KHI X L T SÔNG H NG VÀO SÔNG ÁY

Transcription

1 XÂY D NG B N NG P L T KHU V C H DU TÓM T T T KHI X L T SÔNG H NG VÀO SÔNG ÁY Lê Vi t S n 1 Bài báo này trình bày k t qu nghiên c u, ánh giá r i ro ng p l vùng h du sông áy khi x l t sông H ng vào sông áy b o v cho th ô Hà N i theo Ngh nh 04/2011/N -CP. Khu v c c t p trung nghiên c u, phân tích là vùng có nguy c ng p l t khi x l t sông H ng vào sông áy, bao g m vùng b ng ch a Vân C c, vùng bãi sông áy n m gi a các tuy n ê sông áy, vùng ch m l Ch ng M, M c và vùng h u áy c a Hà Nam. Nghiên c u s d ng ph ng pháp mô hình toán xác nh sâu ng p, di n tích ng p và xây d ng b n ng p l t cho vùng nghiên c u. K t qu nghiên c u cho th y, v i i u ki n lòng d n và h th ng ê nh hi n t i n u m c x l m 3 /s thì ch có vùng b ng ch a Vân C c và vùng bãi sông áy phía th ng du c u Mai L nh b ng p n ng, các khu v c khác b nh h ng không áng k. Khi x l v i l u l ng thi t k m 3 /s thì toàn b vùng bãi sông áy, các khu ch m l Ch ng M, M c và H u áy c a Hà Nam u b ng p sâu. K t qu nghiên c u cho th y vi c u t, c i t o lòng d n sông áy và h th ng ê sông áy là yêu c u c p thi t. K t qu nghiên c u t o ra các hình nh tr c quan giúp các nhà qu n lý và ng i dân d dàng nh n bi t c r i ro ng p l t khu v c h du sông áy có gi i pháp ng phó. T khoá oá: Sông áy, phòng ch ng l, b n ng p l t. 1. T V N 6 L u v c sông áy n m trên a ph n thành ph Hà N i, Hà Nam, Nam nh, Ninh Bình, có vai trò quan tr ng trong công tác phòng ch ng l cho th ô Hà N i và vùng ng b ng sông H ng. Sau khi hoàn thành các h ch a l n th ng du g m Hòa Bình, Thác Bà, Tuyên Quang và S n La, Chính ph ã ban hành Ngh nh s 04/2011/N -CP v vi c bãi b vi c s d ng các khu ch m l Tam Thanh thu c t nh Phú Th, L p Th ch thu c t nh V nh Phúc, L ng Phú Qu ng Oai, Ba Vì thu c thành ph Hà N i và h th ng phân l sông áy nh m t o i u ki n n nh i s ng và phát tri n kinh t - xã h i các khu v c phân ch m l trên h th ng. i v i h th ng sông áy, Ngh nh 04 quy nh ph i quy ho ch xây d ng m i, c i t o nâng c p các công trình u m i, h th ng ê sông áy, n o vét lòng d n sông áy ch ng a n c sông H ng vào sông áy v i l u l ng mùa ki t t 30 m 3 /s n 100 m 3 /s, mùa l t 600 m 3 /s n 800 m 3 /s ph c v c p n c sinh ho t, s n xu t, phát tri n kinh t - xã h i và góp ph n c i thi n môi tr ng. ng th i, m b o sông áy thoát c l u l ng t i a m 3 /s d phòng khi xu t hi n l có chu k l p l i l n h n 500 n m trên h th ng sông H ng ho c x y ra s c nghiêm tr ng i v i h th ng ê i u khu v c n i thành Hà N i. Nh v y, theo Ngh nh 04 m b o an toàn cho th ô Hà N i, n i t p trung các trung tâm chính tr, kinh t, v n hóa, xã h i c a c n c khi l trên h th ng sông H ng v t quá l 500 n m thì vi c chuy n l t sông H ng vào sông áy v n c n c th c hi n v i l u l ng t i a 2.500m 3 /s. Bài báo này trình bày k t qu nghiên c u, tính toán các r i ro và xây d ng b n ng p l t vùng h du trong tr ng h p ph i x l t sông H ng vào sông áy v i các l u l ng khác nhau, t 600m 3 /s n 2.500m 3 /s. K t qu nghiên c u nh m xác nh c di n tích ng p, sâu ng p, th i gian ng p l t t i b t k v trí nào n m trong vùng nh h ng c a vi c x l. 2. PH M VI, M C TIÊU VÀ PH NG PHÁP NGHIÊN C U 2.1. Ph m vi nghiên c u Ph m vi c a nghiên c u là toàn b l u v c sông áy, thu c Hà N i, Hà Nam, Nam nh, Ninh Bình (hình 1). Vùng có nguy c ng p l là khu v c ch u nh h ng n ng n nh t c a vi c x l t sông H ng vào sông áy bao g m vùng b ng ch a Vân C c, vùng bãi sông áy n m gi a các tuy n ê sông áy, vùng ch m l Ch ng M, M c và vùng h u áy c a Hà Nam. 1 Viện Quy hoạch Thủy lợi N NG NGHIÖP Vµ PH T TRIÓN N NG TH N - Th ng 1/

2 2.2. M c tiêu Nghiên c u có 2 m c tiêu chính, bao g m: - Xây d ng c b n ng p l t cho các khu v c d c sông áy trên a bàn thành ph Hà N i, các t nh Hà Nam, Nam nh, Ninh Bình khi x l t sông H ng vào sông áy v i các k ch b n khác nhau. Làm c s l p ph ng án c nh báo, i u hành phòng ch ng l, di dân m b o an toàn khi có x l sông H ng vào sông áy. Hình 1. Ph m vi nghiên c u (vùng có nguy c ng p l c tô màu s m) s 2.3. Ph ng pháp nghiên c u c Nghiên c u ng d ng mô hình tính toán th y l c tiên ti n mô ph ng quá trình truy n l trên h th ng sông và vùng bãi c ng nh quá trình l tràn qua các o n ê, ng tràn, ng giao thông ch y vào trong ng khi x l t sông H ng vào sông áy, mô hình MIKE FLOOD, bao g m 2 thành ph n MIKE11 và MIKE21. Mô hình toán MIKE 11 do Vi n Th y v n an M ch (DHI) phát tri n c áp d ng tính toán quá trình truy n l trên lòng sông chính, trong ó dòng ch y c b n là 1 chi u theo chi u d c sông. Mô hình có th mô ph ng các công trình trên sông nh c ng, c u, p, các công trình ki m soát l và i u ti t l v i chính xác cao. Mô hình MIKE 21 là m t mô un th y ng l c dùng mô hình hóa dòng ch y tràn 2 chi u trên các bãi sông, khi l trên sông v t qua ê và tràn vào trong ng. Phiên b n c s d ng trong nghiên c u này là MIKE 21FM là phiên b n mà l i tính toán c thi t l p linh ho t, nh ng khu v c h p, có s thay i t ng t c a a hình, c a i u ki n dòng ch y thì chia l i dày; nh ng khu v c a hình khá b ng ph ng có th chia l i th a h n gi m th i gian tính toán. K t qu tính toán c a mô hình th y l c cho phép xác nh c m c n c l, sâu ng p, di n tích ng p và th i gian ng p trong ph m vi tính toán c a mô hình. 3. THI T L P MÔ HÌNH TÍNH TOÁN R I RO NG P L T KHI X L 3.1. Ph m vi tính toán c a mô hình h th y l c Mô hình th y l c MIKE FLOOD c thi t l p tính toán quá trình truy n l trên h th ng sông áy khi x l t sông H ng vào sông áy bao g m các b ph n sau: - V m ng sông tính toán, g m các sông v i chi u dài c trình bày b ng 1. B ng 1. M ng sông tính toán Tên sông Chi u dài (km) 1 Sông áy Sông Bùi 24 3 Sông M Hà 13 4 Sông H ng 42 5 C m ình- Hi p Thu n 12 6 Sông Tích 69 7 ào Nam nh 29 8 Sông Hoàng Long 63 T ng Mi n tính th y l c hai chi u c xác nh là khu v c có kh n ng b ng p l khi x l t sông H ng vào sông áy. T i khu v c nghiên c u mi n tính này c xác nh d a vào k t qu phân tích các tài li u i u tra v t l, b n a hình t l 1/2000, 1/ và h th ng các tuy n ng qu c l, tuy n ê d c sông áy, sông Tích, sông Bùi. K t qu phân tích ã xác nh c mi n tính có di n tích kho ng 430 km 2, bao g m các khu v c sau: - Khu v c vùng b ng ch a Vân C c. - Khu v c vùng bãi sông áy o n t p áy n Ba Thá. 48 N NG NGHIÖP Vµ PH T TRIÓN N NG TH N - Th ng 1/2016

3 - Các khu v c ng b ng c a các huy n Ch ng M, M c thu c thành ph Hà N i. - Khu v c ng b ng phía h u sông áy thu c các huy n Kim B ng, Thanh Liêm và thành ph Ph Lý c a t nh Hà Nam. c i m a hình c a khu v c có nguy c ng p l vùng nghiên c u c th hi n b ng 2. B ng 2. Phân c p cao mi n tính toán 2 chi u C p cao (m) Di n tích (ha) T l (%) 1 <1 85 0, , , , , , , , , , ,5 12 > ,4 T ng ,0 Ph m vi tính toán c a mô hình MIKE11 và MIKE21 c liên k t v i nhau và th hi n trên hình v sau. Biên c a mô hình là quá trình l u l ng, ho c m c n c theo th i gian t i u ho c cu i các sông trong vùng tính toán, g m các sông sau (B ng 3). B ng 3. Các biên tính toán Tên biên V trí Ghi chú Biên trên 1 Sông H ng S n Tây 2 Sông Tích V t L i 3 Hoàng Long H ng Thi 4 ào Nam nh Nam nh 5 Sông áy Vân C c L u l ng x l Biên d i i 1 Sông áy C a áy 2 Sông H ng Hà N i 3.2. k t k qu tính toán ng p l t Hi u ch nh và ki m nh mô hình Tr c khi áp d ng mô hình vào tính toán v i các k ch b n x l t sông H ng vào sông áy, mô hình c n c hi u ch nh xác nh các thông s th y l c c n thi t. Mô hình c hi u ch nh v i tr n l n m 1971 là n m có phân l g n nh t t sông H ng vào sông áy. Các tr m th y v n c l a ch n hi u ch nh là Ba Thá, Ph Lý và c B trên sông áy. K t qu hi u ch nh cho tr m Ba Thá c th hi n trên hình 3. Mô hình v a ph n ánh c c v l n và hình d ng l, quá trình l lên, quá trình l xu ng. Hình 2. Ph m vi tính toán mô hình h MIKE FLOOD Hình 3. K t K qu hi u ch nh m c n c t i Ba Thá K t qu tính toán cho các tr m khác c ng có m c phù h p t ng t nh tr m Ba Thá và c th hi n b ng 4. N NG NGHIÖP Vµ PH T TRIÓN N NG TH N - Th ng 1/

4 B ng 4. K t qu hi u ch nh H (m) Tr m max Sai s s Th c o Tính toán (m) 1 Ba Thá 7,34 7,35 0,01 2 Gián Kh u 3,45 3,58 0,13 3 c B 3,28 3,37 0,09 Mô hình ã c hi u ch nh và cho k t qu r t t t gi a m c n c tính toán và th c o t i 3 tr m th y v n. m b o tin c y c a mô hình tr c khi a vào áp d ng tính toán cho các k ch b n xã l, mô hình ti p t c c ki m nh cho tr n l n m 2008 v i b thông s ã c hi u ch nh. K t qu ki m nh cho tr m Ba Thá c th hi n hình 4. K t qu ki m nh v m c n c th c o và tính toán là phù h p v i nhau t i các tr m ki m nh g m Ba Thá và Gián Kh u, ch ng t b thông s th y l c c thi t l p cho mô hình là chính xác. Hình 4. K t K qu ki m nh m c n c t i Ba Thá B ng 5. K t qu ki m nh Tr m H max (m) Sai s s Th c o Tính toán (m) 1 Ph Lý 4,6 4,49-0,11 2 Gián Kh u 3,82 3,9 0, ánh giá m c ng p l v i các k ch b n x l khác nhau a) Các k ch b n x l Các k ch b n x l vào sông áy c n c t ra có các bi n pháp ng phó, các y u t c xem xét xây d ng k ch b n bao g m: - Lòng d n và h th ng ê sông áy nh hi n t i, ch a c c i t o, nâng c p. - K ch b n x l : c xác nh g m 6 c p x l t sông H ng vào sông áy v i các c p l u l ng phù h p v i quy trình v n hành công trình u m i: m 3 /s, m 3 /s, m 3 /s, 1000 m 3 /s, 800 m 3 /s, 600 m 3 /s. - l n c a l n i t i: V i m c tiêu ánh giá c nh h ng c a vi c x l n m c ng p l t, nghiên c u này gi thi t vi c x l c th c hi n trong i u ki n trên sông áy không x y ra l, m c n c t i Ba Thá c gi thi t là 3 m. b) sâu ng p l th y c nh h ng c a l u l ng x l n m c n c l t i khu v c b ng ch a Vân C c, khu v c bãi sông áy, vùng ch m l Ch ng M, M c, H u áy c a Hà Nam, ti n hành phân tích k t qu v sâu ng p l t i các i m i di n c a m i khu v c nêu trên. C th là vùng b ng ch a Vân C c l a ch n i m phân tích là xã Thanh a (Phúc Th ), vùng bãi sông áy l a ch n xã Tân Phú (Qu c Oai), vùng Ch ng M ch n xã Hòa Chính, vùng M c l a ch n xã Hùng Ti n, vùng h u áy c a Hà Nam l a ch n xã Thanh S n (Phú C ng). K t qu tính toán m c n c l l n nh t t i t ng v trí trong các k ch b n x l v i l u l ng m 3 /s, l n i t i 3 m nh sau (B ng 6). B ng 6. sâu ng p l l theo các KB x x l (m) V trí Thanh a 9,14 7,87 7,41 6,8 6,46 5,87 2 Tân Phú 3,86 3,14 2,85 2,32 2,05 1,56 3 Hòa Chính 3,61 2,59 2,36 1,45 1,01 0,31 4 Hùng Ti n 4,13 3,05 1, Thanh S n 1,14 0,17 0,17 0,17 0,17 0,17 K t qu tính toán cho th y sâu ng p l t i các khu v c ph thu c r t nhi u vào l u l ng x l. - T i xã Thanh a trong khu v c b ng ch a Vân C c sâu ng p l t t ng t kho ng 6 m n 9 m khi x l t 600 m 3 /s lên 2500 m 3 /s. - T i xã Tân Phú trên vùng bãi sông áy sâu ng p l t t ng t kho ng 1,5 m n 4 m khi x l t 600 m 3 /s lên 2500 m 3 /s. - T i xã Hòa Chính n m trong ng c a huy n Ch ng M, khi x l 600 m 3 /s thì m c ng p không 50 N NG NGHIÖP Vµ PH T TRIÓN N NG TH N - Th ng 1/2016

5 áng k, khi x l 800 m 3 /s ng p kho ng 1 m và khi x 2500 m 3 /s ng p sâu kho ng 3,5 m. - T i xã Hùng Ti n thu c khu v c M c khi l u l ng x l t 1500 m 3 /s tr xu ng không b ng p, i u ó có ngh a khi x l d i 1500 m 3 /s thì n c g n nh không tràn vào khu v c trong ng c a M c. Khi x l t 1500 m 3 /s tr lên, ng p t ng t bi n t kho ng 2 m ng v i l u l ng x 1500 m 3 /s n 4 m khi x 2500 m 3 /s. - i v i khu v c h u áy, khi x l v i l u l ng nh h n 2000 m 3 /s thì m c ng p không áng k. Khi x l 2500 m 3 /s b ng p sâu kho ng 1 m. B ng 7. Di n tích b b ng c) Di n tích ng p l t nh l ng hóa m c ng p l t t i các khu v c ng p l t ng ng v i các m c x l t sông H ng vào sông áy khác nhau, ti n hành trích xu t k t qu v di n tích ng p l t v i m c ng p t 0,5 m tr lên (m c ng p nguy hi m, gây thi t h i l n) các khu v c Vân C c, bãi sông áy, Ch ng M, M c, vùng h u áy c a Hà Nam, k t qu c trình bày b ng 7. ng p sâu h n 0,5 m t ng ng v i v i các k ch k b n b n v : ha Khu v c v Vân C c Bãi sông áy Ch ng M M c H u áy Hình 5. B n B ng p l t v i KB x l m 3 /s K t qu tính toán di n tích ng p sâu h n 0,5 m trong các k ch b n x l cho th y: - Khu v c Vân C c g n nh ng p toàn b trong t t các các k ch b n x l t m 3 /s. - Vùng bãi sông áy t p áy n Mai L nh di n tích ng p l t ph thu c nhi u vào l u l ng x l t kho ng 800 ha khi x l 600 m 3 /s n ha khi x l m 3 /s. - Vùng Ch ng M ch ng p l t áng k khi x l t 1000 m 3 /s tr lên, di n tích ng p t ng t 1200 ha (x 1000 m 3 /s) lên n x p x ha (x m 3 /s). - Vùng M c ch ng p l t khi x l t 1500 m 3 /s tr lên, di n tích ng p thay i t ha (t ng ng v i m c x 1500 m 3 /s) n ha (x m 3 /s). - Vùng h u áy ch ng p l t khi x l t 2500 m 3 /s, di n tích ng p kho nh ha. d) B n ng p l t Ngoài các d li u có th trích xu t v sâu ng p, di n tích ng p t k t qu tính toán ng p l nh nêu trên, nghiên c u ã xây d ng c b n ng p l t cho t ng k ch b n x l khác nhau. B n ng p l t là hình nh tr c quan giúp các nhà ho ch nh chính sách và c ng ng có th nh n bi t c m c r i ro ng p l t ng v trí. Hình 5 th hi n b n ng p l t v i m c x l m 3 /s toàn b vùng Ch ng M, M c b ng p sâu 2-4 m. Vùng h u áy c a Hà Nam ng p sâu 0,25-1,50 m. Hình 6 th hi n b n ng p l t c a vùng nghiên c u khi x l m 3 /s, m 3 /s ch m t ph n nh di n tích c a Ch ng M ngay sau Mai L nh b ng p, sâu ng p c ng ch <1,50 m. Vùng h u áy c a Hà Nam g n nh không b ng p. Nh v y có th k t lu n, v i i u ki n lòng d n và h th ng ê nh hi n t i, khi x l v i l u l ng d i m 3 /s thì ch có các khu v c vùng bãi sông áy phía th ng du Mai L nh b ng p n ng. Khu v c h du Mai L nh, vùng ch m l Ch ng M, M c và H u áy c a Hà Nam m c ng p l t không N NG NGHIÖP Vµ PH T TRIÓN N NG TH N - Th ng 1/

6 nghiêm tr ng. V i l u l ng x l m 3 /s thì toàn b các khu v c trên u b ng p n ng. Hình 6. B n B ng p l t v i KB x l m 3 /s 4. K T LU N ã ti n hành nghiên c u, ánh giá r i ro ng p l vùng h du sông áy khi x l t sông H ng vào sông áy b o v cho th ô Hà N i theo Ngh nh 04/2011/N -CP. K t qu nghiên c u cho th y r ng, v i i u ki n lòng d n và h th ng ê nh hi n t i n u m c x l m 3 /s thì có vùng b ng ch a Vân C c và vùng bãi sông áy phía th ng du c u Mai L nh b ng p n ng, các khu v c khác b nh h ng không áng k. Khi x l v i l u l ng thi t k m 3 /s thì toàn b vùng bãi sông áy, các khu ch m l Ch ng M, M c và H u áy c a Hà Nam u b ng p sâu. T k t qu nghiên c u cho th y vi c u t, c i t o lòng d n sông áy và h th ng ê sông áy là yêu c u c p thi t. K t qu nghiên c u t o ra các hình nh tr c quan giúp các nhà qu n lý và ng i dân d dàng nh n bi t c r i ro ng p l t khu v c h du sông áy có gi i pháp ng phó. TÀI LI U THAM KH O 1. Báo cáo Quy ho ch phòng ch ng l và ê i u sông áy (Vi n Quy ho ch Th y l i), Ngh nh 04/2011/N -CP v vi c bãi b các khu phân ch m l vùng ng b ng sông H ng, MIKE 11 Model User Mannual, DHI, MIKE 21 Model User Manual, DHI, Quy t nh s 1821/Q -g v Quy ho ch phòng ch ng l và ê i u h th ng sông áy. GENERATING FLOOD MAP FOR THE DOWNSTREAM AREA IN CASE DIVERTING FLOW FROM THE RED RIVER TO THE DAY RIVER Summary Le Viet Son This paper has conducted the research for flood risk assessment in case discharging flow from the Red river to the Day river to protect the capital Hanoi under Decree 04/2011/ND-CP. The reseach area is an area at risk of flooding include Van Coc retention area, the flood plain between Day river dikes, the Chuong My, My Duc retention areas and the flood plain area in the right side in Ha Nam province. Research using mathematical models to determine the flood depth, flood area and flood maps in the study area. The study results show that, with the current condition of flood control structures if we divert about 1,000 m 3 /s from the Red river to the Day river, only the Van Coc area and the flood plain uppeer of Mai Linh bridge are flooded, the other areas are in safe. When discharging, the design flow of 2,500 m 3 /s, the entire study areas are heavely flooded. From the results of the study showed that the investment and renovation Day river bed and the dyke system is a critical requirement. Research results create visual images for the managers and community a guide to easily identify the risk of flooding in downstream river bottom for response measures. Keywords: Day river, flood management, flood map. Ng i i ph n bi n: PGS.TS. Lê Quang Vinh Ngày nh n bài: 6/11/2015 Ngày thông qua ph n bi n: 7/12/2015 Ngày duy t ng: 14/12/ N NG NGHIÖP Vµ PH T TRIÓN N NG TH N - Th ng 1/2016