ĐÁNH GIÁ THAY ĐỔI CHẾ ĐỘ DÒNG CHẢY DƯỚI TÁC ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG ĐÊ BAO CHỐNG LŨ TRÊN HỆ THỐNG SÔNG VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP QUẢN LÝ. LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

LỜI CẢM ƠN Luận văn Thạc sĩ khoa học “Đánh giá thay đổi chế độ dòng chảy dưới tác động của hệ thống đê bao chống lũ trên hệ thống sông trong địa phận tỉnh Long An và đề xuất giải pháp

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-

Nguyễn Phước Huy

ĐÁNH GIÁ THAY ĐỔI CHẾ ĐỘ DÒNG CHẢY

DƯỚI TÁC ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG ĐÊ BAO CHỐNG LŨ TRÊN HỆ THỐNG SÔNG TRONG ĐỊA PHẬN TỈNH LONG AN

VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP QUẢN LÝ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội - 2019

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-

Nguyễn Phước Huy

ĐÁNH GIÁ THAY ĐỔI CHẾ ĐỘ DÒNG CHẢY DƯỚI TÁC ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG ĐÊ BAO CHỐNG LŨ TRÊN HỆ THỐNG SÔNG TRONG ĐỊA PHẬN TỈNH LONG AN

VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP QUẢN LÝ

Chuyên ngành: Thủy văn học

LỜI CẢM ƠN

Luận văn Thạc sĩ khoa học “Đánh giá thay đổi chế độ dòng chảy dưới tác

động của hệ thống đê bao chống lũ trên hệ thống sông trong địa phận tỉnh Long

An và đề xuất giải pháp quản lý” đã được hoàn thành tại Khoa Khí tượng Thủy

văn và Hải dương học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - ĐHQGHN, tháng 06 năm 2019 Trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn, tác giả đã nhận được rất nhiều sự giúp đỡ của quý Thầy Cô, gia đình, bạn bè và đồng nghiệp Luận văn là sản phẩm đào tạo của đề tài cấp Bộ Tài nguyên và Môi trường

“Đánh giá sự biến đổi dòng chảy mặt và xâm nhập mặn vùng Đồng Tháp Mười dưới tác động của hệ thống đê bao và đề xuất các biện pháp quản lý”, mã số

TNMT.2016.05.10 Trong quá trình thực hiện, học viên đã nhận được sự hỗ trợ rất lớn về mọi mặt từ đề tài

Trong quá trình thực hiện, dưới sự hướng dẫn trực tiếp của TS Nguyễn Ý Như, học viên đã nhận được nhiều sự giúp đỡ, động viên và đôn đốc để hoàn thành luận văn này, học viên trân trọng cảm ơn

Tác giả cũng xin gửi lời cảm ơn TS Cấn Thu Văn đã hỗ trợ chuyên môn và giúp đỡ nhiệt tình để luận văn được hoàn thành

Xin chân thành cảm ơn quý Thầy, Cô tại trường Đại học Khoa học Tự nhiên - ĐHQG Hà Nội nói chung và trong khoa Khí tượng Thủy văn và Hải dương học nói riêng đã hướng dẫn, truyền đạt kiến thức trong quá trình học tại trường

Chân thành cảm ơn Lãnh đạo Đài Khí tượng Thủy văn khu vực Nam Bộ đã tạo điều kiện để tác giả được học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn này

Cảm ơn gia đình, bạn bè đồng nghiệp đã động viên, giúp đỡ học viên trong quá trình học tập

Trong khuôn khổ luận văn, do thời gian và điều kiện còn nhiều hạn chế nên không tránh khỏi những thiếu sót, vì vậy học viên rất mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu của các Thầy, Cô, các nhà khoa học và đồng nghiệp

TÁC GIẢ

LỜI CAM ĐOAN

Luận văn này là công trình nghiên cứu của cá nhân tôi, được thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của TS Nguyễn Ý Như và sự hỗ trợ của TS Cấn Thu Văn Các số liệu, những nghiên cứu được trình bày trong luận văn này hoàn toàn trung thực Mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc rõ rang và được phép công bố

Tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm về tính xác thực và nguyên bản luận văn của mình

TÁC GIẢ

Nguyễn Phước Huy

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN …

LỜI CAM ĐOAN …

MỤC LỤC i

DANH MỤC BẢNG iii

DANH MỤC HÌNH iv

BẢNG KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT vi

MỞ ĐẦU 1

Chương 1 - TỔNG QUAN 5

1.1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 5

1.1.1 Tình hình nghiên cứu trong nước 5

1.1.2 Tình hình nghiên cứu trên thế giới 8

1.2 TỔNG QUAN ĐIỀU KIỆN ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN VÀ KINH TẾ - XÃ HỘI TỈNH LONG AN 11

1.2.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên 11

1.2.2 Đặc điểm khí hậu - Khí tượng 14

1.2.3 Đặc điểm thủy văn - Tài nguyên nước 15

1.2.4 Điều kiện kinh tế - xã hội 17

1.3 HIỆN TRẠNG HỆ THỐNG ĐÊ BAO TỈNH LONG AN 20

Chương 2 - THIẾT LẬP MÔ HÌNH MÔ PHỎNG DÒNG CHẢY ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG 25

2.1 TỔNG QUAN VÀ LỰA CHỌN MÔ HÌNH MÔ PHỎNG 25

2.1.1 Mô hình toán thủy văn 25

2.1.2 Mô hình toán thủy lực 29

2.1.3 Phân tích lựa chọn mô hình mô phỏng 38

2.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT MÔ HÌNH THỦY LỰC MIKE 11 38

2.2.1 Giới thiệu chung về mô hình MIKE11 38

2.2.2 Cơ sở khoa học 39

2.3 THIẾT LẬP, HIỆU CHỈNH VÀ KIỂM ĐỊNH MÔ HÌNH 45

2.3.1 Cơ sở dữ liệu 45

2.3.2 Thiết lập mô hình 45

2.3.3 Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình 49

2.3.4 Kết quả hiệu chỉnh và kiểm định mô hình 51

Chương 3 - ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ THAY ĐỔI ĐẶC TRƯNG DÒNG CHẢY MẶT TRÊN HỆ THỐNG SÔNG, KÊNH TỈNH LONG AN VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP QUẢN LÝ 58

3.1 MÔ PHỎNG DÒNG CHẢY MÙA LŨ ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG 58

3.2 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG DÒNG CHẢY MÙA LŨ TRONG PHẠM VI TỈNH LONG AN 62

3.3 SỰ THAY ĐỔI ĐẶC TRƯNG DÒNG CHẢY 66

3.3.1 Thực tế diễn biến dòng chảy trong thời gian qua 66

3.3.2 Sự thay đổi đặc trưng dòng chảy ứng với các trận lũ mô phỏng 67

3.4 ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP QUẢN LÝ 79

KẾT LUẬN 81

TÀI LIỆU THAM KHẢO 83

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Thống kê đê bao lửng và đê bao vùng mía, ngăn mặn, khu dân cư năm

2009 21

Bảng 2.1 Lựa chọn tham số để hiệu chỉnh 51

Bảng 2.2 Kết quả thông số đã hiệu chỉnh và phân vùng tham số trong mạng sông, các tham số được tối ưu hóa và tham số chọn sẵn đối với mô hình thủy lực 52

Bảng 2.3 Kết quả hiệu chỉnh mô hình 54

Bảng 2.4 Kết quả kiểm định mô hình - Mực nước 54

Bảng 2.5 Kết quả kiểm định mô hình - Lưu lượng 55

Bảng 3.1 Mực nước và lưu lượng đỉnh lũ tại Tân Châu trong một số trận lũ lớn và trong những năm gần đây 61

Bảng 3.2 Cấp báo động mực nước tại các trạm ban hành kèm theo Quyết định số 46/2014/QĐ-TTg ngày 15/08/2014 62

Bảng 3.3 Chênh lệch mực nước và lưu lượng nước tại một số sông, kênh - Trường hợp lũ BĐ1 69

Bảng 3.4 Chênh lệch mực nước và lưu lượng nước tại một số sông, kênh - Trường hợp lũ BĐ2 72

Bảng 3.5 Chênh lệch mực nước và lưu lượng nước tại một số sông, kênh - Trường hợp lũ BĐ3 75

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Bản đồ hành chính tỉnh Long An 12

Hình 1.2 Bản đồ địa hình tỉnh Long An 13

Hình 1.3 Hệ thống sông, kênh, rạch của tỉnh Long An 17

Hình 1.4 Hiện trạng hệ thống đê bao tỉnh Long An 22

Hình 1.5 Đê bao kết hợp đường giao thông ở huyện Tân Hưng, tỉnh Long An 24

Hình 1.6 Đê bao kết hợp đường giao thông ở huyện Vĩnh Hưng, tỉnh Long An 24 Hình 2.1 Bảo toàn khối lượng 40

Hình 2.2 Sơ đồ sai phân hữu hạn 6 điểm ẩn Abbott 41

Hình 2.3 Sơ đồ sai phân 6 điểm ẩn Abbott trong mặt ph ng x-t 41

Hình 2.4 Nhánh sông với các điểm lưới xen k 41

Hình 2.5 Cấu trúc các điểm lưới xung quanh điểm nhập lưu 42

Hình 2.6 Cấu trúc điểm lưới trong mạng vòng 42

Hình 2.7 Mạng sông tính toán trong sơ đồ MIKE11 46

Hình 2.8 Phân lưu vực trong mô hình NAM 47

Hình 2.9 Mô tả ô lũ giả 2 chiều 48

Hình 2.10 Mực nước tính toán và thực đo tại trạm Tân Châu - năm 2000 52

Hình 2.11 Mực nước tính toán và thực đo tại trạm Châu Đốc - năm 2000 53

Hình 2.12 Mực nước tính toán và thực đo tại trạm Vàm Nao - năm 2000 53

Hình 2.13 Mực nước tính toán và thực đo tại trạm Long Xuyên - năm 2000 53

Hình 2.14 Mực nước tính toán và thực đo tại trạm Cần Thơ - năm 2000 53

Hình 2.15 Mực nước tính toán và thực đo tại trạm Mỹ Thuận - năm 2000 54

Hình 2.16 Mực nước tính toán và thực đo tại trạm Tân Châu - năm 2011 55

Hình 2.17 Mực nước tính toán và thực đo tại trạm Châu Đốc - năm 2011 55

Hình 2.18 Mực nước tính toán và thực đo tại trạm Vàm Nao - năm 2011 56

Hình 2.19 Lưu lượng tính toán và thực đo tại trạm Tân Châu - năm 2011 56

Hình 2.20 Lưu lượng tính toán và thực đo tại trạm Châu Đốc - năm 2011 56

Hình 2.21 Lưu lượng tính toán và thực đo tại trạm Vàm Nao - năm 2011 57

Hình 3.1 Sơ đồ khối 60

Hình 3.2 Bản đồ mức ngập trường hợp lũ BĐ1 - Không đê 63

Hình 3.3 Bản đồ mức ngập trường hợp lũ BĐ1 - Có đê 63

Hình 3.4 Bản đồ mức ngập trường hợp lũ BĐ2 - Không đê 64

Hình 3.5 Bản đồ mức ngập trường hợp lũ BĐ2 - Có đê 64

Hình 3.6 Bản đồ mức ngập trường hợp lũ BĐ3 - Không đê 65

Hình 3.7 Bản đồ mức ngập trường hợp lũ BĐ3 - Có đê 65

Hình 3.8 Diễn biến mực nước cao nhất năm từ 2000 đến 2017 tại các trạm thủy văn thuộc tỉnh Long An 67

Hình 3.9 Sơ họa mạng lưới sông chính, các trạm thủy văn thuộc tỉnh Long An và các tuyến kênh chính nối với hệ thống sông Cửu Long 67

Hình 3.10 Bản đồ phân bố chênh lệch mực nước cao nhất của các sông/kênh trên địa bàn tỉnh Long An - Trường hợp lũ BĐ1 71

Hình 3.11 Bản đồ phân bố chênh lệch lưu lượng nước lớn nhất của các sông/kênh trên địa bàn tỉnh Long An - Trường hợp lũ BĐ1 72

Hình 3.12 Bản đồ phân bố chênh lệch mực nước cao nhất của các sông/kênh trên địa bàn tỉnh Long An - Trường hợp lũ BĐ2 74

Hình 3.13 Bản đồ phân bố chênh lệch lưu lượng nước lớn nhất của các sông/ kênh trên địa bàn tỉnh Long An - Trường hợp lũ BĐ2 75

Hình 3.14 Bản đồ phân bố chênh lệch mực nước cao nhất của các sông/kênh trên địa bàn tỉnh Long An - Trường hợp lũ BĐ3 77

Hình 3.15 Bản đồ phân bố chênh lệch lưu lượng nước lớn nhất của các sông/ kênh trên địa bàn tỉnh Long An - Trường hợp lũ BĐ3……….….78

MỞ ĐẦU

1 Đặt vấn đề

Từ xưa đến nay, các loại hình thiên tai, trong đó có lũ lụt luôn là mối đe dọa đáng kể đối với đời sống xã hội Những trận lũ lụt lớn đã gây nhiều thiệt hại về người cũng như của cải vật chất Cùng với sự tăng trưởng kinh tế và sự phát triển của xã hội, đòi hỏi công tác quản lý, phòng chống thiên tai nói chung, lũ lụt nói riêng phải có những bước tiến mới, nhằm đảm bảo mức độ an toàn ngày càng cao

và hạn chế đến mức thấp nhất về thiệt hại do thiên tai, lũ lụt gây ra

Long An là một tỉnh thuộc vùng đồng bằng sông Cửu Long, phía Đông giáp thành phố Hồ Chí Minh và tỉnh Tây Ninh, phía Bắc giáp Vương quốc Campuchia, phía Tây giáp tỉnh Đồng Tháp và phía Nam giáp tỉnh Tiền Giang

Hệ thống sông ngòi, kênh rạch chằng chịt của tỉnh Long An nối liền với sông Tiền và hệ thống sông Vàm Cỏ là các đường dẫn tải và tiêu nước quan trọng trong sản xuất cũng như cung cấp cho nhu cầu sinh hoạt của dân cư Lũ đến hàng năm đổ

về trước tiên là các huyện phía Bắc thuộc khu vực Đồng Tháp Mười, bắt đầu từ đầu hoặc trung tuần tháng 08 và kéo dài đến tháng 11 Trong thời gian này mưa tập trung với lượng và cường độ lớn nhất trong năm, gây khó khăn cho sản xuất và đời sống Lũ đến tỉnh Long An chậm và mức ngập không sâu như đầu nguồn nhưng thời gian ngâm lũ lâu hơn

Tỉnh Long An có hệ thống đê bao dài nhất khu vực đồng bằng sông Cửu Long với trên 1.417km đê bao kín và trên 2.406km đê bao lửng Đê bao, bờ bao ở Long

An là công trình đa mục tiêu nhằm bảo vệ an toàn cho người dân, cơ sở hạ tầng, phát triển sản xuất, đồng thời biết tận dụng công trình kiểm soát lũ để lấy phù sa, thủy sản và vệ sinh đồng ruộng Việc phát triển đê bao, bờ bao chống lũ đã góp phần tích cực trong việc chuyển hàng ngàn ha đất canh tác từ một vụ lúa địa phương năng suất thấp sang canh tác 2 - 3 vụ lúa năng suất cao Ngoài ra, đê bao còn tạo điều kiện để phát triển vườn cây ăn trái cho người dân trong vùng, hạn chế tác động của lũ đến khu dân cư

Tuy nhiên vấn đề thực hiện đê bao, bờ bao chống lũ cũng đang cho thấy một

số tồn tại như việc phát triển đê bao đã vượt ngoài tầm kiểm soát, chưa tuân thủ theo quy hoạch đê bao của vùng và phụ thuộc vào từng địa phương, làm nảy sinh một số bất cập khác liên quan đến độ phì đất như ngăn cản nước lũ mang phù sa bồi đắp cho đồng ruộng, hạn chế quá trình rửa phèn trong đất và có thể làm tăng độc chất axít hữu cơ hình thành từ quá trình phân hủy rơm rạ, do làm lúa 3 vụ nên thời gian nghỉ của đất giữa các vụ rất ngắn Việc phát triển đê bao, bờ bao chống lũ ngoài quy hoạch đã làm cản trở lũ, làm tăng thời gian ngập lũ, mực nước ngập và thay đổi dòng chảy lũ Hướng các tuyến đê bao xây dựng thường nằm vuông góc với dòng chảy lũ nên làm giảm khả năng thoát lũ, đưa đến việc dòng chảy lũ s tập trung chủ yếu trên các sông chính dẫn tới gia tăng chiều cao đê chống lũ cho một số

đô thị, thành phố ở hạ du,… Việc xây dựng đê bao, bờ bao chống lũ triệt để còn làm mất đi lượng phù sa bồi đắp từ sông Mekong, làm cho chính các khu vực có đê bao ngày càng bị cằn cỗi, bạc màu, gây mất đi rất lớn nguồn lợi thủy sản từ lũ mang về cho vùng nội đồng

Luận văn với đề tài “Đánh giá thay đổi chế độ dòng chảy dưới tác động của

hệ thống đê bao chống lũ trên hệ thống sông trong địa phận tỉnh Long An và đề xuất giải pháp quản lý” vì thế có ý nghĩa khoa học và cần thiết cho thực tiễn Việc

nghiên cứu sự thay đổi chế độ dòng chảy (mực nước và lưu lượng) ở các điểm trên

hệ thống sông, kênh thuộc tỉnh Long An dưới tác động của hệ thống đê bao chống

lũ cung cấp cơ sở khoa học cho các giải pháp quản lý, khai thác, sử dụng và duy trì nguồn nước mặt một cách hợp lý, nhằm ứng phó với biến đổi khí hậu và phát triển bền vững ở địa phương

2 Mục tiêu của luận văn

Mục tiêu tổng quát

Nghiên cứu tác động của hệ thống đê bao chống lũ đối với chế độ dòng chảy

lũ và đề xuất các giải pháp quản lý

Mục tiêu cụ thể

+ Mô phỏng dòng chảy trên hệ thống sông, kênh trong địa phận tỉnh Long An trong trường hợp có đê (Hệ thống đê hiện trạng năm 2015 và không đê (hệ thống đê trước những năm 2010;

+ Đánh giá mức độ thay đổi các đặc trưng dòng chảy mặt (mực nước, lưu lượng) tại các vị trí thuộc địa phận tỉnh Long An;

+ Đề xuất các giải pháp quản lý hiệu quả dòng chảy lũ phục vụ phát triển kinh

tế - xã hội tỉnh Long An

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu là sự thay đổi chế độ dòng chảy mặt trên hệ thống sông, kênh có đê bao chống lũ thuộc địa phận tỉnh Long An trong trường hợp hệ thống đê bao đã hoàn chỉnh như hiện trạng so với trường hợp hệ thống đê bao chưa hoàn chỉnh (từ năm 2010 trở về trước) Các thành phần được xem xét trong nghiên cứu bao gồm mực nước và lưu lượng nước

Phạm vi nghiên cứu: Đề tài nghiên cứu trong phạm vi hệ thống sông, kênh có

đê bao chống lũ thuộc địa phận tỉnh Long An vào mùa mưa lũ Trong khuôn khổ, mức độ và điều kiện cho phép, luận văn chỉ xem xét và đánh giá mức độ thay đổi các đặc trưng dòng chảy trên một số sông, kênh tiêu biểu, có mức độ thay đổi rõ nét, đó là kênh Long Khốt, kênh Sông Trăng, kênh Lò Gạch, kênh Cả Gua, kênh 61, kênh Đào, kênh T6, kênh 7 Thước, kênh Đồng Tiến, kênh 2/9, kênh T4, kênh Thủ Thừa và sông Bến Lức

4 Phương pháp nghiên cứu

+ Phân tích, tổng hợp tài liệu;

+ Phương pháp thống kê;

+ Phương pháp kế thừa;

+ Mô hình toán thủy lực: Mô hình MIKE 11

5 Nội dung của luận văn

Ngoài phần mở đầu và kết luận, luận văn gồm 3 chương chính:

+ Chương 1 Tổng quan;

+ Chương 2 Thiết lập mô hình mô phỏng dòng chảy Đồng bằng sông Cửu Long;

+ Chương 3 Đánh giá mức độ thay đổi đặc trưng dòng chảy mặt trên hệ thống sông, kênh tỉnh Long An và đề xuất các giải pháp quản lý

Chương 1 TỔNG QUAN

1.1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1.1 Tình hình nghiên cứu trong nước

Trước năm 1975 đã có các nghiên cứu quy hoạch phát triển Châu thổ sông Mekong của Đoàn chuyên gia Hà Lan (kết thúc năm 1974) Nghiên cứu này thực hiện trên diện rộng liên quan đến cả địa bàn lưu vực sông Mekong của Lào, Thái Lan và Việt Nam trong đó có một số đề xuất giải pháp chung về lũ cho lưu vực và vùng Đồng Tháp Mười, phần lớn diện tích thuộc địa bàn tỉnh Long An hiện nay Các đề xuất này ở mức tổng quát toàn lưu vực, chưa đi vào cụ thể và chi tiết cho cấp vùng

Là khu vực đóng vai trò quan trọng đối với sự phát triển kinh tế xã hội của cả nước, vùng đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) đã được rất nhiều nhà khoa học, các tổ chức trong và ngoài nước quan tâm nghiên cứu, đặc biệt là công tác quy hoạch, quản lý tài nguyên nước, xâm nhập mặn, nhằm giúp phát triển kinh tế bền vững và cải thiện đời sống của nhân dân trong vùng Các nghiên cứu tiêu biểu: Nghiên cứu về dòng chảy đồng bằng sông Cửu Long: Nghiên cứu [10] của tác giả Trần Như Hối đã phân tích một số trận lũ điển hình và phân vùng ngập lụt ở đồng bằng sông Cửu Long, đánh giá và xác định được các nguyên nhân gây ra ngập lụt cho đồng bằng sông Cửu Long là do lũ tràn biên giới, lũ do mưa, do mưa - triều

và do triều Dựa trên mức độ ngập, nghiên cứu đã phân ra 4 vùng ngập đặc thù Trong đó có xác định chi tiết cho vùng Đồng Tháp Mười, trong đó phần lớn diện tích thuộc tỉnh Long An Từ sự phân vùng này, việc quy hoạch kiểm soát lũ và chuyển đổi cơ cấu sản xuất thích hợp cho từng vùng được hình thành

Liên quan đến ảnh hưởng của biến đổi khí hậu (BĐKH), tác giả Nguyễn Sinh Huy (2010) [11] nghiên cứu cơ sở khoa học và đề xuất các biện pháp ứng phó cho đồng bằng sông Cửu Long đảm bảo việc phát triển bền vững trong điều kiện biến đổi khí hậu, nước biển dâng đã đưa ra nhiều luận điểm sâu sắc Nghiên cứu đã phân

tích diễn biến chế độ nước (điều kiện thoát lũ, ngập lũ, tràn lũ, ngập úng, ngập triều, phân bố nước ngọt, bùn cát, bổ sung nước ngầm, bồi xói), các yếu tố địa mạo- thuỷ văn vùng cửa sông, cồn, bãi vùng đồng bằng sông Cửu Long dưới tác động của biến đổi khí hậu và nước biển dâng Trên cơ sở đó, đánh giá ảnh hưởng của những diễn biến trên đến hệ sinh thái tự nhiên, hiện trạng sử dụng đất, thuỷ sản, rừng làm tiền

đề cho phân vùng khả năng ứng phó và đề xuất các khuyến cáo cho hoạt động sản xuất theo hướng bền vững của vùng đồng bằng sông Cửu Long

Nhóm tác giả Nguyễn Duy Khang - Viện Khoa học Thủy lợi Miền Nam đã nghiên cứu tác động của biến đổi khí hậu lên nguồn nước và ảnh hưởng của nó tới sản xuất lúa ở đồng bằng sông Cửu Long [22] đã sử dụng kịch bản “tương lai” (2090s), xây dựng từ các kết quả tính toán theo kịch bản biến đổi khí hậu SRES A1B (được xem là kịch bản trung bình) của Ủy ban Liên Chính phủ về biến đổi khí hậu của Liên hợp quốc để nghiên cứu những tác động tiềm năng của hiện tượng nước biển dâng và sự thay đổi trong dòng chảy đến ở thượng lưu sông Mekong tới xâm nhập mặn và lũ ở đồng bằng sông Cửu Long Từ đó tiến hành đánh giá ảnh hưởng của những thay đổi đó tới thời đoạn trồng lúa tiềm năng Kết quả cho thấy diện tích tiềm năng cho sản xuất 3 vụ lúa giảm từ 31% xuống còn 5%, trong khi diện tích lúa 1 vụ s tăng từ 21% lên 62% tổng diện tích toàn đồng bằng Sự biến động này chủ yếu gây ra bởi thời gian ngập lũ lâu hơn, độ sâu cũng như vùng ngập

lũ cũng lớn hơn Phân tích đánh giá rủi ro cũng đã được thực hiện với giả thiết là không có giải pháp giảm nhẹ nào được áp dụng Tuy nhiên, do đánh giá của này được thực hiện chỉ trên hai phương diện là xâm nhập mặn và lũ cho một kịch bản biến đổi khí hậu (A1B) sử dụng kết quả tính toán của một mô hình hoàn lưu khí quyển trái đất, nên các quả này chỉ là sơ bộ ban đầu về tác động của biến đổi khí hậu Để có thể có được đánh giá một cách toàn diện, cần có một nghiên cứu tổng hợp trong đó mô hình thủy văn, thủy lực và mô hình sinh trưởng lúa được kết hợp với nhau trong một mô hình tổng hợp Việc nghiên cứu cũng cần được thực hiện với nhiều kịch bản biến đổi khí hậu khác nhau, ít nhất là ứng với 3 mức độ biến đổi:

cao, thấp và trung bình, và phải sử dụng kết quả từ nhiều mô hình hoàn lưu khí quyển trái đất khác nhau

Các nghiên cứu nêu trên là những bước đi đầu tiên có ý nghĩa khoa học và thực tế cao, đặt nền móng về cơ sở dữ liệu và phương pháp luận để đánh giá sự biên đổi về tài nguyên nước Tuy nhiên, việc nghiên cứu được thực hiện chủ yếu dựa trên cơ sở các kịch bản biến đổi khí hậu

Nhìn chung, các đề tài đã chỉ rõ mức độ ảnh hưởng của biến đổi khí hậu - nước biển dâng đến tài nguyên nước (TNN), tài nguyên đất, sinh hoạt, bằng các phương pháp khác nhau Tuy vậy, các nghiên cứu chuyên sâu về dòng chảy mùa lũ cũng như mùa kiệt trong điều kiện biến đổi khí hậu và đặc biệt là ảnh hưởng của hệ thống đê bao chống lũ cần được nghiên cứu chi tiết, để từ đó có phương hướng tìm biện pháp thích ứng phù hợp hiệu quả hơn

Nghiên cứu giải pháp công trình thủy lợi ở đồng bằng sông Cửu Long: Ngập lụt ở đồng bằng sông Cửu Long đã gây ra những thiệt hại không nhỏ về người và tài sản của nhân dân trong vùng, vì vậy việc nghiên cứu nhằm giảm nhẹ những thiệt hại

mà dòng chảy lũ có thể gây ra, các tác giả: Trần Như Hối [8-10], Nguyễn Hữu Nhân [16-17] đã nghiên cứu về dòng chảy mùa lũ, các giải pháp khoa học công nghệ xây dựng hệ thống đê bao, bờ bao nhằm phát triển bền vững vùng ngập lũ đồng bằng sông Cửu Long Nghiên cứu đã mô phỏng lũ theo các dạng lũ điển hình và đánh giả khả năng đối phó với lũ của nhân dân trong vùng ngập lũ từ đó nghiên cứu đánh giá tác động của việc khai thác, phát triển vùng ngập đến dòng chảy lũ ở đồng bằng sông Cửu Long Những nghiên cứu này đã đề xuất các biện pháp công trình, phi công trình nhằm giảm thiểu tác hại do lũ lụt gây ra

Nhóm tác giả Lê Mạnh Hùng [12] đã nghiên cứu giải pháp thủy lợi phục vụ chương trình phát triển lương thực ở đồng bằng sông Cửu Long trong điều kiện biến đổi khí hậu Các tác giả đã đề ra một số giải pháp thủy lợi nhằm chủ động thích ứng với biến đổi khí hậu - nước biển dâng, đảm bảo phát triển kinh tế xã hội, an ninh lương thực cho đồng bằng sông Cửu Long:

- Nâng cấp, hiện đại hóa các hệ thống thủy lợi với việc đầu tư trang thiết bị thông tin, hệ thống quan trắc tự động, quản lý điều hành hệ thống một cách chủ động, với những kịch bản tối ưu hóa;

- Hoàn thiện hệ thống đê biển, đê cửa sông nhằm đáp ứng được nhiệm vụ chống bão, lũ, nước biển dâng;

- Nghiên cứu xây dựng các công trình lớn ngăn sông, các cửa sông lớn như Hàm Luông, Cái Lớn, Cái Bé, Vàm Cỏ,…

- Xây dựng quy trình vận hành các công trình chống lũ và ngăn mặn nhằm quản lý nước tốt hơn trong điều kiện nguồn nước ngày càng khan hiếm, từng bước

tự động hóa cập nhập các thông tin về nước và chất lượng nước

Nghiên cứu của Thanh Duc Dang trong luận án tiến sĩ “Ảnh hưởng của phát triển cơ sở hạ tầng nước đến các chế độ dòng chảy và bồi lắng ở các vùng đồng bằng sông Cửu Long” (2018) [35] được thực hiện bởi ba phương pháp: phân tích dữ liệu lịch sử, phân tích dữ liệu viễn thám và mô hình số Nghiên cứu này cho thấy hệ thống đê kiểm soát lũ trong giai đoạn từ năm 2007 đến nay đã chia cắt những vùng nằm trong hệ thống đê với bên ngoài và ngăn chặn phù sa di chuyển vào vùng nội đồng

1.1.2 Tình hình nghiên cứu trên thế giới

Nghiên cứu ngoài nước về chế độ dòng chảy sông Mekong có “Đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến tài nguyên nước lưu vực sông Mekong” của tác giả Eastham, J., F et al (2008) [31] tìm hiểu sự thay đổi của khí hậu tại lưu vực sông Mekong đến năm 2030 và định lượng sự không chắc chắn xung quanh các dự đoán khí hậu trong tương lai Từ đó cung cấp đánh giá sơ bộ về tác động của những thay đổi về khí hậu đến tài nguyên nước và sản xuất Theo đó, viễn cảnh vùng đồng bằng sông Cửu Long năm 2030 s khan hiếm thực phẩm do sự gia tăng dân số, nhiệt độ

và lượng mưa hàng năm tăng; lượng mưa trong mùa khô giảm, dòng chảy hàng năm tăng lên, dòng chảy mùa khô giảm, khả năng xảy ra lũ lụt gia tăng, diện tích ngập lụt tăng; dòng chảy cực tiểu mùa khô gia tăng

Ngoài ra, nghiên cứu tác động của con người đến dòng chảy trên sông Mekong

- Sự tác động của hệ thống hồ thủy điện trên thượng lưu cũng có ảnh hưởng không nhỏ đến chế độ dòng chảy phía hạ lưu, đặc biệt là có sự tác động của biến đổi khí hậu Theo cách tiếp cận này, nhóm tác giả H Lauri et al (2012) [33] đã tiến hành nghiên cứu đánh giá tác động tổng hợp của biến đổi khí hậu và vận hành hồ thủy điện đến dòng chảy lưu vực sông Mekong trong 20 - 30 năm tới Nghiên cứu sử dụng mô hình VMOD, một mô hình thuỷ văn phân tán dựa trên cách hiển thị dạng ô lưới lưu vực cần mô phỏng Kết quả chỉ ra rằng trong vòng 20 - 30 năm tới, các hoạt động xây dựng hồ thủy điện gây ra tác động lớn đến thủy văn sông Mekong hơn so với tác động của biến đổi khí hậu, đặc biệt là trong mùa khô Mặt khác, biến đổi khí hậu s làm gia tăng sự không chắc chắn trong ước tính tác động của thủy điện Do đó, cần chú ý đến tác động tổng hợp của biến đổi khí hậu và vận hành hồ chứa đến các hệ sinh thái thủy sản

Trong những năm qua, Ủy hội sông Mekong (MRC) đã thực hiện nhiều nghiên cứu khác nhau về dòng chảy trên lưu vực đa quốc gia này Điển hình như đánh giá

sử dụng đất và biến đổi khí hậu lên chế độ dòng chảy sông Mekong trong những năm gần đây (MRC, 2011) [34], đánh giá tác động sơ bộ của biến đổi khí hậu và phát triển đến chế độ dòng chảy sông Mekong và đề xuất giải pháp giảm thiểu những tác động này

Đề tài “Nghiên cứu xây dựng hệ thống thông tin phụ trợ cho quy hoạch và thiết kế kỹ thuật sinh thái sông” của Cục Sông ngòi II, Sở Thủy lợi, Bộ Kinh tế Đài Loan (1998) [37] được thực hiện trong ba năm, nghiên cứu ở sông Trung Cảng, cho thấy khả năng xói lở quanh chân đê có thể khắc phục qua kỹ thuật xây dựng đê điều, và phương án nạo vét hợp lý có thể làm giảm xói lở

Nghiên cứu “Xung quanh việc phát triển đê điều: Những tiến bộ gần đây và các nghiên cứu trong tương lai” của Hao Zhang và Hajime Nakagawa, Đại học Kyoto, Nhật Bản (2008) [32] trình bày về cấu trúc dòng chảy, tính độ sâu cân bằng xói lở biến đổi theo thời gian và không gian xung quanh hệ thống đê điều, đề xuất các giải pháp khả thi

Nghiên cứu “Ảnh hưởng của các yếu tố không chắc chắn thủy lực đến rủi ro

và lợi ích của việc kiểm soát đê chống lũ” của Trương Minh và Phạm Tử Vũ, Viện nghiên cứu thủy lực Nam Kinh, Trung Quốc (2011) [36] dựa trên việc tính toán các lợi ích kiểm soát lũ thông thường, xem xét toàn diện về độ nhám của sông và các bất ổn thủy lực khác để xây dựng mô hình toán học vi phân ngẫu nhiên của lũ trong sông để tính toán nguy cơ lũ lụt và phá hủy lũ lụt trong các điều kiện tần suất lũ lụt khác nhau đối với hệ thống đê kiểm soát lũ phía bắc sông Tân Nghi và sông Thuật Nghiên cứu này tính toán rủi ro lợi ích kỹ thuật đê đối với ảnh hưởng của lũ lụt trong lưu vực

Như vậy, qua tổng quan vấn đề nghiên cứu và các đề tài nghiên cứu trong và ngoài nước về đánh giá biến động của dòng chảy mặt tại các lưu vực sông thấy rằng:

Nhìn chung các nghiên cứu đã chỉ rõ mức độ ảnh hưởng của biến đổi khí hậu - nước biển dâng đến tài nguyên nước, tài nguyên đất, sinh hoạt theo các kịch bản biến đổi khí hậu, ảnh hưởng của khai thác công trình phía thượng lưu hay kết hợp với nhu cầu sử dụng nước của người dân trong vùng, để từ đó đề xuất các biện pháp quản lý tài nguyên nước một cách hiệu quả

Các nghiên cứu cũng đã đánh giá mức độ ngập lụt, hạn hán và xâm nhập mặn

ở đồng bằng sông Cửu Long, đồng thời tìm ra những nguyên nhân gây sự biến động của các đối tượng này, từ đó đề xuất các biện pháp quản lý phù hợp

Các biện pháp được đưa ra để giảm thiểu ảnh hưởng cũng như ngăn ngừa những tác động tiêu cực ngày càng diễn biến phức tạp của dòng chảy mặt thường là các biện pháp công trình như hoàn thiện, xây dựng các công trình nhằm chống lũ, giữ nước, ngăn mặn,

Có thể nhận thấy rằng, việc nghiên cứu, đánh giá mức độ ảnh hưởng của các hoạt động của con người đến quá trình dòng chảy trên lưu vực sông trên thế giới nói chung, ở Việt Nam đã được các nhà khoa học quan tâm và nghiên cứu với nhiều phương pháp khác nhau, các đối tượng khác nhau, hướng tiếp cận khác nhau, Từ

đó có các biện pháp quản lý, sử dụng hiệu quả nguồn nước ngày càng khan hiếm này

Tuy nhiên, các nghiên cứu này chưa nghiên cứu, đánh giá sâu về tác động đến

sự thay đổi dòng chảy trên dòng chính của hệ thống sông kênh vùng đồng bằng bằng sông Cửu Long Trước thực trạng phát triển rất nhanh của hệ thống đê bao kiểm soát lũ ở các địa phương trong vùng đồng bằng sông Cửu Long một cách không đồng bộ, quan điểm tiếp cận của đề tài là phân tích, đánh giá một cách khoa học và cụ thể vấn đề tác động của đê bao đến dòng chảy mặt trên hệ thống sông, kênh thuộc địa bàn tỉnh Long An, từ đó làm cơ sở cho việc lập quy hoạch và quản

lý dòng chảy mặt một cách hiệu quả

1.2 TỔNG QUAN ĐIỀU KIỆN ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN VÀ KINH TẾ - XÃ HỘI TỈNH LONG AN

1.2.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên

1.2.1.1 Vị trí địa lý

Tỉnh Long An tiếp giáp với thành phố Hồ Chí Minh và tỉnh Tây Ninh về phía Đông, giáp với Vương quốc Campuchia về phía Bắc, giáp với tỉnh Đồng Tháp về phía Tây và giáp tỉnh Tiền Giang về phía Nam

Tỉnh Long An có vị trí địa lý khá đặc biệt là tuy nằm ở vùng Đồng bằng sông Cửu Long song lại thuộc vùng phát triển kinh tế trọng điểm phía Nam, được xác định là vùng kinh tế động lực có vai trò đặc biệt quan trọng trong chiến lược phát triển kinh tế Việt Nam Long An có đường ranh giới quốc gia với Campuchia dài 132,977 km, với hai cửa khẩu Bình Hiệp (Mộc Hóa) và Tho Mo (Đức Huệ) Long

An là cửa ngõ nối liền Đông Nam Bộ với Đồng bằng sông Cửu Long, nhất là có chung đường ranh giới với thành phố Hồ Chí Minh bằng hệ thống giao thông đường

bộ như quốc lộ 1A, quốc lộ 50 và các đường tỉnh lộ ĐT 823, ĐT 824, ĐT 825, Đường thủy liên vùng và quốc gia đã có và đang được nâng cấp, mở rộng, xây dựng mới, tạo động lực và cơ hội mới cho phát triển Ngoài ra, Long An còn được hưởng nguồn nước của hai hệ thống sông Mekong và Đồng Nai

Long An nằm cận kề với thành phố Hồ Chí Minh và có mối liên hệ kinh tế ngày càng chặt ch với vùng phát triển kinh tế trọng điểm phía Nam với trung tâm

là Thành phố Hồ Chí Minh, một vùng kinh tế quan trọng đã cung cấp 50% sản lượng công nghiệp của cả nước và là đối tác đầu tư, chuyển giao công nghệ, là thị trường tiêu thụ hàng hóa nông sản lớn nhất của Đồng bằng sông Cửu Long

Theo niên giám thống kê Long An 2017 [3], diện tích tự nhiên của toàn tỉnh là 4494,94 km2, dân số 1.496.801 người (theo số liệu tính đến năm 2017) Tọa độ địa lý: 105030' 30'' đến 106047' 02'' kinh độ Đông và 10023' 40'' đến 11002' 00'' vĩ độ Bắc

Tỉnh Long An có 15 đơn vị hành chính trực thuộc, bao gồm các huyện: Đức Huệ, Đức Hòa, Bến Lức, Cần Đước, Cần Giuộc, Thủ Thừa, Tân Trụ, Châu Thành, Thạnh Hóa, Tân Thạnh, Mộc Hóa, Vĩnh Hưng, Tân Hưng, thị xã Kiến Tường và thành phố Tân An; có 192 đơn vị hành chính cấp xã, gồm 166 xã, 12 phường và 14 thị trấn (Hình 1.1)

nh 1 1 ản đồ hành chính tỉnh Long An

1.2.1.2 Đặc điểm địa hình - thổ nhưỡng

Tỉnh Long An có địa hình đơn giản, bằng ph ng nhưng có xu thế thấp dần từ phía Bắc - Đông Bắc xuống Nam - Tây Nam Địa hình bị chia cắt bởi hai sông Vàm

Cỏ Đông và Vàm Cỏ Tây với hệ thống kênh rạch chằng chịt Phần lớn diện tích đất của tỉnh Long An được xếp vào vùng đất ngập nước (Hình 1.2)

Khu vực tương đối cao nằm ở phía Bắc và Đông Bắc (Đức Huệ, Đức Hòa) Khu vực Đồng Tháp Mười địa hình thấp, trũng có diện tích gần 66,4% diện tích tự nhiên toàn tỉnh, thường xuyên bị ngập lụt hàng năm Khu vực Đức Hòa, một phần Đức Huệ, Bắc Vĩnh Hưng, thành phố Tân An có một số khu vực nền đất tốt, sức chịu tải cao, việc xử lý nền móng ít phức tạp Còn lại hầu hết các vùng đất khác đều

có nền đất yếu, sức chịu tải kém

nh 1 2 ản đồ địa h nh tỉnh Long An

Về phương diện địa chất - trầm tích thì chỉ có nhóm đất xám (phù sa cổ) thuộc trầm tích Pleistocene, phần còn lại có nguồn gốc từ lắng tụ của phù sa trẻ, trầm tích Holocene [21] Phần lớn đất đai Long An được tạo thành ở dạng phù sa bồi lắng lẫn nhiều tạp chất hữu cơ nên đất có dạng cấu tạo bời rời, tính chất cơ lý rất kém, các vùng thấp, trũng tích tụ nhiều độc tố làm cho đất trở nên chua phèn Qua điều tra cơ

bản, Long An có các nhóm đất chính:

• Nhóm đất phù sa cổ phân bổ ở địa hình cao 2 - 6m so với mặt biển, bao gồm các huyện Đức Hòa, Đức Huệ, Mộc Hóa và Vĩnh Hưng Do địa hình cao thấp khác nhau nên chịu tác động của quá trình rửa trôi và xói mòn

• Nhóm đất phù sa ngọt: Đất có hàm lượng dinh dưỡng khá, phân bổ chủ yếu ở các huyện, thị: Tân Thạnh, thành phố Tân An, Tân Trụ, Cần Đước, Bến Lức, Châu Thành và Mộc Hóa

• Nhóm đất phù sa nhiễm mặn phân bố ở các huyện Cần Đước, Cần Giuộc, Châu Thành, Tân Trụ Đất có hàm lượng dinh dưỡng khá, thường bị nhiễm mặn trong mùa khô

• Nhóm đất phèn phần lớn nằm trong vùng Đồng Tháp Mười và kẹp giữa 2 dòng sông Vàm Cỏ Đông, Vàm Cỏ Tây Đất giàu chất hữu cơ, nồng độ độc tố trong đất cao (Cl-, Al3+, Fe2+ và SO42-), mất cân đối nghiêm trọng NPK

• Nhóm đất phèn nhiễm mặn: phần lớn phân bố trong vùng hạ tỉnh Long An và

bị nhiễm mặn trong mùa khô

• Nhóm đất than bùn: phân bổ ở phía Nam huyện Đức Huệ, giáp với huyện Thạnh Hóa

Qua những đặc điểm về thổ nhưỡng cho thấy tỉnh Long An có nhiều bất lợi trong tổ chức sản xuất nông nghiệp, vừa mang những nét đặc thù của vùng Đồng bằng Sông Cửu Long, vừa mang sắc thái riêng của vùng đất chua, phèn, mặn nên tỉnh cần có những giải pháp riêng định hướng phát triển vùng, nhất là sản xuất nông nghiệp

1.2.2 Đặc điểm khí hậu - Khí tượng

Long An nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, ẩm Do tiếp giáp giữa 2 vùng Đông Nam Bộ và Tây Nam Bộ cho nên vừa mang các đặc tính đặc trưng cho vùng Đồng bằng sông Cửu Long lại vừa mang những đặc tính của vùng miền Đông

[4-7]

Nhiệt độ trung bình hàng tháng 27,2 - 27,7oC Thường vào tháng 4 có nhiệt độ trung bình cao nhất 28,9oC, tháng 1 có nhiệt độ trung bình thấp nhất là 25,2o

C

Lượng mưa hàng năm biến động từ 1100 – 2400 mm Mùa mưa chiếm trên 70

- 82% tổng lượng mưa cả năm Mưa phân bổ không đều, giảm dần từ khu vực giáp ranh thành phố Hồ Chí Minh xuống phía Tây và Tây Nam Các huyện phía Đông Nam gần biển có lượng mưa ít nhất Cường độ mưa lớn làm xói mòn ở vùng gò cao, đồng thời mưa kết hợp với triều cường và lũ gây ra ngập úng, ảnh hưởng đến sản xuất và đời sống của dân cư

Độ ẩm tương đối trung bình hàng năm là 80 - 82% Thời gian chiếu sáng bình quân ngày từ 6,8 - 7,5giờ/ngày và bình quân năm từ 2.500 - 2.800 giờ Biên độ nhiệt giữa các tháng trong năm dao động từ 2 - 4oC

Mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 có gió Đông Bắc, tần suất 60 - 70% Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11 có gió Tây Nam với tần suất 70%

Tỉnh Long An nằm trong vùng đặc trưng của khí hậu nhiệt đới gió mùa cận xích đạo có nền nhiệt ẩm phong phú, ánh nắng dồi dào, thời gian bức xạ dài, nhiệt

độ và tổng tích ôn cao, biên độ nhiệt ngày đêm giữa các tháng trong năm thấp, ôn hòa

Những khác biệt nổi bật về thời tiết khí hậu như trên có ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống xã hội và sản xuất nông nghiệp

1.2.3 Đặc điểm thủy văn - Tài nguyên nước

Hệ thống sông ngòi, kênh rạch chằng chịt của tỉnh Long An nối liền với sông Tiền và hệ thống sông Vàm Cỏ là các đường dẫn tải và tiêu nước quan trọng trong sản xuất cũng như cung cấp cho nhu cầu sinh hoạt của dân cư (Hình 1.3)

Sông Vàm Cỏ Đông bắt nguồn từ Campuchia, qua tỉnh Tây Ninh và vào địa phận Long An có diện tích lưu vực 6.000km2, độ dài qua tỉnh 145km, độ sâu từ 17 - 21m Nhờ có nguồn nước hồ Dầu Tiếng đưa xuống 18,5m3/s nên đã bổ sung nước tưới cho các huyện Đức Huệ, Đức Hòa, Bến Lức và hạn chế quá trình xâm nhập mặn của tuyến Vàm Cỏ Đông qua cửa sông Soài Rạp Sông Vàm Cỏ Đông nối với Vàm Cỏ Tây qua các kênh ngang và nối với sông Sài Gòn, Đồng Nai bởi các kênh Thầy Cai, An Hạ, Rạch Tra

Sông Vàm Cỏ Tây độ dài qua tỉnh là 186km, nguồn nước chủ yếu do sông

Tiền tiếp sang qua kênh Hồng Ngự, đáp ứng một phần nhu cầu nước tưới cho sản xuất nông nghiệp và sinh hoạt cho dân cư

Sông Vàm Cỏ Đông và sông Vàm Cỏ Tây hợp lưu thành sông Vàm Cỏ dài 35km, rộng trung bình 400m, đổ ra cửa sông Soài Rạp và thoát ra biển Đông

Sông Rạch Cát (Sông Cần Giuộc) nằm trong địa phận tỉnh Long An dài 32km, lưu lượng nước mùa kiệt nhỏ và chất lượng nước kém do tiếp nhận nguồn nước thải

từ khu vực đô thị của thành phố Hồ Chí Minh, ảnh hưởng rất lớn đến sản xuất và sinh hoạt của dân cư

Sông Sở Hạ - Cái Cỏ là sông tự nhiên thuộc hệ sông Sở Hạ - Cái Cái Dòng Sở

Hạ được thu hẹp dần từ phía sông Tiền đến Thông Bình và từ năm 1985 được nối với sông Vàm Cỏ Tây tại Long Khốt qua đoạn đào mới Nguồn nước chủ yếu từ sông Tiền và một phần lượng nước bổ sung từ rạch Trabek bên Campuchia sang Các sông khi gặp mưa lớn hoặc lũ về, kết hợp với triều cường thường gây ngập lụt ở khu vực ven sông, nhất là vùng hạ

Long An nằm trong khu vực có chế độ bán nhật triều thông qua cửa sông Soài Rạp Một ngày triều là 24 giờ 50 phút, mỗi chu kỳ triều kéo dài 13 - 14 ngày [16, 19] Các khu vực chịu ảnh hưởng nặng nhất là các huyện phía Nam Quốc lộ 1 bị xâm nhập mặn 4 - 6 tháng/năm Chế độ nước của các sông bị xâm nhập mặn có biên

độ 3,5 - 3,9m Mực nước cao nhất ở trạm Cầu Nổi năm 2008 là 1,82m, mực nước thấp nhất là -2,44m Xâm nhập mặn làm biến đổi hệ sinh thái, ảnh hưởng đến sản xuất và sinh hoạt của dân cư

Vùng ảnh hưởng lũ sông Mekong của Long An là phía Tây sông Vàm Cỏ Đông và Bắc sông Thủ Thừa, các huyện chịu ảnh hưởng ngập lũ và thường bị thiệt hại là Tân Hưng, Vĩnh Hưng, Mộc Hóa, Tân Thạnh, Thạnh Hóa, Đức Huệ,… Khu vực ngập lũ sâu ở Tân Hưng, Vĩnh Hưng, Mộc Hóa, Tân Thạnh Khu vực ngập lũ nông là vùng dọc biên giới thuộc các huyện Tân Hưng, Vĩnh Hưng, Mộc Hóa, Nam Tân Thạnh và các huyện Đức Hòa, Thạnh Hóa, Bắc Thủ Thừa, 3 xã phía Đông sông Vàm Cỏ (thuộc huyện Bến Lức)

Diễn biến ngập lũ và xâm nhập mặn chịu tác động mạnh của biến đổi khí hậu

toàn cầu và nước biển dâng, mặt khác nguồn nước mặt của Long An còn phụ thuộc vào việc xây dựng, quản lý và vận hành của các công trình thủy điện, thủy lợi ở thượng lưu, trung lưu của sông Mekong

Hình 1.3 ệ thống sông, kênh, rạch của tỉnh Long An

Trữ lượng nước ngầm của Long An được đánh giá là không mấy dồi dào và chất lượng không đồng đều và tương đối kém Phần lớn nguồn nước ngầm được phân bổ ở độ sâu từ 50 - 400m thuộc 2 tầng Pliocene - Miocene Tuy nhiên tỉnh cũng có nguồn nước ngầm nhiều khoáng chất hữu ích đang được khai thác

Mưa lớn hoặc lũ về kết hợp với triều cường thường gây ngập lụt ở khu vực ven sông, nhất là vùng hạ Để khai thác có hiệu quả tài nguyên nước mặt ở Long

An, ngoài giải pháp mở rộng kênh tạo nguồn, cần thiết phải xây thêm hồ chứa nước phụ ở những khu vực thiếu nguồn

Trong tương lai cần phải xác định rỏ trữ lượng nguồn nước ngầm, địa bàn phân bổ, khả năng tái tạo để có kế hoạch khai thác, sử dụng hiệu quả và bền vững

1.2.4 Điều kiện kinh tế - xã hội

1.2.4.1 Kinh tế

Tổng sản phẩm trong tỉnh (GRDP) năm 2017 đạt 91.693,9 tỷ đồng; GRDP

bình quân đầu người đạt 61,26 triệu đồng, tương đương 2.693 USD Về cơ cấu nền kinh tế trong năm 2017, khu vực lâm nghiệp và thủy sản chiếm tỷ trọng 18,6%; khu vực công nghiệp và xây dựng chiếm 44,3%; khu vực dịch vụ chiếm 32%; thuế sản phẩm trừ trợ cấp sản phẩm chiếm 5,1% Tổng vốn đầu tư năm 2017 đạt 26.237,2 tỷ đồng, bằng 28,6% GRDP, bao gồm vốn khu vực nhà nước đạt 6.388,6 tỷ đồng (chiếm 24,4% tổng vốn đầu tư thực hiện toàn xã hội), khu vực ngoài nhà nước đạt 15.136,1 tỷ đồng (chiếm 57,7%), khu vực có vốn đầu tư nước ngoài đạt 4.712,5 tỷ đồng (chiếm 18%)

Sản lượng lương thực có hạt năm 2017 đạt 2.652,23 nghìn tấn, trong đó sản lượng lúa đạt 2.643,23 nghìn tấn (Sản lượng lúa đông xuân đạt 1.309,97 nghìn tấn, sản lượng lúa hè thu và thu đông đạt 1.327,04 nghìn tấn, sản lượng lúa mùa đạt 6,22 nghìn tấn) Sản lượng của một số loại cây ăn quả như thanh long đạt 217,93 nghìn tấn, chanh 124,99 nghìn tấn, xoài đạt 3,9 nghìn tấn

Đặc biệt, lúa gạo là sản phẩm nông nghiệp chủ lực phục vụ xuất khẩu, tuy nhiên sức cạnh tranh hàng nông sản với các nước trong khu vực nói chung vẫn thấp, chưa đáp ứng đủ nhu cầu của công nghiệp chế biến

Năm 2017, diện tích trồng rừng mới tập trung của tỉnh là 1.045 ha, trong đó rừng sản xuất 1.035 ha, rừng phòng hộ 10 ha Sản phẩm gỗ khai thác đạt 89.520 m3

Sản phẩm công nghiệp của tỉnh đạt tăng trưởng cao, nhiều doanh nghiệp mới được thành lập và đi vào hoạt động, nhóm ngành công nghiệp chủ lực phát triển mạnh, nhiều doanh nghiệp ngoài tỉnh mở rộng cơ sở sản xuất tại Long An, góp phần đưa năng lực sản xuất của tỉnh tăng lên

Bên cạnh công nghiệp, Long An cũng tập trung phát triển thương mại, dịch

vụ và du lịch Năm 2017, tổng mức bán lẻ hàng hóa và doanh thu dịch vụ tiêu dùng ước tính đạt 66.176,7 tỷ đồng, khách trong nước du lịch đến Long An đạt 881.861 lượt người, tăng hơn 60 nghìn lượt khách so với năm 2016 Khách quốc tế đến Long

An đạt 14.991 lượt người, tăng hơn 3.000 lượt khách

1.2.4.2 Xã hội

Tính đến năm 2017, dân số toàn tỉnh Long An đạt 1.496.801 người, mật độ

dân số đạt 333 người/km²

Trong đó dân số sống tại thành thị đạt gần 269.851 người, dân số sống tại nông thôn đạt 1.226.950 người Dân số nam đạt 743.336 người, trong khi đó nữ đạt 753.465 người Tỷ lệ tăng tự nhiên dân số phân theo địa phương tăng 4,3‰

Năm 2016, thu nhập bình quân đầu người một tháng đạt 2.989 nghìn đồng, trong đó khu vực thành thị đạt 3.172 nghìn đồng, khu vực nông thôn đạt 2.951 nghìn đồng

Tỷ lệ hộ sử dụng nguồn nước hợp vệ sinh năm 2016 đạt 98,01%, trong đó thành thị đạt 100%, nông thôn đạt 97,56%; tỷ lệ hộ có hố xí hợp vệ sinh là 70,54%, trong đó thành thị 80,31%, nông thôn 68,4%; tỷ lệ hộ dùng điện sinh hoạt đạt 99,68%, trong đó thành thị đạt 100%, nông thôn 99,61%

Tỷ lệ hộ nghèo tiếp cận đa chiều đã giảm từ 3,57% năm 2016 xuống còn 2,92% năm 2017, trong đó thành thị giảm từ 2,16% xuống còn 1,83% và nông thôn giảm từ 3,94% xuống còn 3,2%

Năm học 2017 - 2018, toàn tỉnh có 224 trường mầm non; 445 trường phổ thông, bao gồm 262 trường tiểu học, 133 trường trung học cơ sở, 33 trường trung học phổ thông, 2 trường tiểu học và trung học cơ sở, 13 trường trung học cơ sở và trung học phổ thông, 2 trường tiểu học - trung học cơ sở và trung học phổ thông Tại thời điểm đầu năm học 2017 – 2018, số giáo viên mẫu giáo là 4.001 người; số giáo viên phổ thông là 13.799 người, bao gồm 6.566 giáo viên tiểu học, 4.817 giáo viên trung học cơ sở và 2.416 giáo viên trung học phổ thông Phần lớn giáo viên phổ thông có trình độ đào tạo đạt chuẩn và trên chuẩn

Năm học 2017 - 2018, toàn tỉnh có 59.705 học sinh mầm non; 264.372 học sinh phổ thông, bao gồm 130.478 học sinh tiểu học, 94.257 học sinh trung học cơ sở

và 39.637 học sinh trung học phổ thông

Theo thống kê về y tế năm 2017, trên địa bàn toàn tỉnh có 216 cơ sở khám chữa bệnh Trong đó có 20 bệnh viện, 4 phòng khám đa khoa khu vực và 192 trạm y

tế xã phường, với 3.515 giường bệnh Số nhân lực y tế là 4.679 người, trong đó 4.082 người làm việc trong ngành y, 597 người làm việc trong ngành dược [3]

1.3 HIỆN TRẠNG HỆ THỐNG ĐÊ BAO TỈNH LONG AN

Hệ thống kênh rạch trên địa bàn tỉnh Long An khá phong phú, phục vụ cho yêu cầu phát triển sản xuất nông nghiệp, giao thông thủy và định cư Hệ thống kênh trục và kênh cấp I được phân bố khá đều trên toàn tỉnh Về mật độ, so với các tỉnh khác trong đồng bằng thì hệ thống kênh cấp I ở tỉnh Long An là đầy đủ Tuy nhiên,

do các sông, rạch này có từ lâu đời, đại đa số chưa được nạo vét nên bị cạn do bồi lấp, vì vậy chưa chủ động đáp ứng được nhu cầu tưới, tiêu và thoát lũ

Hệ thống các kênh trục ngang theo hướng Tây Đông như Cái Cỏ - Long Khốt, Tân Thành - Lò Gạch, Đồng Tiến - Dương Văn Dương - Lagrange, Mỹ Hòa - Bắc Đông [20, 22, 23, 24]

Hệ thống kênh trục dọc theo hướng Bắc Nam như hệ thống kênh nối hai sông Vàm Cỏ cũng được xây dựng Đi đôi với việc xây dựng hệ thống kênh nhằm dẫn nước tưới, tiêu chua,… hệ thống cống ở vùng dự án Bảo Định, Bắc Đông để ngăn mặn và tăng cường khả năng tiêu chua, xổ phèn cúng được xây dựng Các tuyến chính hình thành khá đầy đủ, phân bố tương đối hợp lý Đây cũng chính là các tuyến thoát lũ, tiêu và cấp nước chính nên bị xói lở và bồi lắng nhiều

- Tuyến dọc gồm có kênh Phước Xuyên, kênh 79, kênh 12, kênh Sông Trăng, kênh 28 - kênh Cả Gừa, kênh Hưng Điền, kênh Rạch Tràm - Mỹ Bình - kênh 62, kênh chuyển nước chính sang sông Vàm Cỏ có kênh Bình Hiệp - kênh 61, trục tiêu giữa hai sông Vàm Cỏ là kênh Bo Bo Tổng chiều dài là 279 km, có kích thước đáy

từ 12 - 35 m, cao trình đáy kênh từ -1,0 đến -6,0 m

- Tuyến ngang gồm có các kênh Cái Cỏ, Long Khốt (tuyến ven biên giới), kênh Tân Thành, Lò Gạch (tuyến kiểm soát lũ chính), kênh Hồng Ngự, kênh Đồng Tiến - Dương Văn Dương, kênh An Phong - Mỹ Hoà Ngoài ra còn một số kênh ngang nối Vàm cỏ Tây với Vàm Cỏ Đông như kênh An Xuyên - Trà Cú Thượng, kênh T5, T4, kênh Thủ Thừa Có tổng chiều dài là: 240,3 km, có kích thước đáy từ

15 - 40 m, cao trình đáy từ -1,0 đến -4,0m [20, 22, 23, 24]

Toàn tỉnh có khoảng 3.894 km kênh cấp I, với bề rộng mặt từ 10 đến 40 m, đáy khoảng 8 đến 70 m, cao trình đáy từ -1,5 đến -4,5 m, mật độ trung bình 8,67

m/ha Tuy nhiên phân bố không đều, các kênh vùng lũ nông và hẹp hơn, các kênh vùng ảnh hưởng mạnh của thủy triều có bề mặt rộng và đáy sâu hơn Đây cũng là hệ thống bổ trợ chính cho các tuyến thoát lũ chính

Toàn tỉnh có khoảng 4.376 km kênh cấp II, với bề rộng mặt từ 5 đến 30 m, đáy khoảng 2 đến 20 m, cao trình đáy từ -0,8 đến -3,5 m, mật độ trung bình 9,74 m/ha Tuy nhiên phân bố không đều, các kênh vùng lũ nông và hẹp hơn, các kênh vùng ảnh hưởng mạnh của thuỷ triều có bề mặt rộng và đáy sâu hơn

Hệ thống các trạm bơm cũng được xây dựng (phục vụ tưới) Hệ thống bờ bao ngăn mặn và chống lũ tháng 08 cũng tỏ ra hiệu quả trong việc phục vụ sản xuất Tỉnh Long An có một hệ thống kênh mương dày đặc để dẫn nước tưới tiêu, có

hệ thống bờ bao, cống bọng ngăn triều, ngăn lũ đầu vụ, hệ thống cống và bờ bao ngăn mặn và có nhiều máy bơm phục vụ tưới và tiêu, tuy nhiên qua thời gian sử dụng hệ thống công trình thủy lợi cũng biểu hiện nhiều vấn đề còn tồn tại và sự phân bố giữa các vùng cũng có nhiều điểm khác nhau

Theo thống kê của Chi cục Thủy lợi Long An năm 2009 và đề án Phát triển trạm bơm điện nhỏ vùng Đồng Tháp Mười tỉnh Long An đến năm 2015 lập năm

2011, số lượng ô đê bao lửng và đê bao vùng mía, ngăn mặn, bảo vệ dân cư như sau (Bảng 1.1):

ảng 1 1 Thống kê đê bao lửng và đê bao vùng mía, ngăn mặn, khu dân cư

năm 2009

khép kín

Chiều dài (m)

Diện tích bao (ha)

Diện tích bình quân ô bao (ha)

TT Tên huyện Số ô bao

khép kín

Chiều dài (m)

Diện tích bao (ha)

Diện tích bình quân ô bao (ha)

(Nguồn: Chi cục Thủy lợi tỉnh Long An)

nh 1 4 iện trạng hệ thống đê bao tỉnh Long An

Hiện tại, về hệ thống kiểm soát lũ, toàn tỉnh có đê, bờ bao với mật độ khoảng 29,6 m/ha Tỉnh đã xây dựng đƣợc 352 tuyến đê kiểm soát lũ với tổng chiều dài 1.417 km và 491 bờ bao lửng dài 2.406 km bảo vệ an toàn cho vụ lúa Hè Thu (Hình 1.4) Hệ thống này nhìn chung đã khép kín cho toàn bộ diện tích canh tác Tuy

nhiên, phần lớn được xây dựng với quy mô vùng nhỏ, kích thước cũng nhỏ, nhiều đập tạm, nên hiện nay sau mỗi mùa lũ đều bị sạt lở, xuống cấp cần phải bồi đắp tu sửa thường xuyên Mặt khác, phạm vi bao nhỏ (100 - 300 ha), bởi vậy hạn chế rất lớn đến việc lợi dụng thuỷ triều phục vụ cho tưới, tiêu, kiểm soát lũ, tháo lũ cuối vụ

để sản xuất vụ Đông Xuân Một số khu vực có hệ thống đê, bờ bao khép kín, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, đủ năng lực bảo vệ sản xuất như vùng dự án Bảo Định, Tân Trụ

Tình trạng bao ô quá nhỏ dẫn đến khó khăn trong việc đầu tư đồng bộ, thiếu

hệ thống các cống bộng, trạm bơm,…, để lại nhiều “lỗ hổng”, phải đắp đập tạm hàng năm, giảm khả năng lợi dụng thủy triều để tưới, tiêu; phần lớn hệ thống bờ bao hiện nay chưa đủ kích thước chưa đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, hàng năm thường bị tràn, gây sạt lở, xuống cấp, phải bồi đắp, tu sửa thường xuyên, gây nhiều tốn kém Qua tổng quan vấn đề nghiên cứu và các đề tài nghiên cứu trong và ngoài nước, đã có nhiều nghiên cứu khác nhau về vấn đề dòng chảy vùng đồng bằng sông Cửu Long trong đó có tỉnh Long An Các nghiên cứu phần lớn đã chỉ rõ mức độ ảnh hưởng của BĐKH - nước biển dâng đến TNN, xâm nhập mặn, tài nguyên đất, sinh hoạt theo các kịch bản BĐKH, ảnh hưởng của khai thác công trình phía thượng lưu hay kết hợp với nhu cầu sử dụng nước của người dân trong vùng để từ đó đề xuất các biện pháp quản lý TNN một cách hiệu quả Ngoài ra, nhiều nghiên cứu cũng đã đánh giá mức độ ngập lụt, hạn hán và xâm nhập mặn, đồng thời tìm ra những nguyên nhân gây sự biến động của các đối tượng này, từ đó đề xuất các biện pháp quản lý phù hợp Tuy nhiên, hiện nay chưa có nghiên cứu nào đánh giá một cách cụ thể việc ảnh hưởng của hệ thống đê bao chống lũ đang ngày phát triển mạnh ở khắp các địa phương trong vùng sự đến biến động của TNN hiện nay

Hình 1.5 Đê bao kết hợp đường giao

thông ở huyện Tân ưng, tỉnh Long An

Hình 1.6 Đê bao kết hợp đường giao thông ở huyện Vĩnh ưng, tỉnh Long An

Chương 2 THIẾT LẬP MÔ HÌNH MÔ PHỎNG DÒNG CHẢY

VÙNG ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG

2.1 TỔNG QUAN VÀ LỰA CHỌN MÔ HÌNH MÔ PHỎNG

2.1.1 Mô hình toán thủy văn

Các mô hình thủy văn có thể được dùng để xác định điều kiện biên cho mô hình thủy lực Trong thủy văn có nhiều dạng hàm tập trung nước và có nhiều phương pháp xây dựng nữa Phương pháp chảy đ ng thời dựa vào tốc độ chảy biến đổi để xác định diện tích chảy đằng thời, do đó xác định được đường tập trung nước Phương pháp đường lưu lượng đơn vị lần đầu tiên do Sherman đề nghị, sau

đó được nhiều tác giả phát triển và hoàn thiện Đường tập trung nước của Kalinin - Miliukov và đường đơn vị Nash được xem sự điều tiết trong sông hay trong lưu vực tương đương với sự điều tiết của một hệ thống hồ chứa tuyến tính đồng nhất

Với giả thiết đó, tuy bước đi và cách giải quyết cụ thể có khác nhau, nhưng cả hai đều dẫn tới đường tập trung nước có dạng tương tự dạng hàm Gamma Một số dạng đường đơn vị tổng hợp như Snyder, SCS, Clark, được nghiên cứu xây dựng

để tính toán cho lưu vực không có tài liệu quan trắc dòng chảy [1, 2, 13]

2.1.1.1 Mô hình đường đơn vị

Mô hình được Sherman đề xuất năm 1932, là một dạng mô hình thủy văn tất định hộp đen ra đời sớm nhất trên thế giới Bản chất của phương pháp là xử lý hàm tập trung nước bằng đường đơn vị Đường đơn vị được định nghĩa là đường quá trình dòng chảy trực tiếp được tạo ra bởi một đơn vị lượng mưa vượt quá thấm (hay mưa hiệu quả) phân bố đều trên lưu vực và có cường độ mưa không đổi trong khoảng thời gian mưa hiệu quả Mối quan hệ lượng mưa vào và lượng dòng chảy ra của hệ thống được biểu đạt thông qua một hàm truyền, còn gọi là hàm tập trung nước hoặc hàm ảnh hưởng hoặc đường đơn vị tổng hợp Hàm truyền thường được tính ngược từ tài liệu thực đo của lượng vào và lượng ra của hệ thống Khi hàm

truyền được xác định, lượng ra của hệ thống được tính theo tích phân Duhamel [1,

2, 13]:

 t h f t d t

Q(t) - lưu lượng tại thời điểm t bất kỳ;

h() - lượng mưa hiệu quả;

f(t-) - hàm ảnh hưởng

Có 3 phương pháp thường dùng để xác định đường đơn vị:

+ Xây dựng đường đơn vị trực tiếp từ tài liệu thực đo

+ Tính toán đường đơn vị từ phương trình rời rạc của tích phân chập Duhamel + Phương pháp đường đơn vị dạng Nash

qp; độ dài thời gian đáy tb và các chiều rộng W của đường quá trình tại các tung độ bằng 50%; 75% của lưu lượng đỉnh Sử dụng các đặc trưng này có thể xác định được đường quá trình đơn vị theo yêu cầu

- Đường quá trình đơn vị Clark: Phương pháp này được đề xuất năm 1945, đòi hỏi phải xác định 3 yếu tố làm cơ sở cho tính toán đường đơn vị, đó là thời gian tập trung dòng chảy Tc; hệ số lượng trữ R và đường quan hệ thời gian ~ diện tích lưu vực

- Đường đơn vị không thứ nguyên SCS: Phương pháp do Cơ quan Bảo vệ thổ nhưỡng Hoa Kỳ đề xuất năm 1972, cho phép tính đường đơn vị thông qua các đặc trưng lưu vực và giới hạn giữ nước tối đa trên lưu vực được tính từ phương pháp

đường cong SCS Phương pháp này đơn giản và đã được áp dụng cho nhiều lưu vực sông suối ở nước ta [13]

2.1.1.2 Mô hình TANK

Mô hình TANK ra đời năm 1956 tại Trung tâm quốc gia Phòng chống ũ lụt Nhật Bản, tác giả là M Sugawar Lưu vực được mô tả như một chuỗi các bể chứa sắp xếp theo hai phương th ng đứng và nằm ngang Giả thiết cơ bản của mô hình: dòng chảy mặt c ũng như dòng thấm là các hàm số của lượng nước trữ trong các tầng đất Mô hình có hai dạng cấu trúc đơn và kép [1, 2, 13]

+ Mô hình TANK đơn: không xét sự biến đổi của độ ẩm đất theo không gian, phù hợp với những lưu vực nhỏ trong vùng ẩm ướt quanh năm Lưu vực được mô tả bởi bốn bể chứa xếp theo chiều th ng đứng Mỗi bể chứa có một hoặc một vài cửa

ra ở thành bên và một cửa ra ở đáy Lượng mưa rơi xuống mặt đất đi vào bể trên cùng Sau khi khấu trừ tổn thất bốc hơi một phần s thấm xuống bể dới theo cửa ra

ở đáy, một phần cung cấp cho dòng chảy trong sông theo các cửa ra ở thành bên Quan hệ giữa lượng dòng chảy qua các cửa với lượng ẩm trong các bể là tuyến tính

Y = .(X - H) (2.2)

Yo = .X (2.3) Trong đó:

X - lượng mưa;

H - độ cao cửa ra thành bên;

,  - hệ số cửa ra thành bên và đáy;

Y, Y0 - dòng chảy tại cửa ra thành bên và đáy

Mô hình TANK mô phỏng cấu trúc ẩm trong các tầng đất của lưu vực Lượng dòng chảy hình thành từ các bể thể hiện đặc tính các thành phần dòng chảy mặt sát mặt và dòng chảy ngầm Dòng chảy hình thành từ tất cả các bể chứa mô tả sự biến dạng dòng chảy do tác dụng điều tiết của dòng sông là lớp nước có sẵn ban đầu trong sông

+ Mô hình TANK kép: xét đến sự biến đổi độ ẩm của đất theo không gian Lưu vực được chia thành các vành đai có độ ẩm khác nhau Một vành đai được diễn

tả bằng một mô hình TANK đơn Về nguyên tắc số lượng vành đai có thể bất kỳ Nhưng trong thực từ tính toán thờng lấy 4 vành đai mỗi vành đai có 4 bể, tổng cộng toàn mô hình có 16 bể chứa Với sự mô phỏng này, trên toàn lưu vực có những phần

ẩm, phần khô biến đổi theo quy lưuật nhất định Khi mưa bắt đầu, phần lưu vực ẩm ướt s phát triển từ khu hẹp ven sông lan dần đến những vùng cao hơn theo thứ tự S4, S3, S2, S1 (trong đó Si biểu thị vành đai thứ i so với toàn lưu vực) Ngược lại, khi mùa khô bắt đầu do lượng ẩm ướt cung cấp ít dần hoặc không có, lưu vực s khô dần từ những vành đai cao nhất đến vành đai thấp hơn theo thứ tự S1, S2, S3, S4 Trong cấu trúc kép, lớp nước tự do trong mỗi bể được chuyển động theo hai hướng: th ng đứng và nằm ngang Mỗi bể chứa nhận được nước từ phía bể trên cùng vành đai và từ bể phía trước ở cùng tầng Đối với mô hình TANK kép thì còn

có thêm các thông số Si (i = 1, 2, 3, 4) [1, 2, 13]

2.1.1.3 Mô hình SSARR

Mô hình SSARR do Rockwood đề xuất từ năm 1956 Khi xây dựng mô hình này, tác giả quan niệm rằng hệ thống sông ngòi dù phức tạp cũng chỉ gồm các thành phần cơ bản sau: các lưu vực sông nhỏ; các hồ chứa tự nhiên và nhân tạo; các đoạn sông Do đó, tác giả xây dựng mô hình toán cho từng loại Sau cùng tập hợp lại để

có được một mô hình toán của cả hệ thống sông Các mô hình toán thành phần đều

sử dụng hai phương trình cơ bản là phương trình liên tục và phương trình lượng trữ [13]

Phương trình liên tục:

Q t Q t t Q t Q t2 t W t1W t

1 2 1

1 1

2

1 2

1

Phương trình lượng trữ:

W = T s Q (2.5) Trong đó: Ts - thời gian trữ nước; Chỉ số trên - vị trí mặt cắt; Chỉ số dưới - thời đoạn Như vậy nếu biết được lưu lượng chảy vào trung bình, lưu lượng chảy ra ở đầu thời đoạn tính toán Q1

và thời gian trữ nước của hồ Ts thì có thể tính được lưu lượng chảy ra ở cuối thời đoạn tính toán Q2

Các mô hình thành phần trong SSARR gồm có:

Mô hình thủy văn NAM mô phỏng quá trình mưa - dòng chảy xảy ra tại phạm

vi lưu vực sông NAM là một mô đun mưa - dòng chảy (RR) của hệ thống mô hình sông MIKE 11 Mô đun này có thể áp dụng độc lập hoặc sử dụng để tính toán cho một hoặc nhiều lưu vực tham gia tạo dòng chảy gia nhập khu giữa vào một mạng sông Do đó có thể thực hiện việc tính toán riêng một lưu vực nhỏ hoặc xử lý một lưu vực lớn có nhiều lưu vực nhỏ và một mạng sông ngòi phức tạp [1, 2, 13]

NAM mô phỏng quá trình mưa - dòng chảy bằng việc mô tả liên tục cho các thành phần trong 4 vùng trữ lượng tương tác lẫn nhau bao gồm: Trữ lượng tuyết; Trữ lượng nước mặt; Trữ lượng nước sát mặt; Trữ lượng nước ngầm

2.1.2 Mô hình toán thủy lực

Hiện nay, có rất nhiều mô hình đã và đang được sử dụng để mô phỏng chế độ thủy lực ở Đồng bằng sông Cửu Long Mỗi mô hình đều có thế mạnh, họặc là về lý thuyết thủy lực và toán học, hoặc là về áp dụng trong thực tiễn, hoặc là có những tiện ích về phân tích kết quả tùy thuộc vào mức độ áp dụng cho các nghiên cứu khác nhau Các mô hình có thể kể ra như sau:

2.1.2.1 Mô hình SOGREAH

Mô hình SOGREAH do các chuyên gia thủy lực của hãng SOGREAH, Pháp lập năm 1967 theo đơn đặt hàng của UNESCO để nghiên cứu sự truyền lũ trên châu thổ sông Mekong Mô hình xét đến cả ý nghĩa vật lý và tính toán theo phương pháp

số Dòng chảy lũ biến thiên theo thời gian t và không gian 2 chiều x, y Hệ phương trình truyền sóng lũ được viết tương tự như phương trình truyền triều với thành phần cản tuân theo định luật Stricler, cùng với các giả thiết đơn giản hoá khi tính

toán để thiết lập hệ phương trình liên tục cho một ô và phương trình động động lực dòng chảy

Mô hình SOGREAH thiết lập trên cơ sở hệ phương trình Saint-Venant viết cho dòng 1 chiều không ổn định trong kênh hở, được giải theo 2 phương pháp:

- Sơ đồ hiện: Giả thiết mực nước các ô kề bên biết được ở bước t = n∆t, s cho phép tính trực tiếp Z i và n 1

i

Z Do vậy lời giải (tínhQ i,k) chỉ phụ thuộc t = n∆t

- Sơ đồ ẩn: Giả thiết lưu lượng giữa ô i và k bằng giá trị trung gian ở thời điểm bất kỳ trong khoảng n∆t và (n+1)∆t, từ đó có hệ phương trình sai phân phi tuyến

2.1.2.2 Mô hình KOD

Mô hình KOD của Giáo sư - Tiến sĩ khoa học Nguyễn Ân Niên ra đời từ đầu

năm 1970 sử dụng hệ phương trình Saint - Venant trong tính toán dòng chảy và giải

bằng sơ đồ hiện với phương pháp sai phân 4 điểm Preismann Đến năm 1980, tác giả đã phát triển sơ đồ 2D Năm 2005, theo luận văn của Tiến sĩ Nguyễn Việt Hưng,

sơ đồ này đã được hoàn thiện thêm Tác giả dùng sơ đồ Lax cho phương trình sai phân tìm mực nước các ô chứa Z’ của lớp thời gian sau Phương trình chuyển động giải theo kiểu ẩn, tức là sơ đồ tam giác ngược, và cách giải này đã làm triệt tiêu sai

số của sơ đồ Lax nếu bước thời gian nhỏ hơn bước thời gian giới hạn (Δtgh theo tiêu

chuẩn Levy-Freidrich-Courant) [2, 18]

2.1.2.3 Mô hình SAL

Mô hình SAL là chương trình tính dòng chảy kiệt và lũ được Phó giáo sư - Tiến sĩ Nguyễn Tất Đắc xây dựng từ những năm 1980 Mô hình SAL với nhiều phiên bản khác nhau được sử dụng cho nhiều bài toán vùng sông Đồng Nai - Sài

Gòn và Đồng băng song Cửu Long Mô hình SAL sử dụng hệ phương trình Saint -

Venant cho dòng chảy không ổn định và một chiều trong kênh hở và giải bằng phương pháp sai phân hữu hạn dùng sơ đồ sai phân 4 điểm Preissman

2.1.2.4 Mô hình VRSAP

Mô hình VRSAP (Vietnam River System And Plains) do cố Phó giáo sư

- Tiến sĩ Nguyễn Như Khuê xây dựng từ 1965 đến 1993 Tiền thân của nó là mô hình KRSAL, được sử dụng rộng rãi ở nước ta trong khoảng 30 năm trở lại đây