Đang tải... (xem toàn văn)
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI
NGUYÊN TRUNG HIẾU
NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ VAI TRÒ CỦA CÁC CÔNG
TRÌNH HO CHUA DEN XÂM NHAP MAN TREN LƯU VUC SONG MA
LUAN VAN THAC SI
HA NOI, NAM 2018
Trang 2BO GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRUONG ĐẠI HỌC THUY LỢI
NGUYEN TRUNG HIẾU
NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ VAI TRÒ CỦA CÁC CÔNG TRINH HO CHỨA DEN XÂM NHẬP MAN TREN LƯU VUC
SONG MA
Chuyên ngành: Thủy văn học
Mã số: 60440225
NGƯỜI HƯỚNG DAN KHOA HỌC 1 TS VŨ THANH TÚ
2 PGS.TS BÙI CÔNG QUANG
HÀ NỘI, NĂM 2018
Trang 3LỜI CAM ĐOAN
‘Tie giá xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tác giá Các kết quả nghiên cứu và cức kết luận ong luận văn là trung thực, không sao chép từ bắt kỹ một sn nào và dưới bắt kỳ hình thức nào Việc tham khảo các nguồn t liệu (nếu có) đã được thực hiện ích dẫn và ghi nguồn tài iệu tham khảo đúng quy định
Tác giả luận văn
Nguyén Trung
Trang 4LỜI CÁM ƠN
Sau một thời gian làm Luận văn ốt nghiệp, với sự nỗ lực phần đầu của bản thân và được
sự hướng dẫn tận tình của TS, Vũ Thanh Tú, PGS.TS Bài Công Quang và sự tạo điều kiện của các cán bộ lãnh đạo Viện Quy hoạch Thuỷ lợi, Ban chủ nhiệm đề tải DTDL.CN-51115: Nghiên cửu tắc động của các hoạt động phát triển đến đồng chay và mỗi trường sink thái vùng hạ du sông Mã, đề xudt các giải pháp giảm thiểu các tác động bắt li và
đảm bảo an toàn hg du”, em đã hoàn thành luận văn tốt nghiệp của mình, với đề tài
'*Nghiên cứu đánh giá vai trò của các công trình hỗ chứa đến xâm nhập mặn trên
lưu vực sông Ma”,
Thời gian làm Luận văn tốt nghiệp là một khoảng thi gian vô cùng quý giá để em có đi kiện hệ thông lại kiến thức đã được học và giúp em bit cách áp dụng lý thuyết vào ig tài liệu thực tế và vận dụng tổng hợp các thực tế Đây là Luận văn tốt nghiệp sử dì
kiến thức đã học Dù bản thin đã hết súc cổ gắng nhưng do thời gian cũng như sự hạn chế trong trình độ nên Luận văn không thé tránh khỏi những thiểu sốt.
Em kính mong được sự chỉ bảo, hướng dẫn, giáp đỡ của các thiy cô giáo giúp cho Luậnân của em được hoàn chỉnh hon, từ đổ kiến thức chuyên môn cũng được hoàn thiện và
nâng cao
Em xin chân thành cảm ơn!
Trang 5MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH v
DANH MỤC BANG BIẾU viii
DANH MỤC CÁC TU VIET TAT x MO ĐẦU 1
1 Tính cấp thiết của đề tài 1 2 Mục dich của đề tài 2 3 Các tiếp cận và phương pháp nghiên cứu 2 4 Kết quả dự kiến “ “ 3 CHUONG LTÔNG QUAN NHỮNG NGHIÊN CỨU TRONG NƯỚC VÀ NGOÀI.
NGƯỚC 5
1.1 Tổng quan các công trình nghiên cứu xâm nhập mặn 5
1.1.1 Tình hình nghiên cửu xâm nhập mặn trên thé giới 5
1.1.2 Tinh hình nghiên cứu xâm nhập man ở Việt Nam 61.2 Giới thiệu vùng nghiên cứu =)1.2.1 Vj tí, giỏi hạn, phạm vi ving nghiên 9
1.2.2 Đặc điền hệ thing sông ngôi làng dẫn „
1.2.3 Đặc điềm khí hậu Is1.2.4 Đặc điểm thir văn, dòng chảy 184.2.5 HHiện trang các công trình thúy lợi và tình hình xâm nhập mặn vùng lạ lưu:lieu vực sông Mã 27
CHUONG 2 UNG DỤNG MO HÌNH MO PHONG QUÁ TRÌNH XÂM NHAP
MAN TREN LƯU VUC SÔNG MÃ.
2.1 Phân tích, lựa chọn công cụ tinh toán 3521 Các công cụ nghiên cứu dự báo và cảnh báo xâm nhập man 352.12 Lựa chọn mô hình mồ phỏng xâm nhập mặn 362.2 Giới thiệu mô hình MIKE 11 và Mô dun chất lượng nước 3722.1 Giới thiệu chung về mỏ hình MIKE 1 37 2.2.2, Mô dun chất lượng nước 39
2.3 Thiết lập sơ đồ tính va xác định did biên ° soon
23.1 Thiế lập sơ dé tinh 2 23.2 THẢ ap di kién ban đầu 46
Trang 62.4 Tinh toân mô phỏng, hiệu chỉnh mô hình vă kiễm định mô bình 4824 Hiệu chink mô hình 4“ 242 Kế quĩ kiĩm định mĩ hình “ 'CHƯƠNG 3.MO PHONG XĐM NHẬP MAN HẠ LƯU LƯU VỰC SÔNG MÊø0
341 Xđy dựng câc kịch bân vă tinh toân nghiín cứu xđm nhập mặn cho kịch bân hiện
trạng vă kịch bản phât triển 2030 " " ss 60
3.1.1 Mô phỏng đu biển mặn cho kịch bản hiện trang 47 -3.12AMô phỏng dign biĩn mặn cho kịch bản phât triển đến năm 2030 70
3.2 Tinh toân diễn biển xđm nhập mặn vùng ha du LV sông Mê với câc kịch bảnvận hănh hồ chứa T5
4.1.3 Điễn biến xđm nhập mên hiện rang kh vận hănh hỗ chứn 76 4.14 Diễn bin xđm nhập mn KBPT 2030 Khi vận hănh hd chứa si 3.3 Đề xuất giải phâp xđy dung công trình ngăn mặn $6
KET LUẬN 94
KIÍN NGHỊ %
TĂI LIỆU THAM KHAO 97
Trang 7DANH MỤC CÁC HÌNH ANH
Hình 1-1 Lưu vực sông Mã 0inh 1-2 Bản đồ mang lưới rạm thủy văn lưu vue sông Mã "Hình 1-3 Ban đồ hiện trạng các công tình thủy lợi trên lưu vực sông Mã 29Hình 2-10 Hiệu chỉnh mực nước thực do va tinh toán trạm Cự Da từ 02-16/04/2003 53
1 Kiểm định mực nước thực do và tinh toán trạm Hàm Rồng từ
Trang 8Hình 2-16 Kiểm định độ mặn thực đo và tỉnh toán tram Hoàng Hà từ 21/3-27/03/2010
Diễn biến xâm nhập mặn trên lưu vực sông Mã với kịch bản hiện trang 69
im nhập mặn và ranh giới mặn 1% và 4%e vùng hạ du lưu vựcsông Mã theo Kịch bản hiện trang 70Hình 3-3 Chiễu dài xâm nhập mặn trên các sông thuộc Lưu vực sông Mã đến năm
Hình 3-6 Diễn biến mặn với các phương án vận hành hồ trên sông Mã 1
Mình 3-7 Diễn biến mặn với các phương án vận hành hỗ trên sông Lach Trường 8
Hình 3-8 Diễn biến mãn với các phương án vận hành hỗ trên sông Lin +9
Hình 3-9 Ranh giới mặn 1% phần hạ du sông Mã KB hiện trạngvà các kịch bản vận.
3-12 Diễn biến mặn tạing Lên đến năm 2030 với các kịch bản điều tết hồ 84 Hình 3-13 Ranh giới xâm nhập mặn 1%s phan hạ du sông Mã đến năm 2030 và các.
Trang 9Hình 3-16 So sánh diễn biến mặn trên sông Lach Trường năm 2030 với 3 các kịch bản
ân hành hồ và thêm kịch ban 4 88
Hinh 3-17 So sinh diễn biến mặn trên sông Lên năm 2030 với 3 các kich bản vin
Hình 3-20 Ranh giới mặn 1% với KBPT 2030 trên LV sông Mã và khi vận hành hồ
chứa với 4 kịch bản cản cước —Hình 3-21 Ranh giới mặn 4% với KBPT 2030 trên LV sông Mã và khi vận hành hồchứa với 4 kịch bản 93
Trang 10DANH MỤC BANG BIEU
Bảng 1-1 Đặc trưng hình thi sông ngồi lưu vực sông Mã 14Bảng 1-2 Dặc trưng mưa năm tai một s6 tram trên lưu vực sông Mã 16 Bảng 1-3 Dang chiy năm trung bình nhiễu năm ở một số vị trí ar) Bảng 1-4 Tin suất đồng chay năm ở một số tram trên sông Ma 19 Bảng 1-5 Kết quả phan phối dòng chảy năm trung bình nhiều năm tại các tram TV thuộc lưu vực sông Mã 21
Bảng 1-6 Khả năng xảy ra lũ lớn nhất năm vào các thang trong nm 2
Bang 1-7 Lưu lượng kiệt tháng và kiệt ngày nhỏ nhất trong năm 2 Bảng 1-8 Dòng chảy 30 ngày liên tục nhỏ nhất ở một số vị trí 24 Bảng 1-9 Mực nước tiểu lớn nhất, nhỏ nhất thực đ từ 11°23 thing 3 năm 2012 27 Bang 1-10 Thông số cơ bản của các công trình lợi dụng tổng hợp trên sông Mã 29
Bảng 1-11 Độ mặn thực do từ ngày 2-161V/2003 tại một số vị tí trên sông Mã 30
Bảng 1-12 Độ mặn thực do từ 20-27/111/2010 tại các vi tí hạ du sông Mã 31
Bảng 1-13 Nông độ mặn lớn nhất, nhỏ nhất (ir ngày 1123 tháng II năm 2012) 2
Bảng 1-14 Đặc trưng độ mặn (%o) trên sông mã, sing lạch trưởng, sông LÈn rong thờikỷ điều tra năm từ 1990-2015 và TBNN 33 Bảng 2-1 Dia hình lòng dẫn lưu vực sông Mã 45 Bảng 2-2 Biên gia nhập doc sông của mô hình, 48
Bảng 2-3 Kết quả mực nước thực đo và tính toán khi hiệu chỉnh mô hình trong mùa.
kết 50
Bảng 2-4 Kết quả nồng độ mudi và inh toán hiệu chỉnh mô hình 50
2-5 Kết quả mực nước thực do và tinh toắn kiểm định ".
2.6 Kết qua mục nước thực do và tính toán kiểm định $“
3-1 Tiêu chuẩn dùng nước cho các nghành 613:2 Thống kê sự thay đội hú cầu nước ta thời điểm hiện trang và kịch bản nim66 3-3 Chỉ tiêu cơ bản của các vị trí Hy nước đọc sông 6 3-4 Dang chảy kiệt tại các nút tính toán mạng sông Mã 68
Trang 11Bảng 3-5 Kết quả tính toán độ mặn với các kịch bản1
Bảng 3-6 Kịch bản tính toán xâm nhập man cho hiện trang khi có thêm hồ didu tt 77
Bảng 3-7 Kết qui so sinh độ mặn tại các vị tí năm 2030 với các kịch bản điều 82
Trang 12ĐANH MỤC CÁC TỪ VIET TAT
BIEN ĐÔI KHÍ HẬU _ ĐÔNG BẰNG SÔNG HỎNG.ĐÔNG BANG SÔNG CUU LONG
GIA TRI GIÁ TANG
GIA TRI SAN XUAT
Trang 13MỞ DAU
1 Tính cấp thiết của đề tài
‘Vong hạ du sông Mã được hình thành nhờ nguồn nước vả lượng phù sa bồi đắp hing
năm từ hệ thống sông Ma Tri qua nhiề thôi ky phát trién, cho đến nay vũng đã trở thành trung tâm kính tế- xã hội của tỉnh Thanh Hóa Tổng diện tích tự nhiên toàn vùnglà 367.000ha với số dn khoảng 2.274.000 người Đây là khu vực tập trung phát tiễnsản xuất nông nghiệp, công nghiệp, du lịch và trung tâm văn hoá của tỉnh Thanh Hoá.
“rong những năm gin diy, vào mia kit, vùng hạ du sông Mã phải đổi mặt với nh nhập mặn gia ting, Với nồng độ của nước mặn đo nh sinhtrạng suy giảm dong chảy và
được có thoi điểm vượt quá 4% (là ngưỡng ảnh hướng trực tiếp đến quy u
trưởng của cây trồng) tại hiw hết các trạm đo trên sông Mã, sông Lach Trường, sôngLên Độ mặn lớn nhất trên sông Mã tai Giảng cách của sông 24 km năm 2010 đã lên tới6,1%, trên sông Lach Trưởng tai Cầu Tào cách cứa sông 24,6km đã lên tới 9,450, trênsông Len tại Cụ Thôn cách cửa sông 19km đã lên tới 7,1%o Trạm bơm Hoằng Giang, huyện Hoằng Hoá trong mùa kit chi bơm được 3-IO/ngùy, gây ảnh hưởng rất lớn đến sản xuất nông nghiệp nhất là thời điểm lúa trổ và nắng nóng kéo dài Rõ ràng là xâm nhập mặn da và sẽ ảnh hưởng rất lớn đến việc lay nước của các công trình đầu mồi phục vụ tưới tiêu, nuôi trồng thuỷ sin, cấp nước sinh hoạt và các ngành kinh tế khác Trên lưu vực có gần 80 hé chứa đã và đang xây dựng với tổng dung tích khoảng 2.590 triệum3; trong đó có gin 70 hồ đang vận hành với tổng dung tích 1.639 triệu m3, 5 hỗ dangxi dựng 2 với tổng dung tích 888 triệu m3 và4 hồ dự kiến xây
“Trên lưu vực có 3 hồ chứa lớn là Trung Sơn (W = 348,5 triệu m3, Nim = 260MW, năm.2013 di vào vận bàn), hồ Cửa Đạt (W = 1.364 triệu m3, Nim = Ø7MW dang vận hành) và hỗ Hủa Na (W = 533 triệu m3, Nim = 180MW đang vận hảnh) Như vậy, chỉ riêng 3 hỗ chứa này sẽ có dung tích tổng cộng là gần 2.245 iệu m chiếm gin 87 % tổng dung
ích hồ chứa toàn lưu vực Các hỗ này có mục tiêu là cắt giảm lũ bảo vệ hạ lưu, cắp nước.
sinh hoạt, công nghiệp, nông nghiệp, kết hợp phát điện và bổ sung nước mùa kiệt cho
hạ lưu sông Mã, sẽ có một tác động to lớn đn điễu it đồng chảy và nh hình xâm nhập
Trang 14mặn ở hạ du lưu vực sông Mã.
Trước vin để này iệc tính toán mô phông đánh giá quá tình xâm nhập mặn cho lưu vực sông Mã với các kịch bản ong tương ai là một việc làm tất cần tiết Như đánh ‘gid tình trạng xâm nhập mặn trong điều kiện khủng hoàng nước trong tương lai, nhu cầu phát triển kinh tế xã hội đến việc sử dụng nước như biện tại có ảnh hướng thể nào tới việc xâm nhập mặn tại vùng hạ du Vì vậy học viền đã lựa chọn luận văn: *Nghiên cứu anh giá vai trò của các công trình hỗ chứa đến xâm nhập mặn trên lưu vực sông Mã” nhằm tim ra nguyên nhân cơ bản, cơ chế xâm nhập mặn, hiệu quả từ các việc vận hành,
công trình rên đồng chính góp phần đẩy mặn như thé nào, đựa trên đó để xuất các giải
pháp chống xâm nhập mặn, nước ngọt cồn lại, quản lý các công trình và đề xuất các giải pháp công trình, các điều kiện vận hành giảm thiểu quá tinh xâm nhập mặn cũng nhưng: mục tiêu đề ra về vấn để xâm nhập mặn
2 Mục đích của để tài
(Ứng dụng mô hình MIKE 11 tính toán quá trình xâm nhập man trên dòng chính sông Mã theo các kịch bản khác nhau, bao gỗ
cảnh biển đổi khí hậu (2030).
kịch bản hiện rạng và kịch bản trong bối
ĐỀ xuất các giải pháp thích ứng khi vận hành các công trinh hỗ chứa phục vụ quy hoạch phòng chẳng xâm nhập mặn cho khu vực nghiên cứu
3 Các tiếp cận và phương pháp nghiên cứu Phương pháp tiếp cận:
+ Phương pháp,in của luận văn là theo định hướng quản lý tổng hợp tài nguyênnước và phát triển bên vững.
+ Tiếp cận theo quan dim hệ thống: Do hệ thing công tinh hỗ chứa trên sông Mã có
ái trồ quan trọng đối với việc kiểm soát xâm nhập mặn ở hạ lưu sông Mã nên vin để nghiên cứu cin được xem xéttrên quan điểm hệ thông Tiếp cận hệ thống đảm bảo thôn mãn nhiều mục tiêu nâng cao hiệu quả sử dụng tổng hợp trong phòng trính và giảm nhẹrủi ro do xâm nhập mặn gây ra
« Tiếp cận kế thừa: Kế thữa học hồi các kinh nghiệm xử lý kh chạy mô hình trong thực
Trang 15tế đội với các tính toán xâm nhập mặn ở các lưu vực sông khác ở Việt Nam Sử dụng hiệu quả các số liệu, dữ liệu, lựa chọn phương pháp từ các nghiên cứu thủy lực trước. đây nhằm rất gin thôi gian nghiên cứu, nâng cao, độ ún cậy, chính xác của các kịch bản
Phương pháp nghiên cứu:
+ Phương pháp thống kê, phân ích, phương pháp tổng hợp: Các t liệu và kết quả cia các đề tài đã được thực hiệ trên lưu vực nghiên cứu được thu thập, thống kê và phân tích đánh giả và tổng hợp,
+ Phương pháp khảo sát thực tế: Khảo sắt, điều tra thực tế là một phương pháp giúp đề tài có một cái nhìn thực tế hơn khi nghiên cứu khả năng xâm nhập mặn trên sông Mã Dựa vào kinh nghiệm qua các lần khảo sát thực địa để xây dựng các kịch bản có tính thực tế hơn.
+ Ấp dụng phương pháp kể thừa có chon lọc: tổng quan các nghiên cứu có liên quan, phân tích lựa chọn, kế thừa các kết qua nghiên cứu trước đây có liên quan đến đề tàiIgn văn;
+ Phương pháp img dung mô hình toán diễn toán quá tình xâm nhập mặn tn đồng
Đối tượng nghiên cứu:
(Qua trình xâm nhập mặn từ biển vào vùng cửa sông Mã Nội dung nghiên cứu bao gồm: chế độ mưa, chế độ thủy văn cửa sông, tiểu, độ mặn Nghiên cứu sử đụng mô hình thủy lực và mô hình truyền chất dé mô phỏng quá tinh xâm nhập mặn vùng cửa sông Mã Pham vi không gian nghiên cứu: vùng hạ lưu lưu vục sông Mã
Trang 16khác nhau từ đồ xác dinh các ranh giới nhiễm mặn trên sông.
+ Đề xuất ác giả pháp thích mg trong vận hành các công trình hỗ chứa, nhim phòng
chống xâm nhập mặn trong khu vực nghiên cứu
Trang 17CHUONG1 TÓNG QUAN NHỮNG NGHIÊN CỨU TRONG NƯỚC
VA NGOÀI NƯỚC
1.1 Tổng quan các công trình nghiên cứu xâm nhậ
11.1 Tình hình nghiên cứu xâm nhập mặn trên thé giới
Hiện tượng xâm nhập triểu, mặn là quy luật tự nhiên ở các khu vực, lãnh thổ có vùng
6 liên quan đến hoạt động kinh tẾ tượng xâm nhập triểu mặn.
ông gi
~ xã hội của nhiễu quốc gia nên việc nghiên cứu và tính toin đã được đặt ra từ lâu Mục
tiêu chủ yếu của công tác nghiên cứu là nắm được quy luật của quá trinh này để phục vụ các hoạt động kính tế xã hội, quốc phòng vùng cửa sông Các phương pháp cơ bản
.được thực hiện bao gm thực nghiệm (đựa trên số liệu quan trắc) và mô phòng quá tinh
bằng các mô hình oán.
Việc mô phỏng quá tình dòng chảy sông ngồi bằng mô hình toán được bắt đầu từ khiSaint - Vennant (1871) công bổ hệ phương trình mô phỏng quá trinh thuỷ động lực trong hệ thống kênh hở một chiều nỗi tiếng mang tên ông và với sự phát triển mạnh mẽ của
‘ede kỹ thuật tính toán và tốc độ tinh toán ngày càng nhanh của máy tính điện tử thì việc
mô phỏng dong chiy sông ngồi nhanh chống và chỉ it hơn phục vụ nghiên cứu, xây cdựng quy hoạch khai thác tài nguyên nước, thiết kế các công trình cải tạo, dự báo và vận"hành hệ thống thuỷ lợi
"Tiếp theo đó, việc mô phòng dòng chảy bằng các phương tinh thuỷ động lực da tạ tiền để giả bài toán truyỄn mặn khi kết hợp với phương trình khuyéch tin Cùng với phương: trình bảo toàn và phương trình động lực của dang chảy, còn cỏ phương trinh khuyếch tán chất hoà tan trong dong chảy cũng có thé cho phép - tuy ở mức độ kém tỉnh tế - mô phòng cả sự diễn biển của vật chất hoà tan theo dang chảy như nước mặn xâm nhập
ào vùng cửa sông, chất chua phèn lan truyỄn từ đắt ra mạng lưới kênh sông và các loại
chất thải sinh hoạt1g nghiệp xả vào dòng nước.
Cu thể hơn, vin đề tính toán và nghiên cứu triều mặn bằng mô hình đã được nhiều nhà nghiên cứu ở các nước phát trnhư Mỹ, Hà Lan, Anh quan tâm từ khoảng 40-50 năm.trở lại đây Với thành tựu của khoa học và công nghệ được phát trién nhanh trong thời
Trang 18gian gần đây, công nghệ tn họ, thuỷ lực học và thuỷ văn học hiện dại đã gp lại nhancở nhiều mặt, mặc di chưa phải là hoàn toàn đồng nhất
“Các phương pháp tính toàn xâm nhập mặn đầu tiên thường sử dụng bài toán một chiều khi kết hợp với hệ phương trình Saint - Venant Những mô hình mặn 1 chiễu đã được.xây dựng do nhiều tác giả trong đó có Ippen và Harleman (1971) Giả thiết cơ bản của các mô hình này là các đặc trưng dòng chảy và một độ là đồng nhất rên mặt cắt ngang,
Mặc dù điều này khó gặp trong thực tế nhưng kết quả áp dụng mô hình lại có sự phù
hợp khát, đáp ứng được nhiều mục dich nghiền cứu vàtính toần mặn Ưu thé đặc biệt
của các mô hình loại một chiều là yêu cầu tài liệu vừa phải và nhiều tài liệu đã có sin
trong thực tế
[Nam 1971, Prichard đã dẫn xuất hệ phương trình 3 chiều để diễn toán quá tinh xâm nhập mặn nhưng nhiễu thông số không xác định được, Hơn nữa mô hình 3 chiễu yêu sầu lượng tinh oán lớn, yêu cầu số iệu quá chỉ it trong khi iểm nghiệm nó cũng cin 66 những số liệu đo đạc chỉ tiết tương ứng Vì 1 các nhà nghiên cứu buộc phải giải quyết bằng cach tung bình boá theo 2 chiều hoặc I chiều Sanler và Fischer, Masch (1910) và Leendedee (1971) đã xây đựng các mồ hình 2 chiên và chiễu tong đồ mô hình 1 chiều có nhĩ su cầu thực tế tốt hơn.1 ưu thé trong việc giải các bài toán phục vụ “Các nhà khoa học cũng thống nhất nhận định rằng, các mô hình 1 chiều thường hữu hiệu hơn các mô hình sông đơn và mô hình hai chiều Chúng có thé áp dụng cho các vùng.cota sông có địa hình phức tạp gồm nhiều sông, kênh nổi với nhau với cầu trúc bắt kỳ.
1.1.2 Tình hình nghiên cứu xâm nhập mặn ở Việt Nam
Nhờ sự phát triển mạnh mẽ của công cụ máy tính điện tử cũng như công nghệ tin học.
căng với nhu cầu thực té về ínhtoán chỉ it hơn chính ắc bơn đối với ngành nước, các
mô hình thủy văn thủy lực ngày càng đa dạng hơn, phong phú hơn và ngày cảng mophòng chính xác hơn hệ thống dòng chảy trên lưu vực.
Việc nghiên cứu, tính toán xâm nhập mặn ở nước ta đã được quan tâm từ những năm 60 khi bắt đầu ti hành quan trắc độ mặn ở bai vùng đồng bằng sông Hồng (DBSH) và sông Cứu Long Tuy nhiên, đối với DBSCL do đặc điểm địa ình (không có đê bao) và mức độ ảnh hưởng có tính quyết định đến sản xuất nông nghiệp ở vựa lúa quan trọng.
Trang 19nhất toàn quốc nên việc nghiên cứu xâm nhập mặn ở đây được chú ý nhiều hơn Đặc biệt là thời kỳ sau năm 1976 Một số nhà khoa học Việt Nam như Nguyễn Như Khuê, Nguyễn Ân Niên, Nguyễn Tắt Đắc, Nguyễn Văn Điệp, Nguyễn Minh Sơn, Trần Văn
Phúc, Nguyễn Hữu Nhân đã xây dựng thành công các mô hình thuỷ hực mạng sông
Ết hợp tính toán xâm nhập triều, mặn như VRSAP, MEKSAL, FWQS7, SAL,SALMOD, HYDROGIS, Các ngcứu trên chủ yếu tập trung xây dựng thuật toán.tính toán quá trình xâm nhập mặn thích hợp với điều kiện địa hình, khí tượng thủy văn
DBSCL Kết qua được nhìn nhận khả quan vi bude đầu một số mô hình đã thử nghiệm
ứng dụng dự báo xâm nhập mặn Nhìn chung,‘Ong trình nghiên cứu trước đây đãc6 đóng góp đáng kế về mặt khoa hoc, đặt nén móng cho vin để nghiên cứu mặn bằngmô hình toán ở nước ta,
“Trong giai đoạn 1977-1985, dựa trên s liệu thực đo từ năm 1960 Viện Khí tượng Thủy ăn đã thành lập bản đồ xâm nhập mặn t lệ 500.000 với các độ mặn 1% và 46 cho các sông vùng ven biển ĐBSH Tuy nhiên, vấn đề dự báo xâm nhập mặn chưa được đặt ra, Cuỗi năm 1978, ¢ Giáo sư Nguyễn Như Khuê cho ra đời phần mềm KRSAL Đây 18 chương trình tinh đổi với hệ thông sông và hỗ chứa Trong thời gian này, chỉ có hai chương trình tinh KRSAL vi KODI của Giáo sư Nguyễn Ân Niên có khả năng giải đượ bài toán lĩ tần ở đồng bằng sông Cửu Long Đến năm 1983, Giáo sư Nguyễn Tắt Đắc cổ thêm chương trình tính TLUC (sau này nâng cấp lên được gợi là phần mém ig bằng sông Cứu Long Đến DELTA) có khả năng giải được bài toán dong chảy lũ ở.
, đặc biệt nâng.
Như Khuê mang tên VRSAP Phin mém này là công cự
tụ nhiều lần nâng phần nhập số liệu đầu vào, chương
trình của cố Giáo sư Ngư)
chủ yêu để tính lũ và quy hoạch thủy lợi Chương trình VRSAP giải hệ phương trìnhSaint- Vernant theo sơ đồ an, còn chương trình KOD dùng sơ dé sai phân hiện Cả haichương tinh này liên tục được bổ sung, hoàn thin để tính toán cho mạng lưới sông. tính tuyển lũ, tinh truyỄn mặn và inh toán phục vụ quản lý vận hành hệ thông công trình thủy li VRSAP được Viện Quy hoạch Thủy lợi ở cả miễn Bắc và miễn Nam ứng
‘dung tắt rộng ti, Trong khí đó, KODI và KOD2 của Giáo sư Nguyễn Ân Niên lại được
Viện Nghiên cứu Khoa học Thủy lợi ưa thích sử dụng
Sau năm 1990, các phần mém nhập từ nước ngoài thông qua các dự n ti trợ hoặc tải
Trang 20miễn phí từ mạng Internet, đồng mô hình (MIKE 11 MIKE 21, UNET, CANAMAN,HEC-RAS, DUFLOW v.v Đây là những phần mềm thương mại có giao diện thân thiện
với người sử dụng và được ứng dụng rộng ri ở Việt Nam, Nhờ ưu điểm của các phin mềm HEC-RAS và MIKE 11, MIKE 21 các bài toán về tính toán vận chuyển bùn cát duge giải quyết một cách có hệ théng và hiệu quả.
kỹ thuật viễn thám, ng dụng các phần mềm trên được phát tiễn trong việc xây dựng
bản đồ ngập ạt, bản đồrũ ro lũ gut, giả bài toán vỡ đập
Phần mềm iRIC - một phần mm giao diện kết nối các bài toán đồng chảy không ổn
định 1 chiều, 2 chiều (heo chiều dòng chiy & phương nằm ngang và theo chiều dòng chảy & phương thẳng đứng) cũng đang được nghiên cứu ứng dụng ở Việt Nam.
Năm 2000-2001, La Thanh Hà và Đỗ Văn Tuy đã cải iến mô hình SALMOD từ mô hình SIMIRR với mục dich dự báo thử nghiệm xâm nhập mặn cho sông Văn Úc thuộc thành phố Hải Phòng [1] Năm 2006, trong khuôn khỏ dé tài "Đánh giá đặc điểm tài nguyên nước mặt các sông chính qua tỉnh Nam Định” tác giả Lã Thanh Hi cũng đã tiến hành xây dựng phương án tính toán và dự báo xâm nhập mặn thử nghiệm cho các sôngHồng (tr Hà Nội, sông Bio, sông Ninh Cơ và sông Diy (tt Ninh Bình) thuộc phạm vi tinh Nam Định bằng mô hình MIKE 11 [2] Viện Khoa học khí tượng thủy văn và môi
trường thực hiện dé tải "Xây dựng chương trình dự báo xâm nhập mặn cho khu vực
"Đồng bing sông Hồng ~ Thái Bình” năm 2010, KS, Đoàn Thanh Hing Văn phòng DHL ng thuộc tỉnh Thái Binh và đề xuất giải pháp thích ứng” năm 2012 Pham Tắt Thing và nnk (2012) thực Việt Nam đã thực hiện dự án “Tinh toán xâm nhập mặn trên cát
hiện dé tài “Ảnh hưởng của biến đổi khí hậu - nước biển dâng đến xâm nhập mặn dải
ven biển đồng bằng Bắc Bộ" [3], Phan Văn Trường (2012) đã tiền hành “Dinh giả hiện
trạng nhiễm mặn và khả năng khai thác nguồn nước phục vụ phục vụ phát triên kinh tế
~ xã hội khu vực ven biển thành phố Hải Phỏng” [4] Năm 201 1-2012, trong khuôn khổ.
48 tài “Nghiên cứu xâm nhập mặn va để ác giải pháp kiểm soát mãn phục vụ phát
trin kinh tổ xã hội cho khu vực hạ lưu sông Mã” GS Vũ Minh Cát và Nguyễn Thị Hẳng
đđã đưa ra được một số các đỀ xuất trong việc nghiên cứu và kiểm soát man vùng hạ du ưu vực sông Mã [5]
Trang 21“Có thể thấy rằng sự xâm nhậm mặn, có mỗi quan hệ chặt chế với các yêu tổ thuỷ văn ở phần hạ du Vì vậy việc giải quyết bai toán xâm nhậm mặn khi sử dụng mô hình Mike
11 fa sự kết hợp của bài toán thuỷ lực (HD) và sự lan truyền chit (AD) 1⁄2 Giới thiệu vùng nghiên cứu.
1.2.1 Vị trí, giới hạn, phạm vi vùng nghiên cứu
Lưu vực sông Mã nằm ở sườn day Trường Sơn thuộc vùng Bắc Trung
Bộ, Trung Lào và Tây bắc Bắc Bộ Lưu vue nằm trong tọa độ địa lý từ 229 37°33” đến
22° 37°33” vĩ độ Bắc, từ 1030510” đến 1060510” kinh độ Đông.
Đông c
Phía Bắc giáp với lu vục sông Đà, sông Đôi, sing Vac Phía Tây giáp với lưu vực sông Mêkông
Phía Nam giáp với lưu vực sông Hiểu, sông Mực (Nghệ An) Phía Đông gip biển.
Sông Mã là sông lớn liên quốc gia, đứng thứ 4 ở Việt Nam sau sông Mêkông, sông Hồng,
điện tích lưu và Đồng Nai, với tổng điệ tích toàn lưu vực à 28 400km?, trong đó phi
vực thuộc Việt Nam là 17.600kmẺ chiếm 62% tổng diện tích, tại Lào là 10.800 km?chiếm 38% điện tích lưu we Dang chính sông Mã bắt nguồn từ vùng nữ co thuộchuyện Tuần Giáo tinh Điện Biên của Việt Nam, Độ cao đầu nguồn là 1.5000, sông chấy
qua địa phận của các tinh Sơn La, Điện Biên, Hoà Bình, CHDCND Lào, Thanh Hoá và
4 m biển theo 3 cia: cửa Hi, cửa Lach Trường, cửa Lach Sung, trong 46 cia Hồi là sửa đỗ ra của đồng chính sông Mã Dòng chính sông Mã có chiều đài fa 5I2lem, Phần
lãnh thé Lào là 102km và chảy trên địa phn Việt Nam là 410km, sông chảy qua
toàn bộ hệ thông sông Mã bao gồm dồihính sông Mã, 40 phụ lưu cấp 1,33 phụ lưu sắp I và l6 phụ lưu cắp TIL Mật độ lưới sông là 0,66: hệ số uốn khúc là 1,79
Sông Mã có một số sông nhánh lớn như sông Nam Khoai, Nậm Thi, Nam Công, sông Luỗng, sông Lò, sông Bưởi, sông Cầu Chay và sông Chu Trong các sông nhánh lớn cũa sông Mã thì sông Cha là nhánh sông lớn nhất nằm ở phía hữu ngạn sông Mã có tổng cdiện tích lưu vực là 7.580 km” chiểm 26.7% tổng diện tích lưu vực Phin diện ích thuộc
Trang 22‘Vigt Nam là 3.000km: chiếm 39.7% diện tích lưu vực sông Chu, phần còn lại thuộc địa
Trang 231.3.2 Đặc điễm hệ thắng sông ngồi lòng dẫn
Sông Mã có điện tích lưu vục là 28.490 km? bắt nguồn từ Tuần Giáo - Điện Biên chảytheo hướng Tây Bắc - Đông Nam, chiều dài dòng chính 5
n khúcl.7, Hệ số không đổi xứng '2 km, chiều rộng bình quânlưu vue 42km Hệ số hình dang sông 0,17, hệ si
1g 0.66 kmvkm?, Độ dốc bình quân lưu vực 17.6%.của các lưu vực 07, Mật độ ướ
Sông Mã có 39 phụ lưu lớn và 2 phân lưu Các phụ lưu phát iển đều trên lưu vực, Lưới sông Mã phát iển theo dang cảnh cây phân bổ đều trên 2 bở tả và hữu, Các chỉ lưu
quan trọng của sông Mã là: Nam Lệ, Suối Van Mai, sông Luỗng, sông Lò, sông Bưởi,
sông Cần Chay, sông Hot, sông Cha, Hai phân lưu quan trong cia hệ thing sông Mãlà sông Lin và sông Lach Trường |6]
1.2.2.1 Dong chính sông Mã
Đông chính sông Mã bắt nguồn từ núi Phu Lan (Tuần Giáo - Điện Biên) sông chảy theo hướng Tây Bắc - Đông Nam Đến Chiéng Khương sông chảy qua đất Lào và trở lại đắt Việt Nam tại Mường Lat Từ Mường Lat đến Van Mai sông Chay theo hướng Tây Đông,
từ Van Mai đến Hỏi Xuân sông chảy theo hướng Bắc Nam, từ La Hán đến Bing 1
sông chảy theo hướng Nam - Bắc và từ Cim Thuỷ đến cửa biển, sông lại chuyển hướng. theo Tây Bắc - Đông Nam và đỗ ra bin gi Cửa Hới
Từ Hồi Xuân lên thượng nguồn lòng sông hẹp cit su vào địa hình, không có bãi sông và rất nhiều ghénh thác Từ Cảm Hoàng ra biển ing sông mổ rộng có bãi sông và tim
sông Độ dốc dọc sông phần thượng nguồn tới 1,5% nhưng ở hạ du độ dốc sông chỉ đạt
23%, Đoạn sông ảnh hướng triều độ dốc nhỏ hơn Dông chỉnh sông Mã tinh đến Cim
“Thuỷ khống chế lưu vực 17.400 km?, Sông Mã có những chỉ lưu lớn và quan trọng như
sông Chu, sông Bưởi, sông y, sông Hoạt, và có 2 phân lưu la sông Lên va sông,Lạch Trường.
12.22 Song Chu
Là phụ lưu cắp lớn nhất của sông Mã Bắt nguồn từ wing núi cao trên đất Lào (PDR) chảy chủ yêu theo hướng Tây Tây Bắc - Đông Đông Nam Sông Chu đổ vào sông Ma tại ngã ba Giảng, cách cửa sông Mã về phía thượng lưu 25,5 km Chiễu dài dng chính
in
Trang 24sông Chu 352 km, phần chảy trin đất Việt Nam 160 km Tổng diện tích hư vực sông
Chu 7.580 kmẺ, hầu hết nằm ở vùng rừng núi Từ Bái Thượng trở lên thượng nguồi
sông Chu dốc, có nhiều chẳnh thắc, lòng sông hep có thm sông nhưng không có bãi sông Từ Bái Thượng đến cửa sông Chu chủy giữa hai uyển để, bãi sông rộng long sông thông thoáng, dốc nên khả năng thoát lũ của sông Chu nhanh Sông Chu có rất nhiễu phụ lưu lớn như sông Khao, sông Đạt, sông Ding, sông Âm Tiềm năng thuỷ điện
‘cia sông Chu rất lớn, dọc theo dòng chính có rắt nhiều vị trí cho phép xây dựng những
kho nước lớn để sử dụng đa mục tiêu Trên sông Chu từ năm 1918+1928 đã ly dựng
hệ thống Bái Thượng, dng chảy kiệt sông Chu đã được sử dụng trigt để để tới cho
dang bằng Nam sông Chu.
Nhìn chung, sông Chu có vị trí rất quan trọng đổi với công cuộc phát triển kinh tế xã
hội, mặt khác lũ sông Chu lại là hiểm hog lớn de dog tới các hoạt động phát triển kinh.
tế trên lưu vực Sử dụng tiệt để tiềm năng của sông Chu và hạn chế được lĩ sông Chu
sẽ hỗ trợ rất lớn cho phát tiễn kinh tếxã hội trên địa bàn vùng nghiên cứu.
1.2.2.3 Sông Bưởi
Là phụ lưu lớn thử 2 của sông Mã Sông Bưởi bit nguồn từ núi Chu thuộc tỉnh Hoà
Bình Dang chính sông Bưởi chảy theo hướng Bắc Nam đổ vào sông Mã tại Vĩnh Khang.
adai đông chính sông Bưởi 130 km, Diện tích lưu vực 1.790 km? trong đó 362 km"là núi da vôi Độ dốc bình quân lưu vực 122%, thượng nguồn sông Bưởi là 3 subi lớn
suối Cái, suối Bin và suối Cộng Hoà đến Vụ Bản 3 nhánh hợp lại tao thành sông Bưởi “Từ Vụ Bản đến cửa sông ding chảy sông Bưởi chảy giữa hai tiỀn đổi thoải, lồng sông hep, nông Ling din sông Bưởi tờ thượng nguồn đến cửa sông déu mang tính chất của sông ving đồi Nguồn nước sông Bưởi đồng vi tr quan trong trong công cuộc phát
trin kinh tế 3 huyện thuộc tinh Hoà Bình và 2 huyện Thạch Thành
‘Thanh Hoá.
Lộc của tỉnh
1.2.2.4 Sông Cầu Chay
Bắt nguồn tir núi Dén chảy theo hướng gần như Tây - Đông chảy qua đồng bằng Nam sông Mã - Bắc sông Chu Tổng chiều dai sông 87,5 km Diện tích lưu vực 551 km®, Kha
12
Trang 25năng cắp nước và thoát nước của sông Cầu Chiy rất kém, phn từ Cầu Nha đến cửa sông
âu Chay đóng vai trò như một kênh tưới tiêu chim Khả năng phát triển nguồn nước
trên lưu wwe sông Cầu Chay rất hạn chế 1.2.2.5 Các sông nhánh khác
= Sông Âm; Là nhánh sông cắp II của sông Mã, cắp T của sông Chu có diện tích lưu vựclà 761km, chiều dài dòng chính 78km, mật độ lưới sông là 0.8km/km” Dòng chính.xông Âm bắt nguồn từ vùng núi biên giới Việt Lao có độ cao đỉnh núi 1.000m, chảy theo
hướng Tây nam - Đông bắc giữa các dãy núi Bù Rinh và Mường Sai đến Kim Nguyệt sông chây ngoặt theo hướng Tây bắc - Đông nam qua các huyện Lang Chính Ngọc Lạcđồ vào sông Chu ở phía bờ tả đưới đập Bái Thượng 2km.
Địa hình lưu vực sông Âm thấp din từ Tây Bắc xuống Đông Nam Độ cao trưng bình
lưu vực đạt 300-400m ở thượng nguồn và từ 25-30m ở vùng đồng bằng Do sông Am
bắt nguồn từ vùng mưa lớn, nên mật độ lưới sông lớn các sông nhánh phân bổ tương đối cđều trên các lưu vực ở phía bờ tả và hữu sông.
~ Ngoài một số sông nhánh lớn của sông Mã, sông Chu trên còn có những nhánh sông lớn cắp 1 khác nh sông Luồng, Ld, Nim Ty, Nim Công các sông subi này su ngắn
cdốc thung lũng hẹp, mức độ cắt sâu của lòng dẫn lớn không có những thung lũng mở rộng Do vậy về tiềm năng về thuỷ điện, cắp nước và điều tiết đồng chảy kém, không có khả năng xây dựng bậc thang hd chứa từ trên đồng nhánh
1.2.2.6 Các phân lưu
Sing Lên: Sông Lên fi một phân lưu cấp của sông Mã nó phân chia nguồn nước với xông Mã tại ngã ba Bông và dé ra biển tại cửa Lach Sung Trong mùa lũ sông Lên tảicho sông Mã 1517% lưu lượng ra biển Trong mùa kiệt lưu lượng kiệt xông Mã phânvào sông Lan tới 27-45%, sông Lên có nhiệm vụ cung cắp nước cho 4 huyện Hà Trung,Nga Sơn, Hậu Lộc, Bim Sơn Tổng chiều dai sông Lên 40km Hai bên có để bảo vệ dân. sinh và sản xuất của các huyện ven sông,
- Sông Lach Trường: Sông Lạch Trường pl in chia ding chảy với sông Mã tại ngã ba
Trang 26"Trần chiy theo hướng Tây Đông đỗ rabiễn tại cửa Lach Trường Chiễu di sông chính rong mùa lũ sông Lach Trường phân nhận lũ từ sông Mã tải22 km, sông có bãi rong.
r biển với lưu lượng khoảng 426%, trong min kiệt sông Lach Trường chu tắc động của thuỷ tiểu cả 2 phía là sông Mã và biển Sông Lach Trường là trục nhận nước tiêu
‘quan trong của vùng Hoằng Hoá và Hậu Lộc
1.2.2.7 Sông Hoạt
n tai Báo, Song Host là một sông nhỏ có lưu vực rit độc lập Sông Hoạt đổ vào sông Li
Vain và đỗ ra biến ti cửa Cin, Tổng diện ích lưu vực sông Hoạt 432 km? trong đỏ 40% là đồi nú tre Để hạn chế 1a cho vùng tring Hà Trung - Bim Sơn ở đây đã xây dựng kênh Tam Diệp cách ly nước lũ của 78 km” vùng đồi núi ding âu thuyền Mỹ Quan Trang để tách lũ ra cửa Can do vậy sông Hoạttrở thành một chỉ lưu của sông Lên và li chỉ lưu
cấp II của sông Mã Sông Hoạt làm cả 3 nhiệm vụ: Dẫn lũ, tiêu và cấp nước tưới cho
vùng Hà Trung - Nga Sơn - Bìm Sơn.
Bang 1-1 Đặc trưng hình thái sông ngồi lưu vực sông Mã.
“A1 | uutang | "abe
Trang 271.2.3 Đặc điễm khí hậu
1.2.3.1 Chế độ nhiệt
Nhiệt độ bình quân toàn lưu vực dao động tử 18,5:23 8C, chênh lệch dng kế theo từng,
vị tt, theo vĩ độ Càng lên vùng cao, nhiệt độ trung bình năm cảng giảm.
Mia lạnh từ tháng XI tới tháng I, tháng lạnh nhất là tháng I với nhiệt độ ung bình tháng biến đổi từ 12-15°C ở vùng miễn núi và 16-17°C ở vùng đồng bằng.
Mùa nóng từ tháng V tới tháng IX, nhiệt độ trung bình tháng bắt đầu tăng cao, nhất làkhi có sự hoạt động của gió Lào.
1.2.3.2 Độ âm
"Độ âm không khí
lớn, Độ âm trung bình các tháng hàng năm khoảng 85%, phía Nam có độ âm cao honđổi theo mùa nhưng sự chênh lệch độ âm giữa các mùa là không.
phía Bắc, khu vực núi cao âm ướt và có sương mũ.
1.2.3.3 Bắc hơi
Kha năng bốc hơi đo bằng Piche trong vùng biến đối từ 800+1.000mm/năm Bốc hơi at L.Smmvngiy, lớn nhất 4,6mm/ngay Lượng bốc hơi trên lưu a Biên là các tháng II, IV, V, khubình quân ngày nhỏ nt
vực lớn nhất ở vùng min núi thuộc tinh Sơn La, B
vực Thanh Hóa là V, VI, VIL Chênh lệch bốc hơi mặt đất và mặt nước Dz=250-300mm/nam,
12.34 Chế độ nẵng và bức xa mặt tồi
“Tổng số giờ nắng bình quân trong năm từ 1600-1 800 giờ Các tháng có số giờ nắng nhiều nhất trong năm là từ tháng V đến thang VIII đạt từ 237-288 giờ/tháng, các tháng.
XIL và tháng I với mức độ 200-500 calUcm/ngày.
1.2.3.5 Chế độ mưa.
Mua trên lưu vue sông Mã được chia thành 3 vùng có tính chất đặc thù khác nhan Vùng
15
Trang 28bộ Lưu vực thượng nguồn dòng chính sông Mã nằm tong chế độ mưa Tây Bắc
-sông Chu nằm trong vùng mưa Bắc Trung bộ, mùa mưa đến muộn hơn Bắc bộ 15-20
ngày và kết thúc muộn hơn 10-15 ngày Khu vực đồng
“Thanh Hóa có khí hậu phức tạp, bị sáo trộn giữa chế độ mưa Bắc bộ và Bắc Trung bộ, mùa mưa bắt đầu từ tháng V, có năm bắt đầu từ tháng VI và ket thie tháng XI.
1g ha du sông Mã thuộc tỉnh
Lượng mưa trung bình nhiều năm trên lưu vực bin di từ 1100-1860mminäm, phân bổ thiên lệch theo không gian và thời gian Tổng lượng mưa mùa mưa chiếm 65-70% tông.lượng mưa năm, lượng mưa mùa khô chỉ chiếm 30-35% tổng lượng mưa năm Vũng
thượng nguồn sông Mã thuộc thung lũng huyện sông Mã của Sơn La va Hila Phan của
Lào là khu vục có tâm mưa nhỏ Vũng Thanh Héa lượng mưa lớn hơn, trong đó có 2tâm mưa lớn à tâm mưa Quan Hóa - Bá Thước vi tim mưa Thường Xuân, trong đồ tâm mưa Thường Xuân là có lượng mưa lớn nhất, lượng mưa trung bình nhiều năm đạt 2234mm.
(Chi độ mưa trên lưu vực sông Mã chịu ảnh hướng của Bão và các nhiễu động thi tt Do ảnh hưởng của bão đỗ trực tgp đã tạo ra mưa lớn trên toàn bộ lưu vực gây nên lũlớn trên toàn bộ sông Mã như các năm 1927, 1962, 1973, 1980, 2007 và mới nhất là đợt mưa lũ do cơn bão số IŨ năm 2013 gây thiệt hại lớn về người và tả sin,
Bảng 1-2 Đặc trưng mưa năm tại một số trạm trên lưu vực sông Ma
1 Max Mã
7 tam (mm | tommy | mm | Năm | MEM
Tuần Giáo 2139.2 | TH | 905 | ĐI | 2388
Trang 29Nguén:Phong khí tượng Thuy) văn-Viện Quy hoạch Thuy lợi
Py\l2`, BẢN ĐỒ MANG LƯỚI TRẠM KHÍ TƯỢNG THỦY VĂNLƯU VỤC SÔNG MA
+
Trang 301.2.3.6 Bao và dp thắp nhiệt đổi
Tĩnh hình thi it ở Việt Nam nồi chung và lơ vực sông Mã nói êng là bắt thường, "bão lũ xuất hiện không theo tính quy luật, mức độ ngày càng nhiễu, cường độ ngày càng tăng, phạm vi xảy ra ở khấp các vùng miỄn gây hậu quả hết sức nang.
Bão ở lưu vực sông Mã thường xuất hiện chậm hơn Bắc Bộ 15-20 ngày 12.37 Chế độ gió
“Trên lưu vực sông Mã hàng năm có 3 mùa gió:
Gis Bắc (còn sợi là gió Bắc): Xuất hiện từ thắng XI đến thing I năm sau do không khí lạnh từ bắc cực qua lãnh thổ Trung Quốc thé vào Tốc độ gió trung bình 2-3m + Gió Tây Nam: Xuất hiện từ tháng IV, V từ vịnh Belgan qua lãnh thổ Thái Lan, Lào thổi vào, gi rất nóng nên gợi là gió Lào hay gió phon Tây Nam Trong ngày, hồi gian chịu cảnh hưởng của không khí nóng xảy ra từ 10 gid sáng đến 12 giờ đêm,
Giỏ Đông Nam (còn gọi là gió ném): Xuất hiện từ thắng 3 đến tháng 10 hằng năm Gió duge thôi từ biển vào mang theo không khí mát mẻ Vào mùa hè, hướng gi là hướngĐông và Đông Nam; vào mùa đông hướng gió là hướng Bắc và Đông Bắc.
“Tốc độ gi trung bình năm từ 1.3-2nv, tốc độ giỏ mạnh nhất trong bão tử 30-40m/s tốc độ gió trong gió mùa Đông Bắc mạnh trên dưới 20m.
1.24 Đặc điễn thủy vin, đồng chảy 1.24.1 Đồng chảy năm
Đông chảy năm trang bình nhiều năm trên lưu vực sông Mã 18.10? mÌ nước tương ứng
với lưu lượng trung bình nhiều năm là 570 m/x, mô s
Usk tam là 14,110? rong đó phần dng chảy sản sinh tại Vị «dong chảy năm trung bình là 20mẺ với Mô số 25,3
Usk? và tại Lào 3.9410 m` với mô số trung bình 11.4 Vs.km?
Dang chảy năm phân phối không đều theo không gian và thời gian Hệ số biến đổi Cv sông Mã đạt 02 tại Cim Thuỷ, 0.28 tại Cửa Đạt
Trang 31“Thượng nguồn sông Mã tại Xã Là khống chế điện tích lưu vực là 6430 kim? chiếm 22,6%
diện ích toàn lưu vực có tổng lượng dòng chảy là 3,82 tỷ m? Tại Cảm Thuỷ, có diện
tích 17.500km?, 5.500kmP, tổng
lượng dòng chay 8,01 ty m Khu giữa từ Xã Là tới Hỏi Xuân có Flv=9.070 ke, chiếm
g lượng đồng chiy đạt 10441 tỷ, tại Hỗi Xuân
31,9% diện tích toàn lưu vực nhưng tổng lượng dòng chảy chỉ chiếm 23,2% tổng lượng đồng chảy trên toàn lưu vực Từ Hỏi Xuân tới Cảm Thủy Flv=2.000km" chiếm 10,8%: ign tích toàn lưu vực nhưng tổng lượng đồng chảy năm chiếm 2.4 tym? đạt 13,3% tổng lượng dòng chảy toàn lưu vực Điễu này cho thấy phin dòng chảy phát sinh ở khu gia ‘rung lưu dong chính có mô số lớn, đóng góp nhiễu vào đồng chảy sông Mã ở hạ lưu.
‘Trén sông Chu tại Xuân Khánh có diện tích lưu vực 7.460km? chiếm 26.2% diện tích
toàn lưu vực nhưng tong lượng đồng chảy năm 4,42 tỷ m`chiếm 24.3% tổng lượng dòng
chi toàn lưu vực
‘Tai Cửa Đạt trên sông Chu F=6.170 km? chiếm 21,7% diện tich lưu vực tổng lượng
đồng chây năm 4.03 tỷ mẺ chiếm 22,3% tổng lượng dòng chảy rên ton lưu vue Bảng 1-3 Ding chảy năm trung bình nhiều năm ở một số vị trí
“hue Vis HH mm am 1m mam.mm mmToàn ve | MỊ 2¥a00-| A80 | #0] 30L | TRO | 16
Bảng 1-4 TÂn suất đồng chiy năm ở mt s6 trạm trên sông Mã
Trang 32Phân phối dòng chày trong năm phụ thuộc vào chế độ mưa, đồng chảy trong năm phân thành hai mia rõ rét, mùa lũ và mùa kiệt
Thượng nguồn sông Mã: Mia lũ từ tháng VI tới tháng X với tổng lượng dòng chảy mia 1 chiếm 70-74% lượng dòng chấy năm
a tháng có dng chảy nhỏ nhất là tháng I, Il, IV chỉ chiếm 8,5% lượng dng chảy năm Mô số đồng chảy thắng nhỏ nhất thing II đạt 6,0Vs.km" tại Xã Là, 5,531 km? tại
Nam Công, 4.5414 km tại Nam Ty
“Tháng VII có tổng lượng dòng chảy lớn nhất chiếm 22-24% tổng lượng dòng chảy năm.7% tại Xã‘Thing III có lượng đồng chảy nhỏ nhất có tỷ lệ so với dong chảy năm là
Là, 2.4% tại Nam Cổng, 2.9% tại Nam Ty.
bất đầu từ tháng VI tới tháng X với tổng lượng dong chảy:
+ Trung lưu sông Mã: Mùa
chiếm 74.2% dong chảy năm tại Cảm Thủy Dòng chảy tháng VII lớn nhất trong nămchiếm 20% dong chảy năm Tháng IX, X tỷ lệ dòng chảy đạt 19,3% và 11,3% tại Cẩm
chỉ đạt 16,6% vào thang IX, 8,6% vào thing X tại Xã La.‘Thuy trong khi đó tỷ lệ n
+ Lưu vực sông Chu và hạ du sông Mã: Mùa lũ từ thắng VII tithing XI với tổng lượng đồng chảy chiếm 74,3% tai Cửa Dat, Thing IX có lượng dng chảy lớn nhất đạt 19-202: lượng dòng chảy năm Thing I có lượng đồng chảy nhỏ nhất chỉ chiếm 2,5% lượng đồng chảy năm và mô số đồng chay trung bình 6,5 Us km Bên sông Chu có mồ số dòng chảy các thắng kiệt lớn hơn dòng chính sông Mã [6].
20
Trang 33Bảng 1-5 Kết quả phân phối dòng chay năm trung bình nhiều năm tại các tram TV thuộc lưu vực sông Mã
Trạm Sông | E | Thời | Donvi Qi) ‘Trung
ms) 038 [oat] 027 | 028 | 085 | 109 | nas | 36 | sar | 474 | 1A6 | 052 | 138
“Xuân Thượng | Lên | 536 | 1968-1990
Trang 341.2.4.2 Dông chảy lũ
4) Mita mưu lũ và khả năng xuất hiện lũ lớn nhất năm vào các thẳng:
Mùa lũ trên sông Mã bat đầu từ tháng VỊ tới tháng X Tháng VIII là tháng có dorchay
lớn nhấu Ba tháng VIL, VI, IX có tổng lượng dong chảy lớn nhất năm,
Bên sông Chu mùa lũ bắt đầu từ tháng VII đến tháng X Tháng IX có lượng dong chảy lớn nhất Ba tháng VIII, IX và X có tổng lượng dòng chảy lớn chiếm 50% lượng dong
‘Ngwdn: Trang Tâm số liệu Cục quân lý mạng lưới KTTT-Bộ TN&MP Tĩnh toán Viện OHTL1b) Muze nước, he lượng i
“Trên dong chính xông Mã: mye nước lũ cao nhất trung bình nhiều năm đạt 17,69m tại Cảm Thuy; 9,90m tại Lý Nhân; 4,62m tại Giang;
nh nhí
Om tại Quảng Châu (Hoàng Tân)năm đạt 16.57m tại Bai Thượng, 9,13m tại Xuân KhánhMực nướctrừng
trên sông Chu; 3,62m tại Cự Thôn; 1,54m tai Lach Sung trên sông Lên; và đạt 15,10 m
taitach Quảng; 10,81m tại Kim Tân trên sông Busi
+ Trén đồng chỉnh sông Mã: Mục nước lồ cao nhất quan trắc được đạt 21,87m tại
Cam Thuỷ (ngày 5/X/2007); 13,24 m tại Lý Nhân (ngày 6/X/2007) còn cao hơn mực:
nước lũ lịch sử điều tra được tại Lý Nhân năm 1927 à 0,12 m (Hmax 1927 là 13,12 m):7.51m ngày 17/1X/1980 tại Giảng: 2,86m ngày 16/1X/1980 tại Hoàng Tân
“Trên sông Chu: Mực nước lũ lớn nhất tại Xuân Khánh là 13.86m xảy ra vào thing
1X/19625 tiếp đến là các trận là với Himax = 13,49m vào ngày 17/IX/1980; trận lĩ X/2007
Trang 35với Hmax = 12,61 m; trận lũ năm 1994 với Hmax2,60m (ngày 15/1X/1994); trận lũnăm 1973 với Hmay12,40m (ngày 27/VIID,
+ Trénséng Budi: Số iệu quan rắc nhiều nim của 2 tram mực nước Thach Quảng
và Kim Tân cho thẤy trong vòng gin 50 năm mục nước lũ cao nhÍtại Kim Tân là 14,25
m ngày 5/X/2007 (hoàn nguyên do vỡ đê thì giá trị này là 14,55m); tại Thạch Quảng là.21,29 m ngày 24/VI/1980 [6]
1.2.4.3 Đông chảy Kiệt
Lưu lượng mùa kiệt có quan hệ mật thiết với diễn biển xâm nhập mặn tại vùng cửa sông Khi lượng nước trong sông trên thượng nguồn về nhỏ, xâm nhập mặn sẽ tiến sâu vào nội đồng Theo số liệu tính toán Quy hoạch Thuy lợi lưu vực sông Mã năm 2015 của Viện Quy Hoạch Thuỷ lợi cho thấy.
Mùa kiệt trên sông dòng chính sông Mã tại Cảm Thuỷ từ tháng XI tới thắng V lượng đông chảy chiếm 25% tổng lượng năm Ba thắng có dong chảy kiệt nhất là tháng HL, I,
IV Tháng Ill có dong chảy thang kiệt nhất đạt trung bình 102 m/s với mô số trung
bình thing 5,8I/kamỶ, Dòng chảy 30 ngày liên tục nhỏ nhất trùng bình đạt 91,1 ms với
mô số 546 len” Dong chảy nhỏ nhất có mô số 2,0 Vs.
“Trên sông Chu tại Cửa Đạt, dòng chảy mùa kiệt từ tháng XII tới tháng VI với ba tháng
Xiệt nhất là I, II, IV vả tháng kiệt nhất là tháng IL với lưu lượng trùng bình 40 ms,
mô số trung bình 6,48 Ws/km?, dng chảy tháng IV trung bình đạt 42 ms không cao
hơn nhiều so với tháng ITI, xu thé kiệt dẫn về tháng IV là khá rõ Dòng chảy nhỏ nhất
tại Cửa Dat đo được là 18,4 mvs ngày 6/1V/1993 với mô số là 2.98 Us/km?, dng chảy
thang ITI thang kiệt nhất với tin suất 75% đạt 32 m/s Dong chảy kiệt trung bình 30 ngày kiệt nhất ở một số vị tí trên sông Mã, sông Chu [6]
Bảng 1-7 Lưu lượng kiệt tháng và kiệt ngày nhỏ nhất trong năm
Tram [Sông| E Thing | Mas |[Q-+[ Ms M sian
Trang 36tý 1-8 Dang chảy 30 ngày liên tục nhỏ nhất ở một số vị trí
0 ngây nhỏ nhất “Ngày nhỏ nhật
Trạm Sông | Trmgbinh — Mãn | Trungbinh | Min
inks) [Maas )| Gents) | Qui) [MAK | Qua)in Thương | lê | ary | AâÐ 00M | 00 [139 | 00H
ân Cáo Hota | 00H | 592 - 0035 | 009 | 3⁄44 | 9098
Tang Chins Ẩm [3m | H2 | 240 [288 [30 [asNguồn: Ra soát quy hoạch Thuy lợi sông Mã-2013 Vien Quy hoạch thuy lợi
Mô số trung bình của đồng chủy bình quân 30 ngày hên tục có mô số đồng chay nhỏ nhất dạt 5 36l0/kem!, Q791mS tai Cim Thuỷ và dat M~5,11 vien, Q=27.200% ti “Xuân Khánh trên sông Chu.
“Các nhân tổ ảnh hưởng tới dòng chảy kiệt
Dong chảy mùa kiệt của năm sau phụ thuộc ché độ mùa và dòng chảy trước đó và điều.
kiện thảm phủ thực vt, đa hin địa chit của lưu vục nghiên cứu Mặt khác do ta động
của con người như xây đụng các hỗ chứa đập dâng, khai thác cạn kiệt dong chảy không
tr lại đồng chảy cơ ban trén sông vào các tháng mùa kiệt đã lâm suy giảm lưu lượng cơbản của dòng sông Tại Cảm Thuỷ trên dong chính sông Mã mô số dong chảy kiệt của các tháng kiệt cũng chi đạt trung bình từ 5,9+6,6 I/s.kmẺ Một số nhân tổ tác động đến đồng chây kit
Năm 1999 đã xảy ra kiệt tháng nhỏ nhất trên dong chính sông Mã do lượng mưa mùa mưa năm 1998 thắp hơn trung bình nhiều năm do mưa mùa lũ kết thúc sớm hơn: Trên
sông Chu tại Cửa Đạt đồng chảy cúc thing I, I, 1 năm 1999 dat giá tr nhỏ nhất rong
thời kỳ quan rác từ 1960:2010 nguyên nhân do lượng mưa mùa mưa năm 1998 kếtthúc
24
Trang 37sém và thu hut so với trung bình nhiều năm,
Trên sông Chu, do có đập Bái Thượng nên dòng chảy các tháng kiệt ở hạ du rit nhỏ.Cần có bipháp tạo nguồn để trả lại dòng chảy cho hạ du.
“Theo kết quả tính toán tin suất dòng chảy tháng cho thấy để đảm bảo dòng chảy môi trường tương ứng với dong chảy tháng nhỏ nhất với tin suất P=90% thì lưu lượng cần thiết để đảm bảo môi trường trên lưu vực sông Mã tai Cim Thuỷ là 79.ÄmÖ%; tại Cửa
‘Dat trên sông Chu là 21,7m'/s; Toàn bộ sông Chu là 27m”/s Trên sông Bưởi dòng chảymôi trường là 3,6m)/s
Dòng chảy môi trường trên toàn bộ lưu vực sông Mã tương ứng với dòng chảy tháng nhỏ nhất với P=90% là I 14m)/s.
NI1 năm khô hạn như cúc năm 1976, 1987, 1993, 1999, 2007 ding chảy trên cácsông rat nhỏ Năm 1976 không có cơn bão, áp thấp nhiệt đới đỏ bộ và ảnh hưởng vào.
triễn trung, các năm còn lại do lượng mưa mùa mưa năm trước đều thiếu hụt so với
trùng bình nhiều năm nên ding chay rit cạn kiệtkiệt ngày chỉ đạt từ 127 km nhữnglưu vực nhỏ dưới 20km" ở những vùng khô hạn không có dong chảy,
To độ che phủ của rồng ngày cing suy giảm nên đồng chảy kết căng suy giảm nhất là ều tiết kém.
các lưu vực nhỏ cổ sự:
12.44 Thuỷ wid
4) Chế dp miều
“Chế độ tridu, mực nước t u (Trung bình, max, min thắng năm);
“Chế độ triều vùng cửa sông Mã là chế độ nhật triễu không đều Hàng tháng có non nữa
số ngày có hai lần nước lớn và hai lẫn nước rong trong ngày, Biên độ triều lớn nhất lúc
nước cường gin trên 3.0m Thời gian iều lên từ 9 gi, thời gian tiểu rút từ 15-16
‘Tai Lach sung của sông Lèn, một phân lưu của sông Mã, thời gian triều lên là 7,54 gi, triều xuống trung bình là 15,53 g“Tại Lach sung biên độ triều trung bình lớn nhất dat
25
Trang 382.12m, lớn nhất dat ới 2.3m; tại Cự thôn trên sông Lên, biên độ tiểu lồn nhất rung
bình xây ra vào tháng 112 1,91m.
- Tại Hoàng Tân cịxông Mã, hồi gian tiểu lên trung bình là 53 giờ, tiểu rút là I5aid, Biên độ tiểu trung bình tại Hoàng tân của sông Mã là 3.0m lớn nhất đạt tối 3,39m:
tại trạm Giang trên dong chính sông Mã biên độ triều trung bình lớn nhất xảy ra vào.
thing {dat 2.18m,
b) Diễn biển thủy triều mùa kiệt
‘Theo số liệu đo đạc của Sở Tài nguyên và Môi trường tinh Thanh Hoá năm 2012 và tính toán của Viện Quy hoạch Thuỷ lợi có thé thấy rằng:
+ Vào mùa kit, do lượng nước sông từ thượng nguồn vé nhỏ, tiểu truyỄn sâu vào nội địa Thing HT có lượng đồng chảy nhỏ nhất biên độ triều trung bình đạt 2,28m tại HoàngTân; 214m tại Giảng: 184m tại Lach Sung: 1,78m tại Cự Thôn: 54m tại Tử Thôn
+ Chênh lệch tiểu lớn nhất trong tháng IIT đạt 253m tại Hoàng Tân (IIU/1967): 2.40m tại Giảng trên sông Mã và đạt 2 26m năm 1969 tại Lach Sung: 2,31m năm 1970 tại Cự“Thôn trên sông Lên; 1,77m năm 1971 tai Tử Thôn trên sông Hoạt
38m năm 1969 tại
+ Mực nước iều thấp nhất đạt ~1,7ốm năm 1966 tại Hoàng T
Ging trên sông Mã; -1.36m năm 1967 tại Lach Sung-0,35m năm 1977 tai Cự Thôntrên sông Lên; 1,78m năm 1994 tại Xuân Khánh trên sông Chu; 2,3m tại Kim Tân trên.sông Bưởi
“Thuy triều Lin sâu vào nội địa do nguồn nước ngọt ở trong sông khí nhỏ Dao động tru trong các tháng mùa kiệt rất lớn, biên độ triểu trung bình vào tháng II đạt 28m tại Hoàng Tân; 2,07m tại Giang; 1,84m tai Lach Sung; 1,7m tại Cự thôn Trong tháng IVbiên độ triều đạt 2,44m tai Hoàng Tân; 2,16m tại Giảng; 1mì tại Lach Sung; 1,81m
tại Cự thôn.
Biên độ trigu lớn nhất trong tháng III đạt 2,53m tại Hoàng Tân; 2,42m tại Giàng; 2,26m.tại Lach Sung; 2,28m tại Cự thôn.
Mire nước triều nhỏ nhất xuất hiện vào các thing mùa kiệt cho thấy trong thing III dat -1,25m tại Lach Sung; -1,16m tại Tứ Thôn; - 1,53m tại Hoàng Tân; -1,38m tại Giảng.
6
Trang 39mực nước tí thấp a
mại Lach Sung: -0.97m tại Cự thôn |6]
“Trong tháng IV, đạt -1.47m tại Hoàng Tân; -1,42m tại Giảng;
Bảng 1-9 M nhỏ nhất thực do từ 11=23 tháng 3 năm 2012
Trạm Ngày | Hes(em) | Ngày |AHss(em)j Ngày
Giàn vom | 04 | rot | 229 | 6M
Him Rồng IANH | -105 [team 227 | 16H.
Nguyệt Viên wom | 4106 | 16M | 224 | 15.16/01“Quảng Châu roam | 4107 | 16M 1516/11
CủuTảo |LTrường| 143 |I2MH| -99 | tent | 236 | tenth
Cụ Đà LTờng| 137 | I2MH| -109 | ren 232 | I4MH
VạnNinh |LTnờng| 132 |I2M| -H0 | 6M | 229 | amtHoàgHà |LTmờngj l6 | iam | -H3 | IMH| 21§ | HƯM
PhongMục |LTrrờngj 194 | iam | si | I6M| 236 | 1W
‘Cu Thôn, Lên 185 | 12H 16m 16111
Yên Ôn Len 174 | 131 rom | 219 | tớ
Phả Thâm Lin 163 | 12m rom [215 | 16H
Lach Sung Lên 139 |I2M| T71 | 6M | 198 | l6
“Câu De Kênh De | 162 | 12am | 70 | son | 22 | 15MNamHuân | KênhDe| 130 | 12am | 98 | vom | 214 | 15H.
‘gun: Sở TNAMT tình Thanh Hóa năm 2012
41.25 Hiện trạng các công trình thủy lợi và tình hình xâm nhập mặn vùng hạ lưuuw vực sông Ma
1.2.5.1 Hiện trang các công trình thủy lợi trên lưu vực sông
4) Trên dong nhánh sông Chu:
“Trên nhánh sông Chu qua xem xét, nghiên cứu và so chọn đã xã định được 2 tuyển có thể xây đựng được công tình lợi dụng tổng hợp: Tuyển Của Đạt có Flv=5.708km? và tuyển Mường Hình (Hùa Na) có PN=5.178kmÊ với nhiệm vụ từng công tình như sau Hỗ Cửa Đạt: Đã được khởi công xây dựng từ năm 2004, khổng chế diện tích lưu vực
Fiv=5.708km? với nhiệm vụ của công trình:
+ Cấp nước cho công nghiệp và sinh hoạt với lưu lượng 7.715mŸ⁄,
+ Tạo nguồn nước tưới ôn định cho 8ó.862ha đất canh ác Trong đó Nam sông Chu là 58040ha; Bắc sông Chu: Nam sông Mã là 3283Iha, dự ki sẽ tưới hay thể toàn bộ khu tưới của trạm bơm Nam sông Mã với diện tích 10.042ha.
7
Trang 40++ Kết hợp phi dign với công sut lắp máy N=88-97MW.
+ Bồ sung nước mùa kiệt cho hạ du để đẩy mặn, cải tạo môi trường sinh thái với lưu
lượng Q=30,42 ms,
Hồ Hủa Na: Không chế diện tích lưu vực Elv=5.178lam?, Whi=435 10*m` với nhiệm vụ
+ Phát điện với Nim=180MW.
+ Bồ sung mùa kiệt cho hạ du để tham gia diy mặn, cải tạo môi trường với lưu lượng,=20mÌ/s
bJ Trên dong nhánh sông Ma:
“Trên nhánh sông Mã qua xem xét, nghiên cứu và so chọn đã xã định được 2 tuyển cóthể xây dựng được công trình lợi dụng tổng hop: Tuyến Trung Sơn (Bản Uôn) cóFlv=14.660km? và tuyển Pa Ma có Flv=3.460kmẺ với nhiệm vụ từng công trình như.
'Công trình lợi dụng tổng hợp Trung Sơn (Bản Uôn): Trên dòng chính sông Mã vớiFIv=l4.660km2, Whi=202,3 106m3 với nhiệm vụ
+ Phát điện với Nhì'50MW.
+ Bổ sung cho hạ du trong mùa kiệt tham gia diy mặn với lư lượng Q5m3.
Xây dựng hé lợi dụng tổng hợp Pa Ma (Công trình đưa vào quy hoạch năm 2015 củaviện Quy hoạch Thủy lợi): Trên dòng chính sông Mã với
sn tích lưu vực E=3.460kmÊ,
3 102m" với nhiệm vụ:
+ Phát điện với Nim=64,1MW.
+ Bồ sung nguồn nước cho hạ du trong mùa kiệt tham với Q=25m'ss,
28