Luận văn thạc sĩ nghiên cứu đánh giá và đề xuất giải pháp ứng phó ngập lụt hạ lưu hồ đồng mỏ tỉnh vĩnh phúc do xả lũ trong bối cảnh biến đổi khí hậu

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
KHOA SAU ĐẠI HỌC

NGUYỄN VĂN ÂN

NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP ỨNG PHÓ
NGẬP LỤT HẠ LƯU HỒ ĐỒNG MỎ, TỈNH VĨNH PHÚC
DO XẢ LŨ TRONG BỐI CẢNH BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU

LUẬN VĂN THẠC SỸ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU

Hà Nội - 2015


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
KHOA SAU ĐẠI HỌC

NGUYỄN VĂN ÂN

NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP ỨNG PHÓ
NGẬP LỤT HẠ LƯU HỒ ĐỒNG MỎ, TỈNH VĨNH PHÚC
DO XẢ LŨ TRONG BỐI CẢNH BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU

LUẬN VĂN THẠC SỸ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
Chuyên ngành: BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
Mã số: Chương trình đào tạo thí điểm

Người hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Ngọc Nam

Hà Nội - 2015

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan luận văn là kết quả nghiên cứu do cá nhân tôi thực hiện
dưới sự hướng dẫn của Tiến sĩ Nguyễn Ngọc Nam, không sao chép các cơng
trình nghiên cứu của người khác. Kết quả của luận văn chưa từng được công bố
ở bất kỳ một cơng trình khoa học nào.
Tơi hồn tồn chịu trách nhiệm về tính xác thực của nội dung luận văn.
Tác giả

Nguyễn Văn Ân

LỜI CẢM ƠN


Luận văn thạc sỹ “Nghiên cứu, đánh giá và đề xuất giải pháp ứng phó
ngập lụt hạ lưu hồ Đồng Mỏ, tỉnh Vĩnh Phúc do xả lũ trong bối cảnh biến đổi
khí hậu” đã được hồn thành tại Khoa Sau Đại học - Đại học Quốc gia Hà Nội
tháng 12 năm 2015. Trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn,
tác giả nhận được rất nhiều sự giúp đỡ của các thầy cô, bạn bè và gia đình.
Trước hết tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Tiến sĩ Nguyễn Ngọc
Nam đã trực tiếp hướng dẫn và giúp đỡ trong quá trình nghiên cứu và hồn thiện
luận văn.
Xin cảm ơn đến các thầy cơ giáo Khoa Sau Đại học - Đại học Quốc gia Hà
Nội và tồn thể các thầy cơ giảng dạy đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tác giả
trong thời gian học tập cũng như thực hiện luận văn.
Tác giả chân thành cảm ơn bạn bè, đồng nghiệp Sở Tài nguyên và Môi
trường Vĩnh Phúc, Sở Nông nghiệp và Phát triển nơng thơn tỉnh Vĩnh Phúc,
Phịng thí nghiệm trọng điểm Quốc gia về động lực học sông biển - Viện Khoa
học Thủy lợi Việt Nam, đã hỗ trợ chuyên môn, thu thập tài liệu liên quan để luận
văn được hoàn thành.

Trong khuôn khổ luận văn, do thời gian và điều kiện cịn hạn chế nên
khơng tránh khỏi những thiếu sót. Tác giả rất mong nhận được những ý kiến quý
báu của thầy cô và đồng nghiệp.
Hà Nội, tháng 12 năm 2015
Tác giả

Nguyễn Văn Ân


MỤC LỤC
MỤC

Ụ C............................................................................................................i

DANH SÁCH CÁC HÌNH.................................................................................. iii
DANH SÁCH CÁC BẢNG.................................................................................. v
DANH MỤC KÝ HIỆU VIẾT TẮT....................................................................vi
MỞ ĐẦU............................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN..............................................................................................4
1.1 Một số khái niệm chung.............................................................................................. 4
1.2. Một số nghiên cứu trong nước và ngoài nước...........................................................4
1.2.1. Một số nghiên cứu ngoài nước................................................................................4
1.2.2. Một số nghiên cứu trong nước................................................................................ 6
1.3. Đặc điểm tự nhiên, kinh tế - xã hội vùng nghiên cứu................................................8
1.3.1. Giới thiệu về hồ Đồng Mỏ...................................................................................... 9
1.3.2. Đặc điểm tự nhiên................................................................................................. 11
1.3.3. Đặc điểm dân sinh kinh tế vùng nghiên cứu.........................................................17
1.3.4. Đặc điểm thủy văn, nước mặt............................................................................... 18
1.4. Tổng quan các tác động và thiệt hại do thiên tai tỉnh Vĩnh Phúc............................19
CHƯƠNG 2........................................................................................................................22

CƠ SỞ KHOA HỌC ĐÁNH GIÁ NGẬP LỤT HẠ LƯU HỒ ĐỒNG MỎ.............22
2.1. Biểu hiện của biến đổi khí hậu ở Việt Nam [4]....................................................... 22
2.2. Biểu hiện của biến đổi khí hậu tỉnh Vĩnh Phúc....................................................... 24
2.2.1. Nhiệt độ................................................................................................................. 24
2.2.2. Lượng mưa............................................................................................................ 25
2.3. Phương pháp nghiên cứu..........................................................................................28
2.3.1. Điều tra, thống kê, thu thập tài liệu.......................................................................28
2.3.2. Phương pháp bản đồ và GIS................................................................................. 28
2.3.3. Phương pháp mơ hình tốn................................................................................... 29
2.4. Sử dụng mơ hình Mike Nam, Mike 11, Mike 21, Mike Flood phục vụ tính tốn
ngập lụt............................................................................................................................ 30
2.4.1. Giới thiệu về các mơ hình..................................................................................... 30

i


2.4.2. Sử dụng mơ hình Mike Nam: Tính tốn điều kiện đầu vào cho lưu vực hạ lưu hồ
Đồng Mỏ..........................................................................................................................35
2.4.3. Sử dụng mơ hình Mike11, Mike 21, Mike Flood................................................. 40
CHƯƠNG 3........................................................................................................................52
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP ỨNG PHĨ........................52
3.1. Kết quả mơ hình....................................................................................................... 52
3.2. Xây dựng bản đồ ngập lụt........................................................................................ 56
3.3. Đề xuât giải pháp giảm ứng phó khi xảy ra ngập lụt...............................................60
3.3.1. Giải pháp thường xuyên........................................................................................60
3.3.2. Giải pháp ứng phó khẩn cấp..................................................................................61

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ............................................................................. 66
TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................... 68

ii


DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 1. 1. Bản đồ vị trí và khu vực hạ lưu hồ Đồng Mỏ................................................11
Hình 1. 2. Bản đồ hành chính huyện Tam Đảo...............................................................12
Hình 1. 3. Sự phân bố nhiệt độ theo không gian của tỉnh Vĩnh Phúc................................15
Hình 1. 4. Sự phân bố lượng mưa theo khơng gian của tỉnh Vĩnh Phúc............................17

Hình 2. 1. Mức tăng nhiệt độ trung bình năm (oC) trong 50 năm qua............................22
Hình 2. 2. Mức thay đổi lượng mưa năm (%) trong 50 năm qua...................................22
Hình 2. 3. Xu hướng thay đổi nhiệt độ trung bình mùa mưa giai đoạn 1975 - 2010....24
Hình 2. 4. Xu hướng thay đổi nhiệt độ trung bình mùa khơ giai đoạn 1970 - 2010......25
Hình 2. 5. Xu hướng thay đổi nhiệt độ trung bình năm giai đoạn 1975 - 2010.............25
Hình 2. 6. Xu hướng thay đổi lượng mưa trung bình năm giai đoạn 1960 - 2010........26
Hình 2. 7. Xu hướng thay đổi lượng mưa theo tháng giai đoạn 1960 - 1984................26
Hình 2. 8. Xu hướng thay đổi lượng mưa theo tháng giai đoạn 1985 – 2009................26
Hình 2. 9. Xu thế biến đổi lượng mưa 01 ngày lớn nhất giai đoạn (1960 - 2012).........27
Hình 2. 10. Xu thế biến đổi lượng mưa 3 ngày lớn nhất giai đoạn (1960 - 2012).........27
Hình 2. 11. Sơ đồ mơ tả cấu trúc mơ hình NAM............................................................30
Hình 2. 12. Sơ đồ mơ tả kết nối trong Mike 11..............................................................32
Hình 2. 13. Kết nối tiêu chuẩn........................................................................................33
Hình 2. 14. Kết nối bên...................................................................................................34
Hình 2. 15. Kết nối cơng trình.........................................................................................34
Hình 2. 16. Hướng dịng chảy trong mơ hình dịng chảy 8 hướng.................................35
Hình 2. 17. Lưu vực hồ Đồng Mỏ...................................................................................35
Hình 2. 18. Chia lưu vực hồ Đồng Mỏ bằng phương pháp đa giác Theisson................36
Hình 2. 19. Kết quả hiệu chỉnh mơ hình Mike Nam lưu vực sơng Vực Chng...........37
Hình 2. 20. Kết quả hiệu chỉnh mơ hình Mike Nam lưu vực suối Thai Léc..................38

Hình 2. 21. Kết quả hiệu chỉnh mơ hình Mike Nam trạm Quảng Cư 1971 - 1972........38
Hình 2. 22. Kết quả kiểm định mơ hình Mike Nam lưu vực sơng Vực Chng...........39
Hình 2. 23. Kết quả kiểm định mơ hình lưu vực suối Thai Léc trận lũ 10/1978...........39
Hình 2. 24. Kết quả kiểm định mơ hình trạm Quảng Cư (1973 - 1975)........................40
Hình 2. 25. Mạng thủy lực 1 chiều Mike 11...................................................................41


Hình 2. 26. Các biên nhập lưu dọc sơng trên mơ hình....................................................43
Hình 2. 27. Tạo mới cơng cụ Mesh Generator................................................................45
Hình 2. 28. Lựa chọn hệ qui chiếu cho miền tính...........................................................45
Hình 2. 29. Thiết lập lưới tính tốn cho khu vực hạ lưu hồ Đồng Mỏ............................45
Hình 2. 30. Các giá trị cao độ địa hình được đưa vào.....................................................46
Hình 2. 31. Địa hình 2D khu vực nghiên cứu..................................................................46
Hình 2. 32. Địa hình 3D khu vực nghiên cứu..................................................................47
Hình 2. 33. Sơ hoạ kết nối Mike 11 và Mike 21..............................................................49
Hình 2. 34. Vị trí các điểm khảo sát vết lũ năm 2008.....................................................50
Hình 2. 35. Hình ảnh thu thập vết lũ năm 2008..............................................................50

Hình 3. 1. Diễn biến ngập lụt hạ lưu hồ Đồng Mỏ phút sau 30 phút..............................53
Hình 3. 2. Diễn biến ngập lụt hạ lưu hồ Đồng Mỏ phút sau 60 phút..............................54
Hình 3. 3. Diễn biến ngập lụt hạ lưu hồ Đồng Mỏ phút sau 1h30 phút..........................54
Hình 3. 4. Diễn biến ngập lụt hạ lưu hồ Đồng Mỏ phút sau 2 h.....................................55
Hình 3. 5. Thời gian duy trì độ ngập sâu tại các vị trí khu vực hạ lưu hồ Đồng Mỏ.....55
Hình 3. 6. Bản đồ nền hành chính...................................................................................57
Hình 3. 7. Bản đồ nền sơng suối......................................................................................57
Hình 3. 8. Bản đồ nền giao thơng....................................................................................58
Hình 3. 9. Kết quả mơ phỏng ngập lụt trên mơ hình Mike Flood...................................58
Hình 3. 10. Quy trình xây dựng bản đồ ngập lụt.............................................................59
Hình 3. 11. Bản đồ phân vùng ngập lụt do xả lũ qua tràn...............................................59

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Bảng 1. 1. Mục tiêu và nhiệm vụ......................................................................................9
Bảng 1. 2. Thơng số thiết kế chính của cơng trình...........................................................9
Bảng 1. 3. Nhiệt độ khơng khí trung bình tháng giai đoạn 1970 - 2010.............................15
Bảng 1. 5. Tổng lượng bốc hơi trung bình tháng và năm giai đoạn 1962 - 2010...............16
Bảng 1. 6. Tốc độ gió trung bình tháng và năm 1962 - 2010............................................16
Bảng 1. 8. Cơ cấu diện tích, dân số năm 2010 khu vực nghiên cứu..............................18
Bảng 1. 9. Dân số trung bình năm 2010 khu vực nghiên cứu........................................18
Bảng 1. 10. Thống kê diện tích bị ngập úng theo lượng mưa........................................19
Bảng 1. 11. Thống kê thiệt hại của mưa bão và lũ lụt giai đoạn 2008 - 2014................20
Bảng 2. 1. Mức tăng nhiệt độ và mức thay đổi lượng mưa trong 50 năm qua ở các
vùng khí hậu của Việt Nam...........................................................................................24
Bảng 2. 2. Bảng kết quả phân chia diện tích lưu vực hồ Đồng Mỏ...............................36
Bảng 2. 3. Kết quả tính tốn hệ số NASH giai đoạn hiệu chỉnh....................................37
Bảng 2. 4. Kết quả tính tốn hệ số NASH giai đoạn kiểm định.....................................39
Bảng 2. 5. Bảng thông số hiệu chỉnh mô hình................................................................40
Bảng 2. 6. Vị trí kết nối trong mơ hình Mike 11.............................................................42
Bảng 2. 7. Vị trí các nút nhập lưu khu giữa trên mơ hình..............................................44
Bảng 2. 8. Thơng số kết nối mơ hình Mike Flood..........................................................48
Bảng 2. 9. Kết quả hiệu chỉnh mơ hình...........................................................................51
Bảng 2. 10. Kết quả kiểm định mơ hình.........................................................................51
Bảng 3. 1. Tổng hợp các kịch bản, TH tính toán ngập lụt với xả lũ qua tràn................52
Bảng 3. 2. Thống kê diện tích ngập theo độ sâu ngập trường hợp xả lũ qua tràn.........53
Bảng 3. 3. Độ sâu ngập và vận tốc dòng chảy lớn nhất tại các vị trí, xả lũ qua tràn.....56


CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT

TT

Từ viết tắt

Dịch nghĩa

1

BĐKH

Biến đổi khí hậu

2

IPCC

Ủy ban liên Chính phủ về biến đổi khí hậu

3

IMHEN

Viện Khoa học Khí tượng thủy văn và Mơi trường

4

NN&PTNT

Nơng nghiệp và phát triển nông thôn

5

nnk

Nhiều người khác

6

TNMT

Tài nguyên môi trường

7

UBND

Uỷ ban nhân dân

8

PCTT&TKCN Phịng chống thiên tai và tìm kiếm cứu nạn


MỞ ĐẦU
Tính cấp thiết của đề tài nghiên cứu
Thời gian qua, cơng tác ứng phó với biến đổi khí hậu, phòng tránh thiên tai,
quản lý tài nguyên và bảo vệ mơi trường đã được quan tâm, có bước chuyển
biến và đạt được một số kết quả bước đầu quan trọng. Tuy nhiên, việc ứng phó
với biến đổi khí hậu cịn bị động, lúng túng; thiên tai ngày càng bất thường, gây
nhiều thiệt hại về người và tài sản [1].

Tỉnh Vĩnh Phúc là cửa ngõ Tây Bắc của thủ đô Hà Nội, một trong 7 tỉnh
thuộc vùng kinh tế trọng điểm Bắc Bộ. Trong những năm gần đây, do tác động
của biến đổi khí hậu các hiện tượng thời tiết cực đoan diễn biến bất thường,
trong đó một số trận lũ lớn đã gây ra những sự cố đáng tiếc đối với một số hồ
chứa thủy lợi làm ngập lụt vùng hạ lưu và gây thiệt hại đáng kể về kinh tế của
địa phương. Năm 2008, từ ngày 31/10 đến 09/11 tổng lượng mưa 2 đợt liên tục
10 ngày là 500 - 710 mm, mực nước các hồ chứa tăng rất nhanh, cao hơn mực
nước thiết kế như hồ Đại Lải 21,70 m, hồ Xạ Hương 93,75 m (vượt mực nước
thiết kế 0,75 m), hồ Thanh Lanh 76,90 m (vượt mực nước thiết kế 0,3 m). Các
hồ chứa đều đã phải xả lũ khẩn cấp với lưu lượng xả tràn lớn nhất như hồ Xạ
Hương 259 m3/s, hồ Đại Lải 200 m3/s, hồ Làng Hà 147 m3/s... dẫn đến mực nước
các sông nội đồng đã cao lại càng cao hơn gây ra ngập úng trên diện rộng [15].
Theo thiết kế hồ Đồng Mỏ đang được xây dựng trên địa bàn xã Đạo Trù,
huyện Tam Đảo, tỉnh Vĩnh Phúc. Với dung tích hữu ích của hồ chứa là 5,301 triệu
m3 thì khi đi vào vận hành hồ Đồng Mỏ sẽ có hiệu quả tích cực trong việc điều
tiết nước cho hạ du [16]. Tuy nhiên, việc tích nước cũng có thể gây ra những
hiểm họa nhất định, nhất là trong thời kỳ mưa lũ diễn biến khó lường do tác động
của biến đổi khí hậu.
Mặt khác, sự thay đổi nhanh của cơ sở hạ tầng, đặc biệt là hệ thống đường
giao thông cùng với việc phát triển cơ sở hạ tầng khác như san lấp nền xây dựng
các khu đô thị, dân cư... đã làm thay đổi rất lớn đến các bãi trữ lũ, ô chứa lũ của

1


dòng chảy trước đây, cũng như làm tăng thêm mức độ phơi bày trước hiểm họa
của hạ lưu.
Trong quá trình xả lũ, nếu khơng được tính tốn kỹ lưỡng cũng dễ xảy ra
tình trạng ngập lụt cho các khu vực hạ lưu hồ Đồng Mỏ. Đây là các khu vực tập
trung dân cư khá đông đúc dẫn đến những thiệt hại, mất mát về con người, sinh

kế, cơ sở hạ tầng, tài sản, kinh tế, xã hội, an ninh, chính trị sẽ là khơng nhỏ. Vì
vậy cần thiết phải có các nghiên cứu tính tốn đánh giá nguy cơ ngập lụt và
những thiệt hại cho vùng hạ lưu, đồng thời đưa ra các giải pháp cơ bản nhằm
giảm thiểu những thiệt hại do ngập lụt gây ra.
Xuất phát từ thực trạng này, tác giả tiến hành nghiên cứu đề tài:
“Nghiên cứu, đánh giá và đề xuất giải pháp ứng phó ngập lụt hạ lưu hồ
Đồng Mỏ, tỉnh Vĩnh Phúc do xả lũ trong bối cảnh biến đổi khí hậu”.
Mục tiêu đề tài
- Xác định hoặc dự kiến được các tình huống nguy hiểm, khẩn cấp trong
trường hợp xả lũ. Tính toán xác định được phạm vi ngập lụt ứng với tình huống
nguy hiểm nói trên.
- Xây dựng bản đồ phân vùng ngập lụt làm cơ sở để dự báo, cảnh báo sớm
mức độ ngập lụt và thiệt hại có thể xảy ra.
- Đề xuất các giải pháp kỹ thuật, các phương án phòng tránh ngập lụt, cứu
hộ cứu nạn giúp cho cơ quan phòng chống lụt bão của địa phương chuẩn bị tốt
các điều kiện về nhân lực, vật lực ứng phó kịp thời với mọi tình huống khi xả lũ
khẩn cấp.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: Ngập lụt hạ lưu hồ Đồng Mỏ do xả lũ trong bối
cảnh biến đổi khí hậu.
- Phạm vi nghiên cứu: Hồ chứa nước Đồng Mỏ là cơng trình hồ chứa cấp II
có diện tích lưu vực 17,5 km2, dung tích hữu ích là 5,301 triệu m3; Hạ lưu hồ
Đồng Mỏ gồm các xã Đạo Trù, Bồ Lý, Yên Dương của huyện Tam Đảo và các
khu vực lân cận.
Phương pháp nghiên cứu


Các phương pháp được sử dụng trong luận văn gồm: Phương pháp điều tra,
thống kê, thu thập, phân tích tổng hợp các tài liệu, số liệu; Phương pháp bản đồ
GIS; Phương pháp mơ hình tốn để thực hiện các mục tiêu của đề tài đặt ra. Các

kết quả nghiên cứu sẽ được trình bày cụ thể trong từng phần của luận văn.
Kết cấu của luận văn
Mở đầu
Chương 1: Tổng quan
Chương 2: Cơ sở khoa học đánh giá ngập lụt hạ lưu hồ Đồng Mỏ
Chương 3: Kết quả nghiên cứu và đề xuất giải pháp ứng phó
Kết luận và kiến nghị
Tài liệu tham khảo


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1 Một số khái niệm chung
Biến đổi khí hậu - Climate change: Sự thay đổi khí hậu (định nghĩa của
Cơng ước khí hậu) mà hoặc trực tiếp hay gián tiếp là do hoạt động của con
người làm thay đổi thành phần của khí quyển tồn cầu và đóng góp thêm vào sự
biến động khí hậu tự nhiên trong các thời gian có thể so sánh được. Biến đổi khí
hậu (BĐKH) xác định sự khác biệt giữa các giá trị trung bình dài hạn của một
tham số hay thống kê khí hậu. Trong đó, trung bình được thực hiện trong một
khoảng thời gian xác định, thường là vài thập kỷ.
Hệ thống khí hậu - Climate change system: Tồn bộ các quyển khí quyển,
thủy quyển, băng quyển, sinh quyển và thạch quyển cùng các tương tác của
chúng thể hiện các điều kiện trung bình và cực trị của khí quyển trong một thời
kỳ dài tại một khu vực của bề mặt trái đất.
Kịch bản biến đổi khí hậu - Scenario, theo IPCC 4: Là giả định có cơ sở
khoa học và tính tin cậy về sự tiến triển trong tương lai của các mối qua hệ giữa
kinh tế - xã hội, GDP, phát thải khí nhà kính, biến đổi khí hậu và mực nước biển
dâng.
Ứng phó với biến đổi khí hậu là các hoạt động của con người nhằm thích
ứng và giảm nhẹ các tác hại gây ra do BĐKH. Bao gồm hai hợp phần là thích
ứng với BĐKH và giảm nhẹ BĐKH.

Thích ứng với BĐKH là sự điều chỉnh hệ thống tự nhiên, cấu trúc xã hội,
thể chế và các hoạt động của con người nhằm ứng phó với các điều kiện khí hậu
hiện tại hoặc tiềm tàng để hạn chế tác hại và tận dụng các cơ hội của nó.
Giảm nhẹ BĐKH là sự can thiệp của con người nhằm giảm nhẹ áp lực hệ
thống khí hậu, bao gồm các chiến lược giảm nguồn phát thải khí nhà kính và
tăng bể chứa khí nhà kính.
1.2. Một số nghiên cứu trong nước và ngoài nước
1.2.1. Một số nghiên cứu ngồi nước
Biến đổi khí hậu là khái niệm đến nay khơng cịn là vấn đề xa lạ với cộng
đồng trên toàn thế giới. Với việc ra đời của Ban liên Chính Phủ về BĐKH


(IPCC) năm 1988, đã đánh dấu một bước tiến quan trọng trong nhận thức và
hành động của tất cả các nước trước tác động của BĐKH toàn cầu. Từ năm 1990
đến năm 2007, IPCC đã công bố 4 báo cáo, đã cho chúng ta thấy được bức tranh
tương đối đầy đủ tác động của BĐKH đến mọi mặt của đời sống, kinh tế, xã hội
trên toàn thế giới. Theo IPCC4, mưa dữ dội hơn và lũ quét thường xuyên hơn
trong mùa mưa sẽ dẫn đến gia tăng dòng chảy mặt và giảm lượng nước ngấm
xuống đất. Đặc biệt là các vùng đất ven biển đông dân cư của Châu Á sẽ có
nguy cơ gia tăng lũ lụt cao nhất từ biển và các vùng đất gia tăng lũ lụt từ các
dịng sơng [27].
Một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng, việc thiếu hụt hệ thống giảm thiểu rủi ro
lũ lụt hay hệ thống quản lý lũ lụt khi chúng xảy ra ở sáu thành phố ở Châu Phi
[28]. Lũ lụt đã và đang tác động lớn đến các thành phố và các đô thị nhỏ ở nhiều
quốc gia Châu Phi, ví dụ như trận lụt ở Mozambique vào năm 2000 gồm lũ lớn
ở Maputo và ở Algiers vào năm 2001 (900 người chết và 45.000 người bị ảnh
hưởng); Mưa lớn ở Đông Phi vào năm 2002 đã gây ra lũ lụt và lở đất khiến cho
10.000 người phải rời bỏ nhà cửa ở Rwanda, Kenya, Burundi, Tanzania, Uganda
và một loạt những trận lũ ở Port Harcourt và Addis Ababa năm 2006 [28,29].
Theo nghiên cứu của UN Habibat năm 2007, các quốc gia thu nhập thấp trung bình chiến đến ¾ dân số thế giới. Dân số đô thị tại các quốc gia này cũng

phải chịu rủi ro lớn nhất đối với các tác động của biến đổi khí hậu như bão
thường xuyên, lũ lụt, lở đất và sóng nhiệt. Số người tử vong do các hiện tượng
thời tiết cực đoan tại các quốc gia có thu nhập thấp - trung bình cũng chiếm tỉ lệ
lớn trên tổng số người tử vong trên tồn thế giới [29].
Biến đổi khí hậu có khả năng làm tăng rủi ro lũ lụt ở các đô thị theo ba
cách từ biển, từ mưa và từ những thay đổi gây ra tăng lưu lượng dịng chảy.
Nhóm công tác số hai của IPCC nhấn mạnh rằng những trận mưa lớn có xu
hướng ngày càng xảy ra thường xuyên hơn và sẽ làm tăng thêm nguy cơ lũ lụt,
đồng thời có bằng chứng về việc tăng lưu lượng dịng chảy sớm hơn của những
dịng sơng lấy nước từ băng [24].
Theo báo cáo đánh giá của ADB năm 2009, Việt Nam chịu thiệt hại và tổn


thất rất lớn do lũ lụt gây ra ở vùng đồng bằng sông Hồng, đồng bằng sông Cửu
Long và khu vực miền Trung. Chỉ riêng từ năm 1996 đến năm 2001, hàng triệu
ngôi nhà bị hư hỏng do lũ lụt bao gồm hàng ngàn lớp học và hàng trăm bênh
viện. Ít nhất 1.684 người chết, vùng trồng lúa từ 20.690ha đến 401.342ha bị
ngập và hư hại. Hàng ngàn hecta đất nông nghiệp cũng bị thiệt hại và ao hồ nuôi
tôm cá bị ngập và thiệt hại, với tổng thiệt hại ước tính khoảng 680 triệu USD.
Trong thập kỷ qua số người chết và bị thương do lũ quét và sạt lở đất ở các khu
vực miền núi diễn ra thường xuyên hơn [18].
Một số nghiên cứu về ngập lụt điển hình như: Xây dựng hệ thống giám sát
và cảnh báo ngập lụt trên cơ sở sử dụng mơ hình thủy văn, thủy lực Mike 11 kết
hợp với sử dụng dữ liệu viễn thám GMS, NOAA-12 và NOAA-14 như ở
Bangladest. Thái Lan đã sử dụng mơ hình thủy lực HEC-RAS và khảo sát thực
địa các mặt cắt ngang sông ở sông Mae Chaem dựa vào trạm đo D-GPS để xây
dựng mô hình phục vụ cho cơng tác cảnh báo và dự báo lũ. Ứng dụng công nghệ
viễn thám vào nghiên cứu ngập lụt như ở Thái Lan với “Dự án phát triển hệ
thống cảnh báo ngập lụt cho vùng lòng chảo Chao Phraya”. Các nước Châu Phi
đã sử dụng mơ hình thủy văn FEWS NET kết hợp với hệ thống thông tin địa lý

GIS, từ đó xây dựng hệ thống giám sát và cảnh báo ngập lụt với sự giúp đỡ của
tổ chức USGS/EROS [6].
1.2.2. Một số nghiên cứu trong nước
Ở Việt Nam, dưới tác động của biến đổi khí hậu đã làm gia tăng các hiện
tượng thời tiết cựu đoan, lũ lụt thường xuyên xảy ra hơn với cường độ và tần
xuất ngày càng khốc liệt.
Theo kết quả nghiên cứu của Trần Tiễn Khanh và Nguyễn Khoa Diệu-Lê
năm 2011. Lũ lụt là thiên tai lớn nhất đe dọa nước Việt Nam ta, nhất là ở miền
Bắc vì tổn thất nhân mạng có thể đến mức độ khủng khiếp. Cơn lũ vào tháng 8
năm 1971 đã làm vỡ đê Sông Hồng và 100.000 người đã bị thiệt mạng. Đây là
cơn lũ lớn nhất trong vòng 50 năm ở miền Bắc, và số tổn thất nhân mạng vượt
quá sức tưởng tượng so với tổn thất chừng 1.000 người trong các cơn lũ lịch sử
vào năm 1999 ở miền Trung và năm 2000 ở miền Nam. Trận lũ năm 1971 được


liệt kê trong danh sách các trận lụt lớn nhất thế kỷ 20 của Cơ Quan quản Trị Hải
Dương và Khí Tượng Hoa Kỳ (“Top Global Weather, Water and Climate Events
of the 20th Century”, U.S. National Oceanic & Atmospheric Administration). Lũ
lịch sử năm 1971 đứng hàng nhì sau trận lụt năm 1931 ở Sông Dương Tử làm
thiệt mạng gần 3 triệu 700 ngàn người ở Trung Quốc [18].
Trong vòng 100 năm qua, đồng bằng sơng Hồng đã có 26 trận lũ lớn. Các
trận lũ lớn này đa số xảy ra vào tháng 8, nhằm vào cao điểm của mùa mưa bão.
Trận lũ năm 1971 đã gây vỡ đê ở ba địa điểm, làm thiệt mạng 100.000 nguời,
úng ngập 250.000 ha và hơn 2,7 triệu người bị thiệt hại. Một trận lũ lớn khác
vào tháng 8 năm 1945 gây vỡ đê tại 79 điểm, gây ngập 11 tỉnh với tổng diện tích
312.000 ha, ảnh hưởng tới cuộc sống của 4 triệu người. Gần đây lũ lụt kèm theo
gió to hơn 100 km/giờ do bão Frankie gây nên vào ngày 24 tháng 7 năm 1996
làm 100 người bị thiệt mạng, 194.000 căn nhà bị hư hại và hơn 177.000 ha bị
úng ngập [18].
Hiện nay, Việt Nam đã có rất nhiều nghiên cứu về ngập lụt, tập trung chủ

yếu vào 3 khu vực là đồng bằng sông Hồng, khu vực miền Trung và đồng bằng
sơng Cửu Long.
Năm 2006, Lê Văn Nghinh, Hồng Thanh Tùng và nnk cũng đã thực hiện
đề tài “Nghiên cứu điển hình ứng dụng kỹ thuật viễn thám và hệ thống thơng tin
địa lý vào phân tích ngập lụt và đánh giá ảnh hưởng ngập lụt ở tỉnh Thừa Thiên
Huế - Việt Nam”. Kết quả nghiên cứu giới thiệu các phương thức để thu thập dữ
liệu, xây dựng bản đồ ngập lụt và đánh giá ngập lụt trên cơ sở ứng dụng kỹ thuật
viễn thám và hệ thống thông tin địa lý, đồng thời cũng đã xây dựng bản đồ ngập
lụt cho địa bàn tỉnh Thừa Thiên Huế [8];
Năm 2012, Lê Văn Nghị, Đặng Thị Hồng Huệ, Hoàng Đức Vinh thực
hiện dự án “Mơ hình đánh giá ngập lụt hạ du hệ thống hồ Cửa Đạt, Thanh Hóa,
kiến nghị giải pháp giảm thiểu thiệt hại trong trường hợp hệ thống hồ chứa có sự
cố” đã nghiên cứu tính tốn tốn, lập bản đồ rủi ro ngập lụt cho lưu vực sông
Chu do các kịch bản xả lũ khác nhau của hồ Cửa Đạt [9].
Năm 2012, Nguyễn Thanh Sơn đã thực hiện nghiên cứu ảnh hưởng của


biến đổi khí hậu đến biến động tài nguyên nước và vấn đề ngập lụt lưu vực sông
Nhuệ, sông Đáy trên địa bàn thành phố Hà Nội [13].
Năm 2014, Nguyễn Ngọc Nam và nnk đã “Lập phương án phòng, chống lũ,
lụt cho vùng hạ lưu hồ chứa Suối Hành tỉnh Khánh Hịa”. Trong đó, nhóm
nghiên cứu đã đánh giá về tình hình lũ lụt suối Hành, xây dựng các đánh giá về
tình hình lũ lụt suối Hành, mức độ ngập lụt của vùng hạ lưu, xây dựng các bản
đồ ngập lụt phục vụ công tác quản lý và giảm thiểu rủi ro cũng như đề ra các
giải pháp ứng phó trong các trường hợp khẩn cấp [12].
Về mặt thể chế
Việt Nam đã thành lập Ban chỉ đạo phòng chống thiên tai và tìm kiếm cứu
nạn từ Trung ương đến địa phương theo Nghị định số 14/2010/NĐ-CP ngày
27/02/2010 của Chính Phủ quy định về tổ chức, nhiệm vụ, quyền hạn và cơ chế
phối hợp của của các cơ quan chủ chốt về quản lý rủi ro thiên tai, cơ chế phối

hợp vận hành trong ứng phó với các tình huống thiên tai xảy ra [17].
Luật phịng chống thiên tai có hiệu lực từ ngày 01/4/2014 đã đưa ra các quy
định cụ thể về khung quản lý, điều hành trong công tác phịng chống và ứng phó
với thiên tai, trong đó có phòng chống mưa lũ [14].
Qua một số kết quả tổng hợp trên cho thấy, ở Việt Nam cũng như trên thế
giới đã có nhiều nghiên cứu về ngập lụt cũng như các giải pháp ứng phó ngập lụt
hạ lưu cơng trình thủy lợi, thủy điện. Đây cũng là vấn đề đã và đang được quan
tâm nhiều hơn về cả quy mơ và mức độ, các nghiên cứu có xu hướng ngày càng
tập trung, chi tiết cho từng khu vực, địa phương. Tuy nhiên, chưa có nhiều
nghiên cứu chuyên sâu đánh giá ảnh hưởng của BĐKH đến các cơng trình hồ
chứa nước cũng như ngập lụt hạ lưu hồ. Mặc dù, vấn đề ngập lụt nói chung và
ngập lụt do xả lũ hồ chứa nói riêng có mối quan hệ khăng khít với vấn đề an
sinh, kinh tế của tỉnh Vĩnh Phúc cũng như của cả nước, nhất là trong hoàn cảnh
Việt Nam là một nước có nền nơng nghiệp với rất nhiều hồ chứa nước. Vì vậy,
việc đánh giá ảnh hưởng của BĐKH tới hồ chứa nước và ngập lụt hạ lưu hồ là
một hướng nghiên cứu cần được chú trọng trong thời gian tới.
1.3. Đặc điểm tự nhiên, kinh tế - xã hội vùng nghiên cứu


1.3.1. Giới thiệu về hồ Đồng Mỏ
Hồ chứa nước Đồng Mỏ là cơng trình hồ chứa cấp II có diện tích lưu vực
17,5km2, dung tích hữu ích là 5,301 triệu m 3. Cơng trình có nhiệm vụ cấp nước
tưới cho 531 ha đất canh tác, 11,9 ha đất nuôi trồng thủy sản, cấp nước sinh hoạt
cho 15.000 dân, đồng thời cấp nước cho công nghiệp và chăn nuôi với mức
2.650m3/ngày đêm của các xã Đạo Trù, Bồ Lý, Yên Dương của huyện Tam Đảo
[16]. Hồ Đồng Mỏ có nguồn sinh thủy lớn, có khả năng trữ nước vào mùa mưa
và điều tiết nước thuận lợi phục vụ sản xuất, sinh hoạt nhân dân các xã lân cận.
Bảng 1. 1. Mục tiêu và nhiệm vụ
TT

Mục tiêu. nhiệm vụ

Trị số

1

Cấp nước tưới cho đất canh tác

531 ha

2

Cấp nước sinh hoạt

15.000 dân

3

Cấp nước cho nuôi trồng thuỷ sản

11.9 ha

4

Cấp nước cho công nghiệp và chăn nuôi

2650 m3/ngđ

* Quy mô và các thông số chính của cơng trình
- Cấp cơng trình: Cơng trình đầu mối cấp II.

- Cụm cơng trình đầu mối hồ Đồng Mỏ gồm 5 tuyến đập: 01 tuyến đập
chính và 4 tuyến đập phụ.
+ Tuyến đập chính kết cấp đập đất 3 khối, dưới đập chính là cống lấy nước
số 1 dẫn nước tưới cho vùng hạ lưu.
+ Tuyến đập phụ số 1, 2 và 3: Kết cấu đập đất, đắp chặn các yên ngựa nối
các đồi cao trên cao trình +71.20m.
+ Tuyến đập phụ số 4: Kết cấu BTCT chắn ngang suối Thai Léc, dẫn nước
vào hồ thông qua kênh dẫn phía thượng lưu đập. Bố trí tràn xả lũ và cống xả cát
trên đập phụ số 4.
- Các thông số chính của cơng trình:
Bảng 1. 2. Thơng số thiết kế chính của cơng trình
TT
I

Thơng số
Thơng số hồ chứa

Đơn vị

QĐ 2686
ĐC-DAĐT

Ghi chú


1

Cấp cơng trình

Cấp II

QCVN04:
05


2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
II
1
+
+
+
+
+
+
+
2
+
+
+
+

+
+
3
+

Diện tích lưu vực
Mức đảm bảo tưới thiết kế
Tần suất lũ thiết kế
Tần suất lũ kiểm tra
Mực nước chết
Mực nước dâng bình thường
Mực nước dâng gia cường
Mực nước kiểm tra
Dung tích tồn bộ
Dung tích hữu ích
Dung tích chết
Thơng số cơng trình
Đập chính
Kết cấu đập
Hệ số đầm chặt
Cao trình đỉnh đập
Cao trình đỉnh tường chắn sóng
Chiều dài đập
Chiều rộng đỉnh đập
Chiều cao đập lớn nhất
Đập phụ 4
Kết cấu đập
Cao trình đỉnh đập
Chiều rộng đỉnh đập

Chiều dài đập
Tràn xả lũ
Hình thức tràn
Hình thức tiêu năng
Cao trình ngưỡng tràn
Lưu lượng xả lũ thiết kế (P=1%)
Lưu lượng xả lũ kiểm tra
(P=0.2%)
Cống xả cát
Kích thước cống (BxH)
Chiều dài cống (L)
Cống lấy nước số 1
Kết cấu cống đoạn TL tháp van

+

Kết cấu cống đoạn HL tháp van

+
+

Cao trình ngưỡng cống
Lưu lượng thiết kế

+
+
+
+
+

km2
%
%
%
m
m
m
m
106m3
106m3
106m3

17.50
85.00
1.0
0.2
+ 51.60
+ 68.70
+ 69.39
+ 70.21
5.470
5.301
0.169

m
m
m
m
m

Đập 3 khối
Kc≥0.97
+ 71.20
+ 72.00
340.70
6.00
26.2

m
m
m

Đập bê tơng
+ 72.00
3.00
73.00

m
m3/s

Ơfixêrơp
Mũi phun
+ 64.70
302.94

m3/s

385.86

m

m

(2x1.5)
16.0

m
m3/s

BTCT M25
Ống thép bọc
BTCT M25
+ 49.60
0.965


+
+
5
+
+
+
+
+
+

Chiều dài đoạn xi phơng qua suối
m
Thai Léc (L)
Kích thước xi phông (D)
m

Kênh dẫn nước từ suối Thai Léc vào hồ
Cao trình đáy cửa vào
Chiều dài kênh
Lưu lượng thiết kế
Mặt cắt kênh
Hệ số mái
Gia cố mái kênh

68.11
100

m
m
m3/s

+ 64.70
300
72.09
Hình thang
1.5
BTCT M20
(Nguồn: Sở Nông nghiệp và PTNN tỉnh Vĩnh Phúc, 2013)

(Nguồn: Sở NN&PTNN tỉnh Vĩnh Phúc, 2013)
Hình 1. 1. Bản đồ vị trí và khu vực hạ lưu hồ Đồng Mỏ

1.3.2. Đặc điểm tự nhiên
a) Vị trí địa lý
- Hồ Đồng Mỏ nằm ở xã Đạo Trù, phía bắc của huyện Tam Đảo và thuộc
sườn Tây Nam của dãy núi Tam Đảo. Vị trí địa lý vào khoảng 105031’ kinh độ

Đông và 21031’ vĩ độ Bắc. Các đối tượng hưởng lợi thuộc các xã Đạo Trù, Bồ Lý
và một phần xã Đại Đình, huyện Tam Đảo. Tồn bộ lưu vực của hồ chứa nước
Đồng Mỏ nằm ở phần bán sơn địa của dãy núi Tam Đảo nên có địa hình dốc,
thảm phủ thực vật ở đây dày, cây cối rậm rạp. Độ cao trung bình tại trung tâm lưu
vực khoảng 500m so với mực nước biển, khu tưới của dự án này là một vùng
thấp, có nhiều đồi trọc, thảm phủ thực vật ở đây mỏng, xen kẽ là những vùng đất
bằng phẳng, có nhiều cây ăn quả được trồng trên các sườn đồi. Với một địa hình
phức tạp như trên làm cho sản xuất nơng nghiệp gặp nhiều khó khăn, đồng thời
đất màu thường bị xói mịn do mưa lũ, từ đó diện tích đất bạc màu ngày càng gia
tăng.

Hồ Đồng Mỏ

(Nguồn: Sở Tài nguyên và Môi trường Vĩnh Phúc)
Hình 1. 2. Bản đồ hành chính huyện Tam Đảo


b) Đặc điểm địa hình, địa mạo
- Đặc điểm địa hình: Khu vực nghiên cứu nằm ở sườn Tây Nam của dãy núi
Tam Đảo, có dáng hình lịng chảo. Trong đó phía Bắc - Đơng Bắc hồ Đồng Mỏ
giáp với sườn của các dãy núi cao trên +1.000m, phía Tây - Tây Nam của hồ
được ngăn bởi các dải núi thấp có cao độ khoảng trên +80m. Tuyến đập chính là
phần nối tiếp của các đồi thấp với cao trình khoảng +60m. Phía hạ lưu hồ Đồng
Mỏ là dải đồng bằng khá bằng phẳng, cao độ trong khoảng từ +45m đến +50m.
Đây là khu vực có độ dốc lớn, trung bình lên đến 25 0, bị chia cắt bởi mạng suối
và các khe nước với mật độ lớn.
- Vùng công trình đầu mối gồm đập chính, phần đập chính qua yên ngựa,
cống lấy nước số 1, tuyến đập phụ số 4 ngăn nước từ suối Thai Léc qua tuyến

kênh dẫn nước vào hồ chứa, tuyến đập phụ này kết hợp làm tràn xả lũ.
+ Tuyến đập chính có phương khoảng 480, gần song song và cách khoảng
50m về phía hạ lưu so với đập cũ của hồ Hú Cốc, vai đập phía bờ trái gối vào
vách núi cao, sườn dốc (góc dốc α=30 0 ÷ 400) có cao trình đỉnh khoảng +122m.
Phía dưới là khoảng bãi bồi và các đồi nhỏ, cao độ thấp (cao độ dao động trong
khoảng +47m ÷ +59m). Phía bờ phải đập gối vào sườn núi có độ dốc trung bình
(góc dốc α=200 ÷ 300). Đoạn đập chính qua yên ngựa nằm phía bờ phải đập, có
chiều dài khoảng 70m, khu vực này địa hình tương đối thoải, cao độ thấp nhất
khoảng +66m.
+ Tuyến cống lấy nước số 1 được xây dựng gần giữa tuyến đập chính chếch
về phía vai trái. Cao độ dao động trong khoảng từ +47m đến +51m, phía đi
cống chạy qua khe suối có cao trình khoảng +47m.
+ Tuyến đập phụ số 4 kết hợp với tràn xả lũ nằm vng góc với suối Thai
Léc, có phương khoảng 3020, có địa hình dạng chữ V lệch. Phía vai trái đập gối
vào sườn núi có độ dốc khác nhau (góc dốc dao động α=20 0 ÷ 400), cao trình
đỉnh núi khoảng +130m. Khu vực lòng suối chiều rộng khoảng 12m, cao độ
khoảng +56m. Phía bờ phải đập có độ dốc lớn (góc dốc dao động α=350 ÷ 550).

13


+ Tuyến kênh dẫn nước từ suối Thai Léc vào lòng hồ và ngược lại: Tuyến
kênh dẫn nước chạy dọc theo sườn núi tương đối dốc, góc dốc dao động α=25 0 
400 và cao độ đỉnh khoảng +130m.
+ Tuyến kênh dẫn nước phía sau cống lấy nước số 1: Tuyến kênh dẫn nước
phía sau cống lấy nước chạy trên địa hình khá bằng phẳng, với chiều dài khoảng
477m. Cao độ dao động trong khoảng từ +45m đến +51.0m, đoạn K0+120m làm
xi phông do kênh đi qua suối Thai Léc.
- Đặc điểm địa mạo: Với đặc điểm địa hình khu vực nghiên cứu như trên,
thì địa mạo khu vực đặc trưng là dạng địa mạo xâm thực bóc mịn, thể hiện rõ

nét tại các khe suối và các sườn dốc. Kèm theo dạng địa mạo xâm thực bóc mịn
là dạng địa mạo tích tụ, phân bố dọc các thềm suối, các khu vực đồng bằng phía
hạ lưu, ở vị trí địa hình tương đối bằng phẳng.
c) Đặc điểm khí hậu, thời tiết
Do địa hình phức tạp, nhất là sự khác biệt về địa hình giữa vùng núi cao với
vùng đồng bằng thấp ven sơng nên khí hậu, thời tiết của huyện Tam Đảo được
chia thành nhiều vùng rõ rệt, cụ thể:
Tiểu vùng miền núi, gồm toàn bộ vùng núi Tam Đảo thuộc thị trấn Tam Đảo
và các xã Minh Quang, Hồ Sơn, Tam Quan, Đại Đình, Đạo Trù có khí hậu mát
mẻ, nhiệt độ trung bình 180C - 190C, độ ẩm cao, quanh năm có sương mù tạo
cảnh quan đẹp. Khí hậu tiểu vùng miền núi mang sắc thái của khí hậu ơn đới, tạo
lợi thế phát triển nơng nghiệp với các sản vật ơn đới và hình thành các khu nghỉ
mát, phát triển du lịch sinh thái, du lịch nghỉ dưỡng vào mùa hè.
Tiểu vùng khí hậu vùng thấp, bao gồm phần đồng bằng các xã Minh
Quang, Hồ Sơn, Tam Quan, Đại Đình, Đạo Trù và tồn bộ diện tích các xã cịn
lại. Tiểu vùng khí hậu của vùng mang các đặc điểm khí hậu gió mùa nội chí tuyến
Bắc. Nhiệt độ của tiểu vùng trung bình ở mức 220C - 230C, độ ẩm tương đối trung
bình khoảng 85 - 86%.
Nhiệt độ
Theo số liệu thống kê giai đoạn 1970 - 2010, nhiệt độ trung bình hàng năm
trạm Vĩnh Yên 23,90C, nhiệt độ tháng cao nhất đạt 29,20C, thấp nhất là 16,80C.