1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNN TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI LƯU THỊ HỒNG LINH ỨNG DỤNG MÔ HÌNH TOÁN ĐÁNH GIÁ BỒI LẮNG HỒ CHỨA TUYÊN QUANG LUẬN VĂN THẠC SĨ Hà Nội – 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO[.]
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNN TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI LƯU THỊ HỒNG LINH ỨNG DỤNG MƠ HÌNH TỐN ĐÁNH GIÁ BỒI LẮNG HỒ CHỨA TUYÊN QUANG LUẬN VĂN THẠC SĨ Hà Nội – 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI LƯU THỊ HỒNG LINH ỨNG DỤNG MƠ HÌNH TỐN ĐÁNH GIÁ BỒI LẮNG HỒ CHỨA TUYÊN QUANG Chuyên ngành: Thủy văn học Mã số: 604490 LUẬN VĂN THẠC SĨ Người hướng dẫn khoa học: PGS TS Hoàng Minh Tuyển PGS TS Ngô Lê Long Hà Nội – 2014 LỜI CẢM ƠN Sau thời gian nghiên cứu, học viên hoàn thành luận văn thạc sỹ “Ứng dụng mơ hình tốn đánh giá bồi lắng hồ chứa Tuyên Quang” Đây đề tài phức tạp khó khăn việc thu thập, phân tích thơng tin số liệu Vì vậy, q trình thực để hồn thành luận văn, ngồi cố gắng thân cịn có giúp đỡ nhiệt tình q thầy cơ, động viên gia đình, bạn bè đồng nghiệp Trước hết tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc trân trọng tới PGS TS Hoàng Minh Tuyển, PGS TS Ngô Lê Long, hai thầy bảo, hướng dẫn giúp đỡ tác giả tận tình suốt thời gian thực hoàn thành luận văn Tác giả xin gửi lời cảm ơn đến Phòng Đào tạo đại học sau đại học, Khoa Thủy văn Tài nguyên nước trường Đại học Thủy lợi tồn thể thầy giảng dạy, giúp đỡ tác giả thời gian học tập thực luận văn Tác giả chân thành cảm ơn tới bạn đồng nghiệp, bạn bè, đặc biệt phòng Đánh giá Quy hoạch Tài nguyên nước - Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn Biến đổi khí hậu nơi tác giả cơng tác hỗ trợ chuyên môn, thu thập tài liệu liên quan để luận văn hoàn thành Do thời gian nghiên cứu khơng dài, trình độ kinh nghiệm thực tiễn chưa nhiều nên luận văn chắn tránh hạn chế thiếu sót Tác giả kính mong thầy, giáo, đồng nghiệp đóng góp ý kiến để kết nghiên cứu hoàn thiện Tác giả xin chân thành cảm ơn Hà Nội, ngày 30 tháng 11 năm 2014 Tác giả Lưu Thị Hồng Linh BẢN CAM KẾT Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tôi xin cam đoan, giúp đỡ cho việc thực luận văn cảm ơn thơng tin trích dẫn luận văn ghi rõ nguồn gốc Học viên thực luận văn Lưu Thị Hồng Linh MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục đích đề tài Đối tượng phạm vi nghiên cứu Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu Bố cục luận văn: CHƯƠNG TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU BỒI LẮNG HỒ CHỨA 1.1 Các nghiên cứu giới bồi lắng hồ chứa 1.2 Các nghiên cứu nước bồi lắng hồ chứa 1.3 Hướng nghiên cứu luận văn CHƯƠNG ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN VÙNG NGHIÊN CỨU 12 2.1 Vị trí địa lý 12 2.2 Đặc điểm địa hình, thổ nhưỡng, thảm phủ lưu vực hồ 13 2.2.1 Đặc điểm sơng ngịi 13 2.2.2 Đặc điểm địa hình 14 2.2.3 Đặc điểm thổ nhưỡng 16 2.2.4 Đặc điểm thảm phủ 20 2.3 Đặc điểm khí hậu 23 2.4 Đặc điểm thủy văn bùn cát 24 2.4.1 Đặc điểm thủy văn 24 2.4.2 Đặc điểm bùn cát 31 2.5 Giới thiệu hồ chứa Tuyên Quang 41 CHƯƠNG THIẾT LẬP MƠ HÌNH TỐN DỰ TÍNH BỒI LẮNG HỒ CHỨA TUYÊN QUANG 44 3.1 Thiết lập mơ hình SWAT xác định bùn cát đến hồ Tun Quang 44 3.1.1 Giới thiệu mơ hình SWAT 44 3.1.2 Thiết lập mơ hình SWAT lưu vực tính toán 54 3.1.3 Hiệu chỉnh kiểm định mơ hình 59 3.2 Thiết lập mơ hình Mike 11 dự tính bồi lắng hồ Tuyên Quang 63 3.2.1 Giới thiệu mơ hình 63 3.2.2 Số liệu đầu vào cho mơ hình 68 3.2.3 Thiết lập mơ hình Mike 11 69 3.2.4 Hiệu chỉnh kiểm định mơ hình thủy lực Mike 11 72 CHƯƠNG ỨNG DỤNG MƠ HÌNH TỐN DỰ TÍNH BỒI LẮNG HỒ CHỨA TUYÊN QUANG 76 4.1 Thiết lập phương án tính toán 76 4.2 Xác định dòng chảy, bùn cát đến hồ Tun Quang mơ hình SWAT 77 4.2.1 Kết mơ dịng chảy vào hồ Tuyên Quang 77 4.2.2 Kết mô lượng bùn cát vào hồ Tuyên Quang 79 4.3 Đánh giá diễn biến bồi lắng hồ Tun Quang mơ hình MIKE 11 82 4.3.1 Kết tính 82 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 87 TÀI LIỆU THAM KHẢO 89 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Sơ đồ tính tốn bồi lắng bùn cát hồ chứa Tuyên Quang 10 Hình 2.1 Bản đồ vùng nghiên cứu 12 Hình 2.2 Bản đồ sơng ngịi vùng nghiên cứu 14 Hình 2.3 Bản đồ địa hình vùng nghiên cứu 16 Hình 2.4 Bản đồ đất lưu vực sơng Gâm 19 Hình 2.5 Bản đồ thảm phủ vùng nghiên cứu 23 Hình 2.6 Diễn biến lưu lượng trạm Chiêm Hóa 26 Hình 2.7 Diễn biến lưu lượng tháng lớn trạm Chiêm Hóa 26 Hình 2.8 Diễn biến lưu lượng tháng nhỏ trạm Chiêm Hóa 26 Hình 2.9 Diễn biến lưu lượng trạm Na Hang 27 Hình 2.10 Diễn biến lưu lượng tháng nhỏ trạm Na Hang 27 Hình 2.11 Diễn biến lưu lượng tháng lớn trạm Na Hang 28 Hình 2.12 Diễn biến lưu lượng trạm Bảo Lạc 28 Hình 2.13 Diễn biến lưu lượng tháng nhỏ trạm Bảo Lạc 29 Hình 2.14 Diễn biến lưu lượng tháng lớn trạm Bảo Lạc 29 Hình 2.15 Diễn biến lưu lượng trạm Đầu Đẳng 29 Hình 2.16 Diễn biến lưu lượng tháng nhỏ trạm Đầu Đẳng 30 Hình 2.17 Diễn biến lưu lượng tháng lớn trạm Đầu Đẳng 30 Hình 2.18 Diễn biến lưu lượng trạm Thác Hốc 30 Hình 2.19 Diễn biến lưu lượng tháng nhỏ trạm Thác Hốc 31 Hình 2.20 Diễn biến lưu lượng tháng lớn trạm Thác Hốc 31 Hình 2.21 Diễn biến bùn cát trạm Chiêm Hóa 35 Hình 2.22 Chênh lệch bùn cát trạm thủy văn lưu vực sông Gâm 40 Hình 3.1 Bản đồ lưới trạm khí tượng thủy văn lưu vực sơng Gâm đến trạm Chiêm Hóa 56 Hình 3.2 Bản đồ lưu vực phận mơ hình SWAT 58 Hình 3.3 Đường trình lưu lượng hiệu chỉnh thực đo trạm Bảo Lạc 60 Hình 3.4 Đường trình lưu lượng kiểm định thực đo trạm Bảo Lạc 60 Hình 3.5 Đường trình lưu lượng hiệu chỉnh thực đo trạm Chiêm Hóa 60 Hình 3.6 Đường trình lưu lượng kiểm định thực đo trạm Chiêm Hóa 61 Hình 3.7 Đường trình tổng lượng bùn cát tháng hiệu chỉnh thực đo trạm Bảo Lạc 61 Hình 3.8 Đường trình tổng lượng bùn cát tháng kiểm định thực đo trạm Bảo Lạc 62 Hình 3.9 Đường trình tổng lượng bùn cát tháng hiệu chỉnh thực đo trạm Chiêm Hóa 62 Hình 3.10 Đường trình tổng lượng bùn cát tháng kiểm định thực đo trạm Chiêm Hóa 62 Hình 3.11 Sơ đồ điểm lưới xen kẽ 65 Hình 3.12 Sơ đồ mạng thủy lực mơ hình MIKE 11 70 Hình 3.13 Sơ đồ vị trí mặt cắt ngang lịng hồ Tun Quang 71 Hình 3.14 Sơ đồ mạng lưới mơ hình chiều tính tốn cho sơng Gâm 72 Hình 3.15 Đường trình lưu lượng – mực nước – vận chuyển bùn cát hiệu chỉnh mơ hình mike 11 thực đo 74 Hình 3.16 Đường trình lưu lượng – mực nước – vận chuyển bùn cát kiểm định mơ hình mike 11 thực đo 75 Hình 4.1 Tỷ lệ lượng nước đến hồ lưu vực thượng lưu thủy điện Tuyên Quang 78 Hình 4.2 Phân phối lưu lượng dịng chảy đến hồ Tuyên Quang qua thời kỳ 79 Hình 4.3 Tỷ lệ tổng lượng bùn cát gia nhập hồ Tuyên Quang lưu vực thượng lưu 81 Hình 4.4 Phân phối bùn cát đến hồ trung bình thời kỳ tương lai 81 Hình 4.5 Thay đổi mặt cắt đáy dọc hồ Tuyên Quang sau 40 năm vận hành (đến năm 2050) 84 Hình 4.6 Thay đổi cao trình đáy hồ đoạn cách đập Tuyên Quang phía thượng lưu 60km đến 80km 85 Hình 4.7 Thay đổi cao trình đáy hồ đoạn cách đập Tuyên Quang phía thượng lưu 40km đến 60km 85 Hình 4.8 Thay đổi cao trình đáy hồ đoạn cách đập Tuyên Quang phía thượng lưu 40 km đến 23km 85 Hình 4.9 Thay đổi cao trình đáy hồ đoạn cách đập Tuyên Quang phía thượng lưu 23 km đến 6km 86 Hình 4.10 Thay đổi cao trình đáy hồ đoạn cách đập Tuyên Quang phía thượng lưu cách đập 6km 86 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Thành phần đất lưu vực sơng Gâm kí hiệu theo phân loại FAO 18 Bảng 2.2: Phân loại thảm phủ lưu vực sông Gâm 22 Bảng 2.3: Lưu lượng trung bình tháng trạm lưu vực hồ thủy điện Tuyên Quang sông Gâm (m3/s) 24 Bảng 2.4: Lưu lượng bùn cát trung bình tháng trạm lưu vực hồ thủy điện Tuyên Quang sông Gâm (kg/s) 32 Bảng 2.5: Tổng lượng bùn cát hàng năm trạm Chiêm Hóa lưu vực hồ thủy điện Tuyên Quang sông Gâm (106 tấn) 33 Bảng 2.6: Quan hệ lưu lượng nước lưu lượng bùn cát lơ lửng trạm thuỷ văn Chiêm Hóa 36 Bảng 2.7: Tổng lượng bùn cát lơ lửng trung bình năm trạm 38 Bảng 2.8: Tổng lượng bùn cát lơ lửng trung bình mùa lũ 38 Bảng 2.9: Tổng lượng bùn cát lơ lửng trung bình mùa cạn 39 Bảng 2.10: Các thông số hồ Tuyên Quang 42 Bảng 3.1: Các trạm đo mưa trạm khí tượng dùng tính tốn mơ hình SWAT lưu vực sông Gâm 55 Bảng 3.2: Các trạm đo lưu lượng lưu vực sơng Gâm tính đến Chiêm Hóa 56 Bảng 3.3: Danh sách lưu vực trạm mưa đại biểu tương ứng 58 Bảng 3.4: Thời kỳ hiệu chỉnh, kiểm định Bảo Lạc Chiêm Hóa 59 Bảng 3.5: Chỉ số Nash hiệu chỉnh kiểm định trạm Bảo Lạc Chiêm Hóa 59 Bảng 3.6: Chỉ số Nash hiệu chỉnh kiểm định trạm Bảo Lạc Chiêm Hóa 61 Bảng 3.7: Đường cấp phối hạt bùn cát đáy số mặt cắt thuộc sông Ma sông Năng 69 Bảng 3.8: Thời gian hiệu chỉnh kiểm định mơ hình Mike11 72 77 Trạm Chợ Rã Bắc Mê Yên Minh Na Hang Thời kỳ 10 11 12 Lũ Mùa cạn Năm 2010-2030 19 28 61 98 181 213 288 246 135 79 41 14 192 63 1402 2030-2050 18 28 60 96 182 214 298 248 135 78 42 15 195 63 1415 2010-2030 27 31 56 86 211 285 315 253 147 77 47 20 216 68 1557 2030-2050 26 31 55 85 212 286 327 255 148 76 48 21 219 68 1571 2010-2030 24 38 55 107 194 277 365 298 186 101 49 18 245 69 1712 2030-2050 23 38 55 106 194 280 379 305 188 100 50 19 250 69 1738 2010-2030 22 34 80 108 226 293 380 286 146 76 42 16 236 75 1707 2030-2050 21 34 79 106 226 296 390 289 148 75 42 17 240 75 1723 Bảng 4.2: Mức gia tăng nhiệt độ trung bình thời kỳ tương lai Đơn vị: 0C Trạm Bảo Lạc Chiêm Hóa 10 11 12 2010-2030 0.63 0.52 0.50 0.60 0.51 0.38 0.42 0.36 0.58 0.51 0.58 0.69 2030-2050 1.16 0.95 0.90 1.10 0.95 0.69 0.77 0.66 1.07 0.94 1.06 1.26 2010-2030 0.61 0.55 0.49 0.59 0.56 0.45 0.35 0.37 0.48 0.46 0.53 0.64 2030-2050 1.13 1.02 0.90 1.09 1.03 0.82 0.64 0.69 0.88 0.85 0.98 1.18 Thời kỳ 4.2 Xác định dòng chảy, bùn cát đến hồ Tuyên Quang mơ hình SWAT 4.2.1 Kết mơ dịng chảy vào hồ Tun Quang Theo kịch tính tốn lưu lượng đến hồ trung bình thời kỳ từ năm 2010 đến năm 2050 311 m3/s, tương đương với 9807 triệu m3/năm (bảng 4.3 4.4) Trong tổng lượng nước thượng lưu Nà Vuồng chiếm đến 71% tổng lượng nước đến, sông Năng chiếm khoảng 16%, sơng Ma chiếm 3% (hình 4.1) Bảng 4.3: Tổng lượng nước trung bình mùa lũ, mùa cạn năm từ tiểu lưu vực thượng lưu hồ Tuyên Quang (triệu m3) Mùa cạn Mùa lũ Cả năm Nà Vuồng 1623 5317 Sông Ma 78 250 6915 326 1598 962 Sông Năng 425 Tiểu lưu vực khác 234 1178 732 78 Bảng 4.4: Lưu lượng trung bình tháng từ tiểu lưu vực thượng lưu hồ Tuyên Quang Lưu lượng trung bình tháng (m3/s) Thời kỳ 11 12 Cạn 91 152 292 504 515 427 251 159 79 89 398 217 44 89 150 293 522 530 435 253 161 81 89 407 221 11 20 24 24 17 19 10 2030-2050 2 11 20 25 24 17 19 10 Sông 2010-2030 Năng 2030-2050 8 17 36 61 80 120 121 80 41 23 23 88 50 17 36 61 80 124 123 81 40 23 23 90 51 Khu Giữa 2010-2030 17 33 55 75 73 48 24 14 13 55 30 2030-2050 5 16 33 58 78 73 47 23 14 13 56 31 Nà 2010-2030 54 Vuồng 2030-2050 53 42 45 42 Sông Ma 2010-2030 10 Tổng lượng trung bình năm đến hồ Tuyên Quang Tiểu lưu vực khác 10% Sơng Năng 16% Sơng Ma 3% Nà Vuồng 71% Hình 4.1 Tỷ lệ lượng nước đến hồ lưu vực thượng lưu thủy điện Tuyên Quang lũ năm 79 600 Nà Vuồng 30 400 20 300 200 15 10 100 0 2010-2030 10 11 12 2030-2050 2010-2030 140 10 11 12 11 12 2030-2050 90 80 Sông Năng 120 Khu 70 100 60 (m3/s) (m3/s) Sông Ma 25 (m3/s) (m3/s) 500 80 60 50 40 30 40 20 20 10 0 2010-2030 10 2030-2050 11 12 2010-2030 10 2030-2050 Hình 4.2 Phân phối lưu lượng dịng chảy đến hồ Tuyên Quang qua thời kỳ Lưu lượng dòng chảy đổ vào từ phần thượng lưu hồ Tuyên Quang từ Nà Vuồng, có xu hướng tăng khơng nhiều Lưu lượng dịng chảy trung bình năm tăng 1.3% thời kỳ 2030 - 2050 so sánh với thời kỳ 2010 - 2030 Chủ yếu lưu lượng dòng chảy tiểu lưu vực Nà Vuồng tăng, lưu lượng tiểu lưu vực thay đổi không đáng.kể 4.2.2 Kết mô lượng bùn cát vào hồ Tuyên Quang Trong thời đoạn tính tốn 40 năm, tổng lượng bùn cát lơ lửng đổ vào hồ 204.14 triệu Nếu xét giả thiết lượng bùn cát đáy 40% lượng bùn cát lơ lửng có nghĩa tổng lượng bùn cát đổ vào hồ vào khoảng 285.8 triệu tấn, trung bình 7.15 triệu tấn/năm Trong đó, lượng bùn cát gia nhập hồ từ thượng lưu Nà 80 Vuồng chiếm đến 73%, sông Ma chiếm 3%, sông Năng chiếm 15%, sông khác chiếm 9% Bảng 4.5: Tổng lượng bùn cát lơ lửng (103 tấn) gia nhập lòng hồ Tuyên Quang hàng năm Mùa cạn Mùa lũ Cả năm Nà Vuồng 652.5 3043.5 3696.0 Sông Ma 40.0 118.25 158.25 Sông Năng 211.25 571.5 782.5 Tiểu lưu vực khác 117.5 349.5 466.75 Bảng 4.6: Tổng lượng bùn cát lơ lửng hàng tháng gia nhập hồ Tuyên Quang qua thời kỳ Tổng lượng bùn cát trung bình tháng (1000 tấn) Lưu vực Thời kỳ 10 11 12 Cạn lũ năm 2010-2030 42 30 44 99 210 431 919 829 522 290 157 73 655 2992 3648 Nà Vuồng 2030-2050 42 29 42 97 204 431 958 867 543 295 159 76 649 3095 3744 2010-2030 2 16 25 32 31 19 11 40 117 157 Sông Ma 2030-2050 2 16 25 33 31 19 11 40 119 159 2010-2030 10 11 25 45 83 101 163 157 95 52 27 11 211 568 779 Sông Năng 2030-2050 11 25 44 83 101 168 159 96 51 27 11 211 575 786 2010-2030 7 13 20 47 72 100 91 55 30 16 118 347 465 Khu 2030-2050 7 13 20 47 72 104 92 55 29 16 117 352 469 81 Tổng lượng bùn cát năm gia nhập hồ Tuyên Quang Tiểu lưu vực khác 9% Sông Năng 15% Sông Ma 3% Nà Vuồng 73% Hình 4.3 Tỷ lệ tổng lượng bùn cát gia nhập hồ Tuyên Quang lưu vực thượng lưu 1200 35 2010-2030 Nà Vuồng 600 400 2030-2050 20 15 10 200 0 10 11 12 180 10 11 12 120 160 Sơng Năng 140 2010-2030 100 2030-2050 120 nghìn nghìn Sơng Ma 25 2030-2050 800 2010-2030 30 nghìn nghìn 1000 100 80 60 2010-2030 Khu 2030-2050 80 60 40 40 20 20 0 10 11 12 10 Hình 4.4 Phân phối bùn cát đến hồ trung bình thời kỳ tương lai 11 12 82 4.3 Đánh giá diễn biến bồi lắng hồ Tuyên Quang mơ hình MIKE 11 Bằng mơ hình SWAT xác định lưu lượng lượng bùn cát trung bình ngày thời kỳ tương lai 2010-2050 làm đầu vào biên Nà Vuồng, Sông Ma, Sông Năng khu bao gồm biên phần nhập lưu sông Nậm Hé, sông Choang, sông Pác Chỏm, sông Nậm Vàng Lưu lượng dòng chảy biên thuộc khu lòng hồ Tuyên Quang xác định tỷ lệ diện tích Biên biên mực nước trạm Na Hang vị trí đập Tuyên Quang xác định trình mực nước thực đo từ hồ vào hoạt động (hình 3.12) 4.3.1 Kết tính Sau 40 năm vận hành, lòng hồ bị bồi mạnh từ mặt cắt 45 đến mặt cắt 20 Khu vực bị bồi lắng mạnh cao trình đáy tăng đến 28m Tổng lượng bùn cát bồi lắng lòng hồ sau 40 năm vận hành 144 triệu Như trung bình năm có 3.6 triệu bùn cát bị bồi lắng (bảng 4.7, hình 4.5) Lượng bùn cát trung bình đến hồ 7.15 triệu tấn/năm Như lượng bùn cát tháo khỏi hồ vào khoảng 3.5 triệu tấn/năm, tương đương 49.5% lượng bùn cát đến hồ Về phân bố bồi lắng cho thấy từ mặt cắt 44 đến mặt cắt 35, xu xói bồi biến đổi phức tạp Nhìn tổng thể, vùng có xu bồi khoảng từ 1m đến 5m (hình 4.6) Vùng bị bồi lắng mạnh từ mặt cắt 39 đến mặt cắt 25 (hình 4.7), cách đập khoảng 40 đến 60 km phía thượng lưu Vùng lòng hồ thuộc hạ lưu tam giác châu Quá trình bồi lắng xảy phần thượng lưu gần đỉnh tam giác châu, mặt cắt 34, 34, 35 Theo thời gian, đỉnh tam giác châu tiếp tục bị kéo đẩy xuống phía hạ lưu Chênh lệch cao trình đáy sau 40 năm hoạt động khoảng từ 20 đến 30m Từ mặt cắt 24 đến mặt cắt 1, nhìn chung có cao trình đáy sơng khơng thay đổi nhiều Các xu bồi xói khơng rõ ràng, ngoại trừ vùng lịng sơng mặt cắt cách đập khoảng 13km phía thượng lưu có tượng xói khoảng 6m sau 40 năm (hình 4.8-4.10) 83 Bảng 4.7: Diễn biến độ cao đáy tương lai đến năm 2050 Vị trị mặt cắt MC58 MC55 MC52 MC49 MC47 MC46 MC44 MC42 MC39 MC38 MC37 MC35 MC34 MC33 MC32 MC31 MC30 MC29 MC27 MC26 MC25 MC23 MC22 MC20 MC19 MC18 MC17 MC16 MC15 MC14 MC13 MC12 MC11 MC10 MC9 MC8 MC7 Hiện trạng 114 111 114 110 107 104 105 104 95 76 74 74 76 70 66 68 68 69 66 60 59 55 60 56 56 55 60 59 58 58 55 54 47 49 38 38 48 Cao trình đáy sau thời gian hoạt động (m) năm 10 năm 20 năm 30 năm 108 112 113 114 109 110 111 111 111 111 113 112 109 107 109 109 109 107 107 108 106 104 104 106 105 105 106 107 102 103 103 104 98 99 100 101 96 96 96 98 75 96 96 97 74 92 96 97 76 90 97 98 70 70 93 96 66 66 82 91 68 68 67 87 67 67 66 86 69 70 70 73 66 66 66 66 60 60 60 60 59 59 59 59 55 55 55 55 60 60 60 60 56 56 56 56 56 56 55 55 55 55 55 55 60 60 60 60 59 59 59 59 58 58 58 58 58 58 58 58 54 54 54 54 54 54 54 54 46 46 46 46 49 49 49 49 38 38 38 38 35 35 34 34 49 49 49 49 40 năm 115 113 114 111 109 106 108 105 101 98 98 99 100 96 94 93 91 90 77 58 60 55 60 56 55 55 60 59 58 58 54 54 46 49 38 33 49 84 Vị trị mặt cắt MC6 MC5 MC4 MC3 MC2 MC1 Hiện trạng 43 40 38 44 44 42 Cao trình đáy sau thời gian hoạt động (m) năm 10 năm 20 năm 30 năm 43 43 43 43 29 29 28 28 33 31 26 26 46 46 47 47 44 44 44 44 41 41 41 41 40 năm 43 28 25 47 44 41 Bảng 4.8: Tổng dung tích bùn cát bồi lắng qua năm Thời gian Tổng dung tích bùn cát bồi lắng (triệu m3) 20 năm 69.3 40 năm 144 Cao trình đáy 2050 Cao trình đáy 2008 Hình 4.5 Thay đổi mặt cắt đáy dọc hồ Tuyên Quang sau 40 năm vận hành (đến năm 2050) 85 Hình 4.6 Thay đổi cao trình đáy hồ đoạn cách đập Tuyên Quang phía thượng lưu 60km đến 80km Hình 4.7 Thay đổi cao trình đáy hồ đoạn cách đập Tuyên Quang phía thượng lưu 40km đến 60km Hình 4.8 Thay đổi cao trình đáy hồ đoạn cách đập Tuyên Quang phía thượng lưu 40 km đến 23km 86 Hình 4.9 Thay đổi cao trình đáy hồ đoạn cách đập Tuyên Quang phía thượng lưu 23 km đến 6km Hình 4.10 Thay đổi cao trình đáy hồ đoạn cách đập Tuyên Quang phía thượng lưu cách đập 6km Xem xét trình diễn biến bồi lắng cho thấy: trình bồi lắng xảy khu vực đỉnh tam giác châu Bùn cát bồi lắng lịng sơng dần mở rộng sang bên phía hạ lưu theo thời gian Với 3.6 triệu cát bùn bồi lắng tương đương khoảng triệu m3 cát bùn lắng đọng hồ, khoảng gần 190 năm đầy tồn dung tích chết hồ 87 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Luận văn đạt kết sau: - Phân tích đặc điểm thủy văn bùn cát vùng nghiên cứu; đặc điểm hồ chứa hồ Tuyên Quang - Nghiên cứu đặc trưng bùn cát phương pháp tính bùn cát sơng, hồ chứa Việt Nam giới; - Ứng dụng tổ hợp mơ hình tính tốn, dự báo bồi lắng hồ Tuyên Quang Đã sử dụng mô hình SWAT để tính tốn lượng bùn cát trạng đến hồ Tuyên Quang dự tính đến năm 2050; sử dụng mơ hình Mike 11 để xác định dự tính bồi lắng lịng hồ Kết tính tốn cho thấy: đến năm 2050, tổng lượng bùn cát lơ lửng đổ vào hồ đến 204.14 triệu Nếu xét giả thiết lượng bùn cát đáy 40% lượng bùn cát lơ lửng có nghĩa tổng lượng bùn cát đổ vào hồ vào khoảng 285.8 triệu tấn, trung bình 7.15 triệu tấn/năm Trong đó, lượng bùn cát gia nhập hồ từ thượng lưu Nà Vuồng chiếm đến 73%, sông Ma chiếm 3%, sông Năng chiếm 15%, sông khác chiếm 9% Tổng lượng bùn cát hàng năm gia nhập hồ Tuyên Quang qua thời kỳ (trung bình 10 năm) gia tăng khoảng 14% Vùng bị bồi lắng mạnh từ mặt cắt 38 đến mặt cắt 25, cách đập khoảng 40 đến 60 km phía thượng lưu Vùng lòng hồ thuộc hạ lưu tam giác châu Quá trình bồi lắng xảy phần thượng lưu gần đỉnh tam giác châu, mặt cắt 34, 34, 35 Theo thời gian, đỉnh tam giác châu tiếp tục bị kéo đẩy xuống phía hạ lưu Chênh lệch cao trình đáy sau 40 năm hoạt động khoảng từ 20 đến 30m Từ mặt cắt 24 đến mặt cắt 1, nhìn chung có cao trình đáy sơng khơng thay đổi nhiều Các xu bồi xói khơng rõ ràng, ngoại trừ vùng lịng sơng mặt cắt cách đập khoảng 13km phía thượng lưu có tượng xói khoảng 6m sau 40 năm 88 Những tồn kiến nghị: - Hồ Tuyên Quang vào vận hành từ năm 2007, hoạt động năm không đo đạc quan trắc yếu tố bùn cát, dòng chảy, dẫn đến việc khó khăn việc áp dụng mơ hình thủy lực để mô phân bố bùn cát dịng chảy hồ Tun Quang - Khơng có tài liệu quy hoạch sử dụng đất nên chưa xây dựng kịch đánh giá diễn biến bồi lắng bùn cát hồ chứa Tuyên Quang theo quy hoạch sử dụng đất tương lai - Để có nhìn tổng quan phân bố bồi lắng theo không gian, cần phải có nghiên cứu ứng dụng mơ hình chiều tính tốn bồi lắng hồ - Cần phải có quan trắc yếu tố dịng chảy bùn cát diễn biến cao độ đáy lòng hồ Tuyên Quang để có sở hiệu chỉnh kiểm định mơ hình - Hạn chế mơ hình Mike 11 mơ lắng đọng cát bùn chiều, lịng hồ Tun Quang địa hình phức tạp Do cần áp dụng mơ hình 2,3 chiều để mơ cho độ xác cao 89 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Lương Phương Hậu, Trần Đình Hợi, 1992 Động lực học dịng sơng chỉnh trị sơng, Trường Đại học Xây dựng, Hà Nội Công ty tư vấn xây dựng điện 1(PECC1), 2002 Cơng trình Thủy điện Tun Quang – Thiết kế kỹ thuật giai đoạn Tổng công ty điện lực Việt Nam Công ty tư vấn xây dựng điện 1(PECC1), 2002 Thuyết minh quy trình vận hành hồ chứa cơng trình thủy điện Tun Quang.Tổng công ty điện lực Việt Nam Bộ Nông nghiệp phát triển nông thôn, 2006 Cẩm nang ngành lâm nghiệp Chương đất dinh dưỡng đất Bộ NN&PTNT Bộ Nông nghiệp phát triển nông thôn, 2006 Cẩm nang ngành lâm nghiệp Chương hệ sinh thái rừng tự nhiên Việt Nam Bộ NN&PTNT TS Nguyễn Kiên Dũng, Cao Phong Nhã, 2006 Đánh giá trạng, dự báo diễn biến bùn cát hồ chứa Thác Bà Hội thảo khoa học lần thứ 9-Viện KHKTTV&BĐKH TS Nguyễn Kiên Dũng, nt Nghiên cứu dịng chảy bùn cát sơng ảnh hưởng đến áp lực cơng trình đầu mối Trung tâm Ưng dụng Công nghệ KTTV Cơng ty tư vấn xây dựng điện 1(PECC1), 2007 Tính toán dự báo nước dềnh bồi lắng hồ chứa CTTĐ Hồ Bình Tổng cơng ty điện lực Việt Nam Công ty cổ phần tư vấn xây dựng điện Báo cáo chuyên ngành: bồi lắng nước dềnh hồ chứa Thủy điện A Lưới – Thiết kế kỹ thuật giai đoạn Tổng công ty điện lự Việt Nam 10 PGS.TS Trần Thanh Xuân, 2007 Đặc điểm thủy văn nguồn nước sông Việt Nam NXB Nông nghiệp 11 Đỗ Nguyên Hải, Hoàng Văn Mùa, 2007 Phân loại đất& xây dựng đồ đất (giáo trình cho ngành quản lý đất đai) Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội 12 GS.TS Nguyễn Tuấn Anh, 2007 Tiểu dự án 4: Đánh giá biến động lòng dẫn ảnh hưởng suy giảm khả lũ đến Qui trình điều tiết liên hồ Dự án Quy trình vận hành liên hồ chứa Sông Đà sông Lô, đảm 90 bảo an toàn chống lũ đồng Bắc Bộ có hồ Hịa bình, Thác Bà, Tun Quang Viện Khoa học Thủy lợi 13 TS Lương Văn Thanh, ThS Lê Thị Siêng, CN Dương Cơng Chính, 2009 Đánh giá mức độ bồi lắng hồ Trị An phục vụ công tác quản lý bảo vệ an toàn hồ chứa Tuyển tập Khoa học công nghệ 50 năm xây dựng phát triển 1959 – 2009, tập 2, trang 542 – 555 Viện Khoa học thủy lợi Việt Nam 14 Bộ tài nguyên Môi trường, 2012 Dự án xây dựng quy trình vận hành liên hồ chứa sơng Hồng Bộ TN&MT Tiếng Anh 15 Hainly R A., et al., 1995 Deposition and simulation of sediment transport in the lower Susquehana river reservoir Pennsylvania Department ò Environmental Resources, United Stated 16 Yang C.T & Randle T.J., 1998 Surface erosion, sediment transport, and reservoir sedimentation Modeling soil erosion, sediment transportand closely related hydrological processes (Proceedings of symposium held at Vienna, July1998) IAHSPubl.no.249 17 Salas J.D & Shin H.S., 1999 Uncertainty analysis of reservoir sedimentation Journal of Hydraulic Engineering, Vol 125, No 18 Dubinski I.M., nt Two-dimensional sediment transport modeling for reservoir sediment management: Reventazon River, Costa Rica Golden Associate Inc 19 S.L Neithsch, J.G Arnold, J.R Kiniry, J.R.Williams, 2001 Soil and Water Assessment Tool User’s Manual Texas A&M University 20 Erik Mosselman, 2005 Morphology of River bifurcations, theory, field measurments and modeling Delft Hydraulics & Delft University of Technology, the Netherlands 21 JWL de Villiers, 2006 modeling of turbulent transport of cohesive sediments in shallow reservoirs A thesis submitted in partial fulfillment of the requirement for the degree of master of science in engineering University of Stellenbosch 22 T.Sumi T & Hirose T., 2009 Accumulation of sediment in reservoirs Water storage, transport and distribution volume 1, pp 224 – 253 Eolss Publishers Co Ltd Oxford, United Kingdom 91 23 S.L Neithsch, J.G Arnold, J.R Kiniry, J.R.Williams, 2011 Soil and Water assessment tool theoretical documentation version 2009 Texas A&M University 24 J.G Arnold, et al., 2011 Soil and Water assessment tool input/output file documentation version 2009 Texas A&M University 25 SWAT model manual 26 Mike 11 model manual