GIỚI THIỆU CHUNG
Tính cấp thiết của Dự án
Hiện nay, hệ thống sông Hồng đã có nhiều hồ thủy điện lớn như Lai Châu, Sơn La, Hòa Bình trên sông Đà; Huội Quảng, Bản Chát trên sông Nậm Mu; Thác Bà trên sông Chảy và Tuyên Quang trên sông Gâm Những hồ thủy điện này không chỉ khai thác hiệu quả tiềm năng thủy điện của sông Hồng mà còn đóng vai trò quan trọng trong việc điều hòa dòng chảy, giảm thiểu nguy cơ lũ lụt vào mùa mưa, đồng thời cung cấp nước cho sinh hoạt, nông nghiệp và công nghiệp trong mùa khô ở hạ lưu sông Hồng.
Hình 1 Hệ thống các hồ chứa lớn trên lưu vực sông Hồng
Hệ thống hồ chứa thủy điện trên sông Hồng cung cấp 8008 MW, chiếm 24% tổng công suất toàn hệ thống và gần 50% nguồn thủy điện cả nước Trong bối cảnh nhu cầu điện ngày càng tăng, nguồn thủy điện đã đạt mức tối ưu, do đó cần đề xuất các biện pháp nâng cao sản lượng thủy điện mà vẫn đảm bảo các yêu cầu về an toàn và hiệu quả.
Việc cấp nước và phòng lũ hạ du là một yêu cầu cấp bách, đặc biệt trong mùa lũ khi các hồ chứa lớn cần phải giữ dung tích trống để cắt lũ cho hạ du Nếu không tận dụng được dung tích này, mùa khô sẽ thiếu nước cho phát điện và cấp nước Do đó, dựa vào dự báo và nhận diện lũ lớn, việc giảm dung tích trống để trữ nước phục vụ phát điện, cấp nước và giao thông thuỷ trong mùa khô sẽ nâng cao hiệu quả của các công trình thuỷ điện.
Gần đây, sự phát triển của công nghệ đo đạc và truyền tin về khí tượng và thuỷ văn đã cho phép cập nhật thông tin gần như thời gian thực, giúp đánh giá nhanh chóng và chính xác trạng thái lưu vực Chất lượng dự báo khí tượng cũng đã được cải thiện với độ phân giải cao hơn Công tác dự báo dòng chảy và vận hành hồ chứa theo thời gian thực đã trở nên khả thi và được áp dụng thành công ở nhiều quốc gia như Mỹ, Nhật, Hàn Quốc và Trung Quốc, cho thấy hiệu quả rõ rệt về điện năng Tuy nhiên, tại Việt Nam, việc ứng dụng công nghệ này vẫn chỉ dừng lại ở lý thuyết và chưa được triển khai thực tế Do đó, nghiên cứu áp dụng công nghệ vào thực tiễn là rất cần thiết để nâng cao hiệu quả sử dụng nguồn nước Các quy trình vận hành liên hồ chứa trên sông Hồng đã được thiết lập từ lâu, với quy trình mới nhất được phê duyệt theo quyết định số 740/QĐ-TTg ngày 17/6/2019, tuy đã có nhiều cải tiến nhưng vẫn cần xem xét để phù hợp hơn.
- Điều 8: Vận hành thời kỳ lũ sớm:
Hồ Thác Bà không tham gia, nhưng vẫn phải để mực nước ở 56m so với MNDBT 58m Có nên tăng mực nước hồ lên không
Nếu lũ lớn xuất hiện nhánh sông Lô, vì sao Thác Bà không tham gia cắt lũ mà vẫn để trống dung tích phòng lũ
- Điều 9: Vận hành thời kỳ lũ chính vụ
Chưa thật rõ sự phối hợp các hồ khi lũ hạ du có thể xẩy ra với 13.4>ZHN>11.5m
Về nguyên tắc, khi dự báo lũ lớn xuất hiện ở hạ du do nhánh nào gây ra thì hồ nhánh
Để quản lý lũ hiệu quả, cần hạ mực nước các hồ chứa nhằm đón lũ và cắt lũ, nhưng không yêu cầu tất cả hồ phải duy trì mức nước thấp Việc này chỉ nhằm hỗ trợ cho hạ du trong việc giảm thiểu thiệt hại do lũ gây ra.
Khoản 6 quy định: Khi không có lũ, cho phép các hồ dâng mực nước trước lũ cao hơn quy định, nhưng không rõ dâng cao bao nhiêu và phải vận hành để hạ như thế nào
- Điều 10: Vận hành thời kỳ lũ chính vụ
Trong trường hợp xảy ra lũ muộn, mực nước hạ du tại Hà Nội có thể vượt mức 11.5m Các hồ chứa nước đã tích đầy sẽ sử dụng dung tích phòng lũ để giảm thiểu lũ cho khu vực hạ du.
Xem xét việc nâng cao mực nước hồ và điều chỉnh thời gian trữ nước là cần thiết khi chất lượng dự báo hạn dài, hạn vừa và hạn ngắn đã được cải thiện.
Điều 12 quy định về việc vận hành bảo đảm công trình, trong đó điểm b khoản 3 nêu rõ khi Sơn La có nguy cơ xảy ra sự cố, hồ Hòa Bình cần nhanh chóng hạ mực nước xuống mức 101m Tuy nhiên, quy trình không làm rõ các sự cố có thể ảnh hưởng đến an toàn đập và công trình xả lũ, dẫn đến việc hồ Hòa Bình phải hạ mực nước xuống 101m ngay cả khi mực nước hồ đang ở mức cao, gây nguy hiểm cho khu vực hạ du.
- Điều 15: Các thời kỳ vận hành trong mùa cạn
Xem xét điều chỉnh số lần xả nước trong mùa cạn
Cần điều chỉnh mực nước cao nhất trong các đợt xả nước xuống còn 2.2m, vì có những thời điểm các hồ xả nước phát điện không thể đạt được mức nước này ngay cả khi hoạt động hết công suất.
Xem xét điều chỉnh mực nước thấp nhất cho giao thông thủy 1.2m vì đáy sông hạ thấp
- Vấn đề công trình thủy công
Hồ Thác Bà chỉ có thể xả lũ an toàn mà không gây xói mòn chân đập khi mực nước hồ đạt 58m Vì vậy, cần xem xét lại yêu cầu cho hồ Thác Bà tham gia vào việc cắt lũ hạ du, với dung tích cắt lũ hạ du là 450 triệu m3 tại mực nước từ 56-58m và cần điều chỉnh phương thức cắt lũ cho phù hợp.
Cuối mùa lũ, khi các hồ đạt dung tích tối đa, lũ lớn ở hạ du có thể được kiểm soát nhờ vào hệ thống xả lũ siêu cao Hồ Hòa Bình không có tường ngực, khiến mực nước có thể tràn qua cửa van Việc xả lũ qua cửa xả mặt chỉ được thực hiện khi 12 cửa xả đáy đã mở hết, tuy nhiên, việc này có thể gây rung lắc và ảnh hưởng đến thân đập Do đó, cần phải nghiên cứu và thí nghiệm lại để đánh giá mức độ an toàn, từ đó mới có thể điều chỉnh quy trình vận hành theo quy định của Bộ Công Thương.
Trong quy trình vận hành 740, đã cho phép nâng cao mực nước trước lũ hồ Sơn
La trong thời kỳ chính vụ lên 197.3 m và cho phép hồ Sơn La tích lên mực nước
Mực nước tại hồ Sơn La đạt 217.2m, cao hơn mực nước dâng bình thường 2.2m và gần đạt mực nước lớn nhất thiết kế là 217.83m Từ ngày 22 tháng 8 đến 15 tháng 9, dự báo lũ sẽ kết thúc sớm, do đó cho phép tích nước tại hồ Sơn La lên 213m/215m, hồ Hòa Bình đạt 115m/117m, và hồ Tuyên Quang tăng lên 118m/120m.
Hình 2 Sơ họa các ngưỡng mực nước các hồ trong mùa lũ
Qua thời gian vận hành, cần nghiên cứu điều chỉnh quy trình vận hành liên hồ chứa trên sông Hồng để trở nên linh hoạt hơn, hướng tới việc vận hành theo thời gian thực Một số cơ sở thực tiễn sẽ được đề xuất nhằm cải tiến quy trình này.
Trong quy trình quy định, mực nước trước lũ (MNTL) của hồ Sơn La sẽ được duy trì cố định ở cao trình 197.3 từ ngày 20 tháng 7 đến ngày 10 tháng 8, trong khi hồ Hòa Bình cũng tuân thủ quy định tương tự.
Mục tiêu chung và mục tiêu tổng quát
Nghiên cứu điều chỉnh qui trình vận hành hệ thống liên hồ chứa trên lưu vực sông Hồng theo thời gian thực nhằm tối ưu hóa hiệu quả khai thác và sử dụng nguồn nước Việc rà soát này không chỉ nâng cao khả năng quản lý tài nguyên nước mà còn đảm bảo an toàn cho các khu vực hạ lưu trong bối cảnh biến đổi khí hậu.
Mười nước cam kết duy trì an toàn cho các công trình và đáp ứng yêu cầu phòng lũ hạ du, đồng thời đảm bảo dòng chảy tối thiểu trên sông và nhu cầu sử dụng nước ở hạ du trong mùa cạn.
Rà soát và phân tích quy trình vận hành liên hồ chứa trên lưu vực sông Hồng theo Quyết định số 740/QĐ-TTg ngày 17/6/2019, đồng thời đề xuất các nội dung điều chỉnh cần thiết nhằm nâng cao hiệu quả quản lý và sử dụng tài nguyên nước.
Hệ thống liên hồ chứa trên lưu vực sông Hồng được vận hành theo thời gian thực nhằm đảm bảo hiệu quả cho các mục tiêu phát điện, phòng lũ và cung cấp nước.
- Đánh giá được khả năng mềm hoá Quy trình vận hành liên hồ, không cố định mực nước trước lũ theo từng thời kỳ;
- Điều chỉnh được số lần xả nước vụ Đông Xuân nhằm giảm lượng nước xả của hệ thống liên hồ chứa;
Phạm vi thực hiện
- Phạm vi không gian: Lưu vực sông Hồng (bao gồm cả phần lưu vực nằm ngoài lãnh thổ);
Các hồ chứa được xem xét để điều chỉnh quy trình vận hành liên hồ chứa bao gồm: Sơn La, Hòa Bình, Thác Bà, Tuyên Quang, Lai Châu, Bản Chát và Huội Quảng.
Tóm tắt các nội dung và hoạt động chủ yếu của dự án
- Nội dung và các hoạt động chủ yếu của Dự án bao gồm:
+ Nội dung 1: Lập đề cương dự toán;
+ Nội dung 2: Nghiên cứu vận hành hệ thống hồ chứa theo thời gian thực
+ Nội dung 3: Đánh giá khả năng mềm hoá qui trình 740/QĐ-TTg, không cố định mực nước trước lũ theo từng thời kỳ;
+ Nội dung 4: Rà soát điều chỉnh quy trình vận hành liên hồ chứa
CÁC KẾT QUẢ THỰC HIỆN TRONG NĂM 2020
Xây dựng công cụ nhận và xử lý số liệu đầu vào theo thời gian thực
+ Xây dựng định dạng và công cụ đọc số liệu mưa thực đo đầu vào cho mô hình thuỷ văn
Công cụ này sử dụng ngôn ngữ lập trình Matlab để đọc và xử lý số liệu mưa từ các trạm đo thực tế với nhiều định dạng khác nhau, nhằm xác định lượng mưa cho từng tiểu lưu vực trong khu vực nghiên cứu Nó cho phép truy cập vào server chứa dữ liệu mưa theo thời gian thực, tải về và định dạng lại số liệu theo chuẩn chung Sau khi xử lý, lượng mưa cho từng tiểu lưu vực được tính toán bằng phương pháp đa giác Thiessen, đảm bảo độ chính xác trong việc phân tích lượng mưa.
+ Xây dựng định dạng và công cụ đọc số liệu mưa vệ tinh đầu vào cho mô hình thuỷ văn
Công cụ này cho phép truy cập và phân tích dữ liệu mưa vệ tinh toàn cầu (Global Precipitation Measurement - GPM) do NASA cung cấp Dữ liệu này được tổng hợp từ nhiều vệ tinh trên thế giới và có độ trễ khoảng 4-4,5 giờ so với thời gian thực Thông tin về lượng mưa được cập nhật theo chu kỳ 30 phút với độ phân giải không gian 11x11 km² Các bước triết xuất dữ liệu mưa cho từng tiểu lưu vực từ nguồn dữ liệu toàn cầu sẽ được trình bày chi tiết trong hình minh họa dưới đây.
Hình 3 Các bước tự động download và xử lý số liệu mưa toàn cầu làm đầu vào cho mô hình thuỷ văn
Hình 4 Ví dụ về mưa vệ tinh toàn cầu sau khi đọc từ file HDF5
Xây dựng định dạng và công cụ để đọc số liệu khí tượng đầu vào cho mô hình thuỷ văn là rất quan trọng, bao gồm các yếu tố như số liệu mưa, nhiệt độ và bốc hơi tiềm năng Những dữ liệu này sẽ giúp cải thiện độ chính xác của các dự báo thuỷ văn, từ đó hỗ trợ hiệu quả trong việc quản lý tài nguyên nước và ứng phó với các hiện tượng thời tiết cực đoan.
Số liệu mưa và bốc hơi dự báo là đầu vào quan trọng cho mô hình thuỷ văn, giúp dự báo dòng chảy đến các hồ Trong dự án này, chúng tôi sử dụng số liệu mưa dự báo từ hệ thống GFS (Global Forecast System), một mô hình dự báo thời tiết do Trung tâm Dự báo Môi trường Quốc gia Mỹ (NCEP) phát triển Mô hình này có độ phủ toàn cầu với độ phân giải 0,5 độ và cung cấp dự báo thời tiết lên đến 16 ngày Mặc dù mô hình này mô phỏng nhiều biến số khí quyển và đất-đất, nhưng để phục vụ cho mô hình thuỷ văn, chúng tôi tập trung vào ba yếu tố chính: nhiệt độ, lượng mưa và bốc hơi.
Dự báo mưa và lượng bốc hơi tiềm năng được trình bày qua các hình ảnh dưới đây, sử dụng dữ liệu từ mô hình GFS Từ dữ liệu toàn cầu này, nghiên cứu sẽ trích xuất các số liệu về mưa và bốc hơi cho khu vực nghiên cứu.
Hình 5 Ví dụ kết quả dự báo mưa từ mô hình GFS
Hình 6 Ví dụ kết quả dự báo nhiệt độ từ mô hình GFS
Các bước triết xuất và xử lý số liệu mưa và bốc hơi dự báo được trình bày ở hình dưới đây Các bước này bao gồm:
Nghiên cứu này tập trung vào việc tự động tải xuống dữ liệu mưa và bốc hơi dự báo toàn cầu, hai yếu tố quan trọng cho mô hình thủy văn Do thiếu hụt dữ liệu bốc hơi thực tế theo thời gian thực, nghiên cứu đã sử dụng dữ liệu bốc hơi dự báo làm thay thế Thời gian lấy dữ liệu bốc hơi được xác định từ 4 ngày trước đến 4 ngày sau thời điểm hiện tại, trong đó dữ liệu bốc hơi từ 4 ngày trước đến thời điểm hiện tại là ưu tiên hàng đầu.
14 được sử dụng Từ thời điểm hiện tại đến 4 ngày tiếp theo, cả số liệu mưa và bốc hơi được sử dụng
Để đọc file số liệu mưa và bốc hơi toàn cầu, người dùng cần tải về các file dự báo thời tiết được lưu dưới dạng grb2 Tuy nhiên, việc tự động tải thông tin dự báo do thư mục và tên file thay đổi liên tục là một thách thức Một chương trình đã được phát triển để xem trước cấu trúc các thư mục chứa dữ liệu, từ đó tải về các file dự báo mới nhất Sau khi tải xong, công cụ nctoolbox trên nền tảng Matlab được sử dụng để đọc file grib2, cho ra ma trận số liệu mưa và bốc hơi dưới dạng ô lưới toàn cầu.
Để triết xuất số liệu mưa và bốc hơi cho từng tiểu lưu vực trong khu vực nghiên cứu, người dùng cần cung cấp một file shapefile (.shp) chứa các tiểu lưu vực Quá trình này tương tự như việc triết xuất số liệu mưa vệ tinh, và đầu ra sẽ bao gồm lượng mưa và bốc hơi dự báo cho các ô lưới trong từng tiểu lưu vực Những dữ liệu này sẽ hỗ trợ trong việc tính toán mưa trung bình cho từng tiểu lưu vực ở bước tiếp theo.
Nghiên cứu sẽ tính toán lượng mưa và bốc hơi trung bình cho từng tiểu lưu vực bằng cách xác định các ô lưới Dữ liệu mưa và bốc hơi tại từng ô lưới sẽ được sử dụng theo công thức đã thiết lập để đảm bảo tính chính xác và hiệu quả trong việc phân tích.
Trong nghiên cứu này, 𝑋 𝑘𝑖 đại diện cho lượng mưa tại ô lưới thứ i trong tiểu lưu vực thứ k, trong khi 𝑁 𝑘 là tổng số ô lưới mưa toàn cầu của tiểu lưu vực đó Lượng mưa trung bình trên tiểu lưu vực thứ k được ký hiệu là 𝑋̅̅̅ 𝑘 Kết quả của quá trình này sẽ cung cấp chuỗi số liệu về mưa và bốc hơi dự báo theo thời gian cho từng tiểu lưu vực.
Hình 7 Các bước để triết xuất và xử lý số liệu mưa và bốc hơi dự báo
+ Xây dựng định dạng và công cụ đọc số liệu dòng chảy và mực nước đầu vào cho mô hình thuỷ lực
Để mô hình thủy văn thủy lực tự động chạy, cần có công cụ đọc và chuyển đổi dữ liệu đầu vào thành định dạng phù hợp Trong dự án này, chúng tôi sử dụng bộ mô hình MIKE, do đó, các file số liệu dòng chảy và mực nước phải được chuyển sang định dạng dfs0 Công cụ này được phát triển bằng phần mềm Matlab và bao gồm nhiều bước thực hiện.
- Đọc số liệu lưu lượng từ kết quả mô phỏng của các mô hình thuỷ văn hoặc dòng chảy đầu ra của mô hình vận hành hồ chứa
- Đọc số liệu mực nước ở biên dưới của mô hình mô phỏng (mực nước triều hoặc mực nước ở hồ chứa hạ lưu)
- Xử lý số liệu mưa và mực nước và ghi ra file dfs0 theo định dạng của mô hình MIKE
+ Xây dựng giao diện cho công cụ xử lý số liệu đầu vào
Các công cụ xử lý số liệu đầu vào và đầu ra cho mô hình thuỷ văn, thuỷ lực được tích hợp trong một giao diện người dùng, giúp người dùng dễ dàng tạo file số liệu đầu vào Người dùng cần chỉ định khoảng thời gian bắt đầu và kết thúc để xử lý số liệu Sau khi xác định thời gian, người dùng nhấn nút OK để kích hoạt các chương trình con tương ứng cho từng loại số liệu Giao diện của công cụ được trình bày rõ ràng và trực quan.
Hình 8 Giao diện của công cụ đọc và xử lý số liệu đầu vào
Đánh giá khả năng mềm hoá qui trình 740/QĐ-TTg, không cố định mực nước trước lũ theo từng thời kỳ
3.2.1 Đánh giá, lựa chọn các năm lũ điển hình bao gồm cả năm lũ lớn, lũ trung bình và lũ nhỏ từ năm 1960 đến nay (khoảng 30 năm)
Mưa lũ lớn trên lưu vực sông Hồng và Thái Bình thường do sự kết hợp và hoạt động liên tiếp của các hình thế thời tiết như không khí lạnh, dải hội tụ nhiệt đới, và cao áp Thái Bình Dương Những hình thế thời tiết này tác động lẫn nhau, gây ra mưa lũ lớn, đặc biệt là khi có sự kết hợp của bão, rãnh thấp nóng với không khí lạnh Tại Hà Nội, phần lớn các trận lũ trên sông Hồng có mực nước đỉnh lũ (Hmax) vượt mức báo động cấp III (11,5 m) đều xuất phát từ sự tương tác của ba loại hình thế thời tiết này.
Trong giai đoạn 1968-1998, sông Hồng ghi nhận 17 trận lũ lớn với mức nước cao hơn 12,0 m tại Hà Nội, xảy ra chủ yếu do sự kết hợp của nhiều loại hình thời tiết Các trận lũ lớn như VIII/1970 và VIII/1971 bị ảnh hưởng bởi ba loại hình thời tiết chính, trong khi các trận lũ VIII/1968, VII/1986 và VIII/1996 chủ yếu do bão và áp thấp nhiệt đới Tại lưu vực sông Thái Bình, trong 29 trận lũ lớn, bão là nguyên nhân chính với 15 trận, tiếp theo là xoáy thuận Bắc Bộ (11 trận) và dải hội tụ nhiệt đới (21 trận) Một số trận lũ đặc biệt xảy ra do sự tương tác của hai cơn bão liên tiếp, như VIII/1968, VII/1973, và VII/1986, hoặc do bão kết hợp với áp thấp nhiệt đới và xoáy thuận Bắc Bộ.
Trận lũ lớn ở hạ lưu sông Thái Bình có mực nước đỉnh lũ đạt 6,5 m, vượt mức báo động cấp III 1 m, thường do sự kết hợp của nhiều hình thái thời tiết khác nhau Trong đó, bão, dải hội tụ nhiệt đới và xoáy thuận Bắc thường là những yếu tố chính gây ra lũ lụt nghiêm trọng này.
Trong gần 40 năm qua, sông Hồng đã trải qua nhiều trận lũ lớn, đáng chú ý là các trận lũ vào tháng 8 năm 1971, tháng 7 năm 1980, tháng 9 năm 1985, tháng 7 năm 1986, tháng 8 năm 1995 và tháng 8 năm 1996 Bảng 1 trình bày thông tin về một số trận lũ lớn và đặc biệt lớn trên sông Hồng trong khoảng thời gian này.
Bảng 1 Đặc trưng lũ trong một số trận lũ lớn trên sông Hồng-Thái Bình
Mực nước đỉnh lũ (cm) Lưu lượng đỉnh lũ (m 3 /s)
Mực nước đỉnh lũ (cm) Lưu lượng đỉnh lũ (m 3 /s)
3.2.1.2 Một số đặc điểm hình thành những trận lũ lớn trên sông Hồng
Các trận lũ lớn tại Hà Nội thường xảy ra khi mực nước gốc cao, với các trận lũ "Lịch sử" đặc biệt cần chú ý đến nền nước gốc này Ví dụ, trận lũ tháng 8 năm 1971 có chân lũ 9220 m³/s và biên độ lũ 12980 m³/s đã gây ra đỉnh lũ 14,13 m Lũ lớn thường hình thành từ sự kết hợp của nhiều hình thế thời tiết gây mưa liên tiếp, dẫn đến tình trạng bão hòa nước trong lưu vực Khi gặp thời tiết bất lợi, lũ lịch sử sẽ xuất hiện với chân lũ ở mức cao, cho thấy sự quan trọng của việc theo dõi lưu lượng nước và điều kiện thời tiết trong quá trình dự báo lũ.
Lũ lớn ở hạ lưu sông Hồng hình thành đồng bộ trên các lưu vực sông nhánh như Đà, Thao, và Lô Mặc dù thời gian xuất hiện có chút khác biệt, nhưng các dòng lũ này cuối cùng được tập hợp lại, tạo ra lũ ở hạ lưu Từ các khu vực như Lai Châu, Lào Cai, Tuyên Quang trở về, tình hình lũ lụt có sự tương đồng rõ rệt.
Trong 19 đợt lũ lớn xảy ra, hầu hết đều bắt đầu gần như đồng thời, với sự chênh lệch thời gian từ 12 giờ đến 1 ngày Đỉnh lũ cũng xuất hiện đồng thời, có thể sớm hoặc muộn tới 1 - 1,5 ngày Đặc biệt, trong một số trường hợp, mặc dù thượng nguồn sông Đà không có lũ và thượng nguồn sông Thao, Lô chỉ ghi nhận lũ nhỏ, nhưng hạ lưu các sông nhánh và hạ lưu sông Hồng vẫn trải qua lũ lớn, thậm chí là lũ đặc biệt lớn.
Trên các sông nhánh, lũ thường diễn ra dưới dạng lũ kép với 2-3 đợt lũ có đỉnh tăng dần, trong khi lũ đơn chỉ chiếm dưới 1/3 số trận Tại hạ lưu, lũ kép giảm còn 1/3 do ảnh hưởng của lòng dẫn và giao thoa sóng lũ, tạo ra lũ đơn với nhánh lên và xuống thoải hơn Khả năng xảy ra lũ kép phức tạp ở thượng lưu, trung lưu và hạ lưu các sông nhánh tại Hà Nội thường ít Lũ kép tại hạ lưu có đỉnh sau cao hơn đỉnh trước, với thời gian giữa các đỉnh kéo dài từ 1-3 ngày, mức lũ xuống chậm chỉ 20-30cm Đỉnh lũ lớn trên các sông nhánh và hạ lưu sông Hồng thường xuất hiện trong tháng VII, VIII, IX, chủ yếu từ 10/VII đến 20/VIII.
3.2.1.3 Một số trận lũ lụt gây ngập úng điển hình ở đồng bằng Bắc Bộ
Trong nhiều thập kỷ qua, ngập úng lũ lụt chủ yếu do mưa lớn kết hợp với lũ lớn trên sông hoặc do tràn, vỡ đê bối và đê địa phương Những nguyên nhân này thường xảy ra cùng với nước dâng do bão Bài viết dưới đây sẽ khái quát một số trận ngập úng lũ điển hình ở đồng bằng Bắc Bộ.
+Trận lụt do vỡ đê tháng VIII-1913
Vào năm 1913, hệ thống sông Hồng và Thái Bình đã trải qua một trận lũ lớn, gây ngập lụt nghiêm trọng ở miền núi, trung du và đồng bằng Bắc Bộ Ngày 9 tháng 8, mực nước lũ tại Hà Nội đạt 11,35m, dẫn đến việc vỡ đê sông Hồng tại Vĩnh Phúc ở các đoạn Nhật Chiên, Cẩm Viên và Hải Bối, cùng với đê Phu Chu tại Thái Bình Đến ngày 14 tháng 8, mặc dù mực nước Hà Nội giảm xuống 10,69m, nhưng đê Lương Cổ vẫn bị vỡ tại tỉnh Hà Nam Tiếp theo, vào ngày 17 tháng 8, đê Phương Độ vỡ khi mực nước tại Hà Nội là 11,11m, và vào ngày 18 tháng 8, đê Nghĩa Lộ cũng bị vỡ với mực nước 11,03m Cuối cùng, vào ngày 19 tháng 8, đê Quang Thừa và Lỗ Xá vỡ khi mực nước xuống còn 10,99m Trận lũ đã làm ngập gần như toàn bộ tỉnh Vĩnh Phúc (cũ) và một phần lớn của khu vực lân cận.
Hà Tây, Nam Định, Hà Nam, Thái Bình và Bắc Ninh đã chịu thiệt hại nặng nề do lũ lụt, với tổng diện tích lúa bị ngập lên tới 307.670 ha, trong đó 118.640 ha mất trắng Thiên tai này đã gây ra tổn thất lớn về tài sản và nhà cửa, đồng thời làm ngập nhiều tuyến đường giao thông quan trọng như 1A, 2, 3, 10, 11A, 13A, 18 và đoạn đường sắt Hà Nội - Hải Phòng gần thị xã Hải Dương.
+Trận lụt do vỡ đê tháng VIII-1915
Trận lũ lớn tháng VIII-1915 đã gây ra thiệt hại nặng nề, với 42 điểm vỡ đê tổng chiều dài 4180m, khi mực nước Hà Nội dao động từ 11,55 đến 11,64m Đỉnh lũ tại Hà Nội đạt 12,92m, ảnh hưởng nghiêm trọng đến các khu vực như Xâm Dương, Xâm Thị thuộc tỉnh Hà Đông, Lục Cảnh, Hoàng Xá, Trung Hà tỉnh Phúc Yên, và Phi Liệt, Thủy Mạo tỉnh Bắc Ninh Ngoài ra, đê tả sông Hồng cũng bị vỡ tại Mễ Chân tỉnh Hưng Yên, Gia Quất, Gia Thượng, Phú Tòng, Yên Viên, Đông Thụ, Danh Nam tỉnh Bắc Ninh, cùng một số vị trí khác trên sông Phó Đáy, Đuống và sông Đáy.
Lũ làm ngập lụt toàn bộ các tỉnh hữu ngạn sông Hồng như Hà Nội, Hà Đông,
Lũ lụt đã gây thiệt hại nghiêm trọng tại các tỉnh Hà Nam, Nam Định và khu vực phía tả ngạn, bao gồm toàn bộ tỉnh Bắc Ninh, một phần tỉnh Vĩnh Phúc và vùng Bắc Hưng Hải Hà Nội, Hà Đông và Nam Định đều bị đe dọa bởi nước lũ, khiến cho tuyến xe điện Hà Nội - Hà Đông phải ngừng hoạt động Nhà máy dệt Nam Định cũng phải tạm dừng sản xuất Các quốc lộ như 1A, 2, 3, 5, 6, 11A và các tuyến đường liên tỉnh đều bị gián đoạn Diện tích đất canh tác bị ngập lên tới 325.000 ha, trong đó có 221.000 ha lúa bị mất trắng.
+Trận lụt do vỡ đê tháng VII-1926
Vào ngày 29 tháng 7, mực nước tại Hà Nội đã đạt 11,93m, dẫn đến việc vỡ đê tả ngạn sông Hồng tại vùng Gia Quất, ái Mộ, Gia Lâm tỉnh Bắc Ninh; vỡ đê hữu ngạn sông Luộc tại Hạ Lao, Văn Quán tỉnh Thái Bình; và vỡ đê tả ngạn sông Luộc tại Bô Dương tỉnh Hải Dương Hậu quả là khoảng 100.000ha đất canh tác đã bị ngập lụt do sự cố vỡ đê này.
+Trận lụt lịch sử do vỡ đê tháng VIII năm 1945
Lũ năm 1945 tại Hà Nội đạt mực nước thực đo 12,68m và mực nước hoàn nguyên 14,05m Vào ngày 16 tháng 8, mực nước lên tới 11,45m khiến đê phía hữu ngạn sông Thao bị vỡ ở huyện Lâm Thao Đến ngày 13 tháng 9, hầu hết các tuyến đê sông Đà, Thao, Lô, Hồng, Phó Đáy, Đáy, Đuống, Cầu, Thái Bình và đê sông Hoá đều bị vỡ, tổng cộng có 52 chỗ vỡ Lũ lụt đã gây ngập 11 tỉnh, không bao gồm các tỉnh trung du và miền núi, với tổng diện tích đất canh tác bị ngập là 312.000ha, ảnh hưởng trực tiếp đến hàng triệu dân vùng đồng bằng và thiệt hại tương đương với 14,3 triệu tấn thóc.
+Trận ngập lũ, úng tháng VIII/1969
Rà soát, điều chỉnh quy trình vận hành liên hồ chứa
3.3.1 Thu thập, tổng hợp thông tin, dữ liệu liên quan xây dựng quy trình vận hành liên hồ chứa
3.3.1.1 Thu thập tài liệu về tình hình ngập lụt và hạn trên hệ thống sông
Nguồn nước lưu vực sông Hồng - Thái Bình đang chịu ảnh hưởng nghiêm trọng từ biến đổi khí hậu, dẫn đến sự phân bố không đều giữa mùa khô và mùa mưa Trong mùa khô, nguồn nước có xu hướng giảm mạnh, gây ra tình trạng cạn kiệt nước trên diện rộng Đồng thời, tình hình lũ lụt trong mùa mưa cũng trở nên phức tạp hơn Việc khai thác và sử dụng nước tại các quốc gia thượng nguồn càng làm gia tăng áp lực lên nguồn nước trong khu vực.
37 lưu vực sông đang có tác động lớn đến nguồn nước chảy về Việt Nam gây nên tình trạng cạn kiệt nguồn nước vào mùa khô.
Diễn biến phức tạp của nguồn nước, tác động của biến đổi khí hậu và việc khai thác nước từ các quốc gia thượng nguồn đã dẫn đến sự suy giảm lượng nước trong mùa khô Đồng thời, nhu cầu nước cho phát triển kinh tế - xã hội ngày càng tăng do gia tăng dân số, đô thị hóa, sản xuất công nghiệp và phát triển thủy điện Những vấn đề về tài nguyên nước trên lưu vực sông Hồng - Thái Bình đang trở nên ngày càng phức tạp.
Lưu vực sông Hồng - Thái Bình có gần 50% diện tích nằm ngoài lãnh thổ Việt Nam, khiến việc khai thác và sử dụng tài nguyên nước ở thượng nguồn có thể ảnh hưởng lớn đến chế độ nguồn nước Thêm vào đó, biến đổi khí hậu toàn cầu cũng tác động đến khí hậu trong lưu vực, tạo ra những thách thức cho việc quản lý và điều hòa nguồn nước một cách hiệu quả.
Tình trạng thiếu nước trong mùa khô tại vùng hạ du ngày càng nghiêm trọng, với mực nước ở một số vị trí quan trắc đạt mức thấp kỷ lục trong những năm gần đây Sự cạnh tranh trong việc sử dụng nước giữa các ngành, đặc biệt là giữa phát điện và sản xuất nông nghiệp, đang gia tăng Áp lực từ dân số, cùng với mục tiêu tăng trưởng và sự thay đổi trong cơ cấu kinh tế, đã thúc đẩy sự phát triển nhanh chóng của các ngành công nghiệp - dịch vụ và quá trình đô thị hóa ở lưu vực sông Hồng - Thái Bình Điều này dẫn đến sự thay đổi mạnh mẽ trong nhu cầu khai thác và sử dụng nước, cả về chất lượng lẫn số lượng Nếu không có biện pháp phân bổ nguồn nước hợp lý và bảo đảm hài hòa lợi ích giữa các vùng và ngành sử dụng nước, việc khai thác nguồn nước sông Hồng - Thái Bình sẽ không đạt hiệu quả tổng hợp về kinh tế - xã hội và môi trường.
Ô nhiễm nguồn nước làm giảm chất lượng nước, dẫn đến khan hiếm tài nguyên nước và gia tăng cạnh tranh trong sử dụng Để ngăn chặn ô nhiễm và suy thoái nguồn nước, cần thực hiện các biện pháp bảo vệ tài nguyên nước, cải thiện chất lượng nước và bảo vệ các hệ sinh thái thủy sinh, đồng thời áp dụng giải pháp đồng bộ trên toàn lưu vực.
- Ảnh hưởng của các hồ chứa ở thượng lưu tác động đến bồi xói lòng, bỡ bãi sông, bồi xói cửa sông và xâm nhập mặn vùng cửa sông.
Hiện nay, lưu vực sông Hồng - Thái Bình đã được quy hoạch cho các ngành khai thác và sử dụng nước, bao gồm thủy lợi, thủy điện, nuôi trồng thủy sản và cấp nước.
Các quy hoạch sinh hoạt đô thị và nông thôn hiện nay chủ yếu tập trung vào việc khai thác và sử dụng nước cho từng ngành riêng lẻ, mà chưa có sự đánh giá tổng thể về tiềm năng nguồn nước Điều này dẫn đến việc chưa xem xét đầy đủ nhu cầu sử dụng nước của các ngành khác, cũng như yêu cầu bảo đảm dòng chảy tối thiểu và duy trì hệ sinh thái thủy sinh Tình hình lũ lụt cũng cần được quan tâm trong bối cảnh này.
Ngập lụt ở Bắc Bộ trong nhiều thập kỷ qua có thể được phân loại thành một số dạng chính: ngập úng do mưa lớn trong nội đồng, ngập lụt do mưa lớn kết hợp với lũ lớn ngoài sông hoặc tràn vỡ đê bối, ngập lụt do lũ lớn trên sông gây ra tràn, vỡ đê bối và địa phương, cùng với mưa lớn và nước dâng do bão, và cuối cùng là ngập lụt do vỡ đê.
Căn cứ vào những nguyên nhân chính gây ngập lũ ở Bắc Bộ trong nhiều thập kỷ qua, có thể phân loại các dạng ngập lụt như sau:
- Ngập úng lụt do mưa lớn nội đồng
- Ngập lụt, úng do mưa lớn trong đồng kết hợp với lũ lớn ngoài sông hoặc do tràn vỡ đê bối, đê địa phương
- Ngập lụt do lũ lớn trên sông gây tràn, vỡ đê bối, đê địa phương, kết hợp với mưa lớn trong đồng và nước dâng do bão
- Ngập lụt do vỡ đê b Ngập úng lụt do mưa lớn nội đồng
Ngập úng lụt xảy ra khi lượng mưa vượt quá khả năng thiết kế của hệ thống kênh mương, cống, và trạm bơm, dẫn đến tình trạng úng ngập cục bộ hoặc trên diện rộng Mức độ ngập phụ thuộc vào lượng mưa và khả năng tiêu thoát nước của trạm bơm cùng hệ thống kênh tiêu Bài viết này sẽ tổng hợp một số trận ngập úng lụt điển hình ở đồng bằng Bắc Bộ.
- Trận úng lụt rất lớn cuối tháng V/1994
Vào ngày 19 đến 20 tháng 5 năm 1994, hoạt động của rãnh thấp từ mặt đất đến tầng 500mb đã gây ra gió đông nam hội tụ mạnh, dẫn đến mưa lớn tại khu vực phía Bắc Cụ thể, lượng mưa ghi nhận từ 20 đến 100mm ở vùng núi và từ 50 đến 100mm ở đồng bằng Bắc Bộ, tập trung chủ yếu ở nam Hà Nội.
Trong tháng 5, Hà Tây và các khu vực lân cận ghi nhận lượng mưa lớn, với Hà Nội mưa trên 180mm, Hà Đông 199mm, và Phú Xuyên lên đến 225mm Đây là đợt mưa hiếm gặp từ 1979 đến 1994, gây lũ tiểu mãn trên sông Hồng và sông Thái Bình Mực nước tại Hà Nội đạt 6,05m, trong khi mực nước Phả Lại lên tới 2,13m, dẫn đến thiệt hại nặng nề cho hoa màu ven sông Mưa lớn đã gây ngập úng nghiêm trọng tại nội thành Hà Nội, Nam Định và các huyện như Thanh Trì, Từ Liêm, Thường Tín, Phú Xuyên, Hoài Đức, Chương Mỹ, cùng nhiều huyện ở tỉnh Hà Nam, gây thiệt hại đáng kể cho tài sản của người dân.
- Trận ngập úng lụt cuối tháng VIII/1994
Bão số 6 (HARRY 9418) đã đổ bộ vào Quảng Ninh và Hải Phòng vào đêm 28/III, sau đó di chuyển về hướng tây và suy yếu dần Từ ngày 28 đến 31/VIII, Bắc Bộ và khu 4 cũ đã ghi nhận mưa lớn ở nhiều nơi, đặc biệt tại Quảng Ninh và đồng bằng trung du Bắc Bộ với lượng mưa từ 100 đến 300mm Nhiều địa phương ghi nhận lượng mưa vượt 300mm như Phủ Liễn 385mm, Nam Định 385mm, Thái Nguyên 331mm, Nho Quan 330mm, Hải Dương 323mm và Hà Nội 320mm, với mưa lớn tập trung chủ yếu vào ngày 29 và 30/VIII.
Trận lũ nhỏ đã xảy ra trên sông Hồng và Thái Bình, trong khi lũ lớn xuất hiện trên các sông khác Mực nước sông Hồng tại Hà Nội đạt 9,11m vào lúc 13h ngày 1 tháng 9, tại Hưng Yên là 5,65m vào 1h cùng ngày, cả hai đều cao hơn báo động cấp I; trong khi đó, tại Phả Lại, mực nước lên tới 4,73m vào 19h ngày 31 tháng 8, cao hơn báo động cấp II.
Do ảnh hưởng của lũ từ sông Bùi và sông Tích, mực nước tại Ba Thá trên sông Đáy đã đạt 6,00m vào lúc 13h ngày 1 tháng 9, trong khi tại Phủ Lý là 4,41m vào lúc 19h cùng ngày, vượt mức báo động III là 0,31m và cao hơn 39cm so với mức nước năm 1971 khi có phân lũ qua đập Đáy Tại Hưng Thi trên sông Hoàng Long, mực nước ghi nhận là 13,46m vào lúc 13h ngày 30, và tại Bến Đế là 4,09m vào lúc 19h ngày 31, vượt mức báo động III là 9cm Đồng thời, thuỷ triều tại vịnh Bắc bộ đang ở giai đoạn triều cường.
