- Trang Chủ
- Môi trường
- Nghiên cứu ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến yêu cầu tiêu nước vùng ven biển Bắc Bộ
Xem mẫu
- Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019. ISBN: 978-604-82-2981-8
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
ĐẾN YÊU CẦU TIÊU NƯỚC VÙNG VEN BIỂN BẮC BỘ
Lê Văn Chín 1, Vũ Trọng Bằng1
1
Trường Đại học Thủy lợi, email: chín_ctn@tlu.edu.vn
1. GIỚI THIỆU CHUNG 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Biến đổi khí hậu (BĐKH) là một trong Phương pháp của nghiên cứu được trình
những thách thức lớn nhất đối với nhân loại bày theo sơ đồ khối sau:
trong thế kỷ 21. BĐKH đã tác động nghiêm
trọng đến sản xuất, đời sống và môi trường Thu thập tài liệu
trên phạm vi toàn thế giới. Ở Việt Nam, trong
khoảng 50 năm qua, diễn biến của khí hậu Xây dựng mô hình mưa tiêu
theo chiều hướng cực đoan, lượng mưa tăng
mạnh vào mùa lũ và giảm vào mùa kiệt. Một
Tính toán hệ số tiêu nước
số năm trở lại đây, vùng ven biển Bắc Bộ đã
xuất hiện nhiều vùng bị ngập lụt, úng cục bộ,
gây hậu quả nghiêm trọng cho sản xuất nông Tính toán nhu cầu tiêu nước
nghiệp và đời sống dân sinh tại vùng này.
Vùng ven biển đồng bằng Bắc Bộ thuộc Đề xuất các giải pháp
địa giới hành chính của 14 huyện thuộc 05
tỉnh (Quảng Ninh, Hải Phòng, Thái Bình, Tài liệu được thu thập gồm liệt tài liệu mưa
Nam Định, Ninh Bình). Tổng dân số trong ngày (1986-2018) của trạm Phù Liễn, trạm
khu vực khoảng 3.500.000 người, diện tích tự Thái Bình, trạm Nam Định; loại cây trồng;
nhiên 597.312ha. Theo thống kê cho thấy, thời vụ cây trồng; đất đai thổ nhưỡng; cơ cấu
hiện tại các công trình tiêu nước thuộc vùng sử dụng đất trong giai đoạn hiện tại và tương
ven biển Bắc Bộ mới chỉ đáp ứng được lai theo định hướng phát triển kinh tế xã hội.
khoảng 70% nhu cầu tiêu nước cho hệ thống. Thống kê lượng mưa 33 năm của các trạm
Để đánh giá mức độ ảnh hưởng của cho thấy: Trận mưa 5 ngày max phần lớn nằm
BĐKH đến nhu cầu tiêu nước của các hệ trong 7 ngày max có tính chất bao lớn nhất (từ
thống thủy lợi. Tác giả đi xây dựng, tính toán 83,33% đến 83,87%), tổng lượng mưa xấp xỉ
nhu cầu tiêu cho giai đoạn hiện tại, tương lai nhau (với tỷ trọng 0,92% đến 0,93%), thời gian
2016-2035 (2030s); 2046-2065 (2050s) dựa xuất hiện vào các tháng 7, 8, 9; dạng mô hình
trên kịch bản BĐKH và kịch bản sử dụng đất mưa có đỉnh mưa chủ yếu vào ngày thứ 2 của
của 3 hệ thống thủy lợi điển hình: Đa Độ, trận mưa. Từ lượng mưa 5 ngày max ứng với
Nam Thái Bình, Xuân Thủy. tần xuất thiết kế P=10% (QCVN04-05/2012)
Kết quả tính toán sẽ đưa ra được mức độ và dạng mô hình mưa, chọn năm điển hình,
tăng giảm hệ số tiêu, nhu cầu tiêu nước của xây dựng được mô hình mưa thiết kế giai đoạn
vùng nghiên cứu, là cơ sở để đề xuất các giải hiện tại. Do kịch bản BĐKH không dự báo
pháp ứng phó với BĐKH, các giải pháp công mức thay đổi tổng lượng các trận mưa lớn nhất
trình và phi công trình phù hợp cho vùng thời đoạn ngắn (1, 3, 5, 7 ngày max), vì vậy mô
nghiên cứu. hình mưa giai đoạn tương lai được xây dựng
344
- Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019. ISBN: 978-604-82-2981-8
dựa trên mức thay đổi lượng mưa năm theo Chế độ dòng chảy qua tràn là tự do, thời
kịch bản BĐKH và mối tương quan giữa lượng đoạn tính toán 1 ngày đêm, diện tích khu tiêu
mưa năm và lượng mưa 5 ngày max. 1ha.
2500
Đối với đối tượng tiêu nước không phải
y = 3.053x + 829.5
R² = 0.634
lúa, hệ số tiêu nước được tính toán theo công
Tổng lượng mưa năm 2000 thức sau:
C.Pi
1500
qi
ti
1000
Trong đó:
500
+ qi là hệ số tiêu trong thời gian tính toán
0 thứ i (l/s.ha);
0 100 200 300 400 500 + C là hệ số dòng chảy, được xác định
Lượng mưa 5 ngày max
bằng thực nghiệm: C 1,0;
+ Pi là tổng lượng mưa rơi xuống trong
Hình 2. Biểu đồ quan hệ lượng mưa năm thời gian tính toán ti (mm);
và lượng mưa 5 ngày max - trạm Thái Bình Hệ số tiêu sơ bộ của hệ thống thủy lợi
Dựa vào phương trình đường quan hệ được tính toán dựa trên hệ số tiêu của các đối
tương quan và lượng mưa trung bình năm, tượng, cơ cấu sử dụng đất. Hệ số tiêu được
tính toán được lượng mưa trung bình 5 ngày tính toán theo công thức:
n
max. Với giải thiết hệ số Kp giai đoạn tương
q j = αi .q i
lai không thay đổi so với giai đoạn hiện tại.
i=1
Lượng mưa 5 ngày max thiết kế giai đoạn Trong đó:
tương lai được tính toán theo công thức: + qj : Hệ số tiêu chung của toàn hệ thống
Xtk5ngàymaxtl = Kp *Xtb5 ngàymaxtl tại ngày tiêu thứ j;
Mô hình mưa tương lai được xây dựng dựa + i : Tỷ lệ diện tích của đối tượng tiêu
trên tổng lượng mưa 5 ngày max thiết kế giai nước thứ i so với diện tích tiêu của cả hệ
đoạn tương lai, giả thiết dạng phân phối mưa thống thủy lợi;
không thay đổi so với giai đoạn hiện tại. + qi : Hệ số tiêu của đối tượng tiêu nước
Hệ số tiêu giai đoạn hiện tại, tương lai thứ i.
được tính toán dựa trên mô hình mưa tiêu Hệ số tiêu thiết kế của hệ thống thủy lợi
thiết kế, kịch bản sử dụng đất hiện tại và theo được tính toán bằng cách hiệu chỉnh giải đồ
định hướng phát triển kinh tế xã hội giai đoạn hệ số tiêu nước bằng cách sử dụng các biện
2030s, 2050s; loại cây trồng. pháp kỹ thuật và quản lý để có thể trữ lại
Đối với đối tượng tiêu nước là lúa, hệ số được một phần lượng nước cần tiêu của lưu
tiêu nước được tính toán theo công thức sau: vực trong những ngày có yêu cầu tiêu cao và
Pi (hoi + qoi) = Hi tiêu hết vào những ngày tiếp theo trong đợt
Trong đó: tiêu có yêu cầu tiêu không căng thẳng. Hệ số
+ Pi là lượng mưa rơi xuống ruộng lúa tiêu thiết kế tính toán theo công thức:
trong thời gian t (mm); n
+ hoi là lượng nước tổn thất do ngấm và
q q
j1
j tru
qtk
bốc hơi trong thời đoạn t (mm); n
+ qoi là độ sâu lớp nước tiêu được trong Trong đó:
thời đoạn tính toán (mm); + qtk : Hệ số tiêu thiết kế của lưu vực
+ Hi là sự thay đổi tăng hoặc giảm lớp (l/s/ha)
nước mặt ruộng trong thời đoạn tính toán + qj : Hệ số tiêu của lưu vực tại ngày mưa
(mm); lớn thứ j (ngày phải trữ nước)
345
- Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019. ISBN: 978-604-82-2981-8
+ q tru : Tổng hệ số tiêu của lưu vực có Do định hướng phát triển kinh tế xã hội
thể giảm nhỏ (l/s/ha) năm 2030, 2050 các tỉnh vùng ven biển với
+ n : Số ngày có mưa lớn phải trữ nước. định hướng mở rộng quy mô, phát triển nuôi
Nhu cầu tiêu nước của hệ thống thủy lợi trồng thủy sản. Ngoài ra, diện tích đất cho đô
tính toán dựa trên tài liệu về tổng diện tích thị, nông thôn, công nghiệp thay đổi không
cần tiêu và hệ số tiêu thiết kế. Công thức tính đáng kể. Vì vậy, sự thay đổi sử dụng đất các
toán hệ số tiêu: tỉnh ven biển sẽ làm giảm bớt nhu cầu tiêu cho
Qtiêu = qtktiêu*ωtiêu hệ thống. Yếu tố làm tăng nhu cầu tiêu nước
Trong đó: của hệ thống chủ yếu là lượng mưa tương lai.
+ Qtiêu : Nhu cầu tiêu (m3/s); Một số giải pháp chính để giảm nhỏ hệ số
+ qtktiêu: Hệ số tiêu thiết kế (l/s/ha); tiêu cho vùng nghiên cứu: Nạo vét, mở rộng
+ ωtiêu: Tổng diện tích đất cần tiêu (ha) mặt cắt các sông trục chính để tăng khả năng
tiêu tự chảy ra biển; Mở rộng vùng tiêu động
3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU lực để tiêu trực tiếp ra các sông ngoài; Xây
Nghiên cứu đã tính toán được hệ số tiêu dựng hồ điều hoà để giảm nhẹ hệ số tiêu và
thiết kế giai đoạn hiện tại, tương lai phù hợp với năng lực tiêu nước của các công
trình thủy lợi đã và sẽ xây dựng; Chuyển đổi
Bảng 1. Kết quả tính toán hệ số tiêu thiết kế cơ cấu canh tác ở một số vùng ngập nước từ
Mức độ thuần lúa sang luân canh nuôi cá và cấy lúa
Hệ số tiêu (l/s/ha) hoặc chuyển đổi thành các hồ điều hoà để
Hệ thống tăng dần (lần)
thủy lợi 2030s 2050s giảm nhẹ yêu cầu tiêu nước và cải thiện điều
HT 2030s 2050s kiện môi trường trong khu vực.
/HT /HT
Đa Độ 6,98 9,03 12,38 1,294 1,774 Trong các giải pháp trên, giải pháp nạo vét
Nam Thái và mở rộng các sông trục chính để tăng khả
7,06 9,11 12,45 1,290 1,763 năng tiêu thoát nước là giải pháp phù hợp
Bình
Xuân nhất trong giai đoạn trước mắt.
7,19 9,25 12,55 1,287 1,745
Thủy
4. KẾT LUẬN
Bảng 2. Kết quả tính toán nhu cầu tiêu nước
Nghiên cứu đã thiết lập phương pháp xây
Lưu lượng tiêu
Chênh lệch lưu dựng mô hình mưa tiêu trong tương lai dựa
Hệ thống giai đoạn (m3/s)
lượng tiêu (%) trên biến đổi lượng mưa năm theo kịch bản
thủy lợi 2030s 2050s BĐKH. Đồng thời dự báo được xu hướng biến
HT 2030s 2050s
-HT -HT đổi hệ số tiêu giai đoạn tương lai dưới ảnh
Đa Độ 167 216 296 29,4 77,4 hưởng của BĐKH. Mức độ thay đổi hệ số tiêu
Nam Thái thiết kế tỷ lệ thuận với mức độ tăng lên của
156 202 276 29,0 76,3
Bình tổng lượng trận mưa tiêu. Hiện tại các hệ
Xuân thống mới đảm bảo được khoảng 70% nhu cầu
192 248 336 28,7 74,5
Thủy tiêu nước. Đến giai đoạn 2030s cũng chỉ đáp
ứng được khoảng 55%, năm 2050s đáp ứng
Từ kết quả Bảng 1, Bảng 2 cho thấy, hệ số
được khoảng 45% nhu cầu tiêu của hệ thống.
tiêu, nhu cầu tiêu các hệ thống thủy lợi vùng
ven biển Bắc Bộ đều tăng so với giai đoạn 5. TÀI LIỆU THAM KHẢO
hiện tại. Cụ thể, hệ số tiêu, nhu cầu tiêu nước
tăng từ (1,287 ÷ 1,294 lần) tương đương [1] Phạm Ngọc Hải và đồng tác giả (2006).
(28,7% ÷ 29,4%) vào giai đoạn (2016-2035) Giáo trình Quy hoạch và thiết kế hệ thống
và tăng từ (1,745 ÷ 1,774 lần) tương đương Thủy lợi, tập 1. Nhà xuất bản Xây dựng.
(74,5% ÷ 77,4%) vào giai đoạn (2046-2065) [2] Bộ Tài nguyên & Môi trường. Kịch bản
so với hiện tại. biển đối khí hậu 2016.
346
nguon tai.lieu . vn
