Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019. ISBN: 978-604-82-2981-8

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
ĐẾN YÊU CẦU TIÊU NƯỚC VÙNG VEN BIỂN BẮC BỘ
1

Lê Văn Chín 1, Vũ Trọng Bằng1
Trường Đại học Thủy lợi, email: chí

1. GIỚI THIỆU CHUNG

2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Biến đổi khí hậu (BĐKH) là một trong
những thách thức lớn nhất đối với nhân loại
trong thế kỷ 21. BĐKH đã tác động nghiêm
trọng đến sản xuất, đời sống và môi trường
trên phạm vi toàn thế giới. Ở Việt Nam, trong
khoảng 50 năm qua, diễn biến của khí hậu
theo chiều hướng cực đoan, lượng mưa tăng
mạnh vào mùa lũ và giảm vào mùa kiệt. Một
số năm trở lại đây, vùng ven biển Bắc Bộ đã
xuất hiện nhiều vùng bị ngập lụt, úng cục bộ,
gây hậu quả nghiêm trọng cho sản xuất nông
nghiệp và đời sống dân sinh tại vùng này.
Vùng ven biển đồng bằng Bắc Bộ thuộc
địa giới hành chính của 14 huyện thuộc 05
tỉnh (Quảng Ninh, Hải Phịng, Thái Bình,
Nam Định, Ninh Bình). Tổng dân số trong
khu vực khoảng 3.500.000 người, diện tích tự
nhiên 597.312ha. Theo thống kê cho thấy,

hiện tại các cơng trình tiêu nước thuộc vùng
ven biển Bắc Bộ mới chỉ đáp ứng được
khoảng 70% nhu cầu tiêu nước cho hệ thống.
Để đánh giá mức độ ảnh hưởng của
BĐKH đến nhu cầu tiêu nước của các hệ
thống thủy lợi. Tác giả đi xây dựng, tính tốn
nhu cầu tiêu cho giai đoạn hiện tại, tương lai
2016-2035 (2030s); 2046-2065 (2050s) dựa
trên kịch bản BĐKH và kịch bản sử dụng đất
của 3 hệ thống thủy lợi điển hình: Đa Độ,
Nam Thái Bình, Xuân Thủy.
Kết quả tính tốn sẽ đưa ra được mức độ
tăng giảm hệ số tiêu, nhu cầu tiêu nước của
vùng nghiên cứu, là cơ sở để đề xuất các giải
pháp ứng phó với BĐKH, các giải pháp cơng
trình và phi cơng trình phù hợp cho vùng
nghiên cứu.

Phương pháp của nghiên cứu được trình
bày theo sơ đồ khối sau:
Thu thập tài liệu
Xây dựng mơ hình mưa tiêu
Tính tốn hệ số tiêu nước
Tính toán nhu cầu tiêu nước
Đề xuất các giải pháp

Tài liệu được thu thập gồm liệt tài liệu mưa
ngày (1986-2018) của trạm Phù Liễn, trạm
Thái Bình, trạm Nam Định; loại cây trồng;
thời vụ cây trồng; đất đai thổ nhưỡng; cơ cấu

sử dụng đất trong giai đoạn hiện tại và tương
lai theo định hướng phát triển kinh tế xã hội.
Thống kê lượng mưa 33 năm của các trạm
cho thấy: Trận mưa 5 ngày max phần lớn nằm
trong 7 ngày max có tính chất bao lớn nhất (từ
83,33% đến 83,87%), tổng lượng mưa xấp xỉ
nhau (với tỷ trọng 0,92% đến 0,93%), thời gian
xuất hiện vào các tháng 7, 8, 9; dạng mơ hình
mưa có đỉnh mưa chủ yếu vào ngày thứ 2 của
trận mưa. Từ lượng mưa 5 ngày max ứng với
tần xuất thiết kế P=10% (QCVN04-05/2012)
và dạng mơ hình mưa, chọn năm điển hình,
xây dựng được mơ hình mưa thiết kế giai đoạn
hiện tại. Do kịch bản BĐKH không dự báo
mức thay đổi tổng lượng các trận mưa lớn nhất
thời đoạn ngắn (1, 3, 5, 7 ngày max), vì vậy mơ
hình mưa giai đoạn tương lai được xây dựng

344


Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019. ISBN: 978-604-82-2981-8

dựa trên mức thay đổi lượng mưa năm theo
kịch bản BĐKH và mối tương quan giữa lượng
mưa năm và lượng mưa 5 ngày max.
2500

y = 3.053x + 829.5
R² = 0.634


Tổng lượng mưa năm

2000

Chế độ dòng chảy qua tràn là tự do, thời
đoạn tính tốn 1 ngày đêm, diện tích khu tiêu
1ha.
 Đối với đối tượng tiêu nước không phải
lúa, hệ số tiêu nước được tính tốn theo cơng
thức sau:
qi 

1500
1000
500
0
0

100

200

300

400

500

Lượng mưa 5 ngày max


Hình 2. Biểu đồ quan hệ lượng mưa năm
và lượng mưa 5 ngày max - trạm Thái Bình
Dựa vào phương trình đường quan hệ
tương quan và lượng mưa trung bình năm,
tính tốn được lượng mưa trung bình 5 ngày
max. Với giải thiết hệ số Kp giai đoạn tương
lai không thay đổi so với giai đoạn hiện tại.
Lượng mưa 5 ngày max thiết kế giai đoạn
tương lai được tính tốn theo cơng thức:
Xtk5ngàymaxtl = Kp *Xtb5 ngàymaxtl
Mơ hình mưa tương lai được xây dựng dựa
trên tổng lượng mưa 5 ngày max thiết kế giai
đoạn tương lai, giả thiết dạng phân phối mưa
không thay đổi so với giai đoạn hiện tại.
Hệ số tiêu giai đoạn hiện tại, tương lai
được tính tốn dựa trên mơ hình mưa tiêu
thiết kế, kịch bản sử dụng đất hiện tại và theo
định hướng phát triển kinh tế xã hội giai đoạn
2030s, 2050s; loại cây trồng.
 Đối với đối tượng tiêu nước là lúa, hệ số
tiêu nước được tính tốn theo cơng thức sau:
Pi  (hoi + qoi) =  Hi
Trong đó:
+ Pi là lượng mưa rơi xuống ruộng lúa
trong thời gian t (mm);
+ hoi là lượng nước tổn thất do ngấm và
bốc hơi trong thời đoạn t (mm);
+ qoi là độ sâu lớp nước tiêu được trong
thời đoạn tính tốn (mm);

+ Hi là sự thay đổi tăng hoặc giảm lớp
nước mặt ruộng trong thời đoạn tính tốn
(mm);

C.Pi
ti

Trong đó:
+ qi là hệ số tiêu trong thời gian tính tốn
thứ i (l/s.ha);
+ C là hệ số dòng chảy, được xác định
bằng thực nghiệm: C  1,0;
+ Pi là tổng lượng mưa rơi xuống trong
thời gian tính tốn ti (mm);
 Hệ số tiêu sơ bộ của hệ thống thủy lợi
được tính tốn dựa trên hệ số tiêu của các đối
tượng, cơ cấu sử dụng đất. Hệ số tiêu được
tính tốn theo cơng thức:
n

q j =  αi .q i
i=1

Trong đó:
+ qj : Hệ số tiêu chung của toàn hệ thống
tại ngày tiêu thứ j;
+ i : Tỷ lệ diện tích của đối tượng tiêu
nước thứ i so với diện tích tiêu của cả hệ
thống thủy lợi;
+ qi : Hệ số tiêu của đối tượng tiêu nước

thứ i.
 Hệ số tiêu thiết kế của hệ thống thủy lợi
được tính tốn bằng cách hiệu chỉnh giải đồ
hệ số tiêu nước bằng cách sử dụng các biện
pháp kỹ thuật và quản lý để có thể trữ lại
được một phần lượng nước cần tiêu của lưu
vực trong những ngày có yêu cầu tiêu cao và
tiêu hết vào những ngày tiếp theo trong đợt
tiêu có u cầu tiêu khơng căng thẳng. Hệ số
tiêu thiết kế tính tốn theo cơng thức:
n

qtk 

q  q
j1

j

tru

n

Trong đó:
+ qtk : Hệ số tiêu thiết kế của lưu vực
(l/s/ha)
+ qj : Hệ số tiêu của lưu vực tại ngày mưa
lớn thứ j (ngày phải trữ nước)

345



Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019. ISBN: 978-604-82-2981-8

+   q tru : Tổng hệ số tiêu của lưu vực có
thể giảm nhỏ (l/s/ha)
+ n : Số ngày có mưa lớn phải trữ nước.
Nhu cầu tiêu nước của hệ thống thủy lợi
tính tốn dựa trên tài liệu về tổng diện tích
cần tiêu và hệ số tiêu thiết kế. Cơng thức tính
tốn hệ số tiêu:
Qtiêu = qtktiêu*ωtiêu
Trong đó:
+ Qtiêu : Nhu cầu tiêu (m3/s);
+ qtktiêu: Hệ số tiêu thiết kế (l/s/ha);
+ ωtiêu: Tổng diện tích đất cần tiêu (ha)
3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

Nghiên cứu đã tính tốn được hệ số tiêu
thiết kế giai đoạn hiện tại, tương lai
Bảng 1. Kết quả tính tốn hệ số tiêu thiết kế
Hệ thống
thủy lợi

Mức độ
tăng dần (lần)
2030s 2050s
HT 2030s 2050s
/HT /HT
6,98 9,03 12,38 1,294 1,774

Hệ số tiêu (l/s/ha)

Đa Độ
Nam Thái
7,06
Bình
Xuân
7,19
Thủy

9,11

12,45 1,290 1,763

9,25

12,55 1,287 1,745

Do định hướng phát triển kinh tế xã hội
năm 2030, 2050 các tỉnh vùng ven biển với
định hướng mở rộng quy mơ, phát triển ni
trồng thủy sản. Ngồi ra, diện tích đất cho đơ
thị, nơng thơn, cơng nghiệp thay đổi khơng
đáng kể. Vì vậy, sự thay đổi sử dụng đất các
tỉnh ven biển sẽ làm giảm bớt nhu cầu tiêu cho
hệ thống. Yếu tố làm tăng nhu cầu tiêu nước
của hệ thống chủ yếu là lượng mưa tương lai.
Một số giải pháp chính để giảm nhỏ hệ số
tiêu cho vùng nghiên cứu: Nạo vét, mở rộng
mặt cắt các sơng trục chính để tăng khả năng

tiêu tự chảy ra biển; Mở rộng vùng tiêu động
lực để tiêu trực tiếp ra các sơng ngồi; Xây
dựng hồ điều hồ để giảm nhẹ hệ số tiêu và
phù hợp với năng lực tiêu nước của các cơng
trình thủy lợi đã và sẽ xây dựng; Chuyển đổi
cơ cấu canh tác ở một số vùng ngập nước từ
thuần lúa sang luân canh nuôi cá và cấy lúa
hoặc chuyển đổi thành các hồ điều hoà để
giảm nhẹ yêu cầu tiêu nước và cải thiện điều
kiện môi trường trong khu vực.
Trong các giải pháp trên, giải pháp nạo vét
và mở rộng các sơng trục chính để tăng khả
năng tiêu thoát nước là giải pháp phù hợp
nhất trong giai đoạn trước mắt.
4. KẾT LUẬN

Bảng 2. Kết quả tính toán nhu cầu tiêu nước
Lưu lượng tiêu
giai đoạn (m3/s)

Chênh lệch lưu
lượng tiêu (%)
Hệ thống
thủy lợi
2030s 2050s
HT 2030s 2050s
-HT
-HT
Đa Độ 167 216
296

29,4
77,4
Nam Thái
156 202
276
29,0
76,3
Bình
Xuân
192 248
336
28,7
74,5
Thủy

Từ kết quả Bảng 1, Bảng 2 cho thấy, hệ số
tiêu, nhu cầu tiêu các hệ thống thủy lợi vùng
ven biển Bắc Bộ đều tăng so với giai đoạn
hiện tại. Cụ thể, hệ số tiêu, nhu cầu tiêu nước
tăng từ (1,287 ÷ 1,294 lần) tương đương
(28,7% ÷ 29,4%) vào giai đoạn (2016-2035)
và tăng từ (1,745 ÷ 1,774 lần) tương đương
(74,5% ÷ 77,4%) vào giai đoạn (2046-2065)
so với hiện tại.

Nghiên cứu đã thiết lập phương pháp xây
dựng mô hình mưa tiêu trong tương lai dựa
trên biến đổi lượng mưa năm theo kịch bản
BĐKH. Đồng thời dự báo được xu hướng biến
đổi hệ số tiêu giai đoạn tương lai dưới ảnh

hưởng của BĐKH. Mức độ thay đổi hệ số tiêu
thiết kế tỷ lệ thuận với mức độ tăng lên của
tổng lượng trận mưa tiêu. Hiện tại các hệ
thống mới đảm bảo được khoảng 70% nhu cầu
tiêu nước. Đến giai đoạn 2030s cũng chỉ đáp
ứng được khoảng 55%, năm 2050s đáp ứng
được khoảng 45% nhu cầu tiêu của hệ thống.
5. TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Phạm Ngọc Hải và đồng tác giả (2006).
Giáo trình Quy hoạch và thiết kế hệ thống
Thủy lợi, tập 1. Nhà xuất bản Xây dựng.
[2] Bộ Tài ngun & Mơi trường. Kịch bản
biển đối khí hậu 2016.

346