnh Thái Lan lại dạng nhật triều với biên độ dao động chỉ khoảng 0,4 - 1,2 m. Thủy triều biển Đông có tác động đáng kể đối với mực nước trong sông và kênh rạch ở các vùng ven biển cũng như trong các dọc theo dòng chính sông Mekong lên đến Campuchia. Điều này cũng tạo khả năng tưới tiêu bằng triều mặc dù diện tích được tưới tự chảy ở ĐBSCL còn rất hạn chế (khoảng 10%). Hơn nữa, mực nước còn bị ảnh hưởng bởi chu kỳ dao động mực nước biển hàng năm vào khoảng vài decimet, mực nước xuống thấp vào tháng VII và cao nhất vào tháng XII, tháng I. Triều biển Đông có chế độ bán nhật triều không đều, mỗi ngày có 2 đỉnh và 2 chân, với biên độ dao động đỉnh chân lớn nhất từ 3,5 - 4,0 m. Ngoài ra thủy triều biển Đông còn có chu kỳ tháng, năm và nhiều năm. Trong mỗi tháng có 2 chu kỳ triều, nghĩa là có 2 thời kỳ mức nước cao và biên độ lớn (triều cường) và 2 thời kỳ mức nước thấp biên độ nhỏ (triều kém). Trong năm mức nước thấp nhất vào thời kỳ tháng VI, VII và cao nhất vào thời kỳ tháng XI, XII. Chu kỳ nhiều năm của sóng triều khoảng 18,6 năm, nhưng sự biến thiên trong chu kỳ nhiều năm không lớn. Thủy triều vịnh Thái Lan (biển Tây) có dạng nhật triều không đều, hàng ngày có một đỉnh cao và nhọn, phần chân thì bị kéo dài và đẩy lên cao bởi một đỉnh thấp thứ hai, biên độ khoảng 0,8 - 1,0 m. Sự giao động của chu kỳ nửa tháng và năm của triều biển Tây cũng nhỏ hơn rõ rệt so với triều biển Đông. Do vậy, ảnh hưởng của triều biển Tây đối với ĐBSCL yếu, chỉ lan truyền trên các sông, kênh nhỏ phía Tây như hệ thống sông Cái Lớn - Cái Bé và một số kênh trục ra vịnh Rạch Giá Hệ thống sông, ngòi, kênh rạch dày đặc ở ĐBSCL đã tạo nên sự ảnh hưởng mạnh mẽ của dòng chảy sông Mekong và thủy triều vào sâu trong nội đồng. Sự xâm nhập mạnh mẽ của thủy triều đã kéo theo sự xâm nhập của mặn, làm ảnh hưởng cho 1,7 triệu ha ở vùng ven biển và các sông lớn. Chua phèn: Thời kỳ từ tháng V đến tháng VII khi các chất acid từ trong đất bị nước mưa đầu mùa rửa trôi đưa vào kênh. Nước kênh bị chua làm hạn chế việc sử dụng nước tưới hoặc sinh hoạt. Kinh nghiệm từ trước đến nay cho thấy rằng: nhìn chung có thể cải thiện nước trong kênh bằng cách tiêu thoát nhanh nước chu đầu mùa mưa. 31
45. Đồ Án Tốt Nghiệp Quá trình cải tạo đất phèn có thể tốt hơn nếu chúng ta rửa đất nhiều lần trong mùa mưa. Tuy nhiên, để làm việc này có hệ thống công trình đồng bộ và quản lý vận hành hợp lý. Mặc khác lại phải sử dụng lượng nước vốn rất hạn chế trong mùa kiệt. Các hệ sinh thái tự nhiên: Sông Mekong đã tạo ra nhiều dạng sinh thái tự nhiên, thay đổi từ các bãi thủy triều, giồng cát và đầm lầy ngập triều ở vùng đồng bằng (ĐB) ven biển, các vùng cửa sông cho đến vùng ngập lũ, các khu trũng rộng, đầm lầy than bùn, các dải đất cao phù sa ven sông và bậc thềm phù sa cổ sâu trong nội địa. Có 3 hệ sinh thái tự nhiên trong vùng ẩm ướt gồm: (i) Hệ sinh thái rừng ngập mặn ven biển; (ii) Các đầm lầy và hệ sinh thái rừng tràm trong các vùng trũng và (iii) Hệ sinh thái cửa sông. Mỗi hệ sinh thái có giá trị và chức năng thiết yếu riêng, thường là không thể đánh giá trực tiếp được về mặt kinh tế. Tất cả các hệ sinh thái này đều rất nhạy cảm về mặt môi trường. 1.3.2 Vùng ngập lũ ĐBSCL Phạm vi vùng ngập lũ ĐBSCL được xác định là toàn bộ phần đất liền của các tỉnh ĐBSCL: Long An, Tiền Giang, Đồng Tháp, Vĩnh Long, An Giang, Kiên Giang, Hậu Giang, TP Cần Thơ và phần diện tích nhỏ của Bến Tre, không kể các đảo nằm rải rác ở biển Tây thuộc Kiên Giang. Vùng ngập lũ có diện tích tự nhiên là 2.007.670 ha, dân số năm 2013 là 10.385.482 người, tương ứng với 49,35% và 58,13% so với ĐBSCL. Vùng ngập lũ được chia thành 4 khu vực: Đồng Tháp Mười (ĐTM) gồm các tỉnh Đồng Tháp, Long An, Tiền Giang; Vùng Tứ giác Long Xuyên (TGLX) có các tỉnh An Giang, Kiên Giang, một huyện của Cần Thơ; Vùng Tây Sông Hậu (TSH) bao gồm Cần Thơ, Hậu Giang; Vùng giữa có phần diện tích các tỉnh An Giang, Đồng Tháp, Vĩnh Long và diện tích nhỏ phía Tây – Bắc tỉnh Bến Tre (Hình 1.9). Trong các tỉnh bị ngập lũ thì Đồng Tháp, An Giang, Kiên Giang và Long An là các tỉnh đầu nguồn đón lũ từ phía Campuchia đổ về, bị ngập sâu nhất, có nơi tới 4,0 m và thời gian ngập dài nhất (từ 4 - 6 tháng). Trong vùng ngập lũ cũng chia ra 3 mức ngập: nông (0,5 - 1,0 m), trung bình (1,0 - 2,0 m) và sâu (> 2,0 m) (Hình 1.9). 32
46. Đồ Án Tốt Nghiệp Nguồn: Viện Quy hoạch Thủy lợi miền Nam Hình 1.9: Vùng ngập lũ ĐBSCL năm 2000 Hình 1.9 mô tả vùng ngập lũ của ĐBSCL. Trong đó tỉnh Đồng Tháp thuộc khu vực ĐTM, nằm ở 2 bờ trái và phải của sông Tiền. Đây là nơi đón lũ sớm nhất và thời gian bị ngập lâu nhất. 1.3.3 Điều kiện KTXH vùng ĐBSCL Các ngành kinh tế chủ yếu: - Cây lúa - cây trồng chủ lực, là sản phẩm chuyên môn hóa cao nhất vùng. Sản lượng lúa cả vùng năm 2015 đạt 25,7 triệu tấn, chiếm 52,66% sản lượng cả nước, với nhịp độ tăng trưởng hàng năm khoảng 3,2%. Hằng năm lúa gạo của vùng ĐBSCL góp phần lớn vào việc cung ứng nhu cầu trong nước và chiếm tới 90% lượng gạo xuất khẩu của cả nước. - Sau lúa là nuôi trồng và khai thác thủy sản. Với 8/13 tỉnh giáp biển, lại có 2 sông lớn là sông Tiền và sông Hậu, vùng ĐBSCL có điều kiện thuận lợi để nuôi trồng thủy sản nước mặn, nước lợ cũng như nước ngọt. - Sản lượng thủy sản vùng năm 2015 đạt khoảng 25,2 triệu tấn, chiếm 56% sản lượng cả nước, trong đó thủy sản khai thác chiếm 33,33%. Nhịp độ tăng 33
47. Đồ Án Tốt Nghiệp trưởng sản lượng thủy sản hằng năm khoảng 9,25%/năm (cả nước khoảng 8,35%/năm). Đến 2015, kim ngạch xuất khẩu thủy sản của nước ta đã chạm mức 7 tỷ USD. - Nguồn thủy sản nước ngọt ở ĐBSCL tập trung chủ yếu ở vùng lũ. Đây là vùng có điều kiện rất thuận lợi cho tôm cá phát triển do mùa nước nổi kéo dài. - Một lợi thế nữa trong sản xuất nông nghiệp của vùng ĐBSCL là chăn nuôi gia súc và gia cầm. Các loại vật nuôi chính là bò (gồm cả bò lấy thịt và bò sữa) và gia cầm. Gia cầm ở vùng ĐBSCL rất phát triển, chủ yếu là gà và vịt. Số vịt được nuôi ở khu vực này chiếm đến 80% số vịt được nuôi ở toàn miền Nam và trên 50% cả nước. - Ngoài lợi thế về sản xuất lúa gạo, nuôi trồng thủy sản và chăn nuôi, cây ăn trái và nông sản khác được xem là thế mạnh của vùng ĐBSCL như bưởi năm roi, xoài cát, quýt đường, vú sữa, mía đường, đậu phộng, thơm, dừa và các loại rau đậu phục vụ cho ngành sản xuất trong nước, tiêu dùng và cho xuất khẩu đã được các thị trường Thế Giới chú ý nhiều hơn trong thời gian gần đây. - Trong những năm gần đây kinh tế ĐBSCL có những khởi sắc đáng kể (tăng trưởng GDP bình quân giai đoạn 2011 - 2015 là 12,1%; Khu vực I: 5,9%, khu vực II: 18,2%, khu vực III: 15,6%), cơ cấu kinh tế chuyển dịch theo hướng tích cực (giảm dần tỉ trọng ở khu vực I và tăng ở khu vực II và III). Đời sống người dân ngày được nâng cao. Nền kinh tế chính của vùng ngập lũ ĐBSCL là nông nghiệp, nhìn chung vẫn là nền kinh tế nông nghiệp lạc hậu, việc sản xuất còn phụ thuộc nhiều vào thiên nhiên, đời sống nhân dân không đồng đều giữa các vùng. Các vùng sâu, vùng xa phát triển còn ở mức thấp, đời sống nhân dân còn nhiều khó khăn. 1.4 Đặc điểm tự nhiên của tỉnh Đồng Tháp liên quan tới ngập, lụt 1.4.1 Vị trí địa lý Đồng Tháp là một tỉnh đầu nguồn thuộc ĐBSCL có tọa độ địa lý: 100 07’ - 100 58’ Vĩ độ Bắc, 1050 11’ - 1050 56’ Kinh độ Đông. Phía Bắc giáp Campuchia, có chung đường biên giới dài khoảng 48 km; Phía Đông - Bắc giáp tỉnh Long An; Phía Đông - 34
48. Đồ Án Tốt Nghiệp Nam giáp 2 tỉnh Tiền Giang và Vĩnh Long; Phía Tây và Tây Nam giáp 2 tỉnh An Giang và Cần Thơ.Diện tích tự nhiên toàn tỉnh là 328.300 ha, sông Mekong với 2 nhánh Tiền và Hậu chia cắt tỉnh Đồng Tháp thành hai phần. Nguồn: Sở NN&PTNT tỉnh Đồng Tháp Hình 1.10: Bản đồ hành chính tỉnh Đồng Tháp Bảng 1.6: Diện tích - Dân số - Đơn vị hành chính của các huyện thị năm 2009 Tên Thành phố/ Đơn vị trực Diện tích Dân số Mật độ dân số Thị xã/ Huyện thuộc (người/km2) (km2) (Người) TP. Cao Lãnh 8 phường, 7 xã 107 161.950 1.514 TP. Sa Đéc 6 phường, 3 xã 60 103.667 2.545 TX. Hồng Ngự 3 phường, 4 xã 12 77.959 639 H. Cao Lãnh 17 xã và 1 thị trấn 491 200.757 409 35
49. Đồ Án Tốt Nghiệp H. Châu Thành 11 xã và 1 thị trấn 246 151.411 615 H. Hồng Ngự 11 xã 320 144.295 687 H. Lai Vung 11 xã và 1 thị trấn 238 159.974 672 H. Huyện Lấp Vò 12 xã và 1 thị trấn 246 180.223 733 H. Tam Nông 11 xã và 1 thị trấn 474 104.932 221 H. Tân Hồng 8 xã và 1 thị trấn 311 91.534 294 H. Thanh Bình 12 xã và 1 thị trấn 341 154.580 453 H. Tháp Mười 12 xã và 1 thị trấn 528 136.424 258 17 phường, 119 Toàn Tỉnh 3.374 1.667.707 495 xã và 8 thị trấn * Nguồn: niên giám thống kê tỉnh Đồng Tháp - năm 2009. 1.4.2 Địa hình và địa mạo: Địa hình của tỉnh Đồng Tháp có hướng dốc Tây Bắc - Đông Nam, nghĩa là cao ở vùng biên giới và vùng ven sông Tiền thấp dần về phía trung tâm ĐTM. Theo bản đồ cấy điểm 1/25.000 của Bộ Thủy Lợi thành lập năm 1984 theo hệ bình chuẩn cao độ Mũi Nai (chuyển sang Hệ Hòn dấu), vùng này có địa hình bằng phẳng, cao độ phổ biến từ 1,00 ÷ 2,00 m, cao nhất 4,10 m, thấp nhất 0,77 m. Vùng kẹp giữa hai sông có địa hình lòng máng, cao ở ven sông Tiền, sông Hậu thấp vào giữa. Cao độ phổ biến 0,90 ÷ 1,30 m, cao nhất 1,67 m, thấp nhất 0,67 m. Dạng địa mạo không có gì đặc biệt trừ một số gò cao vùng Sa Rài giáp biên giới Việt Nam - Campuchia và hệ thống kênh rạch, đường giao thông và các khu dân cư chia cắt khu vực thành nhiều ô, vùng nhỏ hơn (Hình 11 và Bảng 1.7). 36
50. Đồ Án Tốt Nghiệp Nguồn: Sở NN&PTNT tỉnh Đồng Tháp Hình 1.11: Bản đồ địa hình tỉnh Đồng Tháp Bảng 1.7: Phân bố diện tích theo cao độ No Cao độ (m) Diện tích (ha) Diện tích cộng dồn (ha) Tỷ lệ (%) 1 1,00 - 1,50 255.906 255.906 75,84 2 1,50 - 2,00 27.927 283.830 8,28 3 2,00 - 2,50 16.809 300.642 4,98 4 2,50 - 3,00 5.080 305.722 1,51 5 3,00 - 3,50 4.000 309.722 1,19 6 3,50 - 4,00 1.162 310.880 0,34 37
51. Đồ Án Tốt Nghiệp 7 > 4,00 158 311.042 0,05 8 Sông rạch 26.366 337.400 7,81 Nguồn: Sở NN&PTNT tỉnh Đồng Tháp 1.4.3 Địa chất, thổ nhưỡng Đặc điểm cấu tạo địa chất: Địa chất tỉnh Đồng Tháp mang đặc điểm cấu trúc chung của ĐBSCL, được tạo thành bởi trầm tích bở rời Kanozoi với chiều dày khá lớn. Theo tài liệu của Liên đoàn địa chất Miền Nam, Đồng Tháp có lớp đá gốc cách mặt đất 100 ÷ 1000 m. Riêng vùng phía Bắc của tỉnh (vùng gò, đồi Sa Rài) là thềm phù sa cổ, phần còn lại là lớp trầm tích được bồi tích bởi phù sa trẻ sông, biển thuộc dạng mềm yếu. Địa chất công trình: Theo tài liệu khảo sát địa chất dọc theo các tuyến kênh trục thuộc tỉnh Đồng Tháp: (a) Lớp 1: dày từ 1,3 m ÷ 2,5 m phân bố phổ biến trên lớp mặt, thành phần chủ yếu là sét, á sét hoặc á cát màu xám nâu, xám đen chứa nhiều tạp chất hữu cơ đã phân hủy hoặc bán phân hủy, trạng thái dẻo mềm đến dẻo chảy. (b) Lớp 2: phân bố cục bộ ở các khu trũng, (Mỹ Hòa, Mỹ Hiệp, Láng Biển và Châu Thành) không liên tục, thành phần gồm sét lẫn bụi màu nâu chứa tàn tích thực vật, trạng thái bở rời hoặc dẽo chảy. (c) Lớp 3: Phân bố phổ biến trong vùng, nằm dưới lớp 1, lớp 2. Thành phần hạt gồm sét lẫn bụi, hoặc á sét lẫn bụi, sét loang lỗ, xám vàng, xám trắng, trạng thái cứng đến dẻo chảy. Nhìn chung, địa chất công trình là nền địa chất công trình yếu. Địa chất thủy văn: Địa chất thủy văn có bốn tầng chứa nước ngầm, tên gọi theo các giai đoạn trầm tích tính từ trên mặt xuống nền đá gốc như sau: Upper Pleistocene, Lower Pleistocene, Pliocene và Miocene. Tầng chứa nước Pleistocene là nguồn cung cấp nước sinh hoạt quan trọng cho nông thôn trong vùng, trong đó: (a) Tầng chứa nước Upper Pleistocece có bề dày khoảng 128 m, sản lượng nước trung bình đạt 1,0 l/s.m (lít/giây.mét); (b) Tầng chứa nước Lower Pleistocene, ở độ sâu từ 40 ÷128 m, sản lượng nước trung bình đạt 0,9 ÷ 1,5 l/s.m. 38
52. Đồ Án Tốt Nghiệp Tầng Pliocene có độ sâu từ 175 ÷ 400 m, lưu lượng nước đạt từ 0,1 ÷ 1,5 l/s.m. Chất lượng nước tốt, trữ lượng lớn đủ đáp ứng cho nhu cầu sinh hoạt và công nghiệp. Tầng Miocene có độ sâu lớn hơn 400 m, chất lượng nước rất tốt, lưu lượng đạt 0,2 ÷ 0,8 l/s.m, công suất khai thác đạt 20 ÷ 80 m3/h, trữ lượng lớn đáp ứng yêu cầu khai thác phục vụ cho dân sinh, công nghiệp Thổ nhưỡng: Theo bản đồ đất tỉnh Đồng Tháp, tỷ lệ 1/100.000 do Phân viện Quy hoạch và Thiết kế Nông nghiệp biên hội từ bản đồ đất 1/50.000 của các chương trình 60 - 02, 60 B và các bản đồ đất tỉ lệ 1/5.000 ÷ 1/10.000 của các nông trường, trong phạm vi tỉnh có 6 nhóm đất chính, bao gồm 14 đơn vị phân loại đất, như Bảng 1.8 sau đây: Bảng 1.8: Diện tích các loại đất ở tỉnh Đồng Tháp Ký Tên Diện tích Tỷ lệ Hiệu Việt Nam ( Ha) (%) Tổng diện tích tự nhiên 337.400 100 A. Các loại Đất 306.076 93,76 I. Đất phù sa: 191.769 59,06 Pb 1. Phù sa được bồi 26.579 8,19 P 2. Phù sa chưa phân dị 19.118 5,89 Pf 3. Phù sa có tầng loang lổ đỏ vàng 124.055 38,21 Pg 4. Phù sa Glay 8.398 2,59 Ps 5. Phù sa trên nền phèn 13.619 4,19 II. Đất phèn: 84.382 25,99 Sp1 6. Đất phèn tiềm tàng nông 3.183 0,98 Sp2 7. Đất phèn tiềm tàng sâu 8.912 2,74 Sj1 8. Đất phèn hoạt động nông 15.391 4,74 Sj2 9. Đất phèn hoạt động sâu 44.015 13,56 Sd 10. Đ.phèn có lớp sườn tích lũ trên mặt 12.881 3,97 39
53. Đồ Án Tốt Nghiệp III. Đất xám: 28.155 8,67 X 11. Đất xám trên nền phù sa cổ 15.787 4,86 Xb 12. Đất xám bạc màu trên phù sa cổ 2.851 0,88 Xf 13. Đất xám có tầng loang lổ đỏ, vàng 9.517 2,93 IV. Đất cát: Cz 14. Đất cát giồng 120 0,04 B. Đất thuộc Sông, Rạch 26.359 6,24 Nguồn: Sở NN&PTNT tỉnh Đồng Tháp Đặc điểm của các loại đất chính như sau: Đất phù sa chiếm 35% tổng diện tích toàn tỉnh, phân bố tập trung ven sông Tiền sông Hậu, có nguồn nước tưới dồi dào, rất thích hợp cho đa dạng hóa cây trồng. Đất phèn chiếm 34%, nhưng trong đó chỉ có 21% (23.359 ha) là đất phèn nặng (tầng phèn nông) hiện được sử dụng trồng tràm, đại bộ phận diện tích là phèn nhẹ (tầng phèn sâu) hiện được sử dụng trồng lúa và cho năng suất khá cao, nhưng mức độ đa dạng hóa cây trồng trên loại đất này hạn chế hơn nhiều so với đất phù sa. Đất líp chiếm khoảng 17% tổng diện tích tự nhiên, trong đó có khoảng 30% là đất thổ cư, diện tích còn lại được sử dụng trồng cây lâu năm, chủ yếu là cây ăn quả. Đất xám chiếm khoảng 8% diện tự nhiên, tuy độ phì không cao nhưng khá thích hợp với phát triển các loại rau - màu. 1.4.4 Đặc điểm khí tượng của tỉnh Đồng Tháp: Trạm quan trắc các yếu tố khí tượng: Trong phạm vi tỉnh có trạm Cao Lãnh đã tiến hành quan trắc nhiều năm và khá đầy đủ các yếu tố khí tượng. Ngoài ra, còn có mạng lưới trạm khí tượng ở vùng lân cận như Cần Thơ, Châu Đốc, Mỹ Tho có nhiều năm tài liệu quan trắc, có thể dùng để tham khảo. Trạm quan trắc mực nước: quan trắc nhiều năm có các trạm Tân Châu, Hưng Thạnh, Cao Lãnh. Các trạm quan trắc ngắn hạn hơn, thiết lập trong thời kỳ từ 1977 - 1985 và liên tục quan trắc cho đến nay gồm có: Sa Đéc, Vĩnh Thạnh (Lấp Vò), Hồng Ngự, An Long, Phong Mỹ, Tràm Chim, Mỹ An. Ngoài ra, còn có những quan trắc mang tính chất chuyên dùng khác phục vụ các mục tiêu nghiên cứu trong khuôn khổ phạm vi các dự án và chương trình nghiên cứu ở vùng ĐTM. 40
54. Đồ Án Tốt Nghiệp Trạm quan trắc về lưu lượng: có trạm ở Tân Châu ở phía thượng lưu, Mỹ Thuận ở phía hạ lưu. Ngoài ra còn có tài liệu của các đợt đo lưu lượng trên các tuyến, điểm khác trong phạm vi tỉnh Đồng Tháp và vùng ĐTM phục vụ cho nghiên cứu ở vùng dự án. Đặc điểm khí tượng của tỉnh Đồng Tháp được mô tả trong Bảng 1.9 và Hình 1.12. Bảng 1.9: So sánh đặc trưng cơ bản khí hậu vùng nghiên cứu với tiêu chuẩn nhiệt đới. Đặc trưng khí hậu Tiêu chuẩn nhiệt Tỉnh Đồng Tháp đới Tổng nhiệt độ năm 7500  95000C 9700  100000C Nhiệt độ trung bình năm Trên 210C 26,5  26,80C Số tháng có nhiệt độ 18 0C > 25 0C Biên độ nhiệt độ năm 1  6 0C 2,9  3,4 0C Lượng mưa năm 800  1800 mm 1700  2300 mm a. Đặc điểm mưa năm, phân bố mưa theo mùa Lượng mưa năm tương đối ổn định qua các năm, hầu hết biến đổi từ 1.100 ÷ 1.600 mm. Lượng mưa trung bình năm tại Hồng Ngự 1.219 mm, Cao Lãnh 1.356 mm, Hưng Thạnh 1.522 mm, Sa Đéc 1.414 mm, Thạnh Hưng 1.243 mm. Nói chung, lượng mưa giảm dần từ phía Tây – Nam lên phía Đông – Bắc. Lượng mưa phân bố rất không đều trong năm, lượng mưa trong mùa mưa chiếm khoảng 80 ÷ 90% tổng lượng mưa năm, trong các tháng mùa mưa, lượng mưa bình quân tháng vượt quá 100 mm, các tháng VIII, IX và X vượt quá 250 mm, tạo ra sự úng ngập. Lượng mưa mùa khô chủ yếu tập trung vào các tháng chuyển tiếp tháng XII, IV chiếm khoảng 80 ÷ 90% lượng mưa mùa khô, trung bình tháng 15 ÷ 60 mm. 41
55. Đồ Án Tốt Nghiệp b. Lượng mưa ngày, mưa trận Khu vực tỉnh Đồng Tháp nói chung, lượng mưa ngày không lớn, đa số < 50 mm. Trung bình mỗi năm có khoảng 3 ÷ 4 ngày mưa lớn hơn 50 mm, số ngày mưa lớn 100 mm rất ít khi xảy ra, khoảng 3 ÷ 5 năm mới xảy ra 1 lần và thường xuất hiện vào tháng IX ÷ X, đôi khi xảy ra vào tháng VI. Những trận mưa lớn kéo dài trong nhiều ngày rất ít khi xảy ra, thường mưa rào vào buổi chiều trong ngày. Nhóm mưa 1 – 3 – 5 ngày Max thường xuất hiện ngày đầu có lượng mưa lớn nhất, nhỏ dần vào các ngày tiếp theo. c. Số ngày mưa Trung bình mỗi năm có khoảng (108 ÷ 122) ngày mưa, mùa mưa trung bình (12 ÷ 20) ngày mưa trong tháng, mùa khô trung bình (3 ÷ 4) ngày (tháng XII, IV), tháng I, II, III chỉ trên dưới 1 ngày. Tháng IX, X có số ngày mưa nhiều nhất (16 ÷ 20) ngày. Tháng II có số ngày mưa ít nhất, dưới 1 ngày. d. Chế độ mưa và tình hình úng, hạn Các tháng trong mùa mưa, mưa đều có khả năng gây úng, nhưng với mức độ khác nhau. Các năm đều có khả năng xảy ra mưa ngày lớn hơn 50 mm, mưa 3 ngày max lớn hơn 75 mm, mưa 5 ngày max lớn hơn 100 mm. Trong đó, khả năng xảy ra các đợt mưa úng vào tháng X là thường xuyên, tháng V ÷ VII ít khả năng xảy ra nhất. Tuy lượng mưa lớn, nhưng phân bố không đều giữa các tháng trong trong mùa mưa, đó là yếu tố chính gây nên hạn trong mùa mưa. Vào các tháng đầu mùa mưa (tháng V ÷ VIII) thường có những đợt không mưa hoặc mưa nhỏ liên tục kéo dài hạn gây trong vụ HT (hạn Bà Chằng). Tuy hạn không nghiêm trọng, nhưng ảnh hưởng đến năng suất cây trồng, nhất là các vùng xa nguồn nước ngọt. 42
56. Đồ Án Tốt Nghiệp Nguồn: Sở NN&PTNT tỉnh Đồng Tháp Hình 1.12: Bản đồ phân bố lượng mưa vùng ĐBSCL 1.4.4 Đặc điểm thủy văn và hệ thống sông kênh, rạch của tỉnh Đồng Tháp Nằm ở hạ lưu châu thổ sông Mekong, chế độ thủy văn tỉnh Đồng Tháp cũng như vùng ĐBSCL, chịu ảnh hưởng của chế độ thủy văn sông Tiền, sông Hậu, thủy triều Biển Đông, chế độ mưa nội vùng. Ngoài ra, hệ thống sông Vàm Cỏ cũng có những ảnh hưởng nhất định (Hệ thống sông, kênh, rạch xem chi tiết trong Chương 3). 43
57. Đồ Án Tốt Nghiệp CHƯƠNG 2 : TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU VỀ LŨ, LỤT 2.1 Một số khái niệm và thuật ngữ về lũ, lụt 2.1.1 Khái niệm về lũ, lụt, úng, ngập Lũ, lụt là một hiện tượng tự nhiên mang tính chu kỳ của một dòng sông, liên quan đến lượng mưa kéo dài liên tục, cường suất mưa lớn, tập trung, vượt quá khả năng thẩm thấu của lớp đất mặt và khả năng tiêu thoát nước của lòng dẫn gây nên hiện tượng nước chảy tràn gây ngập, nhấn chìm các vùng trũng, thấp ở hai bên bờ sông. Có 2 khái niệm về lũ, lụt như sau: Theo định nghĩa của Cục Đê điều và Phòng chống lụt bão, Bộ NN & PTNT (Sổ tay phòng chống lụt bão): Lũ là hiện tượng mực nước và lưu lượng sông tại một trạm thủy văn dâng cao đột ngột trong một khoảng thời gian nhất định, sau đó giảm dần. Trong mùa mưa lũ, những trận mưa từng đợt liên tiếp trên lưu vực sông, làm cho nước sông từng đợt nối tiếp nhau dâng cao, tạo ra những trận lũ trên sông, suối. Vào các tháng mùa mưa có các trận mưa lớn, cường suất mạnh, nước mưa tích luỹ nhanh, nếu đất tại chỗ đã no nước thì nước mưa đổ cả vào dòng chảy, dễ gây ra lũ. Lũ lớn và đặc biệt lớn nhiều khi gây ra những thiệt hại to lớn về người và của cải. Lụt là hiện tượng mực nước sông dâng cao tràn bờ hoặc đê bị vỡ, nước chảy vào đồng ruộng/khu trũng gây ngập nước đến mức chiều sâu ngập ảnh hưởng tới tính mạng hoặc tài sản của cư dân trong vùng ngập thì được gọi là lụt. Khi nước ngập trong một vùng, khu vực không thoát được gọi là bị úng. Theo lý thuyết của khoa học thủy văn: Lũ là một hiện tượng biểu hiện của biến cố/sự cố, gây ra do các dòng sông có lưu lượng lớn, động năng mạnh dị thường, diễn ra trong lòng dẫn của dòng chảy tự nhiên hay nhân tạo hoặc mở rộng trên các địa hình trũng, thấp kề cận các dòng chảy, với sức mạnh có thể cuốn trôi các vật cản tự nhiên như: đất, 44
58. Đồ Án Tốt Nghiệp đá, nhà cửa, đê đập, cầu cống v.v có thể phá hủy địa hình và đe dọa đến tính mạng và tài sản của con người trong vùng ngập lũ. 2.1.2 Một số thuật ngữ thông dụng về lũ, lụt Ngoài ra, căn cứ vào mực nước lũ trung bình nhiều năm (TBNN), lũ được phân thành 5 loại: Lũ nhỏ là loại có đỉnh lũ thấp hơn mức đỉnh lũ TBNN. Lũ vừa là loại có đỉnh lũ đạt mức đỉnh lũ TBNN. Lũ lớn là loại có đỉnh lũ cao vượt mức đỉnh lũ TBNN. Lũ đặc biệt là loại có đỉnh cao hiếm thấy trong các thời kỳ quan trắc. Lũ lịch sử là loại có đỉnh cao nhất trong thời kỳ quan trắc hoặc điều tra khảo sát được. Lũ cực hạn được sử dụng ở một số nước trên Thế giới, như Hà Lan, Ấn Độ, các nước ở Trung Đông v.v áp dụng khi tính toán tần suất lũ thiết kế bảo vệ các công trình đầu mối hạ tầng kỹ thuật, quân sự quan trọng, khu vực đầu mối đô thị công nghiệp, dân cư đông đúc v.v Độ lớn của lũ: là độ cao của mực nước sông dâng lên trong mùa lũ, nhưng phổ biến hơn nó được hiểu là lưu lượng cực đại của dòng chảy trong trận lũ. Đỉnh lũ: là mực nước cao nhất quan trắc được trong một trận lũ tại một tuyến đo (trạm quan trắc thủy văn). Đỉnh lũ năm là đỉnh lũ cao nhất trong năm. Đỉnh lũ trung bình nhiều năm là trị số trung bình của các đỉnh lũ năm trong thời kỳ quan trắc. Mùa nước nổi ở ĐBSCL: trước năm 1975, người dân ở đây gọi mùa mưa, lũ là mùa nước nổi hay mùa nước lên do cường suất lũ trong ngày quá nhỏ (trung bình mực nước thay đổi khoảng 4 – 10 cm/ngày, cao nhất cũng chỉ đạt 30 cm/ngày). Từ “Lũ” chỉ được các kỹ sư Thủy lợi sử dụng phổ biến sau trận lụt năm 1978 xảy ra ở ĐBSCL. Ngoài ra bà con nông dân miền Tây còn có cụm từ: “Lũ đẹp” khi mực nước mùa lũ dao động trong khoảng 3,5 - 4,5 m MSL không gây thiệt hại cho mùa màng, đủ nước cho cây trồng, vật nuôi và nguồn thủy sản phong phú. 45
59. Đồ Án Tốt Nghiệp Đồng bằng ngập lũ (flood plain): được hiểu là vùng đất nằm kề bên các con sông và chịu ảnh hưởng của lũ, lụt theo định kỳ. Đây là nơi tiềm ẩn nhiều nguy hiểm cho các hoạt động phát triển, nếu như chúng bị đặt ở các vị trí xung yếu đối với hoạt động của dòng lũ. Tần suất lũ: Tần suất lũ là khoảng thời gian lặp lại của một trận lũ lớn. Tuy nhiên, không phải lúc nào xác suất xảy ra lũ cũng có khoảng thời gian lặp lại giống nhau, có thể xảy ra sớm hơn hoặc chậm hơn. Tần suất lũ thiết kế có tác dụng quyết định tới quy mô công trình, kích thước các công trình hạ tầng cơ sở như: cầu, cống, đập tràn, cao trình đê, đập ngăn nước v.v , chế độ làm việc các công trình và mức độ an toàn cũng như đánh giá chất lượng công trình. Vì vậy trong thực tiễn việc tính toán lũ thiết kế có ý nghĩa vô cùng quan trọng đối với hầu hết các công trình thủy lợi, thủy điện, giao thông v.v 2.1.3 Tiêu chuẩn thiết kế: Tiêu chuẩn thiết kế dùng để định ra xác suất phục vụ cho việc thiết kế công trình. Tiêu chuẩn thiết kế lũ quyết định trên cơ sở sự phối hợp có lợi nhất (tối ưu) giữa giá thành công trình, mức độ bảo đảm an toàn công trình và tất cả các công trình thi công dựa theo vốn đầu tư và tầm quan trọng được chia ra nhiều cấp khác nhau. Tần suất lũ thiết kế được quy định theo cấp công trình. Tiêu chuẩn thiết kế lũ lại chia làm hai loại: . Tiêu chuẩn thiết kế chống lũ (đảm bảo chắc chắn an toàn cho công trình khi có cơn lũ dự kiến) . Tiêu chuẩn cho thiết kế phòng lũ (đảm bảo an toàn cho vùng hạ lưu công trình) Nếu đồng thời có cả hai nhiệm vụ phòng lũ và chống lũ thì tiêu chuẩn chống lũ cho công trình bao giờ cũng cao hơn hoặc bằng tiêu chuẩn phòng lũ. Thiết kế lũ ứng với tần suất P = 1% có nghĩa là bình quân trong nhiều năm thì 100 năm mới có một lần xuất hiện nước lũ lớn hơn hoặc bằng tiêu chuẩn đó. Tuy nhiên, không phải lúc nào xác suất xảy ra lũ lớn cũng có khoảng thời gian lặp lại đúng như vậy, nó có thể xảy ra sớm hơn hoặc chậm hơn. Có nhiều cách tính tần suất lũ của 46
60. Đồ Án Tốt Nghiệp nhiều tác giả khác nhau, nhưng kết quả không đồng nhất. Theo tác giả Nguyễn Khắc Cường, trong “Giáo trình thủy văn công trình” (trang 113), trường Đại học Bách Khoa TP.HCM đưa ra công thức tính toán các trận lũ đặc biệt, khác thường như sau: P = (m/n+1) x 100 %; Trong đó: P là tần suất lũ đặc biệt m là số thứ tự của các trận lũ thường n là số năm quan trắc 2.2 Tổng quan nghiên cứu phòng tránh lũ, lụt 2.2.1 Cơ sở khoa học nghiên cứu thủy văn công trình Hiệu ứng lũ, lụt là một hiện tượng vật lý, biểu hiện cho đặc trưng thủy văn và chế độ thủy lực của một lưu vực sông dưới tác động của tự nhiên và con người. Do đó nghiên cứu lũ, lụt là sự nghiên cứu khoa học về thủy văn lũ trên một lưu vực sông. Nghiên cứu thủy văn lưu vực sông đã phát triển từ lâu, nhưng phát triển nhất là giai đoạn thập niên 70 của đầu thế kỷ 20, do tác động của sự phát triển kinh tế đòi hỏi nhu cầu dùng nước cho nông nghiệp, công nghiệp, dân sinh, du lịch v.v và bảo vệ các công trình hạ tầng cơ sở cũng như các đô thị đông đúc dân cư phòng tránh các trận lũ hoặc xả lũ từ các hồ chứa thủy lợi, thủy điện. Sự phát triển của công nghệ thông tin đã hỗ trợ tìm kiếm lời giải cho những bài toán thủy văn, thủy lực chứa nhiều thành phần rất phức tạp. Đặc biệt trong những năm đầu thế kỷ 21, với sự trợ giúp của công nghệ GIS, các phần mềm tính toán thủy văn, thủy lực cũng được bổ sung, nâng cấp mạnh mẽ và mang tính tổng hợp. Trong đó những phần mềm có sự bổ sung, nâng cấp như mô hình: SSARR (Streamflow Synthesis and Reservoir Regulation), IQQM, HYDROLOGIST, VRSAP, KOD, Mike 11, Mike 21 v.v phục vụ tính toán và dự báo thủy văn lũ cho các vùng có điều kiện biên đặc thù khác nhau (bao gồm các yếu tố tác động chủ đạo đến dòng chảy như: sự biến đổi về mặt đệm do quá trình chặt phá rừng đầu nguồn, đặc điểm mưa, lũ, triều) hoặc tìm lời giải bằng phương pháp chồng lắp bản đồ và thể hiện các kết quả tính toán trên không gian 2 hay 3 chiều rất trực quan và sinh động. 47
61. Đồ Án Tốt Nghiệp Sự bổ sung vào các phần mềm thủy văn, thủy lực trên kênh hở và sông, rạch cũng như thủy lực công trình nhằm giải quyết các vấn đề phức tạp của dòng chảy đô thị với các điều kiện biên phức tạp hơn do quá trình đô thị hóa và sự biến đổi khí hậu toàn cầu. Sự bổ sung vào phần mềm nhằm nâng cao độ chính xác trong mô phỏng ở 3 trạng thái chảy chủ đạo trong chu trình nước bao gồm: Tính toán lượng mưa hiệu quả (tổn thất do thấm của đất thổ nhưỡng và mặt đệm) Dòng chảy trên mặt đệm, sườn dốc (mối quan hệ mưa – dòng chảy) Chảy trong lòng dẫn nước: bao gồm trong hệ cống thoát nước đô thị (bao gồm nhiều loại hình công trình thoát nước đô thị như: đường cống ngầm, hồ điều tiết, trạm bơm, kênh, mương) và trong sông, rạch tự nhiên. Qua các giai đoạn mô phỏng dòng chảy, sự phát triển của bộ môn thủy văn còn được sự hỗ trợ của các ngành khoa học khác, nhất là công nghệ thông tin như: - Các mô hình hướng đến sự khắc phục các hiện tượng phức tạp trong các quá trình mô phỏng như: Phương pháp SCS (trong giai đoạn mô phỏng lượng mưa hiệu quả theo thực nghiệm), phương trình ô trũng ngập nước trong mô phỏng sông gạch thiên nhiên hay khái niệm về kênh có đặc trưng phức tạp. - Sự phát triển về cách giải hệ phương trình Sainte Venant bằng các phương pháp sai phân ẩn hay hiện, phần tử hữu hạn, phương pháp Euller v.v làm cho việc áp dụng các mô hình thủy văn vào điều kiện cụ thể trở nên phổ biến. Có nhiều phương pháp tính toán thủy văn, thủy lực dòng chảy lũ đã và đang được áp dụng trong thực tế. Dưới đây xin giới thiệu một số phương pháp tính toán đang được ứng dụng nhiều ở trên Thế giới và Việt Nam. 2.2.2 Các phương pháp tính toán 2.2.2.1 Phương pháp tính toán lượng mưa Có rất nhiều phương pháp tính toán lưu lượng và điều hòa dòng chảy nước mưa. Hiện nay, người ta thường áp dụng phương pháp tính toán cường độ giới hạn. Với phương pháp này ta xác định lưu lượng tính toán nước mưa căn cứ vào thời gian tập trung nước theo công thức sau: 48
62. Đồ Án Tốt Nghiệp Q = q x Ψ x F (l/s) (1) Trong đó: q: Cường độ mưa tính toán ( l/s.ha) Ψ: Hệ số dòng chảy F: Diện tích thu nước tính toán (ha) Theo công thức trên, ứng với mỗi khu vực khác nhau sẽ có cường độ mưa và diện tích thu nước khác nhau. Như vậy muốn thay đổi lưu lượng tính toán cho 1 khu vực đã xác định ta có thể tìm cách để thay đổi hệ số dòng chảy. Bảng tra hệ số dòng chảy Ψ trong sử dụng tính toán nước mưa theo TCXD 51 - 84: Dạng bề mặt Hệ số dòng chảy Ψ Mái nhà và mặt đường bê tông 0,95 Mặt đường bằng đá đẽo và mặt đường nhựa 0,6 Mặt đường bằng đá hộc 0,45 Mặt đường đá dăm không có chất kết dính 0,4 Đường trong vườn nhà bằng sỏi 0,35 Mặt đất 0,3 Bãi cỏ 0,15 Hệ số dòng chảy phụ thuộc vào tính chất, độ dốc và lớp phủ bề mặt, cường độ mưa và thời gian mưa. Khả năng thấm nước của mặt phủ càng lớn thì hệ số dòng chảy càng nhỏ. Vì thế, để giảm hệ số dòng chảy ta có thể tăng khả năng thấm nước của bề mặt. 2.2.1.2 Phương pháp tính lưu lượng lũ lớn nhất theo lượng mưa Cũng có nhiều phương pháp tính lưu lượng lũ lớn nhất theo lượng mưa. Sau đây là 2 phương pháp được áp dụng cho các lưu vực miền núi: a. Áp dụng số liệu khảo sát vết lũ: 1 2/ 3 1/ 2 Công thức: Qmax = F x V ; V = V R I C RI n Trong đó: Q là lưu lượng lũ (m3/giây); n: hệ số gồ ghề (hệ số nhám) R: bán kính thủy lực (m) 49
63. Đồ Án Tốt Nghiệp I: độ dốc mặt nước (%oo) C: hằng số Chezi F: diện tích mặt cắt ngang (m2) b. Áp dụng số liệu mưa rào: Công thức: Qmax = 1/3,6 (CI x A) Trong đó: Qmax là lưu lượng lũ lớn nhất (m3/giây) R: bán kính thủy lực (m) I: cường độ mưa rào (mm/h) C: hệ số dòng chảy A: diện tích mặt cắt ngang (km2) 2.2.1.3 Phương pháp nghiên cứu bằng mô hình toán Dòng chảy trong sông, rạch thiên nhiên, nhất là vùng bị ảnh hưởng thủy triều là dòng không ổn định và không đều. Việc sử dụng mô hình toán để mô phỏng chế độ dòng chảy không ổn định trong sông ngày càng được ứng dụng rộng rãi ở trong và ngoài nước. Đặc biệt là chế độ thủy lực vùng ảnh hưởng thủy triều ở ĐBSCL. Cơ sở lý thuyết của phương pháp này là phương trình Saint Vernant (1871), một nhà khoa học từ Hoa Kỳ đã thực nghiệm mô phỏng chế độ thủy lực của hệ thống sông Mississippi. Thông thường sông, rạch, kênh trong thiên nhiên được mô phỏng bởi hệ phương trình Saint Vernant, dựa trên quy luật bảo tồn khối lượng, động lượng và năng lượng (dòng chảy một chiều) dạng đơn giản hay đầy đủ. Hệ phương trình Saint Venant được viết dưới dạng bảo tồn như sau: zQ Phương trình liên tục: q (6) tx z  Q2  z Phương trình động lực: gA gA( S0 S f ) 0 (7) t  x A  x Trong đó: 3 2); Z : Mực nước (m); Q : Lưu lượng (m /giây); A : Diện tích mặt cắt ướt (m S0 : Độ 3 dốc đáy kênh; Sf : Độ dốc do ma sát; q : Lưu lượng nhập lưu bên (m /giây do lượng mưa trên các tiểu lưu vực hay nước thải chảy vào) 50
64. Đồ Án Tốt Nghiệp Ngoài ra còn có hệ phương trình diễn tả sự lấy nước và thải nước của các ô thấp trũng (thông qua nút tính toán) can thiệp rất lớn vào diễn biến dòng chảy dọc theo các kênh rạch ở vùng chịu ảnh hưởng triều được diễn tả bởi phương trình. dZ J SQQJ  k,1 bJ (8) dt k Trong đó: ZJ : Là mực nước tại nút J; SJ : Diện tích mặt thoáng nút; Qk,1 : Là lưu lượng tại mặt cắt giáp nút (mặt cắt số 1) của nhánh kênh k đổ vào nút; QbJ : Là lưu lượng biên (m3/s điều kiện biên). 2.2.1.4 Phương pháp mô phỏng Mô hình mô phỏng kết hợp với điều hành hồ chứa bao gồm tính toán cân bằng nước của đầu vào, đầu ra hồ chứa và biến đổi lượng trữ. Kỹ thuật mô phỏng đã cung cấp cầu nối từ các công cụ giải tích trước đây cho phân tích hệ thống hồ chứa đến các tập hợp mục đích chung phức tạp. Theo Simonovic (1992), các khái niệm về mô phỏng là dễ hiểu và thân thiện hơn các khái niệm mô hình hoá khác. Các mô hình mô phỏng có thể cung cấp các biểu diễn chi tiết và hiện thực hơn về hệ thống hồ chứa và quy tắc điều hành chúng (chẳng hạn đáp ứng chi tiết của các hồ và kênh riêng biệt hoặc hiệu quả của các hiện tượng theo thời gian khác nhau). Thời gian yêu cầu để chuẩn bị đầu vào, chạy mô hình và các yêu cầu tính toán khác của mô phỏng là ít hơn nhiều so với mô hình tối ưu hoá. Các kết quả mô phỏng sẽ dễ dàng thỏa hiệp trong trường hợp đa mục tiêu. Số phần mềm máy tính đa mục tiêu phổ biến có sẵn có thể sử dụng để phân tích mối quan hệ quy họach, thiết kế và vận hành hồ chứa. Hầu hết các phần mềm có thể chạy trong máy vi tính cá nhân đang sử dụng rộng rãi hiện nay. Hơn nữa, ngay sau khi số liệu yêu cầu cho phần mềm thực hành đã được chuẩn bị, nó dễ dàng chuyển đổi cho nhau và do đó các kết quả của các thiết kế, quyết định điều hành, thiết kế lựa chọn khác nhau có thể được đánh giá nhanh chóng. Có lẽ một trong số các mô hình mô phỏng hệ thống hồ chứa phổ biến rộng rãi nhất là mô hình HEC - 5, phát triển bởi Trung tâm kỹ thuật thủy văn Hoa Kỳ (Feldman 1981, Wurbs 1996). 51
65. Đồ Án Tốt Nghiệp Một trong những mô hình mô phỏng nổi tiếng khác là mô hình Acres (Sigvaldson 1976), tổng hợp dòng chảy và điều tiết hồ chứa (SSARR - USACE 1987), Mô phỏng hệ thống sóng tương tác (IRIS) (Loucks và nnk 1989). Gói phần mềm phân tích quyền lợi các hộ sử dụng nước (WRAP) (Wurbs và nnk, 1993). Lund và Ferriera (1996) đã nghiên cứu hệ thống hồ chứa sông Missouri và xây dựng mô hình mô phỏng trong đó nâng cấp kỹ thuật hồi quy cổ điển và sử dụng mô hình quy hoạch động. Jain và Goel (1996) đã giới thiệu một mô hình mô phỏng tổng quát cho điều hành cấp nước của hệ thống hồ chứa dựa trên các đường quy tắc điều phối. Mặc dù có sẵn một số các mô hình tổng quát, vẫn cần thiết phải phát triển các mô hình mô phỏng cho một (hệ thống) hồ chứa cụ thể vì mỗi hệ thống hồ chứa có những đặc điểm riêng. 2.2.4 Phân tích các đặc trưng thủy văn và mưa 2.2.4.1 Các đặc trưng về chuẩn dòng chảy năm Chuẩn dòng chảy năm hay chuẩn dòng chảy là trị số dòng chảy năm trung bình trong nhiều năm với các điều kiện cảnh quan địa lý không thay đổi, cùng thuộc thời kỳ địa chất và cùng mức độ khai thác tài nguyên nước trên dòng sông. Chuẩn dòng chảy là đặc trưng cơ bản của nguồn nước được sử dụng để thiết kế các công trình có liên quan đến tài nguyên nước, đồng thời cũng từ đó mà tìm hiểu mối liên quan giữa chúng và các nhân tố khí hậu. Bởi vì dòng chảy là sản phẩm của khí hậu. 3 Lưu lượng bình quân nhiều năm Qo (m /giây) Q = V. F (lưu lượng tức thời) (1.1) 1 2/ 3 1/ 2 V R I C RI n Ở đây: V: tốc độ dòng chảy (m/s); n: hệ số gồ ghề; R: bán kính thủy lực (m); I: độ dốc mặt nước (%oo); C: hệ số Chezi và F: diện tích mặt cắt ngang (m2) Tổng lượng dòng chảy trung bình nhiều năm Wo: 6 3 Wo = Qo 31,536 10 (m ) (1.2) Ở đây 31,536 106 là số giây của một năm 52
66. Đồ Án Tốt Nghiệp Modun dòng chảy trung bình nhiều năm Mo 3 Qo 10 M lít / 2 (1.3) o F giây km (Vì đổi từ m3 ra lít nên nhân 103) F – diện tích lưu vực (km2) Độ sâu dòng chảy trung bình nhiều năm Y0 Wo Qo 31536 Yo (mm) (1.4) F 2 F(km ) (Vì đổi ra mm nên không còn 106 ở tử số) Hệ số dòng chảy là tỷ số lượng dòng chảy so với lượng mưa. Y o (1.5) Xo Hệ số dòng chảy: + Phản ánh mối quan hệ giữa mưa và tổn thất + Phản ánh tài nguyên nước trên các vùng của lưu vực Trên lưu vực sông Đồng nai hệ số dòng chảy thay đổi như sau: Toàn bộ lưu vực: 0.56; Trên dòng chính: 0.54; Trên lưu vực sông Bé: 0.60 Trên sông La Ngà: 0.57; Trên sông Đa nhim: 0.41; Lưu vực sông Sài gòn: 0.31 Ở Việt Nam qua nhiều nghiên cứu thấy rằng hệ số 0,50 (được áp dụng trên toàn quốc) Phương trình cân bằng dòng chảy: Y = X – Z W (1.6) Đối với lưu vực kín trong thời gian dài thì: Y= X- Z (1.7) R Theo Sraybe: Z X 1 e LX (1.8) Ở đây: Y: dòng chảy bình quân nhiều năm (mm); X: lượng mưa bình quân nhiều năm (mm); 53
67. Đồ Án Tốt Nghiệp Z: lượng bốc hơi bình quân nhiều năm (mm); R: cán cân bức xạ Kcalo/cm2 năm; L: tiềm nhiệt bốc hơi; W: lượng dòng chảy ngầm trao đổi hoặc hệ số điền đầy; R Theo M.I. Buđưkô, nếu đặt: Zo L Gọi Zo là khả năng bốc hơi lớn nhất. Ở Việt Nam Z0  1400 mm, thì Z sẽ là: Z 0 Z X 1 e X (1.9) Thay (1.9) vào (1.7) ta sẽ có: Z o X Y X X 1 e (1.10) Z o Y Xe X (1.11) 2.2.4.2 Lưu lượng lũ lớn nhất: Khi không có tài liệu tính toán dòng chảy lũ nên phải xác định bằng phương pháp gián tiếp. Để kiểm tra, so sánh kết quả tính toán ta tiến hành tính theo nhiều công thức khác nhau: Công thức Alecxâyep Dạng công thức: Qmp = q.F = 16,67 Hp..F Trong đó: Qmp : lưu lượng lớn nhất ứng với tần suất thiết kế P% 3 2 qmp : môđun lưu lượng lớn nhất ứng với P% (m /Skm ) : hệ số dòng chảy lũ. Hp : lượng mưa ứng với tần suất thiết kế F : diện tích lưu vực (km2)  = I/H (với I là cường độ mưa của thời đoạn T ứng với mức bảo đảm P%) 54
68. Đồ Án Tốt Nghiệp Công thức kinh nghiệm của Cục Thủy văn Việt Nam Dạng công thức: Q = q.F 0,28 max I  2 qmax khi F 50km (F 5)0,36 Trong đó: 0,28 max I  2 qmax khi F 50km F 0.36 Ở đây: Q: lưu lượng lớn nhất ứng với mức bảo đảm P% (m3/s). q: môđun lưu lượng lớn nhất ứng với mức bảo đảm P% (m3/Skm2) F: diện tích lưu vực (km2) max: hệ số dòng chảy lớn nhất lấy theo từng khu vực khác nhau mà Tổng Cục Khí tượng Thủy văn kiến nghị I: cường độ mưa lớn nhất trong một giờ ứng với mức bảo đảm P% (mm/h)  : hệ số hiệu chỉnh có liên quan đến quan hệ giữa độ dài và diện tích lưu vực, tốc độ tập trung nước. Hệ số này được phân định từ tài liệu thực tế từng khu vực. 2.3 Tình hình lũ, lụt trên Thế giới 2.3.1. Tổng quan và nguyên nhân Ngày nay, các nhà thống kê học đã đưa ra những con số về sự gia tăng đến mức chóng mặt những thiệt hại do ngập lụt gây ra. Nếu như đầu thế kỷ 20, trung bình mỗi năm trên thế giới, thiệt hại do ngập lụt vào khoảng 100 triệu USD, thì đến nửa sau của thế kỷ con số này đã vượt quá 1 tỷ, trong mười năm trở lại đây là trên 10 tỷ USD. Thậm chí những năm gần đây bão, lũ đã gây thiệt hại tới hàng trăm tỷ USD, như ở Mỹ do các trận lũ xảy ra do bão vào năm 2005, 2015, 2016. Các tài liệu nước ngoài cũng chỉ rõ rằng, 20 đến 30 năm gần đây, mức độ lũ, lụt tăng lên rất rõ rệt. Năm 1968, tại Hội nghị tài nguyên nước, căn cứ vào tình hình công 55
69. Đồ Án Tốt Nghiệp trình phòng chống lũ, lụt và tình hình thực hiện qui hoạch phát triển đồng bằng ngập, lụt, Mỹ đã dự báo tổn thất do lũ gây ra có thể từ 1,7 tỷ USD năm 1960 tăng lên đến hơn 5 tỷ USD vào năm 2020. Thực tế con số thiệt hại lớn hơn nhiều so với dự báo. Nguyên nhân gây lũ, lụt trên Thế giới: - Các vùng định vị tại vị trí ven sông, biển, có địa hình cốt nền thấp; - Do biến đổi khí hậu dẫn tới tình trạng mưa cực đoan, nước biển dâng cao đột ngột; - Do lũ thượng nguồn đổ về; Các trận lũ lớn tái diễn liên tục tại nhiều lưu vực sông trên thế giới đã dẫn đến sự ra đời của nhiều giải pháp nhằm giảm thiểu tác động của lũ, lụt, bao gồm các giải pháp công trình và phi công trình. Dưới đây cung cấp một số số liệu, thông tin về tình trạng lũ, lụt của một số nước trên Thế giới: 2.3.2. Lũ lụt ở Trung Quốc: Vào năm 1583 toàn bộ Thành phố An Cương (nằm trên bờ Nam sông Hàn Thùy - một nhánh lớn của sông Dương Tử) đã bị ngập lụt, gần 5000 người đã tử vong. Do Thành phố An Cương nằm ở vị trí thấp, cộng thêm đặc điểm lũ Hình 2.1: Cảnh ngập lụt ở Trung Quốc nơi đây thường đột ngột và mạnh mẽ nên thành phố bị nhấn chìm trong lũ có khi đến 15 lần/năm. 56
70. Đồ Án Tốt Nghiệp 2.3.3 Trận lũ, lụt ở Ấn Độ: Khủng khiếp nhất thế kỷ 20 xảy ra ở hạ lưu sông Hằng vào năm 1970. Những đợt sóng biển cao đến 10 m làm ngập hơn 20.000 km2 đất đai. Trên mặt đất, nước lũ đã cuốn trôi đi hàng chục thành phố, hàng trăm làng mạc và số người Hình 2.2 : Cảnh ngập lụt ở Ấn Độ, 1970 thiệt mạng gần 500 ngàn người 2.3.4 Lũ lụt ở Châu Âu: Năm 1953 đã xảy ra trận ngập lụt kinh hoàng tại Hà Lan, Anh và Đức. Trong đó, người Hà Lan phải chịu thiệt hại nặng nề nhất về người và của. Trong mưa bão, những cơn sóng với sức tàn phá khủng khiếp đã đổ ập xuống Hình 2.3: Cảnh ngập lụt ở Hà Lan, 1953 vùng ven biển Bắc Âu làm nước dâng cao 3 ÷ 4 m tại các cửa sông Rhine, Maasa, Schelde và các sông khác. Tai họa này đã cướp đi sinh mạng của gần 2000 người dân Hà Lan, phá hủy hơn 470 nghìn ngôi nhà 2.3.5 Cập nhật tình trạng ngập nước đô thị ở Mỹ: Cơn bão Katrina đổ bộ vào bang Loisiana, Hoa Kỳ, vào ngày 29/8/2005, với sức gió đạt tới 241 km/giờ làm hàng nghìn người chết, phá hoại hai con đê bảo vệ 57
71. Đồ Án Tốt Nghiệp thành phố New Orleans, khiến 80 % diện tích bị ngập sâu trong nước 7 - 8 m. Thiệt hại ước tính khoảng 15 tỷ USD (Hình 2.4). Nguồn: Ảnh tư liệu trên mạng Internet Hình 2.4: Cảnh ngập, lụt trong thành phố New Orleans, Hoa Kỳ, ngày 29/8/2005 2.3.6 Cập nhật tình trạng ngập nước đô thị ở Pháp năm 2016: Nước Pháp vừa phải gánh chịu trận lũ, lụt lịch sử xảy ra trên lưu vực sông Seine. Thiệt hại ước tính khoảng 2,0 tỷ EUR. Hình 2.5 mô tả nước tràn bờ ở thủ đô Paris, ngày 2/6/2016, gây ngập nhiều nơi trong Thủ đô. Trong đó nước tràn lên tới chân tháp Effel. Hình 2.5: Dưới chân tháp Effene là biển nước mênh mông. 58
72. Đồ Án Tốt Nghiệp 2.3.7 Lũ, lụt ở Thủ đô Bangkok, Thái Lan, năm 2011 Nguồn: Ảnh tư liệu trên Internet Hình 2.6: Sân bay Đôn Mường bị ngập với chiều sâu nước tới 1,5 m Trận lũ, lụt đặc biệt lớn, xảy ra trong mùa mưa năm 2011 tại Thái Lan, nghiêm trọng nhất ở lưu vực sông Chao Phraya, nơi Thủ đô Bangkok chịu thiệt hại khủng khiếp nhất. Bắt đầu từ cuối tháng 7 và kéo dài liên tục trong hơn hai tháng. Thiệt hại do trận lũ, theo số liệu sơ bộ đã gây ra 307 ca được báo cáo là tử vong, hơn 2,3 triệu người bị ảnh hưởng, thiệt hại ước tính lên tới 156,7 tỷ Baht (5,1 tỷ USD) tính đến thời điểm ngày 18 tháng 10 năm 2011. Lũ, lụt đã tràn ngập khoảng 6 triệu ha đất, hơn 300.000 ha là đất nông nghiệp, trong 58 tỉnh, từ Chiang Mai ở miền Bắc đến các khu vực của thủ đô Bangkok, nằm gần các nhánh của lưu vực sông Chao Phraya. Đây được mô tả là "trận lũ, lụt tồi tệ nhất tính về lượng nước và số người dân chịu ảnh hưởng". Bảy khu công nghiệp lớn đã bị ngập sâu đến 3 mét và ước tính sẽ kéo dài khoảng 40 ngày. Số liệu người chết và mất tích được thống kê sau trận lũ là 800 người, thiết hại về kinh tế ước tính khoảng 45 tỷ USD và lũy tiến sau trận lụt lên tới khoảng 85 tỷ USD. 59
73. Đồ Án Tốt Nghiệp 2.4. Tình hình lũ, lụt ở Việt Nam 2.4.1 Tổng quan Việt Nam nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, hướng ra biển Đông, một trong 5 trung tâm phát sinh bão/áp thấp nhiệt đới nhiều nhất trên Thế giới. Số liệu thống kê của Cục Đê điều và phòng chống lụt bão, Bộ NN&PTNT, từ năm 1954 - 2010, trong tổng số gần 800 cơn bão hoạt động ở biển Đông (50% xuất phát từ Tây Thái Bình Dương), thì có 290 cơn bão và áp thấp nhiệt đới đổ bộ hoặc ảnh hưởng trực tiếp đến thời tiết nước ta, trung bình mỗi năm có 5 cơn, những năm nhiều là 1964 có 16 cơn, năm 1978 có 13 cơn bão đổ bộ vào nước ta và năm 2013 với tổng cộng 19 cơn, năm 2017 nhiều nhất có 20 cơn bão và áp thấp trên biển Đông đổ bộ vào Việt Nam gây ra các trận lũ, lụt hàng năm trên các hệ thống sông suối từ Bắc chí Nam. Nguyên nhân chính gây lũ, lụt ở Việt Nam cũng có những nét tương đồng như các nước trên Thế giới. Đó là sự kết hợp các nguyên nhân chủ quan và khách quan, nhưng ở Việt Nam nguyên nhân chủ quan do con người tạo ra nổi trội hơn so với nguyên nhân khác quan. Lũ, lụt ở Việt Nam chủ yếu được tạo ra bởi mưa gió mùa, bão nhiệt đới và triều cường. Tại các lưu vực sông lớn của Việt Nam như sông Mekong, sông Hồng, sông Mã, sông Đồng Nai, hệ thống các lưu vực sông miền Trung, Tây Nguyên v.v thường xuyên xảy ra lũ, lụt. Để ứng phó với lũ, lụt, chúng ta đã áp dụng các giải pháp công trình và phi công trình kết hợp với nhau, hỗ trợ cho nhau. Bên cạnh các biện pháp công trình như: Chỉnh trị sông, đắp đê, xây dựng công trình phân lũ, xây dựng hồ chứa lũ và chậm lũ, xây dựng các công trình xử lý đất đai, cần có các biện pháp phi công trình như: Quản lý đất đai vùng ngập lụt; dự báo, cảnh báo lũ; thông qua cứu tế, khôi phục và bảo hiểm lũ để chia sẻ tổn thất do lũ; lập kế hoạch dự phòng tổn thất do lũ Trong thời gian qua, chính quyền từ trung ương đến địa phương đã và đang triển khai các biện pháp phòng, chống lũ, bước đầu đã mang lại hiệu quả tích cực. Các Bộ NN&PTNT, Bộ TNMT, Xây dựng đã lập các quy hoạch sống chung an toàn với lũ, lụt cho lưu vực các hệ thống sông Hồng, hệ thống miền Trung (từ 60