Nghiên cứu đánh giá khả năng tiêu thoát nước của hệ thống tiêu trạm bơm đại áng, huyện thanh trì, hà nội trong điều kiện đô thị hóa và biến đổi khí hậu

LỜI CẢM ƠN
Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật với đề tài: “Nghiên cứu đánh giá khả năng tiêu thoát
nước của hệ thống tiêu trạm bơm Đại Áng, huyện Thanh Trì, Hà Nội trong điều
kiện đô thị hóa và biến đổi khí hậu.” được hoàn thành tại Trường Đại học Thủy lợi
Hà Nội với sự giúp đỡ, chỉ bảo, hướng dẫn nhiệt tình của các thầy giáo, cô giáo, của
các đồng nghiệp và bạn bè.
Lời đầu tiên tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy TS. Lưu Văn Quân, người
hướng dẫn khoa học đã rất chân tình hướng dẫn tác giả hoàn thành luận văn này.
Thứ hai, tác giả xin chân thành cảm ơn: Ban giám hiệu, các thầy cô giáo trong Khoa
Kỹ thuật tài nguyên nước, các thầy giáo cô giáo các bộ môn – Trường Đại học Thủy
lợi Hà Nội đã nhiệt tình giúp đỡ và đóng góp ý kiến quý báu trong luận văn này.
Tiếp theo, xin chân thành cảm ơn đến các cơ quan đoàn thể đặc biệt là “Viện khoa học
khí tượng thủy văn và biến đổi khí hậu” và “Công ty TNHH MTV đầu tư phát triển
thủy lợi Hà Nội” đã trao đổi và cung cấp tài liệu cũng như kiến thức thực tế giúp tác
giả có thể hoàn thành nội dung nghiên cứu của luận văn.
Cuối cùng xin cảm tạ tấm lòng của những người thân trong gia đình, đồng nghiệp, bạn
bè đã tin tưởng động viên và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành
luận văn này. Do đề tài giải quyết vấn đề mới mẻ, cũng như thời gian và tài liệu thu
thập chưa thực sự đầy đủ, luận văn chắc chắn không thể tránh khỏi các thiếu sót, tác
giả rất mong nhận được sự thông cảm, góp ý chân tình của các thầy cô và đồng nghiệp
quan tâm tới vấn đề này.
Xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, …. tháng …. Năm 2019
Tác giả:

Đỗ Trung Thái
i


LỜI CAM ĐOAN
Tác giả luận văn xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tác giả. Các

kết quả nghiên cứu và những kết luận trong luận văn là trung thực, không sao chép từ
bất kỳ một nguồn nào và dưới bất kỳ hình thức nào và chưa từng được ai công bố
trong bất cứ công trình nào khác. Việc tham khảo, trích dẫn các nguồn tài liệu đã được
ghi rõ nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định.
Tác giả luận văn

Đỗ Trung Thái

ii


MỤC LỤC
DANH MỤC BẢNG BIỂU ............................................................................................vi
DANH MỤC CÁC KÝ TỰ VIẾT TẮT .........................................................................ix
MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1
CHƯƠNG I TỔNG QUAN ............................................................................................. 4
1.1. Tổng quan về vấn đề tiêu nước ...............................................................................4
1.1.1. Tổng quan về vấn đề tiêu nước trên thế giới .................................................................. 4
1.1.2. Tổng quan về vấn đề tiêu nước ở Việt Nam ..................................................................... 4
1.1.3. Tổng quan về tiêu thoát nước vùng nghiên cứu ............................................................... 5

1.2. Tổng quan về biến đổi khí hậu ...............................................................................5
1.2.1. Tổng quan về biến đổi khí hậu trên thế giới ................................................................... 5
1.2.2. Tổng quan về biến đổi khí hậu ở Việt Nam .................................................................... 6
1.2.3. Tổng quan về biến đổi khí hậu vùng nghiên cứu ............................................................. 7

1.3. Tổng quan về đô thị hoá .........................................................................................7
1.3.1. Tổng quan về đô thị hóa trên thế giới ............................................................................. 7
1.3.2. Tổng quan về đô thị hóa ở Việt Nam .............................................................................. 8
1.3.3. Tổng quan về đô thị hóa vùng nghiên cứu ....................................................................... 9

1.4. Tổng quan về các nghiên cứu có liên quan ............................................................ 11
1.4.1. Tổng quan các nghiên cứu trên thế giới ......................................................................... 11
1.4.2. Tổng quan các nghiên cứu trong nước ........................................................................... 12

1.5. Tổng quan về vùng nghiên cứu ..............................................................................15
1.5.1. Điều kiện tự nhiên .......................................................................................................... 15
1.5.2. Tình hình dân sinh, kinh tế ............................................................................................. 21
1.5.3. Phương hướng phát triển kinh tế của khu vực ................................................................ 23

CHƯƠNG II NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CẢI TẠO
NÂNG CẤP HIỆN TRẠNG TRẠM BƠM ĐẠI ÁNG .................................................25
2.1. Đánh giá hiện trạng hệ thống các công trình tiêu nước ..........................................25
2.1.1. Khu đầu mối ................................................................................................................... 25

2.1.2. Hệ thống kênh và công trình trên kênh ............................................................... 27
2.2. Vấn đề ngập lụt trong vùng và các nguyên nhân gây ngập úng ............................. 29
2.2.1. Vấn đề ngập lụt trong vùng nghiên cứu ......................................................................... 29
iii


2.2.2. Nguyên nhân gây ngập úng ............................................................................................ 31

2.3. Xây dựng các kịch bản tính toán ............................................................................ 33
2.3.1. Tóm tắt kịch bản biến đổi khí hậu cho Việt Nam vào cuối thế kỷ 21 ............................ 33
2.3.2. Xây dựng kịch bản cho vùng nghiên cứu....................................................................... 33

2.4. Tính toán mưa tiêu thiết kế .................................................................................... 42
2.4.1. Chọn trạm, tấn suất tính toán và thời đoạn tính toán ..................................................... 42
2.4.2. Phương pháp tính toán lượng mưa tiêu thiết kế ............................................................. 43

2.4.3. Kết quả tính toán ............................................................................................................ 47

2.5. Phương pháp tính tiêu ............................................................................................ 56
2.5.1. Với diện tích đất nông nghiệp ........................................................................................ 56
2.5.2. Với diện tích đất thổ cư, đô thị, công nghiệp ................................................................. 60
2.6. Chọn mô hình mô phỏng dòng chảy ................................................................................. 61

CHƯƠNG III MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TIÊU TRẠM BƠM ĐẠI ÁNG VÀ ĐỀ
XUẤT CÁC GIẢI PHÁP CẢI TẠO, NÂNG CẤP ...................................................... 66
3.1. Mô phỏng mưa, dòng chảy cho hệ thống hiện trạng .............................................. 66
3.1.1. Mô phỏng vùng nghiên cứu trên SWMM. ..................................................................... 66
3.1.2. Mô phỏng hệ thống hiện trạng ....................................................................................... 73
3.1.3. Đánh giá khả năng làm việc hệ thống hiện tại ............................................................... 78

3.2. Mô phỏng theo các kịch bản .................................................................................. 79
3.2.1. Kết quả về lưu lượng mô phỏng các kịch bản trong tương lai ............................ 79
3.2.2. Đề xuất các giải pháp cải tạo, nâng cấp hợp lý .............................................................. 93
3.2.3. Đánh giá tính khả thi và lộ trình thực hiện của các giải pháp cải tạo, nâng cấp ............ 96

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................................................... 114
1. Kết luận ................................................................................................................... 114
2. Kiến nghị ................................................................................................................. 116
PHỤ LỤC I- KẾT QUẢ TÍNH TOÁN TẦN SUẤT THỦY VĂN ............................ 120

iv


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1: Bản đồ tổng thể trạm bơm Đại Áng ........................................................................... 1
Hình 1.2: Hiện trạng trạm bơm Đại Áng .................................................................................... 2

Hình 2.1: Hiện trạng đầu mối trạm bơm Đại Áng .................................................................... 25
Hình 2.2: Hiện trạng bể hút trạm bơm bằng gạch, cống xả qua đê đã xuống cấp .................... 25
Hình 2.3: Hiện trạng kênh tiêu chính ....................................................................................... 27
Hình 2.4: Hiện trạng công trình trên kênh đã xuống cấp nghiêm trọng ................................... 29
Hình 2.5: Hiện trạng sử dụng đất vùng nghiên cứu năm 2018 (ảnh google earth chụp
9/2018) ..................................................................................................................................... 38
Hình 2.6: Bản đồ quy hoạch vùng nghiên cứu đến năm 2030.................................................. 39
Hình 2.7: Sơ đồ tính toán tiêu nước mặt ruộng bằng đập tràn, chế độ chảy tự do ................... 58
Hình 2.8: Sơ đồ tính toán tiêu nước mặt ruộng bằng đập tràn, chế độ chảy ngập .................... 59
Hình 2.9: Các thành phần của hệ thống mô phỏng bởi SWMM5 ............................................ 62
Hình 3.1: Nhập số liệu kênh mặt cắt tự nhiên hoặc dạng đường ống....................................... 67
Hình 3.2: Nhập số liệu cho tiểu lưu vực (subcatchment) ......................................................... 67
Hình 3.3: Nhập số liệu cho mô hình mưa ................................................................................. 70
Hình 3.4: Bản đồ phân vùng tiêu của hệ thống trạm bơm Đại Áng ......................................... 71
Hình 3.5: Sơ đồ mô phỏng hệ thống tiêu TB Đại Áng trên SWMM ........................................ 72
Hình 3.6: Bình đồ vị trí ruộng lúa tận dụng khả năng chịu ngập trong tính toán ..................... 97
Hình 3.7: Bình đồ vị trí chuyển đổi ruộng lúa sang nuôi trồng thủy sản ................................. 98
Hình 3.8: Mặt cắt đại diện tuyến kênh bê tông tấm lát........................................................... 101
Hình 3.9: Mặt cắt đại diện cống ngầm ................................................................................... 101
Hình 3.10: Đồ thị quan hệ giữa lưu lượng tại bể xả và tỷ lệ diện tích hồ điều hòa ................ 110
Hình 3.11: Đồ thị quan hệ giữa số điểm ngập và tỷ lệ diện tích hồ điều hòa ......................... 111
Hình PL 1: Đường tần suất mưa 5 ngày max (1975-2014) tại trạm Hà Đông ....................... 123
Hình PL 2: Đường tần suất mưa 1 ngày max (1975-2014) tại trạm Hà Đông ....................... 127

v


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1: Mức độ đô thị hóa (tỷ lệ dân số đô thị) ở Việt Nam giai đoạn 1931-2013 ................8
Bảng 1.2: Nhiệt độ tháng bình quân nhiều năm .......................................................................18

Bảng 1.3: Tốc độ gió bình quân nhiều năm ..............................................................................18
Bảng 2.1: Hệ thống kê các tuyến kênh nhánh chính .................................................................28
Bảng 2.2: Tình hình úng ngập của xã Đại Áng.........................................................................30
Bảng 2.3: Bảng biến đổi lượng mưa(%) các mùa so với thời kì cơ sở .....................................34
Bảng 2.4: Bảng biến đổi nhiệt độ các mùa so với thời kì cơ sở................................................35
Bảng 2.5: Mức thay đổi (%) lượng mưa so với thời kỳ 1986-2005 cho trạm Hà Đông theo
kịch bản biến đổi khí hậu RCP 4.5........................................................................................... 37
Bảng 2.6: Các đặc trưng thuỷ văn thiết kế của đường tần suất lý luận .....................................48
Bảng 2.7: Các đặc trưng thuỷ văn thiết kế của đường tần suất lý luận .....................................49
Bảng 2.8: Phân phối trận mưa 5 ngày max thiết kế tần suất P = 10% ......................................50
Bảng 2.9: Phân phối trận mưa 1 ngày max thiết kế tần suất P = 5% ........................................51
Bảng 2.10: Tổng hợp lượng mưa 5 ngày lớn nhất thời kỳ nền (1986-2005) tại trạm
Hà
Đông ......................................................................................................................................... 52
Bảng 2.11. Mức thay đổi (%) lượng mưa so với thời kỳ 1986-2005 cho trạm Hà Đông theo
kịch bản biến đổi khí hậu RCP 4.5........................................................................................... 53
Bảng 2.12: Lượng mưa thiết kế 5 ngày max thời kỳ tương lai 2030 trạm Hà Đông (theo kịch
bản RCP 4.5) .............................................................................................................................55
Bảng 3.1: Bảng tổng hợp nút ngập thời kỳ hiện tại ứng với tần suất P=10% ...........................73
Bảng 3.2: Lưu lượng trung bình ngày lớn nhất của hệ thống hiện trạng ứng với tần suất thiết
kế P=10% ................................................................................................................................. 75
Bảng 3.3: Bảng tổng hợp nút ngập thời kỳ hiện tại ứng với tần suất P=5% .............................76
Bảng 3.4: Lưu lượng trung bình ngày lớn nhất của hệ thống hiện trạng ứng với tần suất thiết
kế P=5% ................................................................................................................................... 77
Bảng 3.5: Thông số kỹ thuật máy bơm HTĐ 2500 ...................................................................78
Bảng 3.6: Lưu lượng trung bình giờ lớn nhất tuyến kênh mô phỏng theo kịch bản 3 ..............80
Bảng 3.7: Lưu lượng trung bình giờ lớn nhất tuyến kênh mô phỏng theo kịch bản 4 ..............81
Bảng 3.8: Lưu lượng trung bình giờ lớn nhất tuyến kênh mô phỏng theo kịch bản 5 ..............82
Bảng 3.9: Lưu lượng các tuyến kênh mô phỏng theo kịch bản 6 .............................................84
vi

Bảng 3.10: Lưu lượng các tuyến kênh mô phỏng theo kịch bản 7 ........................................... 85
Bảng 3.11: Lưu lượng các tuyến kênh mô phỏng theo kịch bản 8 ........................................... 86
Bảng 3.12: Lưu lượng các tuyến kênh mô phỏng theo kịch bản 9 ........................................... 88
Bảng 3.13: Lưu lượng các tuyến kênh mô phỏng theo kịch bản 10 ......................................... 89
Bảng 3.14: Lưu lượng các tuyến kênh mô phỏng theo kịch bản 11 ......................................... 90
Bảng 3.15: Tổng hợp kết quả tính ngập úng cho 11 kịch bản .................................................. 92
Bảng 3.16: Khả năng chịu ngập theo chiều cao cây lúa ........................................................... 94
Bảng 3.17: Kết quả tính toán thủy lực đoạn kênh chính .......................................................... 99
Bảng 3.18: Thông số một máy bơm trục đứng HTĐ 8000-4 ................................................. 102
Bảng 3.19: Bảng thống kê chi phí phương án 1 ..................................................................... 102
Bảng 3.20: Thông số một máy bơm ZL 4010 - 6 ................................................................... 103
Bảng 3.21: Bảng thống kê chi phí phương án 2 ..................................................................... 103
Bảng 3.22: Thông số máy bơm trục đứng OΠB16 – 87......................................................... 103
Bảng 3.23: Thông số động cơ điện BAH118/28-12Y3 .......................................................... 103
Bảng 3.24: Bảng thống kê chi phí phương án 3 ..................................................................... 104
Bảng 3.25: Kết quả tính toán thủy lực đoạn kênh chính theo kịch bản 5 ............................... 106
Bảng 3.26: Kết quả tính toán thủy lực đoạn kênh chính theo kịch bản 8 ............................... 107
Bảng 3.27: Kết quả tính toán thủy lực đoạn kênh chính theo kịch bản 11 ............................. 107
Bảng 3.28: Thông số một máy bơm trục đứng HTĐ 9500-3,5 .............................................. 108
Bảng 3.29: Thông số một máy bơm trục đứng HTĐ 9800-3,5 .............................................. 108
Bảng 3.30: Thông số máy bơm trục đứng OΠB16 – 145....................................................... 109
Bảng 3.32: Thống kê về diện tích hồ cho phương án quy hoạch năm 2030 .......................... 110
Bảng 3.33: Thống kê lưu lượng giờ lớn nhất các tuyến kênh mô phỏng cho giải pháp có hồ
điều hòa với diện tích 6% và cải tạo hệ thống kênh cho năm 2030 ....................................... 112
Bảng 3.34: Kết quả tính toán thủy lực đoạn kênh chính cho giải pháp có hồ điều hòa với diện
tích 6% .................................................................................................................................... 113
Bảng PL 1: Lượng mưa lớn nhất trong thời đoạn ngắn trong năm của trạm Hà Đông (từ năm
1975 đến 2014) ....................................................................................................................... 121

Bảng PL 2: Kết quả tính toán đường tần suất kinh nghiệm 5 ngày max ................................ 124
Bảng PL 3: Kết quả tính toán đường tần suất lý luận 5 ngày max ......................................... 126
Bảng PL 4: Kết quả tính toán đường tần suất kinh nghiệm 1 ngày max ................................ 128
vii


Bảng PL 5: Kết quả tính toán đường tần suất lý luận 1 ngày max .........................................130
Bảng PL 6: Kết quả tính toán hệ số tiêu 5 ngày max cho lúa với b0 = 0,3(m/ha)...................131

viii


DANH MỤC CÁC KÝ TỰ VIẾT TẮT
Ký hiệu viết tắt

Chữ viết đầy đủ

ĐBSH

Đồng bằng sông Hồng

ĐBSCL

Đồng bằng sông Cửu Long

TB

Trạm bơm

TP

Thành phố

TN&MT

Tài nguyên và môi trường

GTVT

Giao thông vận tải

MNTK

Mực nước thiết kế

RCP 4.5

Kịch bản phát thải trung bình

RCP 8.5

Kịch bản phát thải cao

BĐKH

Biến đổi khí hậu

KTCTTL

Khai thác công trình thủy lợi

US EPA

Cơ quan Bảo vệ môi trường Hoa Kỳ

QCVN

Quy chuẩn Việt Nam

BNNPTNT

Bộ Nông nghiệp phát triển nông thôn

ix



MỞ ĐẦU
I. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Việt Nam trong những năm qua luôn được nhiều tổ chức quốc tế đánh giá là một trong
các nước đang phát triển, có tốc độ tăng trưởng kinh tế ấn tượng. Đặc biệt với các
ngành thương mại, dịch vụ và công nghiệp,… đã chứng kiến những bước tiến triển
vượt bậc, đóng góp quan trọng vào sự phát triển chung của đất nước. Ở nước ta ngành
nông nghiệp đóng một vai trò quan trọng, gắn liền với sự phát triển của kinh tế xã hội.
Để phục vụ tốt cho nông nghiệp cần phải cung cấp đủ lượng nước tưới vào mùa khô và
tiêu thoát nước kịp thời vào mùa lũ.
BẢN ĐỒ TỔNG THỂ TRẠM BƠM ĐẠI ÁNG

Hình 1.1: Bản đồ tổng thể trạm bơm Đại Áng

1


Hệ thống tiêu trạm bơm Đại Áng có nhiệm vụ chủ động tiêu thoát úng cho 530 ha đất
canh tác và đất thổ cư thuộc địa bàn của huyện Thanh Trì, TP.Hà Nội. Trong những
năm qua các công trình trên hệ thống được tu bổ không thường xuyên, các công trình
hiện có phần lớn được xây dựng đã lâu, một số đã và đang bị hư hỏng, xuống cấp
nghiệm trọng đồng thời chưa có sự thống nhất giữa đầu mối và nội đồng. Đặc biệt
trạm bơm đầu mối trước đây được thiết kế với hệ số tiêu thấp 3,82 l/s-ha trong khi hệ
số tiêu theo quy hoạch mới là 8 l/s-ha, mực nước thiết kế tiêu ra sông Nhuệ trước đây
là +4,83 thấp hơn mực nước thiết kế mới +6,06. Các chỉ tiêu thiết kế không còn phù
hợp với hiện tại và dự báo trong tương lai.

Hình 1.2: Hiện trạng trạm bơm Đại Áng
Những năm gần đây, do quá trình phát triển kinh tế - xã hội, đô thị hóa và công nghiệp
hóa của khu vực. Nhiều khu công nghiệp và dân cư hình thành nhanh chóng kéo theo
sự thay đổi về nhu cầu tiêu thoát nước trong khu vực. Sự hình thành các khu công
nghiệp và dân cư mới này làm thu hẹp đất sản xuất nông nghiệp, san lấp nhiều ao hồ,
đồng ruộng, làm giảm khả năng trữ nước, chôn nước dẫn đến làm tăng hệ số tiêu nước.
Mặt khác, do sau một thời gian dài hoạt động, đến nay nhiều công trình tiêu trong hệ
thống đã xuống cấp, kênh bị bồi lắng, mặt cắt ngang bị thu hẹp, công trình trên kênh
xuống cấp, công trình trạm bơm đầu mối thì máy móc bị hư hỏng,... do đó không thể
đáp ứng được yêu cầu tiêu nước hiện tại cũng như tương lai. Hàng năm tình hình ngập
2


úng xảy ra liên tiếp và ngày càng trầm trọng gây thiệt hại lớn cho năng suất cây trồng,
ảnh hưởng rất lớn đến đời sống của nhân dân trong khu vực
Ngoài ra, biến đổi khí hậu đang ngày càng trở lên rõ ràng, sự phân bố về lượng mưa
không đều giữa các mùa trong năm, giữa các vùng và giữa các lưu vực sông trong cả

nước, gây ra lũ lụt vào mùa mưa và hạn hán, thiếu nước về mùa khô. Ảnh hưởng lớn
đến quá trình điều tiết nước trong nông nghiệp, gây ra những hậu quả nặng nề. Lưu
vực trạm bơm tiêu Đại Áng cũng nằm trong xu thế nêu trên.
Vì vậy việc nghiên cứu, đánh giá khả năng tiêu thoát nước của hệ thống tiêu trạm bơm
Đại Áng nhằm tạo các cơ sở khoa học để đề xuất các giải pháp cải tạo, nâng cấp hệ
thống tiêu trạm bơm Đại Áng là hết sức cần thiết và có ý nghĩa thực tiễn
II. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU
Nghiên cứu các giải pháp cải tạo, nâng cấp hợp lý cho hệ thống tiêu TB Đại Áng đáp
ứng yêu cầu đô thị hóa và biến đổi khí hậu.
III. PHẠM VI NGHIÊN CỨU
Hệ thống tiêu trạm bơm Đại Áng, huyện Thanh Trì, TP. Hà Nội.
IV. CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
1. Cách tiếp cận:
- Tiếp cận thực tế: đi khảo sát, nghiên cứu, thu thập các số liệu quy hoạch, thiết kế của
hệ thống tiêu
- Tiếp cận hệ thống: tiếp cận, tìm hiểu, phân tích hệ thống từ tổng thể đến chi tiết, đầy
đủ và hệ thống
- Tiếp cận các phương pháp nghiên cứu mới về tiêu nước trên thế giới.
2. Phương pháp ngiên cứu
- Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa
- Phương pháp kế thừa
- Phương pháp phân tích, thống kê
- Phương pháp mô hình toán (ứng dụng phần mềm SWMM)
3


CHƯƠNG I TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về vấn đề tiêu nước
1.1.1. Tổng quan về vấn đề tiêu nước trên thế giới
Vấn đề kiểm soát ngập úng, phòng tránh, giảm nhẹ thiên tai đang là một chủ đề nóng

trong những năm gần đây. Thực tế cho thấy tình hình ngập úng đã gây nhiều tổn thất
cả về kinh tế và nhân mạng đối với nhiều quốc gia trên thế giới. Việc tiếp cận theo
phương pháp truyền thống (theo mô hình đầu những năm 70 của thế kỷ 20) bằng việc
tiêu thoát ngay lập tức toàn bộ lượng nước cần tiêu dang cho thấy không hiệu quả về
cả kỹ thuật lẫn kinh tế. Trái lại, với việc trữ lại một phần hay toàn bộ lượng nước mưa
và tiêu thoát sau đó đang là các ưu tiên nghiên cứu trên thế giới hiện nay.
Biến đối khí hậu cũng đang ngày càng trở thành những thách thức rất lớn đối với công
tác quy hoạch đô thị và xây dựng các hệ thống hạ tầng kỹ thuật, nhất là ở các đô thị
ven biển. Theo nghiên cứu của Ngân hàng Thế giới năm 2008, đến năm 2050, mực
nước biển ở Việt Nam sẽ dâng cao thêm 30 cm. Biến đổi khí hậu còn dẫn đến những
hệ quả như lượng mưa tăng, chế độ thủy văn đô thị trái với quy luật... ảnh hưởng lớn
đến việc thu gom và tiêu thoát nước thải, nước bề mặt.
1.1.2. Tổng quan về vấn đề tiêu nước ở Việt Nam
Việt Nam nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa, mặc dù lượng mưa trung bình nhiều
năm trên toàn lãnh thổ vào khoảng 1.940 mm/năm nhưng do ảnh hưởng của địa hình
đồi núi, lượng mưa phân bố không đều trên cả nước và biến đổi mạnh theo thời gian
nên gây khó khăn cho việc tiêu úng khi có lũ hụt hay mưa lớn xảy ra.
Tại đồng bằng sông Hồng: Các sông tự nhiên đều có đê bao phòng chống lũ. Trong nội
đồng thường có các kênh rạch tự nhiên và nhân tạo làm nhiệm vụ tưới và tiêu. Mối
liên hệ giữa các kênh rạch và các con sông chính được thực hiện qua cống lấy nước tự
chảy, các công trình tháo nước hoặc các trạm bơm.
Tại các hệ thống ven biển miền Trung: Do quy mô của các hệ thống tiêu thoát nước
nhỏ, việc phòng chống lũ và ngăn chặn nước mặn lại do các đê biển đảm nhiệm. Các

4


hệ thống tưới tiêu riêng biệt hầu hết là tự chảy, nhưng cũng có nhiều vùng tưới tiêu
bằng bơm. Thiệt hại do ngập lụt, ngập úng vẫn xảy ra thường xuyên và nghiêm trọng.
Vùng cao nguyên, miền núi: Hệ thống tưới tiêu riêng biệt và thường là tự chảy đối với

vùng địa hình cao, đôi khi dùng bơm để lấy nước sông với vùng có địa hình thấp hoặc
các hệ thống hỗn hợp.
Ở đồng bằng sông Cửu Long: Ngập lụt phụ thuộc rất nhiều vào lũ từ thượng nguồn,
mưa nội đồng, địa hình thấp, triều cường, các kênh rạch và các cống ngăn mặn ở cửa
sông. Các công trình đê biên giới, đê sông Tiền, sông Hậu chỉ có tác dụng vào đầu
mùa lũ, khi lũ cao hệ thống này không chống được lũ. Công trình thoát lũ ra biển Tây
hiệu quả chưa cao nên ngập lụt ở đồng bằng sông Cửu Long vẫn còn nhiều vấn đề cần
giải quyết.
Theo thống kê, thời điểm năm 1995, nội thành Hà Nội có tới 2.100 ha mặt nước.
Nhưng đến thời điểm này, diện tích mặt nước hồ chỉ còn 1.165 ha. Thay vào số ao, hồ
bị lấp là hàng loạt chung cư cao tầng được xây dựng.
1.1.3. Tổng quan về tiêu thoát nước vùng nghiên cứu
Vấn đề về tiêu thoát nước là nội dung quan trọng trong quy hoạch, xây dựng và quản
lý đô thị cho lưu vực tiêu trạm bơm Đại Áng. Tại vùng nghiên cứu đang đối mặt với
tình trạng hạ tầng thấp kém, môi trường bị ô nhiễm, bệnh tật lây lan, úng ngập hay lụt
lội, ta lại càng thấy tầm quan trọng của lĩnh vực này.
Theo tài liệu thu thập thực tế trạm bơm phải tiêu úng cho diện tích lớn gấp nhiều lần
so với năng lực thực tế. Các tổ máy bơm ở vùng nghiên cứu được đầu tư cách đây hơn
20 năm, mặc dù đã được sửa chữa, tu bổ nhiều lần nhưng do hoạt động đã lâu năm nên
động cơ nhanh nóng, hiệu suất chỉ đạt khoảng 70% so với thiết kế. Cùng với sự quá tải
của các trạm bơm, năng lực làm việc của các hệ thống còn hạn chế do công trình
xuống cấp nghiệm trọng, phần lớn kênh mương đều bị bồi lắng gây ách tắc dòng chảy.

1.2. Tổng quan về biến đổi khí hậu
1.2.1. Tổng quan về biến đổi khí hậu trên thế giới

5


Biến đổi khí hậu là một thực thể diễn tiến trong quá khứ và hiện tại, được phỏng đoán

là có thể biến động nhanh hơn trong tương lai. Sự phát thải quá nhiều chất khí như
CO2, CH4, CFC,… vào bầu khí quyển dây nên hiệu ứng nhà kính, hệ quả tạo nên hiện
tượng nóng lên toàn cầu làm băng ở Bắc và Nam cực, cũng như các dải băng ở dãy núi
cao tan nhanh hơn khiến mực nước biển đang có xu thế dâng cao, cán cân tuần hoàn
nước thay đổi làm đe doạ toàn bộ hệ sinh thái hiện hữu, đặc biệt là các vùng thấp,
vùng ven biển.
Biến đổi khí hậu đang diễn ra trên quy mô toàn cầu do các hoạt động của con người
làm phát thải quá mức khí nhà kính vào bầu khí quyển. Biến đổi khí hậu sẽ tác động
nghiêm trọng đến sản xuất đời sống và môi trường trên phạm vi toàn thế giới .Vấn đề
biến đổi khí hậu đã, đang và sẽ làm thay đổi toàn diện, sâu sắc quá trình phát triển và
an ninh toàn cầu như lương thực, nước, năng lượng, các vấn đề về an toàn xã hội, văn
hóa ngoại giao và thương mại.
1.2.2. Tổng quan về biến đổi khí hậu ở Việt Nam
Việt Nam là một trong các nước chịu nhiều tác động của thiên tai. Các vùng đất thấp
ven biển ở Việt Nam được xem là vùng nhạy cảm, dễ chịu nhiều tổn thương do nơi
đây có mật độ dân cư tập trung tương đối cao, sản xuất nông nghiệp và ngư nghiệp
chịu lệ thuộc lớn vào thời tiết, nguồn nước. Từ xưa, người dân Việt Nam khá nhanh
nhẹn trong việc thích ứng với các quy luật diễn biến thời tiết hằng năm như lũ tràn
sông, hạn mùa khô, xâm nhập mặn, khan hiếm nước ngọt,… Nông dân đã sáng tạo ra
nhiều hình thức “sống chung với lũ”, xây đê, làm nhà sàn, điều chỉnh lịch thời vụ,…
Tuy nhiên khoảng năm 2005 về trước, vấn đề biến đổi khí hậu - nước biển dâng
dường như còn khá xa lạ và chưa được quan tâm đúng mức đối với nhiều người dân và
giới lãnh đại ở Việt Nam, mặc dầu phần lớn trong số họ cũng đã từng nghe đến hiện
tượng này. Hiện nay khái niệm “biến đổi khí hậu” và sự nóng lên toàn cầu không còn
xa lạ nữa, ngược lại nó được nhìn nhận như sự tiềm ẩn của nhiều nguy cơ do hậu quả
tác động của nó. Nhiệt độ toàn cầu gia tăng cùng với sự thay đổi trong phân bố năng
lượng trên bề mặt Trái Đất và bầu khí quyển đã dẫn đến sự biến đổi của hệ thống hoàn
lưu khí quyển và đại dương mà hậu quả của nó là sự biến đổi của các cực trị thời tiết
và khí hậu. Nhiều bằng chứng đã chứng tỏ rằng, thiên tai và các hiện tượng cực đoan
6

có nguồn gốc khí tượng ngày càng gia tăng ở nhiều vùng trên Trái đất mà nguyên nhân
của nó là do sự biến đổi bất thường của các hiện tượng thời tiết, khí hậu cực đoan.
Biến đổi khí hậu đã và đang diễn ra gây những biến động mạnh mẽ thông qua các hiện
tượng thời tiết cực đoan, dị thường như nhiệt độ tăng, bão mạnh, mưa lớn, lũ lụt, hạn
hán và nước biển dâng… Các biểu hiện của biến đổi khí hậu như tăng nhiệt độ, gia
tăng mực nước biển, cường độ và số đượt không khí lạnh, bão và các hiện tượng thời
tiết cực đoan diễn ra ngày càng thường xuyên và trở nên phổ biến hơn.
1.2.3. Tổng quan về biến đổi khí hậu vùng nghiên cứu
Biến đổi khí hậu ở vùng nghiên cứu đã gây nên tình trạng ngập úng trên diện rộng
khiến cho nhiều tuyến đường tắc nghẽn gây bức xúc cho nhân dân. Giải thích về
nguyên nhân gây nên tình trạng này, úng ngập xảy ra là do lượng mưa quá lớn, vượt
quá tần suất thiết kế của công trình. Lượng mưa lớn đột biến và dồn dập đã vượt quá
khả năng tiêu thoát của hệ thống khiến nước không thể rút nhanh dẫn tới ngập úng gây
thiệt hại lớn cho con người.
Lượng mưa trung bình năm có xu hướng giảm ở các vùng khí hậu phía Bắc và tăng ở
các vùng khí hậu phía Nam. Tuy nhiên, biến đổi lượng mưa có xu hướng cực đoan:
tăng trong mùa mưa và giảm trong mùa khô. Thêm vào đó, lượng mưa phân bố không
đều theo thời gian: mùa khô thì hạn hán, mùa mưa thì ngập úng; theo không giantrong một thời điểm có vùng đang chịu lũ lụt lại có vùng đang thiếu nước trầm trọng,
thậm chí khô hạn.

1.3. Tổng quan về đô thị hoá
1.3.1. Tổng quan về đô thị hóa trên thế giới
Đô thị hóa là sự mở rộng về số lượng và quy mô các điểm dân cư đô thị. Đây là quá
trình không thể tránh khỏi, do đó cần có sự chuẩn bị để thích ứng. Đô thị hóa đang làm
thay đổi bộ mặt thế giới với số dân ngày càng tăng ở các thành phố lớn, kèm theo là
những hậu quả về môi trường. Bùng nổ đô thị cũng đem lại các thách thức to lớn: thất
nghiệp có thể tăng và sự đầu tư thiếu hụt vào các dịch vụ cơ bản dẫn đến hàng loạt các
vấn đề về môi trường xã hội.

7


Theo dự đoán của hai nhà dân số học Hoornweg và Pope, một số thành phố lớn ở châu
Á, châu Phi và châu Mỹ sẽ là nơi diễn ra tốc độ đô thị hóa nhanh do số dân tăng nhanh
trong những năm tới. Theo đó, dự đoán tới năm 2100, dân số thành phố Bangalore (Ấn
Độ) từ gần 8,5 triệu sẽ tăng lên 21 triệu; Ấn Độ sẽ trở thành nước có số dân đông nhất
thế giới với hơn 1,5 tỷ người vào năm 2050 và số dân đô thị sẽ tăng gấp hai trong 30
năm tới, với gần 600 triệu người.
1.3.2. Tổng quan về đô thị hóa ở Việt Nam
Thời gian qua, dân số nước ta không ngừng tăng nhanh, cho đến hết năm 2011, dân số
toàn quốc đã lên đến 87,8 triệu người, trong đó, số dân thành thị đã lên đến 27,9 triệu
người (chiếm khoảng 31,8% tổng số dân cả nước). Dân số thành thị không ngừng tăng
theo thời gian, mật độ dân số nước ta phân bố không đồng đều giữa các vùng địa lý.
Dân số sinh sống tập trung chủ yếu tại các thành phố lớn, nơi có kinh tế phát triển, khả
năng tìm việc làm gia tăng thu nhập và điều kiện sống cao hơn các vùng khác. Người
dân thành thị theo thống kê cũng có thu nhập thực tế cao hơn nhiều so với người dân
sinh sống ở nông thôn. Năm 2010, nếu người dân thành thị thu nhập bình quân khoảng
2.130 nghìn đồng/người/tháng thì người dân nông thôn chỉ có thu nhập 1.070 nghìn
đồng/người/thánh. Quá trình đô thị hoá diễn ra nhanh, mạnh thì phân hoá về thu nhập
giữa thành thị và nông thôn cũng không ngừng gia tăng.
Tốc độ đô thị hóa của Việt Nam cũng song hành với tốc độ phát triển kinh tế và tăng
tốc nhanh vào những năm gần đây, như bảng 1.1:
Bảng 1.1: Mức độ đô thị hóa (tỷ lệ dân số đô thị) ở Việt Nam giai đoạn 1931-2013
Năm

1931

1940

1951

1960

1970

1979

1989

1999

2009

2013

%

7,5

8,7

10,0

15,0

20,6

19,2

22,0

23,5

29,6

33,47

(Nguồn: structiondpt, Bộ Xây dựng, 2013)
Theo nghiên cứu của Hoàng Bá Thịnh và cộng sự cho thấy số lượng đô thị cũng tăng
lên “hệ thống đô thị Việt Nam không ngừng phát triển; từ 629 đô thị (năm 1999) đã
tăng lên tới 755 đô thị (năm 2010), và tính đến tháng 11 năm 2013 cả nước đã có 770
8


đô thị. Trong đó, có 02 đô thị loại đặc biệt, 14 đô thị loại I, 11 đô thị loại II, 52 đô thị
loại III, 63 đô thị loại IV, còn lại là đô thị loại V…”
Tuy vậy, trong hơn 20 năm tiến hành công cuộc đổi mới, quá trình đô thị hoá ở Việt
Nam diễn ra có phần nhanh hơn, nhất là trong 10 năm trở lại đây. Năm 1990, tỷ lệ đô
thị hoá mới đạt vào khoảng 22-23%, đến năm 2000 con số này đã là 23,6% và hiện
nay đạt 35%. Dự báo, năm 2020, tỷ lệ đô thị hoá của Việt Nam sẽ đạt khoảng 45%.
Trong xu thế đó, Hà Nội là một trong hai thành phố có mức và tốc độ đô thị hóa đạt
cao nhất. Ước tính đến năm 2010, Tỷ lệ đô thị hóa đạt ở Hà Nội là 30 - 32% và nhảy
vọt thành 55 - 65% vào năm 2020. Quá trình đô thị hóa của Hà Nội đã phát triển mạnh
theo chiều rộng và có sức lan tỏa mạnh (đô thị hóa theo chiều rộng). Những địa chỉ
hấp dẫn đã và đang tạo nên tốc độ đô thị hóa nhanh nhất. Các điểm dân cư ven đô,
những khu vực có khả năng tạo động lực phát triển đô thị, những quỹ đất thuận lợi để
tạo thị đã liên tục được khoác lên mình những chiếc áo đô thị ngày một rộng hơn. Diện
tích đất tự nhiên của Hà Nội hiện nay đã lên tới trên 300 nghìn ha (tăng lên gấp 3,6 lần
so với trước). Dân số Hà Nội gia tăng lên với tốc độ cao: năm 1990, Hà Nội mới chỉ có

2 triệu người, đến năm 2000 lên được 2,67 triệu thì đến năm 2009 đã đạt tới con số 6,5
triệu dân. Trong vòng 10 năm, dân số Hà Nội đã tăng lên khoảng 4 triệu người. Như
thế, có thể kết luận rằng: trong khi mức độ và tốc độ đô thị hóa trên phạm vi toàn quốc
ở Việt Nam chậm hơn so với các nước khác trên thế giới và trong khu vực, thì Hà Nội,
đã có tốc độ đô thị hóa nhanh hơn nếu so sánh với chính bản thân thành phố qua các
thời điểm, nó đã đạt được tương đương với tỷ lệ đô thị hóa ở các thành phố của các
nước phát triển trong khu vực Châu Á và đang phấn đấu gia nhập hàng ngũ các thành
phố có dân số lớn hơn 10 triệu người của thế giới. Tuy nhiên việc đô thị hóa nhanh
diễn ra trong thời gian ngắn cần phải được đánh giá khách quan những mặt được và
không được, nhất là dưới góc độ tính bền vững của nó.
1.3.3. Tổng quan về đô thị hóa vùng nghiên cứu
Là một huyện ngoại thành thủ đô, nhưng Thanh Trì đang là một trong những huyện có
tốc độ đô thị hóa nhanh và mạnh mẽ nhất ở Hà Nội. Năm 2017, tổng giá trị sản xuất
trên địa bàn huyện Thanh Trì tăng 8,5%. Trong đó, giá trị sản xuất công nghiệp, xây
dựng tăng 8.3%, giá trị sản xuất thương mại dịch vụ tăng 12.5%, cơ cấu chuyển dịch
9


đúng hướng: nông nghiệp giảm từ 11.1% xuống còn 9.3%, công nghiệp- xây dựng
tăng từ 63.4% lên 64%, thương mại dịch vụ tăng từ 25.5% lên 26.7%.
Quy hoạch thành các vùng sản xuất nông nghiệp tập trung ổn định như vùng nuôi
trồng thủy sản tại các xã Đại Áng, Đông Mỹ, vùng trồng rau an toàn tại các xã Yên
Mỹ, Duyên Hà, vùng trồng cây ăn quả tập trung xã Vạn Phúc, vùng trồng lúa chất
lượng cao tại các xã Vĩnh Quỳnh, Đại Áng, Tả Thanh Oai. Thu nhập bình quân đầu
người năm 2017 của huyện Thanh Trì ước đạt 38 triệu đồng/người/năm.
Cũng trên lĩnh vực kinh tế, sản xuất công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp tiếp tục đạt
được những bước tiến vững chắc. Theo số liệu thống kê năm 2017, toàn huyện có 867
doanh nghiệp, tăng 135 doanh nghiệp so với năm 2016 và 1.225 hộ sản xuất tiểu công
nghiệp hoạt động trong lĩnh vực xây dựng, trong đó có 55 doanh nghiệp thành lập mới.
Tiếp tục củng cố, nâng cao hiệu quả hoạt động khu làng nghề tập trung xã Tân Triều

đồng thời phát triển các làng nghề truyền thống được thành phố công nhận. Đặc biệt,
ngành sản xuất dệt may tăng 15.8%, sản xuất lắp ráp thiết bị máy mọc tăng 11%, sản
xuất thiết bị điện tăng 10.3%, sản xuất cơ khí tăng 9%.
Lĩnh vực thương mại dịch vụ có nhiều bước tiến vượt bậc với giá trị ước đạt hơn 1.873
tỷ, tăng 12.5% so với năm 2016. Toàn huyện có 3.473 doanh nghiệp, 9.494 hộ kinh
doanh hoạt động trong lĩnh vực thương mại dịch vụ, trong đó có 123 doanh nghiệp
mới thành lập.
Nhờ hệ thống giao thông thuận tiện, cơ sở hạ tầng của huyện Thanh Trì cũng đang
phát triển từng ngày, với sự xuất hiện của những khu đô thị lớn, hiện đại, như: Khu đô
thị Tứ Hiệp, Khu đô thị Tân Triều, Khu đô thị Tây Nam Kim Giang, Khu đô thị Ngọc
Hồi, Khu đô thị Cần Bươu, Khu đô thị Đại Thanh, Khu đô thị Hồng Hà Park City,…
Không chỉ vậy huyện Thành Trì còn gần các trường từ mầm non đến đại học như
trường THPT Đông Mỹ, Ngọc Hồi, Việt Nam – Ba Lan, Ngô Thì Nhậm,… các trường
đại học: Viện đại học Mở Hà Nội (cơ sở Ngọc Hồi), Học viện kỹ thuật mật mã, Viện
khoa học Nông Nghiệp, Cao đẳng Kinh tế công nghiệp Hà Nội,…
Là một xã thuần nông, thu nhập người dân còn thấp, việc huy động nguồn lực xã hội
hóa gặp không ít khó khăn, nhưng trong những năm gần đây được sự quan tâm của
10


thành phố, xã Đại Áng đã thay da đổi thịt một cách nhanh chóng. Với tốc độ phát triển
của khu vực như vậy trong những năm tới vùng nghiên cứu sẽ được chuyển sang đô
thị, công nghiệp.

1.4. Tổng quan về các nghiên cứu có liên quan
1.4.1. Tổng quan các nghiên cứu trên thế giới
Trong những năm gần đây, đã có nhiều tác giả trên thế giới nghiên cứu về tác động
của biến đổi khí hậu đến mưa tiêu, nhu cầu tiêu và hệ thống tiêu, điển hình như các
nghiên cứu sau:
 Grum M. và Jorgensen, 2006 [21] – Nghiên cứu ảnh hưởng của biến đổi khí hậu

đến tiêu nước đô thị: một đánh giá dựa trên mô phỏng mô hình khí hậu vùng. Trong
nghiên cứu này, các tác giả đã sử dụng phương pháp mô phỏng mô hình khí hậu vùng
(RCM) để đánh giá ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến sự thay đổi của cường độ mưa
và biểu đồ mưa, từ đó đánh giá ảnh hưởng đến dòng chảy trong hệ thống tiêu thoát
nước đô thị.
 K.Berggren, 2010 [22] – Nghiên cứu những chỉ số đánh giá tác động của biến đổi
khí hậu đến tiêu nước. Nghiên cứu đã khảo sát những chỉ số được sử dụng để mô tả và
so sánh những tác động và những biện pháp thích ứng trong những hệ thống tiêu hiện
có. Những vấn đề của hệ thống tiêu dưới tác động của biến đổi khí hậu như: ngập lụt
bề mặt, sự gia tăng của lưu lượng tiêu thoát, sự tăng của dòng chảy về trạm xử lý
nước. Nghiên cứu đề xuất rằng, những tác động của biến đổi khí hậu cần được mô
tả với những chỉ số kể đến tình trạng của hệ thống tiêu nước, trong và sau mỗi trận
mưa ngập.
 Eric A. Rosenberg, 2010 [23] – Nghiên cứu mưa cực hạn và những tác động của
biến đổi khí hậu đến công trình tiêu nước ở bang Washington. Tác giả đã sử dụng số
liệu mưa đo đạc trong quá khứ và số liệu mưa mô phỏng để đánh giá những thay đổi
trong phân bố xác xuất mưa cực hạn ở vùng nghiên cứu. Mưa đo đạc sử dụng trong
khoảng thời gian 1949-2007 và mưa tương lai được xác định từ mô hình khí hậu vùng
WRF trong khoảng thời gian 1970-2000 và 2020-2050 và thu phóng từ mô hình khí
hậu toàn cầu ECHAM5 và CCSM3. Chuỗi mưa giờ từ phân tích thống kê được sử
11


dụng như đầu vào của mô hình thuỷ văn HSPF để mô phỏng dòng chảy trong hai lưu
vực đô thị ở miền trung Puget Sound. Nghiên cứu kết luận rằng, những công trình tiêu
nước được thiết kế khi sử dụng số liệu mưa trong thế kỷ 20 cần thiết phải được nâng
cấp với tiêu chuẩn thiết kế mới để có thể đáp ứng được yêu cầu tiêu do biến đổi khí
hậu gây ra.
 Ahmed S, Tsanis I, 2016 [24] – Nghiên cứu tác động của biến đổi khí hậu đến mưa
thiết kế và năng lực của hệ thống quản lý nước mưa – Một nghiên cứu điển hình ở lưu

vực tiêu miền núi phía Tây miền Trung Canada. Nghiên cứu này đánh giá tác động
tiềm năng của sự thay đổi lương mưa cực hạn đến những hệ thống tiêu ở vùng núi phía
Tây miền Trung Canada. Mưa thiết kế cho vùng nghiên cứu được tính toán từ dữ liệu
quan trắc và kết quả mô phỏng khí hậu từ Chương trình đánh giá biến đổi khí hậu vùng
Bắc Mỹ (NARCCAP) dựa trên kịch bản SRES A2. Phân tích tần suất đã được thực
hiện dựa trên chuỗi số liệu lượng mưa lớn nhất năm qua sử dụng phân bố xác suất phù
hợp nhất. Kiểm định Pearson và Kolmogorov-Smirnov đã được sử dụng để kiểm tra sự
phù hợp (goodness of fit) của các phân bố xác suất. Kết quả chỉ rằng, phân bố Lmoment đã được chọn là phân bố tốt nhất. Lượng mưa thiết kế được tính từ số liệu đo
đạc và mô hình khí hậu được sử dụng như đầu vào mô hình SWMM để mô phỏng dòng
chảy và phân tích thuỷ lực cho hệ thống tiêu thoát nước. Kết quả cho thấy rằng, khi lượng
mưa mùa lũ tăng lên theo các kịch bản biến đổi khí hậu cần thiết phải cập nhật, điều chỉnh
tiêu chuẩn thiết kế đối với hệ thống kênh nhánh, hồ điều hoà trong vùng. Kết quả đánh giá
cũng cho rằng, hệ thống tiêu thoát sẽ bị hư hỏng dưới tác động của biến đổi khí hậu.
1.4.2. Tổng quan các nghiên cứu trong nước
Đã có nhiều nghiên cứu trong nước về tác động của biến đổi khí hậu đến mưa tiêu, nhu
cầu tiêu và hệ thống tiêu, điển hình như các nghiên cứu sau:
 Bùi Nam Sách, 2010 [9] – Nghiên cứu sự biến đổi của nhu cầu tiêu và biện pháp
tiêu nước cho hệ thống thuỷ nông Nam Thái Bình có xét đến ảnh hưởng của biến đổi
khí hậu toàn cầu. Tác giả đã chỉ ra một số kết quả như sau:
+ Về hệ số tiêu: Nếu chỉ xét riêng về ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến yêu cầu tiêu
thì hệ số tiêu mặt ruộng, lưu lượng tiêu thiết kế của các công trình đầu mối và tổng
12


lượng nước cần tiêu của hệ thống thuỷ nông tăng theo tỷ lệ thuận với mực độ tăng của
tổng lượng trận mưa tiêu thiết kế. Nếu xét thêm ảnh hưởng của biến động cơ cấu sử
dụng đất do công nghiệp hoá và đô thị hoá mang lại thì so với thời điểm hiện tại khi
lượng mưa tiêu tăng thêm 3,1% thì hệ số tiêu thiết kế tăng 5,62%, khi lượng mưa tăng
thêm 7,9% thì hệ số tiêu thiết kế tăng 17,12% và khi lượng mưa tăng thêm 19,1% thì
hệ số tiêu tăng 35,65%

+ Về biện pháp tiêu: vùng tiêu tự chảy giảm từ 82,54% diện tích cần tiệu tại thời điểm
hiện nay xuống còn 62,9% vào năm 2020, 39,90% vào năm 2050 và 33,10% vào năm
2100. Ngược lại quy mô vùng tiêu bằng động lực tăng lên tương ứng với mức độ giảm
của vùng tiêu tự chảy: tăng từ 10.435 ha ở thời điểm hiện nay lên 20.958 ha vào năm
2020; 34.670 vào năm 2050 và 38.732 vào năm 2100.
- Với hệ số tiêu thiết kế đang áp dụng trong hệ thống thuỷ nông Nam Thái Bình
khoảng 7,01 l/s-ha, ở thời điểm hiện tại các công trình tiêu nước đã có trên hệ thống
này mới chỉ có khả năng đáp ứng được khoảng 60% nhu cầu tiêu, đến năm 2020 ấp
ứng được 58%, năm 2050 đáp ứng dược trên 52% và năm 2100 đáp ứng được trên
45% nhu cầu tiêu.
 Theo Viện Quy hoạch Thuỷ lợi, 2012 [11] tác động của biến đổi khí hậu, nước biển
dâng đến hệ thống tiêu nước Đồng Bằng Bắc Bộ như sau:
Kết quả tính toán hệ số tiêu với kịch bản biến đổi khí hậu, nước biển dâng theo các
giai đoạn: Tổng lượng mưa 5 ngày max đến 2020 tăng từ 2 - 5% so với hiện tại ( năm
2010), đến năm 2030 tăng từ 6% so với hiện tại, đến năm 2050 tăng từ 7 – 9% so với
hiện tại, năm 2100 tăng từ 10 -18% so với hiện tại. Tính toán tiêu với cơ cấu sử dụng
đất 2010, 2020, 2030. 2050 theo mưa các giai đoạn đến năm 2010, 2020, 2030, 2050
kết quả tính hệ số tiêu đều tăng lên nhiều so với hiện tại, do mưa tăng lên, đông thời
với quá trình công nghiệp hoá, đô thị hoá ngày càng tăng, vì vậy ao, hồ, đất nông
nghiệp càng bị thu hẹp nên khả năng trữ nước ngày càng giảm, thời gian tiêu càng phải
tiêu gấp rút hơn.
Toàn vùng có diện tích cần tiêu 1.162.160 ha, đến năm 2050 do ảnh hưởng biến đổi
khí hậu lượng mưa thời đoạn tiêu tăng, cùng với tốc độ phát triển đô thị, công nghiệp
13


trong vùng tăng nên nhu cầu tiêu tăng lên 35,7% so với hiện tại, mực nước chân triều
tại vùng ven biển tăng lên sẽ gây ảnh hưởng tới tiêu thoát, cần nâng cấp, xây mới các
công trình tiêu đầu mối và nội đồng, kết hợp nạo vét các trục tiêu trong các hệ thống.
Đến năm 2030, mực nước trên sông Hồng, sông Đuống, sông Thái Bình và các triền

sông khác đều tăng lên khoảng 0,20 – 0,26 m, ở vùng ảnh hưởng triều do tác động của
tăng lên mực nước biển nên mực nước trên các triền sông đều tăng lên khoảng 0,18 –
0,2 m. Riêng lưu lượng tiêu đổ vào sông Đáy tăng lên khá nhiều, đoạn từ Ba Thá trở
xuống lưu lượng tăng lên khoảng 300 m3/s, làm cho mức độ tăng mực nước trên sông
Đáy, sông Hoàng Long là khá lớn, tại Ba Thá tăng thêm 1,28 m, Phủ Lý 0,73 m các
đoạn sông còn lại khoảng 0,30 – 0,48m.
Đến năm 2050 mực nước trên sông Hồng tăng lên khoảng 0,42m, ở vùng ảnh hưởng
triều do tác động của tăng lên mực nước biển nên mực nước trên các triền sông đều
tăng lên khoảng 0,30 – 0,50 m. Lưu lượng tiêu vào sông Đáy tăng thêm khoảng 400500 m3/s, mực nước trung bình tại Ba Thá kên đến 5,3m tăng thêm 1,40m so với hiện
nay, tại Phủ Lý cũng tăng thêm đến 1,10m các đoạn sông còn lại khoảng 0,30 – 0,48m.
 Vũ Trọng Bằng, 2014 [13] – Nghiên cứu ảnh hưởng của biến đổi khí hậu và quá
trình đô thị hoá đến nhu cầu tiêu nước của hệ thống tiêu trạm bơm Đông Mỹ, Hà Nội.
Trong nghiên cứu này, tác giả đã sử dụng kịch bản biến đổi khí hậu, nước biển dâng
năm 2012 của bộ TN&MT cho vùng Hà Nội. Do kịch bản biến đổi khí hậu, nước biển
dâng 2012 không có kịch bản về lượng mưa 5 ngày lớn nhất năm để tính toán mưa tiêu
thiết kế, tác giả đã sử dụng tương quan giữa lượng mưa mùa hè và lượng mưa 5 ngày
lớn nhất năm từ liệt mưa trong quá khứ. Từ phương trình tương quan này và kịch bản
về mức tăng lượng mưa mùa hè trong giai đoạn 2020, 2050, tác giả đã xác định được
lượng mưa 5 ngày lớn nhất bình quân nhiều năm và lượng mưa 5 ngày lớn nhất tần
suất 10% trong giai đoạn 2020, 2050. Sử dụng mô hình mưa điển hình trong quá khứ,
từ lượng mưa 5 ngày lớn nhất tần suất thiết kế 10%, thu phóng có được mô hình mưa
thiết kế trong giai đoạn 2020, 2050. Tác giả sử dụng phương pháp tính hệ số tiêu theo
quy định hiện hành và mô hình SWMM để mô phỏng hệ thống tiêu. Kết quả tính toán
đã chỉ ra rằng, đến năm 2020, nhu cầu tiêu của lưu vực tăng lên 2,13% và đến năm
2050, nhu cầu tiêu tăng lên 5,65% so với thời kỳ nên 1980-1999. Hạn chế của nghiên
14


cứu này là mô hình mưa tiêu thiết kế trong tương lai được xác định dựa trên kịch bản
biến đổi lượng mưa mùa hè, trong khi tương quan giữ lượng mưa mùa hè và lượng

mưa 5 ngày lớn nhất không quá cao nên kết quả tính lượng mưa 5 ngày lớn nhất không
chính xác.
 Nghiên cứu tác động của BĐKH lên tài nguyên nước của Việt Nam của nhóm tác
giả Trần Thanh Xuân, Trần Thuc, Hoàng Minh Tuyển 2010
 Dự án “Quản lý bền vững và tổng hợp tài nguyên nước lưu vực Sông Hồng - Thái
Bình trong bối cảnh biến đổi khí hậu (IMRR)” trên cơ sở hợp tác quốc tế của Trường
Đại học Bách khoa Milan (Pomili) và viện Quy hoạch Thủy lợi (IWRP) với sự trợ
giúp của Chính phủ hai nước Việt Nam và Italya. Dự án bắt đầu từ tháng 2 năm 2012.
 Xây dựng công cụ đánh giá nhanh tác động của BĐKH đến hiệu quả khai thác các
hồ chứa ở miền Trung Việt Nam của nhóm tác giả Hoàng Thanh Tùng, GS.TS Lê Kim
Truyền, TS. Dương Đức Tiến, Nguyễn Hoàng Sơn 2013
 Nghiên cứu nâng cao hiệu quả khai thác giảm nhẹ thiệt hại do thiên tai (lũ, hạn) và
đảm bảo an toàn hồ chứa nước khu vực Miền Trung trong điều kiện BĐKH của GS.TS
Lê Kim Truyền 2013.
 Kịch bản biến đổi khí hậu được xây cho dự thảo Thông báo lần hai của Việt Nam cho
Công ước khung của Liên Hợp Quốc về biến đổi khí hậu (Viện KH KTTVMT 2007)
 Kịch bản biến đổi khí hậu được xây dựng bằng phương pháp tổ hợp (phần mềm
MAGICC/SCEN GEN 5.3) và phương pháp chi tiết hóa thống kê cho Việt Nam và các
khu vực nhỏ hơn (Viện KH KTTVMT 2008)
 Kịch bản biến đổi khí hậu cho khu vực Việt Nam được xây dựng bằng phương
pháp động lực (Viện KH KTTVMT, SEA START, Trung tâm Hadley 2008).
1.5. Tổng quan về vùng nghiên cứu
1.5.1. Điều kiện tự nhiên
1.5.1.1. Vị trí địa lý, diện tích

15