(Luận văn thạc sĩ) ứng dụng mô hình mike urban tính toán thoát nước cho thành phố hà tĩnh dưới tác động của biến đổi khí hậu

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

Lê Thúy Chiên

ỨNG DỤNG MƠ HÌNH MIKE URBAN TÍNH TOÁN THOÁT NƯỚC CHO
THÀNH PHỐ HÀ TĨNH DƯỚI TÁC ĐỘNG CỦA
BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội - 2019


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

Lê Thúy Chiên

ỨNG DỤNG MƠ HÌNH MIKE URBAN TÍNH TOÁN THOÁT NƯỚC CHO
THÀNH PHỐ HÀ TĨNH DƯỚI TÁC ĐỘNG CỦA
BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU

Chuyên ngành: Thủy văn học
Mã số: 8440224.01

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. NGUYỄN QUANG HƯNG

Hà Nội – 2019


LỜI CẢM ƠN
Luận văn “Ứng dụng mơ hình Mike Urban tính tốn thốt nước cho thành phố
Hà Tĩnh dưới tác động của Biến đổi khí hậu” đã hồn thành với sự đúc kết các kinh
nghiệm về mơ hình thủy văn đô thị và kiến thức chuyên ngành thủy văn của tơi trong
chương trình cao học tại Khoa Khí tượng, Thủy văn và Hải dương học.
Tôi xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn nhiệt tình, tận tâm của TS. Nguyễn
Quang Hưng đã giúp đỡ tơi hồn thành luận văn và quá trình học tập.
Xin chân thành cảm ơn sự truyền đạt kiến thức tận tâm, sự hỗ trợ quý báu của
các thầy cô trong Bộ môn Thủy văn và Tài ngun nước và Khoa trong q trình tơi
học tập tại Trường.
Trong q trình thực hiện luận văn tơi cũng rất cảm ơn lãnh đạo, đồng nghiệp
tại phịng Khí tượng Thủy văn - Viện Quy hoạch Thủy lợi đã hỗ trợ, động viên, giúp
đỡ để tơi có điều kiện hồn thành luận văn và chương trình học.
Do giới hạn về thời gian cũng như hạn chế về số liệu và hạn chế về kinh nghiệm
nghiên cứu nên luận văn không tránh được những thiếu sót. Tơi rất mong được những
ý kiến đóng góp q báu của các thầy cơ, bạn bè, đồng nghiệp để luận văn được hoàn
thiện hơn.
Xin trân trọng cảm ơn!
Tác giả luận văn

Lê Thúy Chiên

i


MỤC LỤC

MỤC LỤC .................................................................................................................. ii
DANH MỤC BẢNG BIỂU ........................................................................................v
DANH MỤC HÌNH VẼ ........................................................................................... vii
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT................................................................................. xi
MỞ ĐẦU .....................................................................................................................1
1. Tính cấp thiết của đề tài ......................................................................................1
2. Mục tiêu nghiên cứu............................................................................................2
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu .......................................................................2
4. Phương pháp nghiên cứu.....................................................................................2
5. Tóm tắt nội dung luận văn ..................................................................................3
Chương 1. TỔNG QUAN ...........................................................................................4
1.1 Tổng quan địa lý tự nhiên và kinh tế - xã hội thành phố Hà Tĩnh ....................4
1.1.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên ............................................................................4
1.1.2 Đặc điểm khí hậu .......................................................................................6
1.1.3 Đặc điểm mạng lưới sơng ngịi ................................................................11
1.1.4 Đặc điểm thủy văn ...................................................................................15
1.1.5 Hiện trạng và phương hướng phát triển kinh tế - xã hội ..........................17
1.2 Tổng quan về ngập lụt đô thị...........................................................................21
1.2.1 Các nguyên nhân và các biện pháp phịng, chống ngập lụt đơ thị ...........21
1.2.2 Các vấn đề về thốt nước đơ thị ở Thành phố Hà Tĩnh ...........................23
1.3 Tổng quan về Biến đổi khí hậu tại Hà Tĩnh ....................................................27
1.3.1 Xu thế biến đổi khí hậu ở Hà Tĩnh hiện tại ..............................................27

ii


1.3.2 Kịch bản biến đổi khí hậu cho tỉnh Hà Tĩnh ............................................29
Chương 2. CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .....................32
2.1 Phương pháp tiếp cận trong luận văn ..............................................................32
2.2 Phương pháp nghiên cứu.................................................................................33

2.2.1 Phương pháp hệ thống thông tin địa lý GIS .............................................33
2.2.2 Phương pháp mơ hình ..............................................................................34
2.3 Ứng dụng mơ hình Mike Urban ......................................................................40
2.3.1 Một số ứng dụng Mike Urban ở Việt Nam ..............................................40
2.3.2 Một số ứng dụng Mike Urban ở trên thế giới ..........................................42
Chương 3. ỨNG DỤNG MƠ HÌNH MIKE URBAN TÍNH TỐN THỐT NƯỚC
CHO THÀNH PHỐ HÀ TĨNH DƯỚI TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ..44
3.1 Thiết lập hiện trạng hệ thống thoát nước của thành phố Hà Tĩnh ..................44
3.1.1 Số liệu thu thập.........................................................................................44
3.1.2 Thiết lập mơ hình .....................................................................................45
3.1.3 Kết quả mơ phỏng, kiểm định mơ hình ....................................................53
3.2 Đánh giá hiện trạng hệ thống thốt nước của thành phố.................................61
3.2.1 Lựa chọn tần suất thiết kế và trận mưa điển hình ....................................61
3.2.2 Tính tốn và đánh giá hiện trạng thốt nước thành phố ...........................63
3.3 Tính tốn thoát nước cho thành phố Hà Tĩnh dưới tác động của BĐKH .......66
3.3.1 Kịch bản biến đổi khí hậu cho thành phố Hà Tĩnh ..................................66
3.3.2 Đánh giá kết quả tính toán thoát nước cho thành phố Hà Tĩnh trong điều
kiện biến đổi khí hậu .........................................................................................71
3.3.3 Đề xuất các giải pháp thoát nước cho thành phố Hà Tĩnh trong điều kiện
biến đổi khí hậu .................................................................................................76

iii


KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...................................................................................86
TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................88
PHỤ LỤC ..................................................................................................................90

iv

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1. Nhiệt độ tháng, năm trung bình nhiều năm tại các trạm ............................7
Bảng 1.2. Độ ẩm tương đối tháng, năm trung bình nhiều năm tại các trạm ...............7
Bảng 1.3. Lượng bốc hơi ống piche trung bình nhiều năm tại các trạm .....................8
Bảng 1.4. Tổng số giờ nắng tháng, năm tại các trạm ..................................................8
Bảng 1.5. Lượng mưa tháng năm trung bình nhiều năm tại một số trạm .................10
Bảng 1.6. Hiện trạng các tuyến đê bảo vệ thành phố Hà Tĩnh .................................15
Bảng 1.7. Mực nước lũ cao nhất năm tại các vị trí ...................................................15
Bảng 1.8. Hiện trạng phân bố dân cư thành phố Hà Tĩnh.........................................17
Bảng 3.1. Dữ liệu hệ thống thoát nước hiện trạng ....................................................46
Bảng 3.2. Phần trăm khơng thấm nước ban đầu theo các lớp tính tốn ....................52
Bảng 3.3. Bảng độ ngập thực đo và tính tốn tại một vị trí hiệu chỉnh ....................54
Bảng 3.4. Bảng độ ngập thực đo và tính tốn tại một vị trí kiểm định .....................57
Bảng 3.5. Lượng mưa lớn nhất thời đoạn và tần suất tương ứng các năm 2015, 2016,
2017 ...........................................................................................................................62
Bảng 3.6. Cường độ mưa trạm Hà Tĩnh trong các thời đoạn và giai đoạn lặp lại theo
số liệu thực đo giai đoạn (1984 – 2014) ....................................................................67
Bảng 3.7. Lượng mưa trạm Hà Tĩnh trong các thời đoạn và giai đoạn lặp lại theo số
liệu thực đo giai đoạn (1984 – 2014) ........................................................................67
Bảng 3.8. Cường độ mưa trong các thời đoạn và giai đoạn lặp lại tại trạm Hà Tĩnh
vào giữa thế kỷ 21 theo trường hợp có khả năng nhất ..............................................69
Bảng 3.9. Cường độ mưa trong các thời đoạn và giai đoạn lặp lại tại trạm Hà Tĩnh
vào giữa thế kỷ 21 theo trường hợp có tác động cao ................................................69

v


Bảng 3.10. Kết quả tính tốn phương án thay đổi phần trăm khơng thấm tại một số vị
trí ...............................................................................................................................78

Bảng 3.11. Kết quả thay đổi diện tích các phương án theo các cấp độ ngập ............80
Bảng 3.12. Kết quả tính tốn phương án bổ sung trạm bơm tại một số vị trí ...........83
Bảng PL: Các tuyến kênh, mương chính thành phố Hà Tĩnh ...................................90

vi


DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1: Bản đồ hành chính thành phố Hà Tĩnh .......................................................4
Hình 1.2: Xu thế biến đổi mực nước lớn nhất tại trạm Thạch Đồng ........................16
Hình 1.3: Quy hoạch sử dụng đất đến 2020 theo thành phố Hà Tĩnh .......................19
Hình 1.4: Tình trạng ngập tại các tuyến đường thành phố Hà Tĩnh .........................25
Hình 1.5: Tình trạng ứ tắc tại hố ga do xả rác ..........................................................25
Hình 1.6: Xu thế biến đổi lượng mưa 1, 3, 5 ngày lớn nhất tại trạm Hà Tĩnh ..........29
Hình 2.1: Sơ đồ triển khai các bước ứng dụng Mike Urban trong luận văn .............32
Hình 2.2: Sơ đồ hệ thống quản lý mơ hình Mike Urban - MOUSE .........................35
Hình 2.3: Sơ đồ tính tốn mưa – dịng chảy..............................................................36
Hình 2.4: Dữ liệu mưa đầu vào và Dữ liệu mưa được mơ hình áp dụng ..................37
Hình 2.5: Sơ đồ tính tốn dịng chảy trong hệ thống thốt nước 1 chiều .................38
Hình 2.6: Sơ đồ kết hợp mơ hình 1 chiều và 2 chiều ................................................39
Hình 3.1: Bản đồ DEM khu vực nghiên cứu ............................................................45
Hình 3.2: Thơng số các hố ga và thiết lập hệ thống hố ga cho TP Hà Tĩnh .............46
Hình 3.3: Thơng số đường ống và thiết lập hệ thống đường ống cho TP Hà Tĩnh ..47
Hình 3.4: Kết quả phân chia lưu vực (catchment) trong hệ thống thốt nước ..........48
Hình 3.5. Xử lý số liệu địa hình bằng GIS ................................................................49
Hình 3.6: Thiết lập trong tính tốn dịng chảy tràn 2D .............................................49
Hình 3.7: Hệ thống thốt nước hiện trạng TP Hà Tĩnh trên CAD và Mike Urban ...50
Hình 3.8: Trắc dọc tuyến đường Hải Thượng Lãn Ơng ............................................50
Hình 3.9: Thơng số các lưu vực (catchment) trong hệ thống thoát nước .................52

vii


Hình 3.10: Diễn biến trận mưa hiệu chỉnh mơ hình ngày 23/04/2015 trạm Hà Tĩnh
...................................................................................................................................54
Hình 3.11: Bản đồ độ ngập sâu nhất kết quả hiệu chỉnh trên GE .............................55
Hình 3.12: Trắc dọc đoạn đường Nguyễn Du từ Nguyễn Huy Tự đến Nguyễn Cơng
Trứ và dịng chảy tràn tại điểm ngập sâu ..................................................................56
Hình 3.13: Trắc dọc đoạn đường Lê Ninh và dịng chảy tràn tại điểm ngập sâu .....56
Hình 3.14: Trắc dọc đoạn đường Hải Thượng Lãn Ông – Xuân Diệu và dịng chảy
tràn tại điểm ngập sâu ...............................................................................................56
Hình 3.15: Diễn biến trận mưa kiểm định mơ hình ngày 16/09/2015 trạm Hà Tĩnh 57
Hình 3.16: Bản đồ độ ngập sâu nhất kết quả kiểm định trên GE ..............................58
Hình 3.17: Trắc dọc đoạn đường Lê Ninh và dòng chảy tràn tại điểm ngập sâu .....59
Hình 3.18: Trắc dọc đoạn đường Nguyễn Du từ Nguyễn Huy Tự đến Nguyễn Cơng
Trứ và dịng chảy tràn tại điểm ngập sâu ..................................................................60
Hình 3.19: Trắc dọc đoạn đường Hải Thượng Lãn Ơng – Xn Diệu và dịng chảy
tràn tại điểm ngập sâu ...............................................................................................60
Hình 3.20: Trận mưa điển hình ngày 14 – 15/10/2016 .............................................63
Hình 3.21: Bản đồ độ ngập sâu nhất với mưa thiết kế 2% trên GE ..........................64
Hình 3.22: Đoạn đường Lê Duẩn, khu đơ thị sơng Đà và dịng chảy tràn tại điểm
ngập sâu .....................................................................................................................64
Hình 3.23: Tuyến đường Xơ Viết Nghệ Tĩnh và dịng chảy tràn tại điểm ngập sâu 65
Hình 3.24: Đoạn đường Nguyễn Du – Lê Ninh và dòng chảy tràn tại điểm ngập sâu
...................................................................................................................................65
Hình 3.25: Đường IDF mưa trạm Hà Tĩnh vào giữa thế kỷ 21 theo trong trường hợp
có khả năng nhất........................................................................................................68

viii

Hình 3.26: Đường IDF mưa tại trạm Hà Tĩnh vào giữa thế kỷ 21 trong trường hợp
tác động cao ...............................................................................................................69
Hình 3.27: Trận mưa 12h tần suất 2% theo kịch bản BĐKH trường hợp có khả năng
nhất (RCP4.5) và trường hợp có tác động cao (RCP8.5) ..........................................70
Hình 3.28: Bản đồ ngập với kịch bản mưa BĐKH RCP4.5 thời kỳ giữa thế kỷ ......72
Hình 3.29: Đoạn đường Hải Thượng Lãn Ơng – Lê Ninh và dòng chảy tràn tại điểm
ngập sâu kịch bản RCP4.5 thời đoạn giữa thế kỷ .....................................................72
Hình 3.30: Đoạn đường Nguyễn Du và dòng chảy tràn tại điểm ngập sâu kịch bản
RCP4.5 thời đoạn giữa thế kỷ ...................................................................................73
Hình 3.31: Đoạn đường Lê Duẩn và dòng chảy tràn tại điểm ngập sâu kịch bản
RCP4.5 thời đoạn giữa thế kỷ ...................................................................................73
Hình 3.32: Bản đồ ngập với kịch bản mưa BĐKH RCP8.5 thời kỳ giữa thế kỷ ......74
Hình 3.33: Đoạn đường Hải Thượng Lãn Ơng – Lê Ninh và dịng chảy tràn tại điểm
ngập sâu kịch bản RCP8.5 thời đoạn giữa thế kỷ .....................................................74
Hình 3.34: Đoạn đường Nguyễn Du và dịng chảy tràn tại điểm ngập sâu kịch bản
RCP8.5 thời đoạn giữa thế kỷ ...................................................................................75
Hình 3.35: Đoạn đường Hải Thượng Lãn Ơng – Nguyễn Cơng Trứ và dịng chảy tràn
tại điểm ngập sâu kịch bản RCP8.5 thời đoạn giữa thế kỷ .......................................76
Hình 3.36: Một số các biện pháp làm thay đổi dòng chảy từ mưa vào hệ thống thốt
nước ...........................................................................................................................77
Hình 3.37: Dịng chảy tràn tại điểm ngập sâu trên tuyến đường Lê Ninh kịch bản
RCP8.5 thời đoạn giữa thế kỷ và 2 kịch bản giảm phần trăm khơng thấm ..............79
Hình 3.38: Dịng chảy tràn tại điểm ngập sâu trên tuyến đường Phan Đình Phùng kịch
bản RCP8.5 thời đoạn giữa thế kỷ và 2 kịch bản giảm phần trăm khơng thấm........79
Hình 3.39: Trắc dọc tuyến đường Hải Thượng Lãn Ông – Lê Ninh với kịch bản
RCP8.5 thời đoạn giữa thế kỷ và 2 kịch bản giảm phần trăm không thấm ..............79

ix

Hình 3.40: Bản đồ ngập với kịch bản mưa BĐKH RCP8.5 thời kỳ giữa thế kỷ trước
khi bổ sung trạm bơm................................................................................................81
Hình 3.41: Bản đồ ngập với kịch bản mưa BĐKH RCP8.5 thời kỳ giữa thế kỷ sau
khi bổ sung trạm bơm................................................................................................81
Hình 3.42: Trắc dọc tuyến đường Hải Thượng Lãn Ơng – Lê Ninh với kịch bản
RCP8.5 thời đoạn giữa thế kỷ và sau khi bổ sung trạm bơm ....................................82
Hình 3.43: Trắc dọc tuyến đường Hải Thượng Lãn Ông bổ sung với kịch bản RCP8.5
thời đoạn giữa thế kỷ và sau khi bổ sung trạm bơm .................................................82
Hình 3.44: Trắc dọc tuyến đường Lê Duẩn – Vụ Quang với kịch bản RCP8.5 thời
đoạn giữa thế kỷ và sau khi bổ sung trạm bơm.........................................................83
Hình 3.45: Trắc dọc tuyến đường Hải Thượng Lãn Ơng – Lê Ninh với kịch bản
RCP8.5 thời đoạn giữa thế kỷ và áp dụng các biện pháp khác .................................85

x


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

BĐKH

Biến đổi khí hậu

DEM

Digital Elevation Model: Mơ hình số địa hình

GE

Google Earth

GIS
(Geographic Information System)

Hệ thống thơng tin địa lý

KTTV

Khí tượng Thủy văn

RCP4.5

Kịch bản nồng độ khí nhà kính trung bình thấp

RCP8.5

Kịch bản nồng độ khí nhà kính cao

TP

Thành phố

xi


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Vấn đề thốt nước cho đơ thị gắn liền với q trình đơ thị hóa và sự phát triển
của khoa học, kỹ thuật ở Việt Nam và trên thế giới. Ở Việt Nam và các nước đang
phát triển vấn đề thoát nước ở các đô thị đặc biệt cấp bách do sự phát triển khơng

kiểm sốt của đơ thị và hệ thống thốt nước chưa đáp ứng được với sự phát triển kinh
tế, xã hội ở đơ thị, nhất là trong tình trạng biến đổi khí hậu diễn ra phức tạp hiện nay.
Các đơ thị càng lớn mức độ đơ thị hóa càng nhanh thì vấn đề thốt nước càng
cần quan tâm nhiều hơn. Đặc biệt là những thành phố lớn ven biển trong những đợt
mưa lớn, khi đó việc thốt nước vừa chịu ảnh hưởng của mưa thời đoạn ngắn và dòng
chảy trên sơng, việc giải bài tốn này rất phức tạp. Để có thể giải quyết được vấn đề
cấp thiết thời sự hàng ngày này cần phải sử dụng kỹ thuật mơ hình mới có lời giải tốt.
Hà Tĩnh hiện nay là đô thị loại 2 với sự phát triển đô thị lớn mạnh, cùng sự đơ
thị hóa nhanh đó là thành phố thường xuyên bị ngập sau những trận mưa lớn, đặc biệt
là vùng trung tâm kinh tế của thành phố. Năm 1999, thị xã Hà Tĩnh bị ngập sâu từ 1
÷ 2m, trong thời gian từ 2 ÷ 3 ngày trên toàn thị xã với số người bị ảnh hưởng ước
tính là 10.600 người. Các phường Bắc Hà, Nam Hà, Tân Giang và Trần Phú có độ
sâu ngập cao nhất là 0,6m, trung bình ngập từ 0,4 ÷ 0,5m trên diện tích 30 ÷ 70ha.
Năm 2010 khu vực thành phố Hà Tĩnh ngập 47,4 km2 trên tổng diện tích 56,2 km2
tương đương với ngập 84% diện tích thành phố. Diện tích ngập tập chung chủ yếu
trong mức ngập từ 0,5 ÷ 2,5m. Tình trạng ngập lụt thường xun diễn ra hiện nay đã
và đang gây ảnh hưởng lớn đến đời sống dân sinh, phát triển KT - XH của hàng chục
nghìn người dân sinh sống và làm việc tại TP Hà Tĩnh.
Trong bối cảnh BĐKH diễn biến phức tạp trên phạm vi toàn cầu và khu vực ở
hiện tại và tương lai, thành phố Hà Tĩnh đã và đang chịu nhiều tác động mạnh của
BĐKH. Vì vậy, cần có bài giải cho bài toán ngập lụt cho thành phố Hà Tĩnh trong
hiện tại và tương lai.

1


2. Mục tiêu nghiên cứu
- Thiết lập hiện trạng thoát nước thành phố Hà Tĩnh sử dụng mơ hình Mike
Urban.
- Tính tốn thốt nước cho thành phố Hà Tĩnh dưới tác động của Biến đổi khí

hậu.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng là hiện tượng ngập lụt tại thành phố Hà Tĩnh.
- Phạm vi nghiên cứu là thành phố Hà Tĩnh bao gồm: Phường Bắc Hà, Phường
Nam Hà, Phường Tân Giang, Phường Trần Phú, Phường Đại Nài, Phường Hà Huy
Tập, Phường Thạch Linh, Phường Nguyễn Du, Phường Thạch Quý, Phường Văn
Yên, Xã Thạch Trung.
4. Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp thống kê: Thu thập và tổng hợp các tài liệu hiện trạng về điều
kiện tự nhiên, đặc trưng khí tượng thủy văn, điều kiện kinh tế - xã hội và định hướng
phát triển… của khu vực nghiên cứu để có được số liệu cơ bản xây dựng mơ hình hóa
việc tiêu thốt nước cũng như đưa ra hướng phát triển việc tính tốn trong điều kiện
biến đổi khí hậu.
- Phương pháp mơ hình hóa: sơ đồ hố dịng chảy mặt, dịng chảy tại các điểm
thốt nước, mạng lưới thốt nước trên khu vực nghiên cứu, tính tốn mơ phỏng dịng
chảy trong điều kiện hiện tại và điều kiện phát triển trong tương lai.
- Phương pháp hệ thống thông tin địa lý GIS: được sử dụng nhằm xử lý đồng
bộ các lớp thông tin không gian (bản đồ) gắn với các thơng tin thuộc tính.
- Phương pháp kế thừa: Tham khảo và kế thừa các tài liệu, kết quả của một số
nghiên cứu trước đây của các tác giả, cơ quan, tổ chức khác. Những tài liệu, kết quả
này là đặc biệt quan trọng trong việc định hướng, phân tích và đánh giá trong q
trình nghiên cứu.

2


- Một số phương pháp khác ứng dụng trong việc tạo lập cơ sở ban đầu cho việc
tính tốn mơ phỏng.
5. Tóm tắt nội dung luận văn
Ngồi phần Mở đầu, Kết luận, kiến nghị và Tài liệu tham khảo, luận văn gồm

có 3 chương:
- Chương 1: Tổng quan;
- Chương 2: Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu;
- Chương 3: Ứng dụng mơ hình Mike Urban tính tốn thốt nước cho thành phố
Hà Tĩnh dưới tác động của Biến đổi khí hậu.

3


Chương 1. TỔNG QUAN
1.1 Tổng quan địa lý tự nhiên và kinh tế - xã hội thành phố Hà Tĩnh
1.1.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên
Thành phố Hà Tĩnh trải dài từ 18°18’ đến 18°24’ vĩ Bắc và từ 105°53’ đến
105°56’ kinh Đông, nằm trên trục đường Quốc lộ 1A, cách thủ đô Hà Nội 340 km,
cách thành phố Vinh 50 km về phía Bắc; cách thành phố Huế 314 km về phía Nam
và cách biển Đơng 12,5 km.
Hiện tại Thành phố gồm 10 phường và 06 xã gồm có: Phường Bắc Hà, Phường
Nam Hà, Phường Tân Giang, Phường Trần Phú, Phường Đại Nài, Phường Hà Huy
Tập, Phường Thạch Linh, Phường Nguyễn Du, Phường Thạch Quý, Phường Văn
Yên, Xã Thạch Môn, Xã Thạch Hạ, Xã Thạch Trung, Xã Thạch Đồng, Xã Thạch
Hưng, Xã Thạch Bình, với diện tích tự nhiên khoảng 5.655ha với tổng dân số là
202.062 người (2017).

Hình 1.1: Bản đồ hành chính thành phố Hà Tĩnh

4


1.1.1.1 Địa hình
Thành phố Hà Tĩnh nằm trong vùng đồng bằng ven biển miền Trung, địa hình

tương đối bằng phẳng, cao độ nền biến thiên từ +0,5m đến +3,0m.
Địa hình của các khu vực đã xây dựng trong nội thị có cao độ từ +2,0 đến +3,0m,
các khu ruộng trũng có cao độ nền từ +1,0m đến +2,3m và khu vực dọc theo sơng
Rào Cái có cao độ nền từ + 0,7 đến + 1,1m.
* Ưu thế :
- Có nhiều quỹ đất thuận lợi để xây dựng các khu tập trung như: các khu dân
cư, hệ thống đào tạo, khu du lịch dịch vụ ven sông, khu ứng dụng công nghệ xanh..v..v
- Hệ thống sông, bờ biển bao quanh thành phố tạo điều kiện phát triển cảnh
quan, nuôi trồng thủy sản, khai thác du lịch..v..v
- Vùng đồi núi phía Tây thành phố vừa tạo cảnh quan phong phú vừa che chắn
gió bão, gió nóng Tây Nam cho đơ thị,
Tuy nhiên sử dụng đất cần lựa chọn hợp lý, giữ tối đa màu xanh của khu vực
lúa nước hai vụ, mặt nước sinh thái, tạo cảnh quan và điều tiết điều tiết nước mặt, bảo
đảm an toàn, tránh ngập úng cho thành phố phát triển bền vững trước điều kiện
BDKH.
*Hạn chế:
Địa hình thành phố thấp dần từ Tây sang Đơng. Phía Tây thành phố là hồ Kẻ,
phía Đơng thành phố bao quanh bởi hệ thống đê sông Phủ nên khi hồ Kẻ Gỗ xả lũ
vào mùa mưa ở phía Tây kết hợp với triều cường lên ở phía Đơng thành phố phải
đóng hệ thống ngăn triều sẽ dẫn đến hiện tượng ngập úng nội đồng bên trong thành
phố. Việc tiêu thoát phải sử dụng chế độ tiêu tự chảy kết hợp tiêu động lực và cần
xây dựng hệ thống hồ chứa nước để giảm thiểu hiện tượng ngập úng.
Vùng phụ cận:

5


Vùng phụ cận có nền địa hình tương đối thuận lợi, các trung tâm xã có nền từ
+2,5 đến +4m.
Khi mưa lớn kết hợp triều cường lên hệ thống cống ngăn triều được đóng lại vì

vậy gây ngập úng một số cánh đồng thuộc các xã Thạch Hưng, Thạch Đồng, Thạch
Môn và phường Văn Yên.
1.1.1.2 Địa chất, thảm phủ thực vật
a. Địa tầng địa chất
Trong vùng nghiên cứu xuất lộ gần như đầy đủ địa tầng địa chất có tuổi từ cổ
đến trẻ: Giới Proteozoi (Pt), giới Paleozoi (Pz), giới Mezozoi (Mz), trầm tích đệ tứ,
các thành tạo măcma xâm nhập.
b. Cấu tạo kiến tạo
Các hệ thống đứt gãy trong vùng nghiên cứu có liên quan đến đặc điểm địa
chất, cơng trình, địa chất thuỷ văn và cịn là tiền đề cho sự phát triển của các dịng
sơng lớn nhỏ trong vùng.
c. Hiện tượng địa vật lý
Các hiện tượng đá đổ, đá trượt, đất đá bị Laterit hố, hồ tan, cacstơ, xói lở
bờ,... đều là những hiện tượng đã và đang xảy ra cần được quan tâm đầy đủ vì nó ảnh
hưởng trực tiếp đến đời sống nhân dân và vấn đề các cơng trình thủy lợi, thuỷ điện
trong vùng.
1.1.2 Đặc điểm khí hậu
Tỉnh Hà Tĩnh nói chung và thành phố Hà Tĩnh nói riêng nằm trong vùng khí
hậu Bắc Trung Bộ, có hai mùa rõ rệt là mùa đơng khô và lạnh kéo dài từ tháng XI
đến tháng IV, mùa hè nóng ẩm từ tháng V đến tháng X.
Vùng nghiên cứu chịu ảnh hưởng của chế độ khí hậu nhiệt đới gió mùa. Hàng
năm bị chi phối bởi hai luồng gió mùa Đơng Bắc và gió mùa Tây Nam và các nhiễu
động thời tiết gây mưa khác. Gió mùa Đông Bắc ảnh hưởng tới vùng tuy đã yếu đi

6


nhiều so với phía Bắc, nhưng hàng năm ở vùng núi thuận tiện cho việc đón gió, nhiệt
độ thấp nhất đạt 0,7 ÷ 60C. Về mùa hè gió mùa Tây Nam sau khi vượt dãy Trường
Sơn đã trở nên khô nóng, nhiệt độ cao nhất tuyệt đối đạt 40 ÷ 420C.

1.1.2.1 Chế độ nhiệt:
Nhiệt độ năm trung bình tại Hà Tĩnh đạt 24,20C, tại Kỳ Anh đạt 24,50C và tại
Hương Khê đạt 23,80C. Nhiệt độ trung bình tháng nhỏ nhất tại Hương Khê đạt 17,30C,
tại Hà Tĩnh đạt 17,60C, tại Kỳ Anh đạt 17,50C. Các tháng chịu ảnh hưởng của gió Tây
khơ nóng, nhiệt độ trung bình tháng đạt 29,1 ÷ 30,40C vào tháng VII ở các trạm. Nhiệt
độ thấp nhất đo được tại Hà Tĩnh và Kỳ Anh là 6,8 ÷ 6,90C.
Bảng 1.1. Nhiệt độ tháng, năm trung bình nhiều năm tại các trạm
Đơn vị: oC
Trạm
Hà Tĩnh

I

II

III

IV

V

VI

VII VIII

IX

X

XI

XII Năm

17,6 18,7 20,9 25,1 27,9 29,7 29,6

28,6 26,9 24,5 21,7 18,8

24,2

Hương Khê 17,3 19,0 21,3 25,0 27,7 29,1 29,1

27,9 26,3 23,9 20,8 18,4

23,8

Kỳ Anh

28,8 27,1 25,2 22,4 19,2

24,5

17,5 19,5 21,2 25,1 27,9 30,4 30,0

1.1.2.2 Độ ẩm tương đối:
Độ ẩm tương đối trung bình năm đạt 85% tại các trạm. Độ ẩm thấp nhất xảy ra
vào các tháng có gió Tây khơ nóng - tháng VI, VII và đạt 71% ở Kỳ Anh, 76% ở
Hương Khê, 74% ở Hà Tĩnh. Độ ẩm cao nhất xảy ra vào các tháng cuối mùa đông
khi có mưa phùn hoặc các tháng mùa mưa, độ ẩm tương đối cao nhất đạt 92%.
Bảng 1.2. Độ ẩm tương đối tháng, năm trung bình nhiều năm tại các trạm
Đơn vị: %

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

Năm

Hà Tĩnh

88

90

90

86

79

74

74

79

85

87

87

88

84

Hương Khê

90

90

89

86

81

77

76

82

87

89

88

88

85

Kỳ Anh

91

92

91

87

79

71

71

77

85

87

87

87

84

Trạm

7


1.1.2.3 Bốc hơi:
Bốc hơi Piche trung bình năm đạt 862mm tại Hà Tĩnh, 892mm tại Hương Khê
1080mm tại Kỳ Anh. Lượng bốc hơi lớn xảy ra vào tháng VI, VII với lượng bốc hơi
trung bình tháng đạt từ 133 ÷ 197mm. Tháng II có lượng bốc hơi nhỏ nhất đạt từ 30
÷ 35mm.

Bảng 1.3. Lượng bốc hơi ống piche trung bình nhiều năm tại các trạm
Đơn vị: mm
I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

Năm

Hà Tĩnh

37

30

37

60

102

133

141

101

67

58

52

45

862

Hương Khê

36

34

47

71

110

136

157

103

61

51

45

40

892

Kỳ Anh

38

34

42

69

132

197

184

129

77

67

62

51

1080

Trạm

1.1.2.4 Số giờ nắng:
Tổng số giờ nắng toàn vùng đạt từ 1.300  1.650 giờ. Số giờ nắng cao nhất
thường vào tháng V ÷ VII với số giờ nắng trên 200 giờ trong tháng, cao nhất tại Hà
Tĩnh đạt 223 giờ vào tháng VII, các tháng có số giờ nắng thấp nhất trong năm là tháng
I, II và XII với tổng số giờ nắng trong tháng từ 50 ÷ 70 giờ, thấp nhất tại Hà Tĩnh đạt
51 giờ vào tháng II.

Bảng 1.4. Tổng số giờ nắng tháng, năm tại các trạm
Đơn vị: giờ
I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

Năm

70

51

71

132

213

205

223

185

151

127

93

74

1595

Hương Khê 55

47

77

121

169

178

187

153

113

88

69

55

1311

Kỳ Anh

61

87

150

223

221

231

193

156

121

82

63

1659

Trạm
Hà Tĩnh

70

1.1.2.5 Chế độ gió:
Trong vùng có hai chế độ gió mùa chính:

8


Về mùa đơng gió thịnh hành là gió Bắc và gió Đơng, bắt đầu từ tháng XII đến
tháng III. Từ tháng IV ÷ VII là thời kỳ giao thời giữa gió Đơng Bắc yếu dần, gió Tây
và Tây Nam bắt đầu hoạt động mạnh dần lên và thổi suốt đến tháng XI hàng năm.

Tốc độ gió lớn nhất trong mùa đơng là 1,9m/s, tốc độ gió lớn nhất trong mùa hè là
2,7m/s. Gió Tây khơ nóng thương thổi vào tháng V ÷ VII, một năm thường có 5 ÷7
đợt, mỗi đợt kéo dài từ 5 ÷ 6 ngày. Tốc độ gió từ 1,8 ÷ 2,0 m/s, đặc điểm là gió này
rất khơ.
Trong mùa gió Tây và Tây Nam thường xảy ra bão và áp thấp nhiệt đới. là
vùng nằm sát với vịnh Bắc Bộ nên ảnh hưởng bão và mưa do bão gây nên ở đây là
thường xuyên. Có năm hai, ba trận bão liên tiếp đổ bộ trực tiếp vào vùng, cũng có
năm khơng có trận nào, bình qn mỗi năm có từ 0,8 ÷ 1 cơn bão đổ bộ vào vùng
sơng Nghèn và có từ 1,2 ÷ 1,4 lần bão và ảnh hưởng mưa do bão gây nên. Bão thường
xuất hiện muộn hơn vùng Bắc Bộ từ 20 ÷ 30 ngày và xuất hiện nhiều vào tháng X
hàng năm. Tốc độ bão đổ bộ vào vùng thường là cấp 10, giật trên cấp 10. Bão thường
gây ra mưa lớn. Những trận mưa lớn gây ngập lụt với diện rộng trong vùng là mưa
do bão gây nên.
Tốc độ gió trung bình năm 2,3 m/s tại Kỳ Anh, 1,7 m/s tại Hà Tĩnh, 1,6m/s tại
Hương Khê. Tốc độ gió lớn nhất khi có bão đạt 48 m/s ngày 8/X/1964, 40m/s tại Hà
Tĩnh. Vùng núi cao ảnh hưởng của bão giảm đi tốc độ gió lớn nhất đạt từ 25  30m/s.
Hướng gió mùa đơng là hướng Đơng Bắc, mùa hè thịnh hành gió Tây Nam hoặc gió
Đơng Nam.
1.1.2.6 Bão và các hiện tượng cực đoan
Hà Tĩnh hàng năm thường bị ảnh hưởng trực tiếp của bão, áp thấp nhiệt đới,
dông lốc, nước dâng trong bão. Hàng năm tỉnh chịu sự ảnh hưởng từ 1 ÷ 2 cơn bão
đổ bộ đạt tỷ lệ là 59%, từ 3 ÷ 4 cơn bão đạt 8%. Trong năm số trận bão đổ bộ, ảnh
hưởng tới vùng nhiều nhất vào tháng IX chiếm tỷ lệ 65%, tháng X là 37%, thángVII
là 20% trong mùa bão từ tháng VII tới tháng XI.

9


Những trận bão điển hình đổ bộ và ảnh hưởng tới Nghệ An, Hà Tĩnh là cơn bão
Chara 8/10/1964, cơn bão số 8 ngày 13/7/1971, số 2 ngày 13/7/1973, từ ngày 26 28/9/1978, số 7 ngày 3/10/1989, số 7, 8, 9 đổ bộ liên tiếp vào vùng nam Hà Tĩnh ảnh

hưởng mưa lớn ở hạ du gây ra lũ đặc biệt lớn trên sông Cả, cơn bão số 5 ngày
29/8/1990, cơn bão số 6 ngày 22/9/1996.
Gần đây là cơn bão số 5 năm 2007 (Lekima) từ 3 ÷ 4/10/2007 đổ bộ vào Hà
Tĩnh và Quảng Bình, mưa to tạo lũ quét và sạt lở đất gây tổn thất nặng nề. Cơn bão
số 8 năm 2013 (Wutip) từ 16 ÷ 21/09/2013 gây mưa vừa, mưa to và đợt lũ cho các
tỉnh miền Trung. Cơn bão số 10 (Doksuri) từ 10 đến 17/09/2017 với sức gió cấp 11
÷ 12, giật cấp 15 đổ bộ vào Hà Tĩnh, Quảng Bình gây thiệt hại nặng nề.
1.1.2.7 Chế độ mưa:
Hà Tĩnh có lượng mưa năm khá phong phú, lượng mưa trung bình năm đạt từ
2.300  3.200mm. Những vùng mưa lớn như Kỳ Lạc, Kỳ Anh lượng mưa đạt
3.220mm. Những tâm mưa lớn thượng nguồn sơng Ngàn Phố, Ngàn Sâu, Rào Trổ,
Hồnh Sơn có năm lượng mưa năm đạt 4.586 mm năm 1978 ở Bàu Nước, 4.386mm
tại Kỳ Anh năm 1990, 4.450 mm năm 1990 tại Kỳ Lạc.
TP Hà Tĩnh với trạm Hà Tĩnh có lượng mưa năm thuộc lượng mưa trung bình
của tỉnh với lượng mưa năm đạt 2690mm. Lượng mưa năm lớn nhất đạt 4.391mm
tương đương với các tâm mưa lớn ở thượng nguồn các sông trong tỉnh.
Mùa mưa bắt đầu từ tháng VIII tới tháng XI. Tuy nhiên tháng V, VI có mưa
Tiểu mãn gây ra lũ Tiểu mãn. Lượng mưa mùa mưa đạt 65 ÷ 70% lượng mưa năm,
cịn lại là mùa khơ.
Bảng 1.5. Lượng mưa tháng năm trung bình nhiều năm tại một số trạm
Đơn vị: mm
Trạm

Yếu tố

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII Năm

X(mm) 88,0 49,5 43,7 57,6 121,9 133,3 26,7 215,3 552,3 636,3 274,0 129,0 2328
Hộ Độ
K%

3,8

2,1

1,9

2,5

5,2

5,7

10

1,1

9,2

23,7

27,3

11,8

5,5

100


Trạm

Yếu tố

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII Năm

X(mm) 101,2 62,2 61,2 72,5 162,3 144,6 105,4 245,7 517,6 742,7 312,7 157,5 2686
Hà Tĩnh
K%

3,8

2,3

2,3

2,7

6,0

5,4

3,9

9,2

19,3

27,7

11,6

5,9

100

X(mm) 111,0 70,8 61,2 61,8 153,0 121,4 97,4 246,4 555,1 763,0 404,4 199,4 2845
Kỳ Anh
K%
Thạch
Đồng
Cẩm
Xuyên

3,9

2,5

2,2

2,2

5,4

4,3

3,4

8,7

19,5

26,8

14,2

7,0

100

X(mm) 86.6 52.6 54.9 69.8 142.9 130.6 84.7 223.7 453.0 726.2 242.4 156.7 2424
K%

3.57 2.17 2.26 2.88 5.90

5.39

3.50

9.23

18.7

30.0

10.0

6.46

100

X(mm) 94,3 76,8 59,4 58,6 148,4 102,4 96,5 233,9 506,1 782,0 342,2 159,5 2660
K%

3,5

2,9

2,2

2,2

5,6

3,8

3,6

8,8

19,0

29,4

12,9

6,0

100

1.1.3 Đặc điểm mạng lưới sơng ngịi
1.1.3.1 Hệ thống sơng Nghèn, sông Rào Cái, sông Cày
Sông Nghèn là phân lưu cấp 1 của hệ thống sông Cả. Hiện nay lưu vực sông
Nghèn phân lưu với lưu vực sông Cả bằng đê La Giang và các cống dưới đê như
Trung Lương, Đức Xá, Cầu Khống. Vì vậy chế độ thuỷ văn lưu vực sông Nghèn chịu
sự chi phối của hệ thống sông Cả (chủ yếu về mùa kiệt) và sông trong vùng. Sơng nội
vùng gồm dịng chính sơng Nghèn và các nhánh, trong đó có hai nhánh lớn là sơng
Cày và sông Rào Cái.
- Sông Cày: Là nhánh của sông Nghèn, có diện tích lưu vực 93,8 km2 với chiều
dài dịng chính 24km, bắt đầu từ vùng đồi Thạch Hà đổ vào sơng Nghèn tại Hộ Độ.
- Sơng Rào Cái: Có diện tích lưu vực 500 km2, sơng bắt nguồn từ vùng đồi núi
hồ Kẻ Gỗ đổ ra sông Nghèn tại hạ lưu cầu Hộ Độ với chiều dài dịng chính 67 km.
1.1.3.2 Hệ thống trục tiêu và kênh tiêu
Các trục tiêu trong thành phố thường xuyên bị bồi lấp, bị xây dựng lấn chiếm khiến
khả năng tiêu thoát kém và không đảm bảo. Hệ thống kênh tiêu trong thành phố Hà Tĩnh
thuộc hệ thống tiêu sông Rào Cái, sông Cày bao gồm:

- Trục tiêu Bắc thành phố Hà Tĩnh: Đây là trục tiêu chính đi qua phường Trần Phú,

11


phường Thạch Linh, xã Thạch Trung đổ chảy về các cống Vạn Hạnh, cống Sác Chai,
cống Hói Tuần dưới đê Đồng Môn. Hiện tại các trục tiêu bị bồi lấp, sạt lở và lấn chiếm
không đảm bảo khả năng tiêu thốt.
- Trục tiêu Cầu Vọoc - Sơng Cụt: Trục tiêu này có nhiệm vụ tập trung nước thuộc
phường Đại Nài, phường Nam Hà, 1 phần phường Bắc Hà, một phần phường Hà Huy
Tập và tiêu nước từ Cầu Vọoc vào Sông Cụt rồi đổ xuống sông Rào Cái. Hiện tại các
trục tiêu bị bồi lấp, sạt lở và lấn chiếm khơng đảm bảo khả năng tiêu thốt.
- Trục tiêu sơng Cầu Đông 1 (Cửa Ải): bắt nguồn từ Thạch Xuân – Thạch Đài một phần phường Thạch Linh đổ ra sông cầu Đông.
- Trục tiêu sông Cầu Đông 2: Tiêu nước cho 1 phần phường Hà Huy Tập, một phần
phường Trần Phú, một phần xã Thạch Đài, một phần phường Thạch Linh, đổ ra sông
Cày qua cống Cầu Sú.
- Trục tiêu Văn Yên - Đại Nài: Trục tiêu này tập trung nước từ phường Văn Yên,
phường Đại Nài, phường Hà Huy Tập sau đó tiêu qua các kênh nhỏ trong nội thành ra
các cống Hói Cót, cống Thanh Danh, Đập Tùng rồi đổ ra sông Rào Cái.
- Trục tiêu Thạch Quý - Thạch Hưng - Thạch Đồng: Tiêu nước qua các kênh nhánh
nhỏ rồi đổ về sông Rào Cái qua các cống Đập Bợt, cống Hói Lồ, cống tại K13 đê Đồng
Môn, cống Thạch Đồng 2.
- Trục tiêu Thạch Quý - Thạch Môn - Thạch Hạ: Tiêu nước qua các kênh nhánh
nhỏ đổ vào trục tiêu sau đó chảy qua cống Hói Nghem và đổ ra sơng Nghèn.
- Trục tiêu Thạch Đồng - Thạch Môn: Qua kênh tiêu nhỏ đổ về sông Rào Cái qua
các cống tiêu qua đê Đồng Môn qua cống K13 - cống Thạch Đồng 1 tiêu nước cho xã
Thạch Mơn và một phần diện tích xã Thạch Quý.
Hệ thống kênh tiêu hiện có trong địa phận TP Hà Tĩnh
Hệ thống kênh tiêu nội thị thành phố bao gồm sơng Cụt dài 1,6 km, rộng 25 ÷
30m, các kênh thủy lợi từ T1 - T4 có độ rộng từ 4 ÷ 5m với tổng chiều dài 13 km như

sau:

12