BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI

NGUYỄN THỊ NGỌC ANH NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN TIÊU NƯỚC CHO HỆ THỐNG THUỶ NÔNG
TỈNH NAM ĐỊNH THEO KỊCH BẢN NƯỚC BIỂN DÂNG LUẬN VĂN THẠC SĨ

Hà Nội – 2012


Hà Nội – 2012
CÁC VĂN BẢN CẦN NỘP KHI NỘP LUẬN VĂN: - 07 quyển luận văn theo đúng mẫu quy định chung;
- 02 đĩa CD đã có nội dung của luận văn; LÝ LỊCH KHOA HỌC

I. LÝ LỊCH SƠ LƯỢC:
Họ và tên: Nguyễn Thị Ngọc Anh Giới tính: .Nữ
Ngày, tháng, năm sinh: 11/9/1984 Nơi sinh: Phú Thọ
Quê quán: Yên Lạc, Vĩnh Phúc Dân tộc: Kinh
Chức vụ, đơn vị công tác trước khi đi học tập, nghiên cứu: Nhân viên kỹ
thuật Công ty tư vấn và khảo sát thiết kế xây dựng - BQP
Chỗ ở hiện nay hoặc địa chỉ liên lạc: Số 2, ngách 2, ngõ 11, đường Tô Hiệu,
phường Nguyễn Trãi, quận Hà Đông, thành phố Hà Nội
Điện thoại cơ quan: Điện thoại nhà riêng: 0433554143
Fax: Email: Di động: 0948441111

II. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO:
1. Trung học chuyên nghiệp:
Hệ đào tạo: Thời gian từ: / đến
/
Nơi học (trường, thành
phố):
Ngành học: 2. Đại học:
Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian từ: 9/2003 đến 5/2008
Nơi học (trường, thành phố): Trường Đại học Thuỷ Lợi, thành phố Hà Nội
Ngành học: Thuỷ văn - Môi trường

HỌC:

Thời gian Nơi công tác
Công việc đảm
nhiệm
7/2008 - nay
Công ty tư vấn và khảo sát thiết kế xây
dựng- BQP
Nhân viên kỹ thuật

VI. KHEN THƯỞNG VÀ KỶ LUẬT TRONG QUÁ TRÌNH HỌC CAO HỌC:

V. CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ:
Học viên
Nguyễn Thị Ngọc Anh
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1. 1: Nhiệt độ trung bình năm của một số trạm khí tượng 8
Bảng 1.2: Phân bố số lần bão đổ bộ vào Việt Nam theo từng tháng 13
Bảng 1.3: Phân bố số lần bão đổ bộ vào Việt Nam theo khu vực 13
Bảng 1.4: Tần suất bão đổ bộ vào các khu vực theo tháng (%) 14
Bảng 1.5: So sánh tỷ lệ lượng mưa 5 ngày lớn nhất trung bình của từng thời kỳ
so với trung bình nhiều năm(%) 17
Bảng 1.6: Mực nước báo động và thời gian duy trì tại một số vị trí điển hình ở
hạ lưu sông Hồng 24
Bảng 1.7: Diễn biến mặn dọc theo một số triền sông (‰) 28
Bảng 1.8: Mức tăng nhiệt độ trung bình năm (
P
o
PC) so với thời kỳ 1980-1999
theo các Kịch bản biến đổi khí hậu ở Đồng bằng Bắc Bộ 29
Bảng 1.9: Mức thay đổi của lượng mưa năm (%) so với thời kỳ 1980-1999
theo các kịch bản ở Đồng bằng Bắc Bộ 30
Bảng 1.10: Mức thay đổi lượng mưa tháng (%) so với thời kỳ 1980-1999
theo kịch bản phát thải thấp ở Đồng bằng Bắc Bộ 30
Bảng 1.11: Mức thay đổi lượng mưa tháng (%) so với thời kỳ 1980-1999
theo kịch bản phát thải trung bình ở Đồng bằng Bắc Bộ 31
Bảng 1.12: Mức thay đổi lượng mưa tháng (%) so với thời kỳ 1980-1999
theo kịch bản phát thải cao ở Đồng bằng Bắc Bộ 31
Bảng 1.13: Các kịch bản về mực nước biển dâng (cm) so với năm 2000 32
Bảng 2.1: Thống kê các trạm khí tượng trong và lân cận tỉnh Nam Định 39

Hình 1.17: Xu thế biến đổi của mực nước max năm tại trạm Định Cư trên sông Trà
Lý 25
Hình 1.18: Xu thế biến đổi của mực nước trung bình năm tại trạm Ba Lạt trên sông
Hồng 25
Hình 1.19: Xu thế biến đổi của Hmax năm tại trạm Ba Lạt trên sông Hồng 25
Hình 1.20: Quá trình biến đối mực nước biển Việt Nam giai đoạn 1880-2000 26
Hình 1.21: Dao động mực nước trung bình năm tại trạm Hòn Dấu từ năm 1955 đến
năm 2008 (Hệ hải đồ) 26
Hình 1.22: Dao động mực nước lớn nhất năm tại trạm Hòn Dấu từ năm 1956 đến
năm 2008 (Hệ hải đồ) 26
Hình 2.5: Tần suất mực nước triều - trạm Hòn Dấu 46
Hình 2.6: Biểu đồ tình hình úng, hạn tỉnh Nam Định 52
Hình 3.1: Chế độ dòng chảy của đoạn sông đơn được mô tả bằng hệ phương trình vi
phân đạo hàm riêng Saint – Vernant 63
Hình 4.1: Mạng thủy lực tính toán tiêu cho hệ thống thủy nông Nam Định 94
Hình 4.2: Mạng thủy lực chi tiết hệ thống sông và kênh mương nội đồng thuộc Nam
Định 95
Hình 4.3: Mô phỏng trạm bơm trong Mike11 để tính toán tiêu tỉnh Nam Định 95
Hình 4.4: Mô phỏng cống tiêu trong Mike11 để tính toán tiêu tỉnh Nam Định 96
Hình 4.5: Sơ đồ phân khu tiêu hệ thống thủy nông Nam Định 97
Hình 4.6: Bản đồ ngập tỉnh Nam Định sau 5 ngày ứng với kịch bản BĐKH 102
Hình 4.7: Bản đồ ngập tỉnh Nam Định sau 5 ngày ứng với trường hợp hiện tại 102
thiện về mặt kiến thức trong học tập và nghiên cứu.
Xin trân trọng cảm ơn!
Hà nội, ngày 10 tháng 3 năm 2012
Tác giả Nguyễn Thị Ngọc Anh
Luận văn thạc sĩ -1- Chuyên ngành thuỷ văn học
MỞ ĐẦU
A. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU
Biến đổi khí hậu là một trong những thách thức lớn nhất đối với nhân loại
trong thế kỷ 21; nó sẽ tác động nghiêm trọng đến sản xuất, đời sống và môi trường
trên phạm vi toàn thế giới. Biến đổi khí hậu, với các biểu hiện chính là sự nóng lên
toàn cầu và mực nước biển dâng, chủ yếu là do các hoạt động kinh tế - xã hội của
con người gây phát thải quá mức vào khí quyển các khí gây hiệu ứng nhà kính.
Theo báo cáo đánh giá lần thứ tư của IPCC năm 2007, nhiệt độ trung bình toàn cầu
đã tăng khoảng 0,74
P
0
PC trong thời kỳ 1906 - 2005 và tốc độ tăng của nhiệt độ trong
50 năm gần đây gần gấp đôi so với 50 năm trước đó. Trong 100 năm qua, lượng
mưa có xu hướng tăng ở khu vực vĩ độ cao hơn 30
P
0
P. Tuy nhiên,lượng mưa lại có xu
hướng giảm ở khu vực nhiệt đới từ giữa những năm 1970. Hiện tượng mưa lớn có
dấu hiệu tăng ở nhiều khu vực trên thế giới (IPCC,2007). Mực nước biển toàn cầu
đã tăng trong thế kỷ 20 với tốc độ ngày càng cao. Số liệu đo đạc từ vệ tinh
TOPEX/POSEIDON trong giai đoạn 1993 - 2003 cho thấy tốc độ tăng của mực
nước biển trung bình toàn cầu là 3,1 ± 0,7mm/năm, nhanh hơn đáng kể so với thời

khung của Liên Hợp Quốc về biến đổi khí hậu, Bộ TNMT,2003). Số liệu quan trắc
mực nước biển tại các trạm hải văn dọc ven biển Việt Nam cho thấy tốc độ dâng lên
của mực nước biển trung bình ở Việt Nam hiện nay là khoảng 3mm/năm (giai đoạn
1993-2008), tương đương với tốc độ tăng trung bình trên thế giới. Trong khoảng 50
năm qua, mực nước biển tại Trạm hải văn Hòn Dáu dâng lên khoảng 20cm (Chương
trình mục tiêu quốc gia ứng phó với biến đổi khí hậu, Bộ TNMT, 2008). Theo đánh
giá của Tổ chức CARE quốc tế tại Việt Nam, mỗi thập kỷ mực nước biển ở Việt
Nam có thể dâng 5 cm, đến năm 2070 có thể dâng 69 cm, năm 2100 nước biển có
thể sẽ dâng tới khoảng 1m. Nếu nước biển dâng cao theo dự báo như vậy thì đồng
bằng sông Hồng (ĐBSH) sẽ bị ngập khoảng 5.000 km
P
2
P, đồng bằng sông Cửu Long
sẽ bị ngập 20.000 km
P
2
P dẫn đến mất đất và giảm sản lượng nông nghiệp.
Hệ thống các công trình thuỷ lợi tỉnh Nam Định được đầu tư từ rất sớm, từ
những năm 1960 đến nay đã có nhiều đợt bổ sung hoàn chỉnh quy hoạch thủy lợi
(1963, 1967, 1969, 1976, 1995 – khu Nghĩa Hưng; 1973, 1995 – Khu Xuân Thủy;
Hải Hậu; Nam Ninh và khu Bắc Nam Hà thuộc Nam Định), hệ thống các công trình
thuỷ lợi đã từng bước được đầu tư xây dựng như các trạm bơm lớn, kênh mương,
cống dưới đê, hệ thống đê điều, góp phần quan trọng trong việc cải tạo nền nông
nghiệp phục vụ tưới tiêu, chống úng chống hạn, nâng cao năng suất cây trồng. Tuy
Học viên: Nguyễn Thị Ngọc Anh Lớp 18V

Luận văn thạc sĩ -3- Chuyên ngành thuỷ văn học
nhiên trong quá trình khai thác, sử dụng đến nay hệ thống thủy lợi tỉnh Nam Định
vẫn còn một số tồn tại như sau:
* Hệ số tưới, tiêu hiện nay còn thấp chưa đáp ứng được yêu cầu sản

nghiên cứu.
B. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI
Tính toán tiêu nước cho hệ thống thuỷ nông tỉnh Nam Định theo kịch bản
nước biển dâng.
C. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG
- Đối tượng nghiên cứu của đề tài là yêu cầu tiêu và các biện pháp tiêu nước
mặt do tác động của biến đổi khí hậu.
- Phạm vi nghiên cứu ứng dụng là hệ thống thủy nông tỉnh Nam Định.
D. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
D1. Nội dung nghiên cứu
Luận văn đi sâu nghiên cứu 02 vấn đề chính sau:
- Xác định yêu cầu tiêu thoát nước vùng ảnh hưởng triều do ảnh hưởng của
BĐKH toàn cầu thông qua các kịch bản nước biển dâng tỉnh Nam Định.
- Nghiên cứu
ứng dụng mô hình thuỷ lực để tính toán tiêu nước cho hệ
thống thuỷ nông phù hợp với yêu cầu phát triển kinh tế - xã hội, thích ứng
với BĐKH toàn cầu.
D2. Phương pháp nghiên cứu
Để thực hiện mục tiêu và nội dung nghiên cứu đề ra, trong luận văn sử dụng
phương pháp nghiên cứu sau:
1) Phương pháp kế thừa
Nghiên cứu tiếp thu và sử dụng có chọn lọc kết quả nghiên cứu và thành tựu
khoa học công nghệ của các tác giả trong và ngoài nước đã nghiên cứu về những
vấn đề có liên quan đến đề tài.
Học viên: Nguyễn Thị Ngọc Anh Lớp 18V

Luận văn thạc sĩ -5- Chuyên ngành thuỷ văn học
2) Phương pháp điều tra thu thập và đánh giá
Điều tra thu thập tài liệu, khảo sát và nghiên cứu thực tế, phân tích đánh giá
và tổng hợp tài liệu để từ đó rút ra các cơ sở khoa học và khả năng ứng dụng vào

105°30' và 107°00' Đông.
5T Nhìn tổng thể nó có dạng tam giác với đỉnh là thành phố
Việt Trì tỉnh Phú Thọ còn đáy là đường bờ biển kéo dài từ thành phố Hạ Long tỉnh
Quảng Ninh đến cực nam huyện Kim Sơn tỉnh Ninh Bình. Đồng bằng Bắc Bộ có
địa giới hành chính gồm 10 tỉnh và thành phố là Hà Nội, Hải Phòng, Vĩnh Phúc,
Bắc Ninh, Hải Dương, Hưng Yên, Hà Nam, Thái Bình, Nam Định, Ninh Bình. Tính
đến năm 2008 vùng ĐBBB có tổng diện tích tự nhiên 1.486.250 ha trong đó khoảng
trên 760.000 ha là đất nông nghiệp, dân số trên 18,6 triệu người.
Đồng bằng Bắc Bộ được tạo thành do quá trình bồi tụ phù sa của hệ thống
sông Hồng và sông Thái Bình, chênh lệch về cao độ giữa các khu vực không nhiều.
Phần lớn vùng đồng bằng có cao độ từ 0,4 m đến 12,0 m so với mực nước biển
trong đó dưới 4,0 m chiếm tới 55,8% .

Do có địa hình bằng phẳng và trũng thấp nên vệc cấp thoát nước ở ĐBBB
chủ yếu dựa vào biện pháp công trình thích hợp. Trong mùa mưa toàn bộ vùng châu
thổ thường xuyên bị đe doạ bởi lũ lụt và bão mạnh, là nguy cơ đe doạ môi trường
chủ yếu từ xưa tới nay. Mặt khác, dao động về độ cao mặt đất nói chung và mặt
ruộng nói riêng ở vùng đồng bằng tuy nhỏ nhưng lại có ảnh hưởng rất lớn đến chế
độ canh tác và biện pháp tiêu thoát nước. Trong phạm vi một địa phương hay một
khu vực nhỏ, chênh lệch cao độ mặt đất chỉ một vài mét cũng làm thay đổi chế độ
sản xuất cũng như giải pháp công trình tiêu thoát nước.
Trải qua nhiều thế kỷ chống chọi với thiên nhiên, nhân dân vùng đồng bằng
đã xây dựng được hệ thống đê điều và bờ vùng nhân tạo dày đặc cùng hàng ngàn
Học viên: Nguyễn Thị Ngọc Anh Lớp 18V

Luận văn thạc sĩ -7- Chuyên ngành thuỷ văn học
công trình thủy lợi phục vụ yêu cầu chống lũ, tưới, tiêu, cải tạo đất… Các công
trình thủy lợi như hồ, đập, trạm bơm, cống cùng với mạng lưới kênh mương, công
trình trên kênh, đường xá, đê điều, bờ bao, bờ vùng v.v… đã tạo thành hệ thống
công trình thủy lợi (còn gọi là hệ thống thủy lợi hay hệ thống thủy nông). Các hệ

Hà Đông, Hưng Yên, Hải Dương, Phù Liễn, Thái Bình, Văn Lý, Nam Định, Phủ
Lý, Nho Quan, Ninh Bình. Vị trí các trạm quan trắc khí tượng xem hình 1.2.
1.2.2. Biến đổi về nhiệt độ
Chỉ trong vòng gần nửa thế kỷ, từ năm 1960 đến nay, nhiệt độ trung bình
năm của toàn vùng ĐBBB đã tăng từ 0,4
P
0
PC đến 0,6 P
0
PC, số đợt không khí lạnh giảm
hẳn từ trung bình mỗi năm đón nhận 29 đợt không khí lạnh trong thập niên 1971-
1990 xuống còn 24 đợt mỗi năm trong thập kỷ 1991-2000, đặc biệt trong các năm
từ 1994 - 2008 chỉ còn 15 đợt đến 16 đợt rét mỗi năm.
Bảng 1. 1: Nhiệt độ trung bình năm của một số trạm khí tượng
TT Trạm đo
Nhiệt độ trung bình năm theo thời kỳ (
P
o
P
C)
1961-1970
1971-1980
1981-1990
1991-2000
2001-2008
1
Láng (Hà Nội)
23,5
23,5
23,6

tháng 6, tháng 7 khi có tác động của gió tây khô nóng. Kết quả nghiên cứu cho thấy
độ ẩm tương đối trung bình tháng trong các thập kỷ gần đây có xu hướng thấp dần.
Ví dụ tại trạm Láng độ ẩm trung bình năm thời kỳ 2001-2008 đạt 79% thấp 2% so
với trung bình nhiều năm. Độ ẩm trung bình tháng thấp nhất trong thời kỳ 2001-
2008 đạt từ 74 % đến 75 % thấp hơn trung bình nhiều năm từ 2 % đến 4 %. Về mùa
đông số đợt không khí lạnh giảm hẳn, số ngày mưa phùn cũng giảm và khả năng
nắng nóng trong mùa hè có xu hướng gia tăng trong thập kỷ gần đây. Từ năm 1961
đến 1980 trung bình mỗi năm có 30 ngày mưa phùn, từ năm 1991 đến nay giảm
xuống chỉ còn 13 ngày đến 15 ngày.
Đặc trưng độ ẩm trung bình tháng của từng thập kỷ tại trạm Láng xem bảng
1.1 phần phụ lục chương I.

Hình 1.3: Xu thế biến đổi của độ ẩm tương đối trung bình năm tại trạm Láng
1.2.4. Biến đổi về lượng bốc hơi
Kết quả nghiên cứu cho thấy lượng bốc hơi trung bình tháng cao nhất xảy ra vào
các tháng 6, tháng 7 dao động từ 90 mm - 130 mm, thấp nhất vào tháng 3 khi có
mưa phùn ẩm ướt. Xu thế biến động của lượng bốc hơi Piche giảm ở các trạm Láng,
Học viên: Nguyễn Thị Ngọc Anh Lớp 18V

Luận văn thạc sĩ -11- Chuyên ngành thuỷ văn học
Phù Liễn, Văn Lý và tăng ở trạm Thái Bình. Đặc trưng bốc hơi trung bình tháng
năm tại một số trạm điển hình xem bảng 1.2 phần phụ lục chương I.

Hình 1.4: Xu thế biến đổi lượng bốc hơi Piche năm tại trạm Láng

Hình 1.5: Xu thế thay đổi lượng bốc hơi Piche năm tại trạm Thái Bình
1.2.5. Biến đổi số giờ nắng
Tổng số giờ nắng trong vùng nghiên cứu dao động từ 1600 giờ đến 1690 giờ,
tháng 7 có số giờ nắng cao nhất, đạt 190 giờ đến 200 giờ, tháng 2 có giờ nắng thấp
Học viên: Nguyễn Thị Ngọc Anh Lớp 18V