Tài liệu Nghiên cứu xây dựng bản đồ ngập lụt phục vụ cảnh báo ngập lụt tỉnh đồng tháp trong bối cảnh biến đổi khí hậu

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG BẢN ĐỒ NGẬP LỤT PHỤC VỤ CẢNH BÁO NGẬP LỤT TỈNH ĐỒNG THÁP TRONG BỐI CẢNH BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐÀO HẢI ĐĂNG CHUYÊN NGÀNH: THỦY VĂN HỌC MÃ SỐ: 60440224 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. TRẦN DUY KIỀU HÀ NỘI, NĂM 2018 HÀ NỘI, NĂM 2017 CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI Cán bộ hướng dẫn chính: PGS.TS. Trần Duy Kiều Cán bộ chấm phản biện 1: Nguyễn Quang Hưng Cán bộ chấm phản biện 2: Lương Tuấn Anh Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại: HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI Ngày 27 tháng 12 năm 2017 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Tôi đã thực hiện đề tài tốt nghiệp theo đúng đề cương luận văn tốt nghiệp được Khoa Khí tượng Thủy văn và phòng Đào tạo trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội phê duyệt. Kết quả của luận văn được thực hiện theo đúng trình tự và các bước thực hiện tính toán, thiết kế được áp dụng theo các tài liệu khoa học chính thống, được công bố phổ cập và sử dụng rộng rãi. Các số liệu, tài liệu dẫn chứng hoàn toàn được sử dụng từ các dữ liệu đã được thẩm định và được giảng dạy trong Trường và mội số trường Đại học khác. Các kết quả nghiên cứu, tính toán của luận văn hoàn toàn được thực hiện nghiêm túc và chưa được công bố trong bất cứ luận văn, báo cáo nghiên cứu khoa học nào khác. Hà Nội, ngày tháng năm 2018. Học viên Đào Hải Đăng LỜI CẢM ƠN Luận văn “Nghiên cứu xây dựng bản đồ ngập lụt phục vụ cảnh báo ngập lụt tỉnh Đồng Tháp trong bối cảnh biến đổi khí hậu” được hoàn thành vào tháng 12 năm 2017. Trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn thạc sĩ, tác giả đã nhận được sự giúp đỡ chân thành và nhiệt tình của các thầy, cô giáo viên của trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội. Nhân đây tác giả cũng xin bày tỏ lòng cám ơn tới thầy cô giáo khoa Khí tượng – Thủy văn, các đồng nghiệp đã nhiệt tình đóng góp, trao đổi nhiều ý kiến quý báu cho luận văn này. Đặc biệt tác giả xin bày tỏ long biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Trần Duy Kiều đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn chỉ bảo, cung cấp các thông tin cần thiết, phương pháp nghiên cứu của luận văn để tác giả hoàn thành tốt nội dung đặt ra. Tác giả xin gửi lời cảm ơn tới Lãnh đạo Đài Khí tượng Thủy văn khu vực Đồng bằng Bắc Bộ, trạm Thủy văn Thượng Cát và gia đình đã tạo điều kiện thuận lợi nhất để tác giả hoàn thành tốt luận văn này. Do thời gian, kinh nghiệm nghiên cứu còn ít nên luận văn khó tránh khỏi những thiếu sót, tác giả rất mong muốn nhận được những ý kiến đóng góp, chỉ bảo của thầy, cô giáo và các đồng nghiệp để luận văn được hoàn thiện hơn. Hà Nội, tháng 1 năm 2018 Học viên Đào Hải Đăng MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG ......................................................................................................vi DANH MỤC HÌNH .......................................................................................................iv DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ....................................................................................... vii MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN CHẾ ĐỘ MƯA, LŨ, NGẬP LỤT KHU VỰC ĐỒNG THÁP . 4 1.1. Đặc điểm điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội Đồng Tháp............................4 1.1.1. Đặc điểm địa lý tự nhiên.................................................................................4 1.1.2. Đặc điểm địa hình ...........................................................................................5 1.2. Hệ thống sông, suối, kênh, rạch và thủy lợi khu vực Đồng Tháp. ..............6 1.2.1. Đặc điểm hệ thống sông, suối, kênh, rạch. .....................................................6 1.2.2. Đặc điểm hệ thống thủy lợi ............................................................................9 1.3. Điều kiện khí hậu - khí tượng .......................................................................11 1.3.1. Lượng bốc hơi ..............................................................................................12 1.3.2. Gió ................................................................................................................12 1.3.3. Nhiệt độ ........................................................................................................12 1.3.4. Số giờ nắng ...................................................................................................13 1.3.5. Lượng mưa ...................................................................................................13 1.4. Đặc điểm lũ lụt khu vực Đồng Tháp ............................................................14 1.4.1. Đặc điểm thủy văn mùa lũ ............................................................................14 1.4.2. Chế độ dòng chảy lũ khu vực Đồng Tháp ....................................................17 1.4.3. Đặc điểm thủy triều ......................................................................................20 1.5. Đặc điểm ngập lụt khu vực Đồng Tháp .......................................................20 1.6. Một số nghiên cứu ngoài nước và trong nước liên quan ............................24 1.7. Nhận xét chương 1 .........................................................................................27 CHƯƠNG 2. CƠ SỞ DỮ LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ......................28 2.1. Cơ sở dữ liệu tính toán ..................................................................................28 2.1.1. Số liệu địa hình .............................................................................................28 2.1.2. Số liệu khí tượng ..........................................................................................28 2.1.3. Số liệu thủy văn ............................................................................................29 2.2. Lựa chọn mô hình xây dựng bản đồ ngập lụt khu vực Đồng Tháp ..........29 2.3. Mô hình mưa rào - dòng chảy .......................................................................30 2.3.1. Giới thiệu về mô hình MIKE NAM .............................................................30 i 2.3.2. Thành phần cơ bản của mô hình ...................................................................31 2.3.3. Thông số của mô hình ..................................................................................33 2.3.4. Điều kiện ban đầu của mô hình ....................................................................33 2.3.5. Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình ................................................................34 2.4. Mô hình thủy lực MIKE 11 ...........................................................................36 2.4.1. Giới thiệu mô hình MIKE 11 .......................................................................36 2.4.2. Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình MIKE 11 ................................................40 2.5. Xây dựng lưới tính và địa hình khu vực Đồng Tháp ..................................43 2.5.1. Giới thiệu mô hình MIKE 21 .......................................................................43 2.5.2. Lưới tính và địa hình khu vực Đồng Tháp ...................................................45 2.6. Mô hình mô phỏng ngập lụt MIKE FLOOD ..............................................47 2.6.1. Giới thiệu chung ...........................................................................................47 2.6.2. Nguyên tắc kết nối trong mô hình MIKE FLOOD.......................................47 2.7. Nhận xét chương 2 .........................................................................................49 CHƯƠNG 3. XÂY DỰNG BẢN ĐỒ NGẬP LỤT KHU VỰC ĐỒNG THÁP ...........50 3.1. Vai trò của bản đồ ngập lụt ...........................................................................50 3.2. Phương pháp xây dựng bản đồ ngập lụt ......................................................50 3.2.1. Khoanh vùng ngập lụt dựa vào tài liệu thống kê, điều tra vết lũ ..................51 3.2.2. Phân vùng ngập lụt bằng phương pháp sử dụng bản đồ địa hình, địa mạo ..52 3.2.3. Khoanh vùng ngập lụt bằng phương pháp sử dụng mô hình........................53 3.2.4. Khoanh vùng ngập lụt bằng phương pháp ảnh vệ tinh .................................53 3.3. Mô hình toán trong việc thành lập bản đồ ngập lụt ...................................54 3.4. Bản đồ ngập lụt khu vực Đồng Tháp theo trận lũ năm 2011 ....................55 3.5. Bản đồ ngập lụt khu vực Đồng Tháp theo một số kịch bản biến đổi khí hậu ... 66 3.6. Nhận xét chương 3 .........................................................................................70 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .......................................................................................71 TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................73 ii THÔNG TIN LUẬN VĂN + Họ và tên học viên: Đào Hải Đăng + Lớp: CH2AT Khoá: 2 + Cán bộ hướng dẫn: PGS. TS. Trần Duy Kiều +Tên đề tài: “Nghiên cứu xây dựng bản đồ ngập lụt phục vụ cảnh báo ngập lụt tỉnh Đồng Tháp trong bối cảnh biến đổi khí hậu.’’ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU - Đánh giá được đặc điểm mưa, lũ khu vực Đồng Tháp. - Xây dựng được bản đồ ngập lụt với một số trận lũ điển hình và theo một số kịch bản BĐKH. Nghiên cứu đã sử dụng mô hình MIKE NAM, MIKE11 để đánh giá được dòng chảy lũ cho khu vực Đồng Tháp và sử dụng công cụ ArcGIS để phân tích mực nước lũ ảnh hưởng đến quá trình ngập lụt. Và bên cạnh đó, các phương pháp truyền thống cũng được sử dụng một cách linh hoạt để có được kết quả chính xác và khách quan. Cụ thể luận văn đã sử dụng kết hợp phương pháp kế thừa, phương pháp thống kê, phương pháp phân tích tổng hợp và phương pháp chuyên gia. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Luận văn đã xây dựng được bản đồ ngập lụt nhằm phục vụ cho việc cảnh báo ngập lụt khu vực Đồng Tháp trong bối cảnh BĐKH. Qua đó đánh giá được tác động của biến đổi khí hậu đến quá trình lũ, mực nước lũ và ngập lụt khu vực Đồng Tháp, đưa ra một cái nhìn tổng thể về tình trạng của lũ, ngập lụt ảnh hưởng đến kinh tế - xã hội hiện tại và trong tương lai. vi DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT DEM Digital Elevation Models GIS Geographic Information System BĐNL Bản đồ ngập lụt CD Chiều dài DTPV Diện tích phục vụ ĐBSCL Đồng bằng sông Cửu Long ĐTM Đồng Tháp Mười KB BĐKH Kịch bản Biến đổi khí hậu KS QHTL NB Khảo sát Quy hoạch thủy lợi Nam Bộ NCKHCN Nghiên cứu khoa học công nghệ TGLX Tứ Giác Long Xuyên SL Số lượng vii DANH MỤC BẢNG Bảng 1-1: Hệ thống sông, rạch liên tỉnh ở khu vực Đồng Tháp ........................... 6 Bảng 1-2: Hệ thống sông, rạch khu vực Đồng Tháp ............................................ 7 Bảng 2-1: Thành phần diện tích của các lưu vực bộ phận .................................. 35 Bảng 2-2: Thông số mô hình NAM cho các lưu vực bộ phận ........................... 35 Bảng 2-3: Bộ thông số của mô hình mô phỏng dòng chảy lũ hệ thống sông ĐBSCL ................................................................................................................ 40 Bảng 2-4: Đánh giá kết quả hiệu chỉnh mô hình................................................. 42 Bảng 2-5: Đánh giá kết quả kiểm định mô hình ................................................. 43 Bảng 3-1: Đặc điểm kết nối mô hình MIKE11 và MIKE 21 khu vực Đồng Tháp....56 Bảng 3-2: Đánh giá mực nước nội đồng trận lũ năm 2011 khu vực Đồng Tháp 63 Bảng 3-3: Thống kê ngập lụt khu vực khu vực Đồng Tháp trận lũ 2011 ........... 65 iii DANH MỤC HÌNH Hình 1-1: Sơ đồ hành chính khu vực Đồng Tháp ................................................. 4 Hình 1-2: Bản đồ hệ thống sông – kênh, rạch Đồng Tháp ................................... 9 Hình 1-3: Nhiệt độ trung bình nhiều năm khu vực Đồng Tháp (1980-2015)..... 13 Hình 1-4: Số giờ nắng trung bình các tháng trong năm khu vực Đồng Tháp..... 13 Hình 1-5: Lượng mưa trung bình tháng trong năm khu vực Đồng Tháp ........... 14 Hình 1-6: Sơ đồ tiếp cận hệ thống xây dựng bản đồ ngập lụt khu vực Đồng Tháp ...27 Hình 2-1: Sơ đồ vị trí các trạm KTTV khu vực nghiên cứu. .............................. 28 Hình 2-2: Cấu trúc của mô hình NAM................................................................ 30 Hình 2-3: Sơ đồ đa giác Thiessen cho vùng ĐBSCL ......................................... 34 Hình 2-4: Sự phù hợp về lượng mưa và dòng chảy hình thành từ mưa tại khu giữa Kratie ........................................................................................................... 36 Hình 2-5: Sơ đồ sai phân 6 điểm Abbott............................................................. 38 Hình 2-6: Đường quá trình mực nước thực đo và tính toán trong quá trình hiệu chỉnh tại một số vị trí khu vực Đồng Tháp năm 2000. ....................................... 41 Hình 2-7 : Đường quá trình mực nước thực đo và tính toán trong quá trình kiểm định tại một số vị trí thuộc khu vực Đồng Tháp năm 2011. ............................... 43 Hình 2-8: Mạng lưới hệ thống sông, kênh mương vùng ĐBSCL ...................... 45 Hình 2-9: Sơ đồ tính toán dòng chảy lũ (1 chiều) cho vùng ĐBSCL ................. 46 Hình 2-10: Miền tính và lưới tính cho mô hình 2 chiều vùng Đồng Tháp ......... 46 Hình 2-11: Các ứng dụng trong kết nối tiêu chuẩn ............................................. 48 Hình 2-12: Một ứng dụng trong kết nối bên ....................................................... 48 Hình 3-1: Sơ đồ các bước khoanh vùng ngập lụt bằng phương pháp sử dụng bản đồ địa hình, địa mạo ............................................................................................ 52 Hình 3-2: Kết nối mô hình MIKE11 và MIKE21 trong mô hình MIKE FLOOD . 55 Hình 3-3: Khu vực tính toán ngập lụt bằng mô hình MIKE FLOOD ................ 56 Hình 3-4: Bản đồ ngập lụt khu vực Đồng Tháp với trận lũ điển hình năm 201161 Hình 3-5: Sơ đồ hóa tuyến dòng chảy qua biên giới Việt Nam – Campuchia ... 62 Hình 3-6: Sơ đồ vị trí điều tra, khảo sát lưu lượng dọc biên giới Việt Nam – Campuchia ........................................................................................................... 62 Hình 3-7: Sơ đồ vị trí điều tra, khảo sát mực nước nội đồng khu vực Đồng Tháp . 63 iv Hình 3-8: So sánh mực nước nội đồng thực đo và tính toán khu vực khu vực Đồng Tháp trận lũ 2011 ...................................................................................... 64 Hình 3-9: Biên mực nước theo KBBĐKH ứng với trận lũ năm 2011 ................ 67 Hình 3-10: Lượng mưa theo KBBĐKH ứng với trận lũ năm 2011 .................... 67 Hình 3-11: Bản đồ ngập lụt khu vực khu vực Đồng Tháp theo KB RCP4.5 đến năm 2020 ............................................................................................................. 68 Hình 3-12: Bản đồ ngập lụt khu vực khu vực Đồng Tháp theo KB RCP8.5 đến năm 2020 ............................................................................................................. 69 v MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết Lũ và ngập lụt là một trong những thiên tai nghiêm trọng nhất ở Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL), ảnh hưởng lớn đến đời sống kinh tế - xã hội trên một vùng rộng lớn và trong một thời gian dài, với mức độ ngày càng nguy hiểm. Trước đây, khi kinh tế - xã hội vùng ngập lũ chưa phát triển, lũ ĐBSCL luôn được xem là nguồn lợi lớn đối với cư dân vùng ngập lũ, mà sản phẩm chính là lúa trời và tôm cá. Tuy nhiên, với các chương trình phát triển kinh tế - xã hội trên quy mô lớn ở vùng Đồng Tháp mười (ĐTM) và Tứ Giác Long Xuyên (TGLX) bắt đầu từ năm 1980, lũ và ngập lũ dần trở nên là thiên tai nguy hiểm nhất ở vùng đồng bằng trù phú này. Thiệt hại do các trận lũ 1991, 1994, 2000, 2009, 2011… đã khởi lên hồi chuông báo động về nguy cơ lũ lụt ở ĐBSCL. Hơn nữa, số liệu quan trắc mực nước thuỷ triều ven Biển Đông nhiều năm qua cho thấy các trận lũ lớn từ 2000-2016 đều là những năm nằm vào thời kỳ triều cao nhất trong khoảng 50-70 năm qua, khiến ảnh hưởng của lũ đã lớn lại càng lớn hơn, lan xuống cả những vùng sát biển như Bến Tre, Trà Vinh, Sóc Trăng và kéo dài ngập lụt cho đến tháng XII, tháng I năm sau. Những tính toán cũng cho thấy là nước biển ngày càng dâng cao, vài chục năm tới sẽ tăng lên ít nhất 3-5 cm, sẽ là yếu tố làm trầm trọng hơn hiện tượng ngập lụt cho cả ĐBSCL. Khoảng hơn 10 năm gần đây lũ, lụt ở Đồng bằng sông Cửu Long liên tục xuất hiện với cường suất và mức nước đặc biệt lớn. Có thời điểm đã vượt mốc lũ lịch sử tháng 10 năm 2000. Đặc biệt, năm 2011 xuất hiện lũ lớn kéo dài nhiều ngày, mực nước đầu nguồn sông Cửu Long, vùng Đồng Tháp Mười và tứ giác Long Xuyên ở mức cao: trên sông Tiền tại Tân Châu ở mức 4,7 m (trên báo động 3: 0,2 m), trên sông Hậu tại Châu Đốc ở mức 4,25 m (trên báo động 3: 0,25 m). Do sự thay đổi rõ rệt của cơ sở hạ tầng, mà tỷ lệ dòng chảy tràn vào ĐTM, TGLX ở các hướng chính đã có thay đồi lớn, thậm chí tăng gấp 1.5 đến 2 lần. Tại một số đoạn (Tân Châu về Hồng Ngự; Hồng Ngự về An Hữu, Long Đinh, ...) hướng chảy gần đây trong một số thời kỳ lại ngược với các năm trước. Gần đây, nước lũ chảy vào đồng không tràn dễ dàng trên mặt ruộng như các năm 1978, 1984 mà tập trung vào từng ô, vùng tạo bởi các đường giao thông, bờ bao, đê bao như trận lũ năm 2000, 2009, 2011. Tuy nước lụt cũng theo vô số các con kênh chảy về hạ lưu, nhưng do độ dốc nhỏ, kênh không sâu, hẹp nên lượng 1 nước chảy không nhiều như khi “cả cánh đồng là một lòng dẫn” như trước đây. Chỉ sau khi các ô, vùng phía trên đầy gây tràn vỡ mạnh thì các ô, vùng dưới mới tiếp tục tràn ngập sâu. Cứ như vậy, lụt sâu lan dần từ ô này sang ô khác, vùng này sang vùng khác. Do vậy, với cùng điều kiện lũ ngoài sông, gần như cùng lượng nước tràn vào đồng mà lụt lại nghiêm trọng hơn. Ngoài ra, có những vùng, như khu biên giới Campuchia – Việt Nam về tuyến Hồng Ngự - Tân Hồng - Thông Bình, do có nhiều kênh dẫn nước về song lại thiếu kênh thoát làm ứ nước, gây lụt nghiêm trọng hơn, nước ứ phải tràn, chảy mạnh về sông Tiền khác hẳn với trước đây, chênh lệch mực nước trên và dưới đường giao thông tới hơn 60cm khi lũ lên mạnh, phá vỡ nhiều đoạn. Lũ đối với vùng ĐBSCL nói chung và vùng Đồng Tháp nói riêng chịu tác động của rất nhiều nhân tố như: mưa lũ thượng nguồn sông Mê Kông; mực nước triều biển Đông, biển Tây; địa hình, hệ thống đường giao thông, các công trình thủy lợi… nên gây ra vùng ngập lụt rộng lớn và rất phức tạp. Vì vậy, luận văn đã lựa chọn đề tài “Nghiên cứu xây dựng bản đồ ngập lụt phục vụ cảnh báo ngập lụt khu vực Đồng Tháp trong bối cảnh biến đổi khí hậu” nhằm nghiên cứu đặc điểm mưa, lũ khu vực Đồng Tháp; ứng dụng mô hình NAM_MIKE11, MIKE11, MIKE21, MIKE FLOOD xây dựng bản đồ ngập lụt cho khu vực Đồng Tháp theo trận lũ điển hình và kịch bản BĐKH. 2. Mục đích nghiên cứu - Xây dựng được bản đồ ngập lụt theo một trận lũ điển hình ứng với một số kịch bản BĐKH. 3. Nhiệm vụ nghiên cứu - Nội dung 1: Nghiên cứu đặc điểm mưa, lũ khu vực Đồng Tháp; - Nội dung 2: Nghiên cứu xây dựng mô hình mưa rào – dòng chảy, mô hình thủy lực một và hai chiều khu vực Đồng Tháp; - Nội dung 3: Nghiên cứu xây dựng bản đồ ngập lụt khu vực Đồng Tháp với trận lũ năm 2011. - Nội dung 4: Nghiên cứu xây dựng bản đồ ngập lụt cho khu vực Đồng Tháp theo kịch bản BĐKH RCP4.5 và RCP8.5. 4. Hướng tiếp cận đề tài Lũ đối với vùng ĐBSCL nói chung và vùng Đồng Tháp nói riêng hình thành chủ yếu do mưa lũ thượng nguồn sông Mê Kông đổ vào qua sông Tiền, sông Hậu, biên giới Việt Nam – Campuchia; lại bị ảnh hưởng của mực nước triều biển Đông, biển Tây; trong quá trình tràn vào vùng Đông Tháp Mười, Tứ 2 Giác Long Xuyên do tác động của địa hình, hệ thống đường giao thông, các công trình thủy lợi… nên đã gây ra vùng ngập lụt rộng lớn và rất phức tạp. Vì vậy, luận văn đã lựa chọn hướng tiếp cận hệ thống (Hình I), kết hợp mô hình thủy văn thủy lực và GIS để nghiên cứu, phân tích hiện trạng ngập lụt khu vực Đồng Tháp, từ đó xây dựng bản đồ ngập lụt khu vực Đồng Tháp đảm bảo chất lượng, có tính thực tiễn cao. 5. Phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu được lựa chọn để thực hiện được đề tài như sau: - Phương pháp thu thập, xử lý số liệu: Nhằm thu thập bổ sung số liệu dòng chảy lũ khu vực nghiên cứu; đặc biệt là số liệu vết lũ bởi những số liệu này thường ít, không được quan trắc thường xuyên, hoặc những vị trí có số liệu không nằm trong khu vực nghiên cứu. - Phương pháp phân tích, tổng hợp: Phương pháp này được sử dụng nhằm phân tích và tổng hợp các nguồn tài liệu, số liệu thông tin có liên quan từ các đề tài đã thực hiện trước đây, từ đó đưa ra được phương pháp, công nghệ, các giải pháp thích hợp cho bài toán đặt ra. - Phương pháp thống kê: Nhằm đánh giá tình hình lũ, lụt tại vùng ĐTM và xây dựng cơ sở dữ liệu tính toán cho khu vực Đồng Tháp. - Phương pháp mô hình toán và công nghệ GIS: Được sử dụng để ứng dụng công cụ hiện đại đã và mới có nhằm tránh những bất cập, giảm chi phí trong quá trình nghiên cứu, nâng cao hiệu quả và đảm bảo độ tin cậy cho kết quả nghiên cứu, cũng như tính khả thi, khả dụng của các giải pháp đề xuất. Trong đó bộ mô hình MIKE và phần mềm ArcGIS sẽ được khai thác sử dụng trong quá trình nghiên cứu. 6. Cấu trúc của đề tài Ngoài phần Mở đầu; Kết luận và kiến nghị; Tài liệu tham khảo, nội dung chính của luận văn được cấu trúc theo 3 chương như sau: Chương 1: Tổng quan chế độ mưa, lũ, ngập lụt khu vực Đồng Tháp Chương 2: Cơ sở dữ liệu và phương pháp nghiên cứu Chương 3: Xây dựng bản đồ ngập lụt khu vực Đồng Tháp 3 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN CHẾ ĐỘ MƯA, LŨ, NGẬP LỤT KHU VỰC ĐỒNG THÁP 1.1. Đặc điểm điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội Đồng Tháp 1.1.1. Đặc điểm địa lý tự nhiên Khu vực Đồng Tháp nằm trên 2 tiểu vùng của đồng bằng sông Cửu Long là tiểu vùng Đồng Tháp Mười và tiểu vùng giữa sông Tiền - sông Hậu với đoạn sông Tiền chảy qua tỉnh dài khoảng 120 km và đoạn sông Hậu dài khoảng 30 km. Phía Bắc giáp Campuchia trên chiều dài biên giới khoảng 48,702 km; Phía Nam giáp tỉnh Vĩnh Long (dài 52,83 km) và thành phố Cần Thơ (dài 30,16 km); Phía Tây giáp tỉnh An Giang (dài 107,82 km); Phía Đông giáp Long An (dài 71,74 km) và Tiền Giang (dài 43,37 km). Tọa độ địa lý: 10°07’-10°58’ vĩ độ Bắc; 105°12’ - 105°56’ kinh độ Đông. Hình 1-1: Sơ đồ hành chính khu vực Đồng Tháp 4 Diện tích tự nhiên Đồng Tháp 3.374 km2, chiếm khoảng 8,2% tổng diện tích của vùng đồng bằng sông Cửu Long, bao gồm thành phố Cao Lãnh, thị xã Sa Đéc, thị xã Hồng Ngự và 9 huyện Tân Hồng, Hồng Ngự, Tam Nông, Thanh Bình, Tháp Mười, Cao Lãnh, Lấp Vò, Lai Vung, Châu Thành, với 8 thị trấn. Tỉnh lỵ của Đồng Tháp là thành phố Cao Lãnh, cách thành phố Hồ Chí Minh 162 km. Tỉnh gồm 9 huyện và 2 thị xã, có diện tích 337.407 ha, dân số khu vực Đồng Tháp tính đến năm 2015 là 1.740.000 người, tốc độ tăng dân số tương đối chậm, trung bình xấp xỉ 1%/năm, theo mức tăng trưởng dân số như hiện nay thì đến năm đến năm 2020 sẽ là hơn 1.823.000 người. Trong đó vùng Đồng Tháp Mười có diện tích 231.010 ha bao gồm 07 huyện thị (Hồng Ngự, Tân Hồng, Tam Nông, Tháp Mười, H. Cao Lãnh & TX. Cao Lãnh) chiếm 71,35 % diện tích toàn tỉnh. Vùng phía Nam kẹp giữa sông Tiền & sông Hậu gồm 04 huyện thị có diện tích 92.755 ha chiếm 28,65 % diện tích toàn tỉnh [2] 1.1.2. Đặc điểm địa hình Cùng với các điều kiện kinh tế và vị trí nằm trong vùng đồng bằng Châu Thổ, được hình thành từ phù sa sông nên Đồng Tháp có địa hình khá bằng phẳng. Độ cao chênh lệch không lớn, trung bình khoảng 2 m. Vùng Đồng Tháp Mười bao gồm các huyện: thị xã Hồng Ngự, Tân Hồng, Tam Nông, Thanh Bình, Cao Lãnh, Tháp Mười và Thành phố Cao Lãnh. Vùng có hướng dốc theo hướng Tây Bắc - Đông Nam, cao ở vùng biên giới và vùng ven sông Tiền, thấp dần về phía trung tâm Đồng Tháp Mười, tạo thành vùng lòng máng trũng. Vùng nằm giữa sông Tiền và sông Hậu bao gồm: huyện Lấp Vò, Lai Vung, Châu Thành và thị xã Sa Đéc. Địa hình có dạng lòng máng, hướng dốc từ hai bên sông vào giữa. Độ cao phổ biến từ 0,8 - 1,0 m; cao nhất khoảng 1,5 m; thấp nhất khoảng 0,5 m [2]. Dòng sông Tiền chảy qua 132 km chia Đồng Tháp thành hai vùng:  Vùng Đồng Tháp Mười phía bắc sông Tiền, dọc theo hướng Tây BắcĐông Nam, nơi cao nhất không quá 4 m và nơi thấp nhất chỉ có 0,7 m.  Vùng phía nam, nằm kẹp giữa sông Tiền và sông Hậu, có địa hình lòng máng dốc từ hai phía sông vào giữa với độ cao phổ biến 0,8-1,0 m. Do địa hình thấp nên mùa lũ tháng 9, tháng 10 hàng năm thường bị ngập nước khoảng 1 m. 5 1.2. Hệ thống sông, suối, kênh, rạch và thủy lợi khu vực Đồng Tháp. 1.2.1. Đặc điểm hệ thống sông, suối, kênh, rạch. Nằm ở miền Tây Nam Bộ, Đồng Tháp có hệ thống sông rạch tương đối đa dạng. Toàn tỉnh có 28 sông rạch lớn (13 sông rạch liên tỉnh và 15 sông rạch nội tỉnh) và khoảng 1.000 kênh rạch nhỏ; mật độ sông trung bình 1,86 km/km2, 13 sông rạch liên tỉnh chảy qua địa bàn tỉnh được tổng hợp theo Bảng 1-1 [2]. Bảng 1-1: Hệ thống sông, rạch liên tỉnh ở khu vực Đồng Tháp TT Tên sông, rạch Chảy ra Biển Chiều dài tại VN (km) Thuộc tỉnh Ghi chú 257 Long An, Tiền Giang, Đồng Tháp, An Giang, Bến Tre, Vĩnh Long, Trà Vinh, Cần Thơ, Hậu Giang, Sóc Trăng, Bạc Liêu, Kiên Giang, Cà Mau - Sông xuyên biên giới; - Tên gọi khác: Sông Mê Kông 1 Sông Tiền 2 Kênh Trung Ương Sông Tiền 44 Đồng Tháp, Long An Tên gọi khác: Kênh Long An hay kênh Hồng Ngự - Vĩnh Hưng. 3 Kênh An Long Sông Tiền 44 Đồng Tháp, Long An Tên gọi khác: Kênh Trung Tâm, Kênh Đồng Tiến 4 Sông Sa Đéc Sông Tiền, sông Hậu 51 Tên gọi khác: An Giang, Đồng Tháp, Sông Lấp Vò -Sa Vĩnh Long Đéc 5 Kênh Dương Văn Dương Sông Tiền 90 Đồng Tháp, Long An Kênh Hưng Thạnh, Kênh An Phong - Mỹ Hoà 6 Kênh Phước Xuyên Kênh Dương Văn Dương 49 Đồng Tháp, Long An - Sông xuyên biên giới; - Tên gọi khác: Sông Thông Bình 7 Kênh Tháp Mười Sông Vàm Cỏ Tây 93 Tên gọi khác: Long An, Tiền Giang, Kênh Nguyễn Đồng Tháp Văn Tiếp 8 Sông Bình Tiên Sông Trà Môn 21 Đồng Tháp, Vĩnh Long 9 Sông Phú An Sông Cái Tàu 14 Đồng Tháp, Vĩnh Long 6 Tên gọi khác: Rạch Xẻo Trâu 10 Sông Cái Vừng Sông Tiền 21 Đồng Tháp, An Giang 11 Rạch Dâu Sông Cái Cối 27 Tiền Giang, Đồng Tháp Biển 258 Trà Vinh, Cần Thơ, Đồng Tháp, Hậu Sông xuyên biên Giang, An Giang, Sóc giới Trăng, Vĩnh Long Sông Sa Đéc 33 Đồng Tháp, Vĩnh Long 12 Sông Hậu 13 Rạch Nha Mân Nguồn: Danh mục lưu vực sông liên tỉnh theo Quyết định số 1989/QĐ-TTg ngày 01 tháng 11 năm 2010 của Thủ tướng Chính phủ Có 15 sông rạch nội tỉnh thuộc lưu vực sông lớn Mê Kông với tổng chiều dài 266 km; trong đó có 2 sông xuyên biên giới Sở Thượng và Sở Hạ với tổng chiều dài 58 km (Bảng 1-2) [2]. Bảng 1-2: Hệ thống sông, rạch khu vực Đồng Tháp TT Tên sông, rạch Chảy ra Thuộc hệ thống sông Chiều dài (km) 1 Sông Sở Thượng Sông Tiền 16 2 Sông Sở Hạ Sông Sở Thượng 42 3 Kênh Sa Rài Kênh Trung ương 17 4 Kênh Phú Hiệp Kênh Dương Văn Dương 18 5 Rạch Ba Răng Sông Tiền 15 6 Rạch Tân Thành Sông Tiền 14 7 Rạch Đốc Vàng Hạ Sông Tiền 12 8 Kênh Nguyễn Văn Tiếp Kênh Dương Văn Dương 9 Sông Cao Lãnh Sông Mê Kông 26 Sông Tiền 18 10 Sông Đình Trung Sông Tiền 17 11 Sông Cần Lố Sông Tiền 15 12 Rạch Ngó Cỏi Sông Tiền 10 13 Sông Cái Tàu Sông Sa Đéc 13 14 Sông Lai Vung Sông Hậu 13 15 Rạch Bù Húc Sông Hậu 20 Nguồn: Danh mục lưu vực sông nội tỉnh theo Quyết định số 341/QĐ-BTNMT ngày 23 tháng 3 năm 2012 của Bộ trưởng Bộ Tài nguyên và Môi trường 7 Đặc điểm một số sông, kênh rạch chính trên địa bàn tỉnh : Sông Tiền: Dòng chính chảy qua huyện Hồng Ngự, huyện Tam Nông, huyện Thanh Bình, thành phố Cao Lãnh, huyện Cao Lãnh, huyện Lấp Vò, thị xã Sa Đéc, huyện Châu Thành với chiều dài khoảng 120 km và chia tỉnh thành 2 vùng lớn: Vùng Đồng Tháp Mười và vùng giữa sông Tiền - sông Hậu. Chiều rộng sông biến động trong khoảng 510 - 2.000 m, chiều sâu lòng sông trung bình từ 15 – 20 m, lưu lượng bình quân 11.500 m3/s, lớn nhất 41.504 m3/s, nhỏ nhất 2.000 m3/s. Sông Hậu: dòng chính chảy qua 2 huyện Lấp Vò, Lai Vung phần tiếp giáp với Cần Thơ với chiều dài khoảng 30 km, chiều rộng biến động trong khoảng 300 - 500 m và chiều sâu lòng sông thay đổi từ 10 - 30 m. Sông Hồng Ngự: là đoạn cuối của sông Sở Thượng và là cửa thoát nước tốt nhất cho toàn vùng giáp biên giới Việt Nam – Campuchia; bao gồm sông Sở Thượng, Sở Hạ, toàn khu trũng kéo dài dọc biên giới. Lưu lượng lớn nhất qua sông Hồng Ngự mùa lũ 1996 là 1.880 m3/s với tổng lượng lũ tiêu thoát là 7,49x109 m3. Hệ thống các kênh rạch trục ngang chuyển nước từ sông Tiền vào Đồng Tháp Mười như: kênh Trung ương (kênh Hồng Ngự - Vĩnh Hưng), kênh Đồng Tiến, kênh Nguyễn Văn Tiếp..., trong đó kênh Trung ương chiếm 40% tổng lượng nước các kênh ngang cấp cho nội đồng. Hệ thống các kênh trục dọc: Kênh 2/9, kênh Thống Nhất, kênh Tân Công Chí, kênh Tân Công Sính, kênh Phước Xuyên... Trong đó, nước sông Tiền theo kênh 28 - Phước Xuyên lên rất xa, là nguồn bổ sung nước quan trọng cho vùng Đồng Tháp Mười. Các sông Sở Thượng, Sở Hạ, Ba Răng, Cần Lố... đã góp phần khá lớn trong việc cấp và thoát nước ở các huyện phía Bắc sông Tiền. Phía Nam sông Tiền: Ngoài sông Sa Đéc, rạch Cái Tàu Hạ còn có những tuyến kênh quan trọng như kênh Lấp Vò, kênh Mương Khai... nối sông Tiền và sông Hậu. Nhìn chung, nguồn nước mặt trên địa bàn Đồng Tháp chịu ảnh hưởng của chế độ dòng chảy sông Mê Kông, thuỷ triều biển Đông, chế độ thuỷ văn sông Tiền, sông Hậu, hệ thống sông Vàm Cỏ và chế độ mưa trong khu vực. 8 Hình 1-2: Bản đồ hệ thống sông – kênh, rạch Đồng Tháp 1.2.2. Đặc điểm hệ thống thủy lợi Khu vực Đồng Tháp có hệ thống công trình thủy lợi trực thuộc các huyện: Tân Hồng, Hồng Ngự, Tam Nông, Thanh Bình, Tháp Mười, H.Cao Lãnh, TP.Cao Lãnh. Riêng các huyện Lấp Vò, Lai Vung, Châu Thành và TX.Sa Đéc thì thuộc Vùng Giữa hai sông Tiền Giang và Hậu Giang. Chi tiết về hệ thống thủy lợi như sau: 9