Luận văn thạc sĩ Thủy Văn học: Tính toán bồi lắng hồ chứa nước Cửa Đạt tỉnh Thanh hóa

Hình 1.2: Mạng lưới sông, suối trên lưu vực sông Chu.Hình 1.3: Mặt hỗ chứa Cửa Đạt sau khi xây dựng Tình 14: Mạng lưới tram khí tượng & thủy văn trong lưu vực sông Chủ Hình 1.5: Bản đồ đ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI

NGUYEN VĂN PHUNG

Chuyén nganh: Thuy Van Hoc

của riêng tôi Những nội dung và kết quả trình bảy trong luận văn là trung

thực và chưa được ai công bố trong bắt kỳ công trình khoa học nào

“Tác giả

Nguyễn Văn Phụng

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật "Tính toán bồi lắng hỗ chứa nước Cửa Đạt tỉnh

‘Thanh Hoa” đã hoàn thành trong 6 tháng theo đúng đề cương nghiên cứu được Hộiđồng khoa học ~ Dao tạo của Khoa Thuy văn và Tài nguyên nước phê chuẩn Luậnvăn hoàn thành với hy vọng góp một phần nhỏ trong việc đánh giá bồi lắng các hỗchứa n6i chung và hỗ Cửa Đạt nồi riêng.

“Tác giả làm luận văn xin được bày t sự cảm ơn tới TS Nguyễn Kiên Dan

PGS TS Phạm Thị Hương Lan đã hướng din dé luận văn dược hoàn thành đúng với

nội dung và thời hạn đăng ky.

Ding th ¡tác gia cũng xin cảm om các đồng nghệp thuộc Phòng Khí trong

“Thùy văn & Môi trường, Phòng Công Nghệ & Ứng dụng, Liên đoàn khảo sit Khí tượng Thủy vin; tập thể các thầy giáo khoa Thuỷ văn và Tai nguyên nước và c: bạn học viên lớp cao học 18V Trường Đại học Thuỷ Lợi đã đóng góp các ý kiến hữu it tạo điều kiện về thời gian trong quá trình thực hiện luận văn Kết quá củaluận van chắc chin còn nhiều hạn ch, tc gi rit mong nhận được sự đóng góp quýbáu của các thầy cô và các đồng nghiệp,

Hà Nội ngày 10 tháng 6 năm 2012

Nguyễn Văn Phụng

DANH MỤC CÁC HÌNH VE.

DANH MỤC CÁC BANG BIEU

MO ĐẦU

1 TÍNH CAP THIẾT CUA BE TÀI

1H MỤC TIỂU CUA ĐỀ TÀI

HH ĐÔITƯỢNG, PHAM VINGHIÊN COU

IV PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Y NỘI DỰNG NGHIÊN COU

CHƯNG |

TONG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU.

1.1, Vi ri dia lý Mu vực sông Chủ

1.2, Đặc điểm địa hình, địa mạo khu vục và mạng lưới sông sub

1.3, Mạng lưới quan trắc khí tượng thuỷ văn

1.3.1, Mang lưới tram quan trắc

1.3.2 Nhận xét đnh giá về là liệu

1.4, Đặc điểm khí hậu

1.5, Đặc điểm thuỷ văn

1.5.1 Chế độ đồng chây rên sông subi

1.52 Dong chây năm

1.6, Công trình hi chúa CứaĐạt

1.6.1, Các thông số kỹ thuật hỗ chứa

1.62 Quy trình vận hành hỗ chứa Cửa Đạt

2I 25

25

26

2 2

28

2» 31

31

32

33

24 Lựa chọn mô hình tinh toán bồi lắng hd chứa Cita Đạt 38

CHUONG

ỨNG DUNG MÔ HINH HEC-6 TINH TOÁN BOL LANG CHO HO CHUA CUA ĐẠT 45

3.1, Co sởlý thuyết mô hin ton mt chiều HPC- tính bi hing hỗ chứa 4s

Cơ sở ý huyẾt tính toán thấy lục của mô hình HEC 45

b, Tinh toán các thin phn thủy We a7

e Các tham số thủy Ive dai biểo được dig trong tính bản cất 4

4, Ca sở lýthuyếttính toán ban cát của mô hình HEC-6 31

32, Phân tích chinh lý số iệu cơ bản khí tượng thuỷ vin phục vụ tin toán bd lắng và nước

nh hồ chứa nước Cửa Đạt _

3.2.1 Tính toán bc hoi mặt nước phụ vụ tính toán điều tết hỗ chứa 6

2 Lượng bốc hơi do bằng ống Piche và thing GOL 6

b, Tinh lượng bắc hơi mặt At vùng hỗ chứa 6

« Tinh lượng bắc bơi mặt nước vũng hỗ chứa 64

4 Tính chênh lệch tổ tất bốc hơi do mặt hỗ, 64

3.22, Chính biên và kéo đã liệu 65

3 Chinh biên kéo đãi iệu trạm thuỷ văn Cửa Đạt 65

>, Tinh to đồng chay khu giữa Mường Hình - Cita Đặt 65

«Tinh toán động chiy tai Mường Hình 65 3.2.3, Phân tích chu ky’ dao động đông chảy các trạm thủy văn và lựu chọn thời kỳ

tính toán 6s

5.24 Tinh toán dng chy lũ tiết kế (P-0,1%) 10 kiểm ta (P-0/01 _ 53.2.8 Tinh toán đồng chay a tiết kế (P=I90, %

5.3 Ứng đụng mô hình HEC-6 tính toán bi ng hồ chứa Cửa Đạt 19

3.31 Từ liệu sử dạng rong tinh toán 29

53.3.2 M6 phòng quả tình bồi lắng cát bản hỗ Của Đại bằng mổ bình HEC 2

332.1 Xác dinh lượng gia nhập khu gta hd Cửa Đạt 2

3.3.2.2, Sơ đồ tính 82

lầu vào của mô hình 83

53.3.2.6 Kết quả dự tinh qu tri bi lắng hồ chia Cửa Dat bằng MH HEC6 so

3.32.7 Hệ số bởi lắng cát bùn hỗ Cia Dat 9

3.33 Tính nước dh hồ chứa Cửa Đạt % ANH GIÁ KET QUA TINH TOÁN VA ĐÈ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG CAO TUÔI THỌ CUA HỖ CHUA 9 4.1, Đánh gi kết qu ính toán lượng bùn et én hồ và phân bổ bd lắng rong bỗ 9) 4.1.1, Đánh giá định tính lượng bản cát đến hồ do sa lở bờ, 100

4.1.2, Phin tích ảnh hưởng bai ng đến khả năng Khai thc hd chứa Của Đạt 101

4.2 Để xuất giả pháp năng cao ti tho của hồ 103

KET LUẬN VẢ KIÊN NGHỊ 106

Hình 1.2: Mạng lưới sông, suối trên lưu vực sông Chu.

Hình 1.3: Mặt hỗ chứa Cửa Đạt sau khi xây dựng

Tình 14: Mạng lưới tram khí tượng & thủy văn trong lưu vực sông Chủ

Hình 1.5: Bản đồ đẳng trị mưa lưu vực sông Mã (Chu)

Hình 1.6: Sự biến đổi tổng lượng bùn cát lơ lửng qua các năm Tại tram

thủy văn Mường Hinh- Sông Chu.

Hình 1.7: Phân phổi nồng độ bin cát lơ lừng tại trạm thủy văn Mường

Hình - Sông Chu trung bình thời ky 1959-1975,

Hình 1.8: Dường quá tình mực nước TB thing thượng lưu đập Cửa Dat.

Hình 2.1: Sơ đồ khối tính bôi lắng cát bùn hồ chứa.

Hình 3.1: Các thành phần của phương trình năng lượng

Hình 3.2: Sơ đồ một mặt cắt ngang điển hình

Hình 3.3: Sơ đỗ thử sai tinh đường mực nước theo PP bước chuẩn

Hình 34: Thể tích không chế bin cát đáy

Hình 3.5: Vật liệu bùn cát ở đáy sông

Hình 3.6: Lưới tính toán ý cát bùn

Hình 3.7: Quá trình tiết giảm hệ số bồi lắng bùn cát hỗ Cửa Đạt

Hình 4,1 Sơ đổ khối cơ el

sức tải Yang (Qs=1,35Qss) ứng với là 0,01%

PLH 3.10: Quá trình biến đổi mực nước hồ chứa sau các năm vận hành

theo hàm sức tải Yang (Qs

PLH 3.11: Quá trình biến đổi mục nước hồ

1.35Qss) ứng với lũ P=0,1%.

.35Qss) ứng với dòng chảy trung bình năm

ra sau các năm vận hành theo hàm sức tải Acker-White (

lá

15 18 23

”

30

32 4a 46 4 49 2

PLH 3.13: Quá trình biến đổi mye nước hồ

theo hàm sức ải Acker-White (Qs=

ra sau các năm vận hành

'5Qss) ứng với dong chay năm

PLH 3.14: Quá trình biến đổi mực nước hỗ chứa sau

theo hàm sức tải Acker-White (Qs=1.35Qss) ứng với lũ 19,

PLH 3.15: Quá trình biến đổi mye nước hỗ chứa sau các năm vận hành

theo hàm sức tải Acker-White (Qs=1,35Qss) ứng với lũ 19,

PLH 3.16: Quá trình biến đổi mực nước hồ chứa sau các năm vận hành

ác năm vận hành,

theo hầm sức tải

PLH 1: Quan hệ lưu lượng nước và lưu lượng bin cất tại tram thủy văn

Mường Hình

PLH 2: Quan hệ lưu lượng nước và lưu lượng bùn eat lơ lừng tram Cửa Đạt

PLH 3: Hình đường cong luỹ tích sai n dòng chảy năm trạm Cửa Đạt

PLH 4: Hình đường cong lu tích sai chuẩn dong chảy năm trạm Mường

Hình

PLH 5: Đường qu

và lũ kiểm tra 0,01%

inh lũ điển hình năm 1962 va mô hình lũ thiết kế 1%

PLH 6: Đường quá trình lũ điển hình năm 1962 và mô hình lũ thiết kế 1%

PLH 7: Tương quan

Wimax trạm Cửa Đạt

ita Wimax khu giữa Mường Hinh - Cửa Đạt với

PLH 8: Tương quan giữa W3max khu giữa Mường Hình - Cửa Đạt với

W3max tram Cửa Đạt

PLH 9: Tương quan giữa WSmax khu giữa Mường Hình - Cửa Dat với

WSmax tram Cửa Đạt

PLH 10: Tương quan giữa Qmax khu giữa Mường Hinh - Cửa Dat với

Qmax trạm Cửa Dat

PLH 11: Quan hệ giữa mực nước và lưu lượng hạ lưu tuyến công trình

PLH 12: Biểu đồ phụ trợ của hỗ chứa nước Cita Đạt

17

18

18

19 119

PLH 15: Đường quả tình lũ đến P70,1 và xã qua trần tự do

PL 16: Đường quá trình lũ đến P=1% và xã qua tràn tự do

PLH 17: Quá tình biến đổi cao trinh đây hỗ chứa sau các năm vận hành

theo hàm sức ti Vang (Qs=1,35Qss)

PLH 18: Qué tình biến đổi cao trinh đây hỗ chứa sau các năm vận hành

theo hàm sức tải Yang (Qs=I.3Qss)

PLH 19: Qué tình biến đổi cao trình đấy hồ chứa sau các năm vận hành

.4Qss) PLH 20: Quá tình biến đổi cao trinh đây hồ chứa sau các năm vận hành

5QS))PLH 21: Qué tình biến đổi cao trinh đây hồ chứa sau các năm vận hành

theo hàm sức tải Acker (Qs=1,3Qs

PLH 22: Quá tình biển đổi cao trinh đây hồ chứa sau các năm vận hành

Bang 1.2; Mạng quan trắc KTTV trên lưu vực sông Chu và vùng lân cận

Bảng 1.3: Mang lưới quan trắc thủy văn trên lưu vực sông Chu và lưu vựclân cận

Bảng I.4:Nhiệt độ trung bình tháng các trạm dai biểu trên lưu vực sông Chu

Bảng L.5: Phân bé số giờ nắng và bức xa tổng công các tháng trạm Thanh.

Hóa

Bảng 1.6: Mô hình phân bố lượng mưa thing với tin suất P=75%

Bảng 1.7: Số ngày mưa trung bình các thắng trong năm trạm Bái Thượng

Bảng 1.8: Dộ ấm tương đối không khí trung bình tháng, năm của 2 trạm đạibiểu

Bảng 1.9: Lượng bốc hơi Piches và GGI-3000 trung bình thing và nim

Bảng 1.10: Dong chảy trung bình tháng các trạm thuộc lưu vực sông Chu

(mais)

Bang 1.11: Tỷ lệ trung bình lượng đồng chảy các thing mùa cạn so với

lượng đồng chảy năm tại một số trạm thuỷ văn trên sông Chu, Trên sông

“Chu, ba tháng liên tục kigt nit ITV

Bảng 1.12: Đặc trưng đông chiy mùa cạn trên lưu vực sông Chu.

Bảng 1.13: Tân suit xuất hiện lũ lớn nhất năm (%4)

Bảng 1.14: Thống kế các trận lũ lớn đã xảy ra trong lưu vực tại trạm Cửa Dat

Bảng 1.15: Một số thông số ky thuật của hỗ chứa Cửa Dat

Bảng 2.1: Bai lắng hàng năm ở một số hỗ chứa (106 m')

Bảng 3.1: Các hệ số tỷ trọng của tham số thủy lực đặc tag

Bảng 32: Khái quát các mức độ đầu ra của mồ hình HEC-6

Bảng 3.3: Lượng bốc hơi đo bằng ống piche và thùng GGI-3000 trung bìnhthing và nấm,

Bảng 3 4: Phân phối lượng ổn tht bốc hơi AZo

35

25

2

28 28

a1 33 s0 6i

6

Bảng 3.7: Kết qua tinh toán lũ tại tuyển đập theo tỉ

Bảng 3.8: Kết quả tính lũ tạ tuyển đập theo nguyên nhân hình thành dòng

chi

Bảng 3.9: So sánh kết quả do đạc các đặc trưng lĩ của hai trạm Mường Hình

và Cửa Đạt trong 14 năm đo đồng thời (1962-1975)

Bảng 3.10: Kết quả tinh lũ tại đập theo l Mường Hinh

t0 m))

Bảng 3.12: Các trận lũ thực tế được quan wie t

Bảng 3.11: La thiết kế tại tuyển đập (m'/s

n hệ các trạm thủy văn xông Chu

Bảng 3.13: KẾt quả tinh toán hệ số thu phóng lũ thiết kế và lũ kiếm tra hồi

Cita Đạt theo mô hình lũ điền hình 1962

Bảng 3.14: Kết quả tính toán lũ tại tuy đập theo tỉ lệ điện tích

Bảng 3.15: Kết qua tính toán hệ số thu phóng lũ thiết kế và lũ kiểm tra hồ.Cita Đạt theo mô hình lũ dién hình 1962

Bảng 3.16: Quan hệ Q~Qs và thành phần hạt của bùn cất tong cộng ứng với

ấp Q tại biên giới và 02 nhập chính hỗ Cửa Đạt

Bảng 3.17: Kết quả tính lượng bùn cát bồi lắng hồ Cửa Đạt trong 150 năm

ng mô hình HEC-6

Bảng 3.18: Hệ số bồi lắng bùn cát hd Cửa Đạt trong 150 năm vận hành

Bảng 3.19: Mực nước dễnh hỗ chứa Của Dạt khi có 10 0,1%

70 7

B 74 7

I TINH CAP THIET CUA ĐÈ TÀI.

Hỗ chứa là một loại công trình thuỷ lợi đặc biệt có nhiệm vụ làm biến đổi vàđiều tiết ng cầu của các ngành kinh nước phù hợp v tẾ quốc dân Việc xây

‘dung và khai thác hổ chứa đã tạo ra các tiễn đề mới có vai trò quan trọng đối với sự

hít tiễn sin xuất công, nông nghiệp, tim nghiệp, giao thông, thuỷ sản, du lịchtạo thêm việc làm, phân bổ lại lao động và dân số, hình thành các trung tâm dân cw

mới, góp phần ổn định và phát triển kinh tế - xã hội cho cả một khu vực, một vùng.

lãnh thổ,

Nước ta nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa, có địa hình bị chia cắt mạnh, nguồnnước dồi đào và mạng lưới sông subi tương đổi diy BS là những điều kiện thuậnlợi cho việc xây dựng hỗ chứa phục vụ các mục đích thủy lợi, thủy điện, thủy sản,

du lịch nghỉ ngơi Tuy nhiên, cũng do nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa có nắng,gió, mưa bão tác động liên tục lên b& mặt đất, và kéo dài theo bờ biển Đông màchúng ta luôn phải đối mặt với tinh trạng xi mòn đắt khá nghiêm trọng Các hoạtđộng khai thác lưu vực vi mục dich kính tẾ thuần tủy cảng làm tăng xôi mòn Hậu

«qu là đắt bị suy thoái, năng suất cây trồng bị giảm đáng kể, độ đục của nước tănglên quá tình bồi lắng cất bùn diễn ra mãnh ligt trong hi chia và ving cửa sông,

‘gay thiệt hại lớn cho các ngành kinh tế Xuyên suốt quá trình từ quy hoạch, thiết kế

xây dựng và vận hành hồ chứa đòi hoi phái tinh toán, đánh giá tình hình bồi lắng cátthần để cổ cơ sở khoa học cho các biện pháp bảo vệ hỗ và đập

Sự bồi lắng lòng hồ vượt quá mức cho phép, lầm giảm dung ích hữu ích là mộttrong những nguyên nhân chủ yếu gây nên tình trang không đủ nước tưới của các hồchứa vừa và nhỏ Ngoài ra bồi lắng tong hỗ còn gây bất lợi cho việc vận hành và antoàn công trình ảnh hưởng không tốt đến mỗi trường cả thượng và hạ lưu hỗ

Hồ chứa được xây dựng ở nước ta mỗi năm một nhiều nhưng các công tỉnhnghiên cứu, đánh giá bồ King vẫn còn it và đang là mỗi quan tâm của các nhà Khoahọc và những người làm công tác quản lý.

- Nghiên cấu dự báo din biển bồi lắng lòng hỗ theo thời gian vận hành và ảnh

hưởng của nó đến đường mặt nước và các thành phần dung tích chết và dung tíchhiệu dụng

- Nghiên cứu ứng dụng các mô hình tính toán bồi lắng hồ chứa cho hồ chứa

“Cửa Dat, Trên cơ sở đó xem xét khả năng ứng đụng mô hình toán cho các hổ chứakhác ở Việt Nam

HH - ĐÓI TƯỢNG,PHẠM VINGHIÊN CỨU

Đối tượng nghiên cứu của luận văn là các tài liệu đo đạc địa hình, địa chất, thổnhưỡng, ti liệu quan trắc các yêu tổ khí tượng, thuỷ văn, đồng chảy bùn cát tại lưu

vực hỗ chứa nước Cửa Đạt và lưu vục lân cận Ứng dụng mô hình toán một chiều

HEC <6 tính bai lắng cho hỗ chứa nước Của Đạt

Phạm vi nghiên cứu giới hạn trong nghiên cứu tính toán bồi lắng hồ chứa nước

“Cửa Đạt, tính Thanh Hoá

IV PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CUU

“Tiên cơ sở phân tích, cách iếp cận hợp lý để dat được mục tiêu nghiên cứu là

việc sử dụng các phương pháp nghiên cứu bao gồm

- KẾ thửa, áp dung có chọn lọc sản phẩm khoa học và công nghệ hiện có trên

thể giới/trong nước;

- Phương pháp phân tích nguyên nhân hình thành;

- Phương pháp phân tích thống kê thực nghiệm;

~ Phương pháp mô hình mô phỏng toán học.

V NỘI DUNG NGHIÊN CUU

Để thực hiện được mục tiêu đã dé ra, nội dung của đề tài bao gồm

- Tinh toán các đặc trưng thủy văn phục vụ cho tính toán.

- Sir dung mô hình toán một chiễu HEC-6 dự tính bồi king cát bùn hỗ chứa

“Cửa Bat; qua đó rút ra được những kết luận ban đầu về khả năng bi lắng của hồ

chứa để điều chính quy tình vận hành hồ chứa khi hỗ di vào hoạt động, các nhậnxét khi sử dụng mô hình và giải pháp nâng cao độ tin cậy của kết quả tinh,

Tuyến công trình đầu mỗi hồ chứa nước Cửa đạt trên sông Chu đã đượcChính phủ phê duyệt giai đoạn NCKT là tuyến IIL ở tog độ 195230" N và105917100” thuộc địa phận xã Xuân Mỹ, huyện Thường Xuân, tỉnh Thanh Hoá,cách thành phố Thanh Hoá 60km về phía Tây Chương này đi si giới thiệu về đ

điểm khí tượng thuỷ văn vùng khu vực nghiên cứu hd chứa nước Cia đạt trên sông

Chủ

1.1 Vj trí địa lý lưu vực sông Chu

Sông Chu là phụ lưu lớn nhất của sông Mã (chiếm 26% diện tích hệ thông.Ma), bắt ng

Dân chủ Nhân dân Lào ở độ cao gin 200m, Sông chảy theo hướng Tây Bắc

-¢ ni ngon núi ia Phan thuộc tỉnh Sim Nua, Nước Cộng hòa

Đông Nam qua Sim Tơ (Lio), tối Mường Hình chuyển sang hướng Tây -Đông,

qua huyện Quế Phong (Nghệ An) và các huyện Thường Xuân, Thọ Xuân, Thiệu

Ha (Thanh Ha) rồi đổ vào sông Mã bên bờ phải tại ngã ba Ging (cách cửa Hới

26 km) Lưu vực có dạng hình lông chim lệch phải nên độ tăng của di tích theo ch

Mã p

sông Mã

2674 ki’ chiếm 35.3%, phần còn lại thuộc tỉnh Sim Nua (Lio)

đài tương đối đều Phía bắc tiếp giáp với đường phân nước sông Chu với sông

‘iy và Nam tip giáp với lưu vực sông Ci, phía Đông giáp với phần hạ du

ng diện tích lưu vực sông Chu là 780km, trong đó phần trong nước là

Điện tích lưu vực tính tới tuyển đầu mỗi công tình Cửa Đạt là 5938 km’,trong đó có 4.906 km” thuộc địa phận nước CHDCND Lào, chiếm 82,6%

Lưu vực sông Chu phát triển theo hướng Tây Bắc - Đông Nam, kéo dài t1916" đến 20°10" Vĩ độ Bắc và từ 104722" đến 10534" Kinh độ Đông, nghiêngdẫn ra biển Toàn bộ vùng thượng nguồn trên dit Lio có độ cao bình quân tên

1000m, địa hình vùng này rất dốc nên về mùa lũ nước tập trung nhanh, mùa khô d

1g cháy nhỏ, nhất là các nhánh suối nhỏ thường bị khô cạn trong nhiều ngày.

1.2 Đặc điểm địa hình, địa mạo khu vực và mạng lưới sông suối

Dt đai trên lưu vực sông Chu chủ yếu là đất đỏ vàng trên núi Thảm phủ

thực vật trên lưu vực khá phong phú rừng dày và a

e6 rừng che phủ chiếm khoảng 50%, tập trung chủ yếu phía thượng nguồn Phần

rừng trên đất Lào chưa bị chặt phá Diện tích rừng trên địa phận Việt Nam bị giảmchỉ còn tên 30% diện tích tự nhiên

rim giả, diện tích lưu vue

í dia lý lưu vực sông Chu

Lưu vực sông Chu có độ cao bình quân 790 m; độ rộng bình quân 29,8 km;

độ đốc bình quân 18,3%; mật độ lưới sông 0,98 km km” Thượng nguồn lòng sông

cốc, hẹp, không có bãi song Từ Bái Thượng đến ngã ba Giang dòng chảy bó gon

giữa 2 triền đề Sông đài 325 km (riêng phần lãnh thd Việt Nam là 160 km), có

nhiều phụ lưu lớn là sông Khao, sông Đạt, sông Ding và sông Âm Trong đó các

sông Đạt, sông Đẳng và sông Âm nằm ở hạ lưu tuyển đập Cửa Đạt

~ Sông Khao: bắt nguồn tir biên giới Việt Lào với diện tích 405 km”, đỗ vào

‘trai sông Chu, cách tuyển đập khoảng cách cửa sông 84 km

= Sông Đằng: bit nguồn từ vùng núi Nhu Xuân với diệ tích 345 kn

vào bờ phải sông Chu, cách cửa sông 64 km,

~ Sông Am: bắt nguồn từ bi giới Việt - Lào thuộc huyện Lang Chánh vớidiện tích 761km, đổ vào bờ trái sông Chu, cách cửa sông 55 km, cách Bái Thượng

4 em về phía hạ lưu

Phin thượng lưi sông Chu từ Lào tới Mường Hình, sông hep và sân, hai bờvách đá dựng đứng, nhiều ghẳnh the, nhiều vực hẻm khúc khuju, độ dốc sông lớn

Phin trung lưu từ Mường Hình xuống Bái Thượng, thung lãng sông được

mở rộng, ghẳnh thác ty còn nhưng ít hơn, độ đốc đáy sông hạ thấp rõ rột, vùng

này sông chảy qua vùng đá phién thạch anh và sa p thạch

Phần hạ lưu từ Bái Thượng ra tới cửa sông, lòng sông mở rộng hẳn và độ đốc

cũng giảm chỉ còn 1%,

Hình 1.2: Mạng lưới sông, suối trên lưu vục sông Chu,

Bảng 1.1: Đặc trưng ưu vực và dong sông thuộc sông Chu Tênsông [Ls [IV [P [Hbg [hạ [Bbq Ma độ|Hệ số

(Km) |@m) |&mÐ fom) J% |@km) |lưới sông uốn

(km/km”) [khúcSong Chu | 325 | 255 [7580 | 790 | 183 | 298 | 098 [158 Sông Khao 405

Sống Đạt | 260 | 240 | 286 | 318 | 19,7 | T19 | 098 | T25

Sông Đẳng | 320 | 340 | 345 | H0 [136 [T01 | l0 | 140 SongAm | 830 | 620 | T61 | 313 208 | 124 | 106 | 187

Khu vực hỗ chứa: Khu vực hồ chứa thuộc huyện Thường Xuân tỉnh ThanhHóa, Công trình xây dựng trên sông Chu tại xã Xuân Mỹ có tọa độ địa lý vàokhoảng 10517" kinh độ Đông, 19°53" vĩ độ Bắc cách Thành Phố Thanh Hóa

Đông Nam, khoảng 70km về pl

Kemmamem)

el

Hình 1.3: Mặt hỗ chứa Cửa Đạt sau khi xây dựng

V6i cao trình MNDBT khoảng 110 m, hồ

‘Chu cách tuyển đập khoảng

ft đầu hình thành trên thung lũng sông

km Sông Khao là chỉ lưu duy nhất của sông Chu chảy trực tiếp vào hồ tại điểm cách tuyển đập khoảng 8 km bên bở trái

Đặc điểm chung của địa hình lòng hỗ là địa hình có dang ống, hai bên bờ lànúi cao, thung lồng hẹp Từ ngã ba Chủ-Khao trở lên thượng lưu, hỗ chia làm hai

n 60 km, nhánh sông Khao dài

12 km Hồ có chiều rộng trang bình khoảng 200- 400 m Từ ngã ba trở vẺ tuyến

nhánh chạy dọc theo sông Nhánh sông Chu dài

hỗ mở rộng hơn nhưng chiều rộng lớn nÌ chỉ khoảng 2 km, nhỏ nhất khoảng

le, Hai bên bờ hồ la núi cao và có xu thể thắp din về phía hạ du Từ Cửa Khao trở lên, núi cao ăn ra mép sông, bờ hỗ là vách dốc của những đình cao như Bù Chờ (1563 m), Bù Đôn (834 m) Từ Cửa Khao trở xuống sát sông là những đổi đỉnh.tròn, cao độ khoảng 100-200 m, tiếp sau đó là những đãy núi cao nhưng không liên

‘ue như Bù Me (703 m) địa hình bị phân cắt mạnh Trong lòng hỗ hẳu như không

có đảo Bay hỗ vùng gan đập chính có cao độ tự nhi từ 330 (lông sông) đến 50 m(thềm sông) Từ cao độ này trở lên là bắt đầu mái dốc của bở h, Phân cách giữa hồvới lưu vực sông Âm là day núi cao, điểm thấp nhất tạ yen ngựa Dốc Cáy có cao

độ đất tự nhiên +105 m và sẽ có đập phụ Dốc Cay Phân cách h với lưu vực sôngĐạt là yên ngựa Hón Can có cao độ tự nhiên là +100 m.

b) Địa mạo,

Địa mạo có thể phân làm hai dang:

~ Ving có địa hình núi cao là vùng bị phá hủy mạnh do quá trình xâm thực.

bi phân cắt mạnh Hau hết các thung lũng

kéo dai với độ dốc lên đến 30- 40 độ, có chỗ

bóc mòn phát triển tạo nên dang địa

suối đều có dang chữ V, có sườn

thành vách dựng đứng Dạng này chủ yếu phát triển trong vùng thành tạo đá mác

ma xâm nhập và phún trào Hiện tại, hiện tượng sat lở ít xây ra.

= Ving địa hình đổi núi thấp là vùng thuộc dạng đổi trước núi, phát triểntiên các cấu trúc dia chit không đồng nhất Các diy đổi này chủ yếu phát tiển ở

wing địa hình này, suối nhỏ và các khe rạch pl ít triển khá dây đặc, chia

cất bễ mat địa hình tự nhiên thành những chỏm riêng biệt Các dng subi quanh co,

ftdée.

“Thấp hơn nữa là dang dia hình bãi bồi và thém sông Đây là những di bồitích kéo đài vải trim mét đến hàng km, rộng từ vài chục dn vải trim mét Bãi bithấp thường nằm ở ven sông hoặc à các doi cất giữa lòng sông có độ cao tương đối

từ 0-2m, bãi bồi cao 2-3m so với mực nước sông mùa khô, bỀ mặt khá bằng phẳng,

hơi nghiêng thoải ra phía ở sông Các bãi này thường thay đổi theo mùa

Dinh giá chung đặc diém địa hình địa mạo và mạng lưới sông suối

lu miễn Bắc

~ Lưu vực sông Chu nằm ở vùng phân giới của hai vùng khí

Việt Nam Lưu vực sông Mã chịu ảnh hưởng nhiều của khí hậu Bắc Bộ, ong khỉ

đó lưu vực sông Chu chịu ảnh hưởng nhiều hơn của khí hậu Bắc Trung Bộ Do vậy,mia lũ trên sông Mã xuất hiện sớm hơn sông Chu, mia lũ trên dòng chính sông Mã kéo di hơn khoảng 1 tháng Do sự ch pha đô mà lũ trên đồng chính sông Mã trở nên điều hòa hon,

~ Lưu vực sông Chu với những đặc điểm đã nói ở trên cho thấy, ở phần từ

nn, núi cao bao bọc do vậy lượng mưa nhỏ Phin hạ lưu, lưu vue có độ dốc

thoải hơn, cao độ thấp tiếp giáp với vùng đồng bằng ven biển nên lượng mưa lớn.

Do vậy tuy điện tích chiếm t Ig nhỏ nhưng lại đóng góp tỉ trong lớn về đồng chảy.

Điều này đã thé hiện khá rõ trong chudi ti liệu quan tắc đồng chảy ở hai trạm thủy

văn trên sông Chu là Mường Hình và Cửa Đạt

= Do lưu vực có hình dạng lông chim, mưa phân bố không đều, mật độ suối

khá lớn và lưu vực đốc nên dong chảy tập trung xuống sông khá nhanh, lũ trên sông

có thời gian ngắn, cường suất lớn Tuy nhiên do lệ che phủ côn tương đối cao nên

dng chay năm phân bổ trơng đổi điều hỏa hơn so với các sông thuộc miễn Bắc

Tan thổ thuộc nước

‘Lira vực sông Chu có diện tích 7580 km”, trong đó phi

CHDEND Lào chiếm trên 60% Lưới trạm quan trắc KTTV thuộc khu vực này rit

mm Nua, N Xam Tại

s liu quan trắc mưa năm rit hạn chế Ngay cả phn phía trên lưu vực là vùng múi

ft, chi có 4 tram đo mưa là Vieng Xay và Mường Soi với

thuộc lãnh thổ Việt Nam mật độ trạm cũng rất thưa, chỉ có trạm thuỷ văn MườngHình nằm ở huyện Qué Phong, Nghệ An và trạm do mưa Bất Mọt ở huyện ThườngXuân (ình Thanh Ha) Tại vịt dưới điểm nhập lưu với nhánh sông Đạt 2 km có trạm thuỷ văn Cửa Đạt đo lưu lượng và mực nước.

Ở các lưu vục lân c 1 cổ các tram quan trắc khí tượng thủy văn có thể sử dụng cho việc nghiên cứu tính toán các yếu tổ khí tượng thủy văn cho tinh toán Mạng lưới quan trắc khi tượng lưu vực sông Chu và vùng lân cận được trình bày ở bảng 1.2 và bảng L3.

-_ JWMStammmvwminomuvwvi

So di Te HATO |

inh 1.4: Mạng lưới trạm khí tượng & thủy văn trong lưu vực sông Chu

Kôhdg | vias | tem | cm’) | gquanteic | quan ie

Sai Hộ pị meEiNI

Chủ | A053500| 1055416

Khính " 1982-2002

Căn cứ vào vị trí tram, thời gian quan trắc và chit lượng tà liệu, trong dé tài

.đã chon các trạm quan trắc để tí toán các thông số khí tượng thủy văn như

- Ding số êu do đạc tram Cửa Đạt để tính đồng chảy năm (tải gu dòng chảy,

32 năm từ

1971-1981-2001 là số

002, trong đó từ 1971-1980 kéo dài từ số liệu đo mục nước, từ

thực đo),

- Dùng tài liệu thực đo Quix từ 1981-2002 và số liệu Q„„ kéo dài từ H, từ.

1962-1980 tổng cộng là 41 năm trạm thủy văn Cửa Đạt để tính toán lưu lượng đỉnh

lũ thiết kế

= Ding tài liệu các trạm Mường Hình và Cửa Đạt để tính toán dòng chay bùn sát

.3.2 Nhận xét đánh giá về tài liệu

Toần bộ ngun số liệu KTTV phục vụ cho

Cita Đạt đã được Tổng Cục KTV do đạc, chính biên và công bổ chính thức, đảm bảo độ tin cậy

ih toán thiết kế hồ chứa nước

© Mạng lưới trạm, số tạm KTTV trên lưu vục Sông Chu đã thưa, số liệu do li

không đồng bộ về thời gian, phân bố không đều theo không gian Đặc biệt trên 80%

diện tích hru vục đến uyển công trình đầu mỗi Cửa Đạt là nằm rên đất bạn Lào, ở đây

có ti liệu do đạc KTTV rit it i, chỉ có 4 trạm do mưa, thời gian quan rắc ngắn lại bi

gián đoạn bởi chiến tranh Phần lưu vực trên lãnh thổ Việt Nam thuộc vùng núi

hiểm trở nên số trạm quan trắc cũng rất thưa Trạm thuỷ văn Cửa Dat đồng vai trỏ rấtquan tong tong việc xác định các thông số hồ chứa cũng tải qua nhi lần di chuyểntam và do đục các yêu tổ khác nhau Tờ năm 1962 đến 1969, tram dat ở vị tí VungMot, gần phố Cửa Đạt, sử dụng hệ cao độ Thuỷ lợi Thanh Hoá, do mực nước giờ trong, mùa lũ phục vụ cho dự báo chống lụ ở hạ du Sông Chu- Sông Mã Từ năm 1970, tram

chuyển xuống hạ lưu 1800 m - vị trí hiện nay Cao độ được dẫn từ trạm cũ xuống Đến

năm 1970, trạm vẫn chi đo mực nước giờ trong mùa lũ Tuy nhiên các trận lũ lớn trênsông Cha thuộc các năm 1962, 1966, 1973, 1980 đều quan trắc được mực nước giờ và

có thể suy ra được quá tình lưu lượng tương ứng Từ năm 1971- 1980, trạm do mực

g2 nước cả năm theo tiêu chuẩn trạm thuỷ văn cấp I và 6 đo lưu lượng trong mùa

năm 1978 và 1980, đây là thời kỳ nước kém, có một số năm kiệt nặng như các nim

1976:1977 lượng mưa tại Bái Thượng chỉ khoảng 1300 mm; năm 1979 chỉ chưa tới

900mm Từ năm 1981 trở di, tram được nâng cấp thành trạm thuỷ vẫn cấp I, đo lưu

lượng toàn năm tờ đó tới nay VỀ cao độ tram, từ 1/1995 đến nay, trạm sử dụng bệ cao

4) Chế độ nhiệ, nắng, bức xạ

Chế độ nhiệt, nắng, búc xạ trên lưu vực cũng phân ra hai mùa tường ứng: mùa

hề và mia đông

Mùa hề từ tháng IV -X thời tiết nóng ẩm, nhiệt độ cao, số giờ chiếu sáng và

bức xạ tổng cộng lớn Nhiệt độ cao nhất thưởng xuất hiện vào tháng VIL, tại ThanhHóa 42°C (VII/I910), Như xuân 41,7° C (11/V/1966), Bai thượng 41,5°C.

Mùa đông từ tháng XI - HI thời

chiếu sáng và bức xạ tổng cộng thấp Biến

lết khô lạnh, nhiệt độ giảm nhanh, số giờ tình nhiệt độ trung bình thắng của cáctrạm đại biểu trên lưu vực sông Chu có dạng một đỉnh, lớn nhất vào tháng VIL vàthấp nhất vào thắng I bing L4

Bảng 1-4:Nhiệt độ trung bình tháng các trạm đại biểu trên lim vực sông Chu

TT TY TE TT TT TT ID T8 TY 5

“Tổng số giờ năng trung bình tháng trong các năm tại trạm khí tượng ThanhH6a có dạng 3 đình, nhiễu nhất vào tháng VI, cũng là thang có nhiệt độ không kỉcao nhất vi lượng bức xạ tổng cộng cũng lần nhất Dinh thứ bai xuất hiện vào tháng

V và đính thứ ba xuất hiện vào tháng X Số giờ nắng xuất hiện ít nhất vào tháng I,

là tháng VI, bảng 1.5Bảng 1.5: Phân bố số giờ nắng va bức xạ tổng cộng các thắng tram Thanh Hóathắng có lượng bức xa tổng cộng lớn nhất

on vị: Số giờ nắng- giờ: Bức xạ tổng công-Kcalo/Ci Tham

rola |m|w |v fu [vn |vm fix fx xr [xu [xám

Lưu vực sông Chu cổ mùa mưa từ thắng V đến X, chiếm 83-88% lượng mưanăm Mùa khô bit đầu từ tháng XI và kết thúc vào thắng IV năm sau có lượng mưa

từ 20-25% lượng mưa năm Ba thing có lượng mưa nhỏ nhất tử tháng Fell Tháng,

c6 lượng mưa nhỏ nhất thường vào tháng I hoặc tháng II chỉ chiếm 1-2% lượng

Bang 1.6: Mô hình phân bổ lượng mea thing với tin s

Tnm TT TT TT TTW-TV TW TW TYHTRK TK TM TKTTMm Yen Ta,

302 | l5 | 158 asa] isa] as | sa ]26s.1|s9i2|ors Jao {as

int 2

Ba [TS] Sa] eT] Tes] TORR] BO | BOT PT Tee [Sa] Heo | TS

Tưng 7

Hình 1.5: Ban dé đẳng trị mưa lưu vực sông Mã (Chu)

‘Tai liệu mưa lưu vực sông Chu cho thấy, lượng mưa năm biển đổi khá mạnh

từ thượng nguồn về hạ lưu: Từ biên giới Lào Việt lượng mưa tăng din, từ MườngHinh xuống Bái Thượng do hướng núi xoè ra đón gió mùa Đông Nam niên lượngmưa ting đáng kể, Mường Hình 1900 mm, Bát Mot, Lang Chánh trên 2000 mm.

“Cửa Đạt 2353 mm Sau đó giảm din: Bái Thượng 1945mm, Xuân Khánh 1658mm,Giang 1684mm và Thanh Hoá 1731mm,

Vé thời gian mưa của các thắng trong năm, tai liệu thống kê số ngày mưabình quân các tháng trong năm (bảng 1.7) cho thấy, các tháng từ V dén X là cáctháng có số ngày mưa với lượng mưa lớn hơn 5 mm /ngày nhiều hơn cả,

Bang 1.7: SỐ ngây mea trung bình các thing trong năm tram Bái Thượng.

Don vị: (mmm) Chan | 1| a pm) WV [Ww] wu) ) x | M) @

I ed Tã[ T4[ 34| Sú[ Xã 27[ ãỊ TẠ[ TẠ[ ng Tam | os} aa 0[ ta} tái sap as fas} 2s] asp aa] ae 5ã | TỊ[ ñnỊ ø[ TẠ[ 3| 33[ 37] XS} 3- 35 s2[ mô,

5m0 orf oa] mị os} Tải ta] THỊ a6] oo] a6] 02] no, T50 | 0n[ an[ œnƑ 0| 0m[ m1 on{ n5 0x oa] nø

xi Da} oo] oa} oa} oa 99] on[ aa} 0a 9[ n Cin Ta] oo] ta} aq] ea} Sap es] mớ[ Sa] aap ar] TẾ

VE lượng mua lồn nhất, tài liệu quan trae cho thay có trên sông Chu từ Bái Thượng trở lên thượng nguồn 300 ~ 500 mm: Bái Thượng 315 mm (1963)

©) Chế độ ẩm

Độ âm tương đổi của không khí trên lưu vực phân bé trong năm có dang 2 đinh và 2 chân Định lớn thứ nhất xuất hiện vào tháng HI-IV, đỉnh thứ hai xuất hiện

ào tháng VIIL Chân thấp nhất xuất hiện vào các tháng VI -VII và XI-XI

Dưới đây là biển tinh độ ẩm không khí trung bình tháng của hai trạm đại biểu trên lưu vực sông Chu, bảng 1.8

Bing L8: Độ dn trơng đối không khí TB thắng, năm của 2 tạm đại bidu (%)

Trạm T TT THTWTV [VI] Vi] Vil IX |X TXTTXITThnh Bái Thượng | 87/88 [89 [89 [85 [84 [84 |S7 86 [85 |S4 [84 [R6 hanh Hóa [86 [88 [90 ]90 [84 | 81 |BI [S5 786 [84 [82 [82 [RS

4) Bắc hơi

Lượng bốc hơi tháng trên lưu vực biến đổi có xu thé ngược lại với sựbiến đổi của mưa, nhiệt độ vả độ ẩm: Phân bổ lượng bốc hơi thing trong năm tạicác trạm đại biểu có 2 đình Binh lớn thứ nhất xuất hiện vào tháng VII, là tháng có

nhiệt độ cao nhất, số giờ nắng nhiều nhất và lượng bức xạ tổng cộng lớn nhất, đình

thứ hai xuất hiện vào tháng X là tháng có số giờ nắng thuộc đỉnh thứ ba trong năm

‘Thang có lượng bốc hơi ít nhất xảy ra vào tháng II trùng với tháng có số giờ nắng it

nhất trong năm vi là thắng thường có mưa phùn.

Bang 1.9: Lượng bắc hoi Piches và GGI-3000 trung bình thing và năm

Bam vị: (mm) TTTTTTTTTX TWTTWTTWH.TTKVTXTXTTXTTTim EHOYURESHIESIEUTIEREKESLHLESREOREOESERLSILO Thanh Húa | 526 TET [ATS] EE] HH | TONG | THe | 689 | TRS | THT | ORD | BE ThHồa GGT | 654 SRE] SAA] Tae | T82 [T65 [8S | TT [TS [939] aT | T368

D7

~ Mùa he gió mùa Tây Nam thổi tới đem theo hơi nước nên thời tiết nóng

dim, Sau khi đã trút mưa phía sườn Tây lưu vục, luồng không khí trở nên khô vànóng gây nên hiện tượng giỏ “pho” vào thời kj tháng IV-VII

~ Mùa đông gid mùa Đông Bắc tiền vào lưu vục đã bị các đầy núi ngăn cáchxông Chu với sông Mã và sông Chu với sông Ca chặn lại, nên khả năng ảnh hưởng

gió mùa Đông Bắc ở vùng thượng lưu sông Chu ít hơn Đây là nguyên nhân gây ra

mùa đông khô lạnh và mưa it

1.5 Đặc điểm thuỷ văn

1.5.1 Chế độ dòng chảy trên sông suối

“rên sông Chu, mùa lũ kéo dài từ tháng VIL -X, chiếm từ 63-73%, mùa cạn

từ tháng XI -VI Ba tháng có lượng dòng chảy lớn nhất là các tháng VII -IX chiém

từ 20-24% tổng52-60% Thing có lượng đồng chảy lớn nhất vào tháng IX, chế

lượng dòng chảy năm.

1.5.2 Dang chảy năm.

Dong cháy năm và phân phối dong chảy trung bình thắng trong nam của một

số trạm lưu vực sông Chu thuộc tinh Thanh Hoá như ở bảng 1.10.

Bang 1.10: Dong chảy trưng bình thắng các trạm thuộc lưu vie sông Chu (m/s)

Trạm |Mudng Hinh | Ca Dgt | Xuan Khanh | Xuan Thượng | Xuan Cao

Fm’) 3330 6240 7680 536 2

T a8 5 7 3ã 0381 0154

v 302 7s) SI§ ost 0230

WI 509 Rae T88 310

vir TH 136 156 TH 028

VI 139 232 296 H3 0509 1K 337 292 4n 529 0966

Mường Hinh xuôi xuống Bái Thượng do địa hình thuận lợi, tao điểu kiện cho gió

mùa Dông Nam xâm nhập dễ dàng nên lượng mưa ting lên đắng và lượng dòngchảy cũng tăng tương ứng, tại tram Cửa Đạt M, = 20,5 (Us km”) Đặc biệt vùngmưa lớn khu giữa Cửa Đạt - Mường Hình và lưu vực sông Âm có lượng dong chảyđồi dio hơn cả, M, = 35 đến trên 40 (1/s km”) Nhánh sông Đằng nằm phía phải lưu

vực cũng có M, trên dưới 30 (1 /s km’)

1.5.3, Dang chảy kiệt

Dang chảy kiệt xây ra vào thời kỳ it mưa trong năm Trên lưu vực sông Chu mùa cạn kếo dồi § tháng, ừ tháng XI-VI năm sau, Lượng đồng chảy mùa này chỉchiếm 20-35% lượng dong chảy năm Nhin chung mùa kiệt có thể chia ra làm 3 thờikỳ: thời kỳ đầu kéo dài 2 tháng (XI-XID, thời kỳ giữa kéo dài khoảng 4 tháng (I-IV), thời kỳ cuỗi mùa kéo dài 2 tháng (V-VID Tỷ lệ phân phối trung bình lượngdòng chảy các tháng mùa cạn so với lượng dong chảy năm tại một số trạm thuỷ văn.

trên sông Chủ như bảng 1.11

Bảng 1.11: Ty lệ % trung bình lượng dong chảy các thắng mùa cạn so với lượng đồng chảy năm tai một số trạm thuỷ văn trên sông Chu (Trên sông Chu, ba tháng

liên tục kiệt nhất H, HL, 1V).

Tạm TM TXH TT TH TH |W TY TW Mường Hinh so [ao [30 [36 730 [áo [sp

Cửa Đạt so [áo [áo [27 730 [áo |70

[xuân Khánh 40 [20 [10 [io [10 [30 [80 Cảmthuy |60 |40 [40 [30 [26 [30 [40

"Bảng 1.12: Đặc trừng dàng chảy mùa cạn trên lưu vực sông Chu.

Thờ | F | Qmăm | Qua | Quan | Mong

La lớn trên sông Chu xuất hiện tử tháng VII đến tháng XI và không có sựphân kỳ rõ rộ Lũ lớn nhắt năm trên sông Chu thường xuất hiện vào tháng IX, tin

suất 41,5% (xem bảng 1.13.)

Bảng 1.13: Tần suất uất hiện lũ lớn nhất nam (2%)Tam | Sông | V | VI | Wi) Wil, Ix |x XI

Gia Đạt | Chu Tả D 49 | 195 [415

"Tên sng Chu (lại Xuân Khánh) và trên xông Mã (tại Cảm Thủy), cường

suất mye nước lũ bình quân khoảng tử 15-20 em/h, cao nhất đạt tới 80-100 nh

Trê xông Chu, trận lũ ngày 29-IX-1962 tại Của Dat mực nước 38,14m, tại Xuân Khánh là 147Im AHmax > 11.80 m

Bảng 1.14: Thông ké các trận lũ lớn đã xảy ra trong ưu vực tại trạm Cửa Đạt

TTỊNm |Thửigimauirhiện |[mulvnglớnnhifn) Mire nude lớnnhiem)

ngày nhật tiểu, biển phía Nam chỉ còn 18-22 ngày nhit trig, Kỹ nước cường trùng

bình, độ lớn tiểu khoảng 3,0 ~ 2, Sm giảm dẫn từ Bắc vào Nam Kỳ nước kém độ

lớn không vượt quá 0,3 ~ 0m, bể nhắtchỉ đạt 0 L03m, Độ lớn tiểu lớn nhất tại cửa Lach Hồi là 324 em, tai Lach Sung là 258cm Vào sâu trong dit iễn 25km

tại Giang, độ lớn tiểu lớn nhất đạt 249cm, trung bình khoảng 120cm Càng xa biển,

thời gian iễu lên cằng giảm và thôi gian tiểu rất cảng tăng (T < Tr), chủ kỹ contriều khoảng 24 giờ

1.5.6 Tình hình thiên tai

Các thiên tai thường xây ra trong khu vực gồm có,

- Hạn hin: xdy ra vào mùa kiệt, trong phạm vi toần khu vực

~ Lũ lụt: lũ quét ở vùng thượng du, lũ ở trung, hạ du và úng ngập ở vùng.đồng bing ven biển

~ Man xâm nhập vùng cửa sông vào các thắng mùa kiệt

+ Thủy tiểu xuất hiện quanh năm, làm ting mức độ xâm nhập mặn về mùa

ki và đặc biệt triều cường và nước dng vào mồa lũ lim cho tác hại của lũ lụt tănglên đáng kể.

- Thiên tai cũng với hoạt động của con người lâm cho môi trưởng tự nhiên

ngày một diễn biển xấu đi, gây ảnh hưởng tiêu cực đồn sự phát tin sản xuất và đời

ự nhân dân

1.5.7 Dòng chảy bùn cát

Lượng phù sa trên lưu vực sông Chu nói chung và lượng phù sa đến các tuyếncông trình nói riêng đều nhỏ hơn các lưu vực min Bắc Lượng phủ sa tăng dẫn tửthượng nguồn đến hạ du

"Nhìn chung, chuỗi số liệu tổng lượng bùn cát hằng năm thời kỹ 1959-1975 tại

trạm thủy văn Mường Hinh trên lòng sông Chu tương đối đại biểu, phản ánh được

xu thé biển đổi trung bình nhiễu năm (Hình 1.6)

Thời gian (năm)

Tĩnh 1.6: Sự biến đôi tông lượng bùn cát lo lừng qua các năm Tại trạm thoy văn.

Mường Hình- Sông Chu.

Quan hệ lưu lượng nước và lưu lượng bản cát lơ lửng tại trạm Mường Hình

và Cửa Dạt có dang ham mũ Q, = a*Q° khá chặt chẽ, hệ số tương quan lớn gầnxắp xi 09 (Xem phần phụ lục tính toán hình về PLH 1 và PLH 2)

‘Qua các năm, nồng độ bùn cát tại trạm Mường Hình khá én định trong cáctháng mùa kiệt nhưng biến đổi mạnh trong các thing mùa lũ Vào mùa lũ nồng độ

"bùn cát dao động trong khoảng 600-800 g/mŸ, thấp nhất 80-110 g/mẺ, trung bình đạt200-400 g/mỶ Vào mùa kiệt, nồng độ bùn cát rit thấp, thường dao động 5-50 g/m’,trung bình đạt từ 10-20 g/m* Do đó, hàm lượng phù sa thay đổi theo thời gian vàkhông gian, phủ sa trong ma lũ lớn gdp tram lần mùa kiệt Phân phối bùn cát trongcác năm tại Mường Hinh đều tập trung vào 4 tháng mùa lũ, từ tháng VII đến tháng

X chiếm 78-90% tổng lượng bùn cất cả năm Lượng bùn cát 2 tháng lồn nhất chiếm

40-50% lượng bùn cát năm Tháng VII thường là tháng có lượng bùn cát lớn nhất

“chiếm 10-20% tổng lượng bùn cát năm (Hình 1 7),

aos wy vow ww mK Hom

The int nia

Hình 1.7: Phân phối nồng độ bin cát lơ lửng tại trạm thủy văn Mường Hinh

-Sông Chu trung bình thời kỳ 1959-1975

‘Tay theo lưu vục sông mà nàng độ bùn cất giảm din hay ting din xuống hạcdu, trên bình diện từ Mường Hinh xuống tram thủy văn Cửa Đạt (nồng độ bùn cất

tăng lên nồng độ bùn cất Mường Hình (z/, =155g/m") trong khi đó về Cita Bat(Poss =190g/m') Điều này có thể lý giả: Khả năng gia nhập của nồng độ bùn

cất của phụ lưu Khao là tương đối lớn và địa hình khu giữa Mường Hinh- Cửa Đạt

có địa chit thé nhường tương đổi thuận li cùng với địa hinh chia cắt mạnh Tóm lạikhi nghiên cứu vấn đề i lắng hồ chứa ngoài những nhân tổ địa hình lưu vực dốc

,, điều kiện.địa chất thổ nhường tạo nên cho con sông Chu tir Mường Hình xuống có him lượng

và bị chia cắt mạnh, mạng lưới sông suối dày, lượng mưa và ding chả)

bùn cát cao hơn, Còn phải nghiên cứu quy trình vận hành mực nước hỗ Vậy dòng

chiy nước và bùn cát đến, đặc điểm dia mạo và quy tình vận hành hỗ là ba nhân tổqui đình lượng và phân bé bùn cát bồi lắng trong hỗ Cita Dat

1.6 Công trình hồ chứa CiraDat

1.6.1, Các thông số kỹ thuật hd chứa.

Bang 1.15: Một số thông số kỹ thuật của hd chứa Của Đạt

T

T “Thông số A thật Kỹ hiệu en vi ki

Mực bước đừng ia tướng MNDBT = To Mục mae chế MC m m

l Mipc nước To nhất cuỗi mì TP MNINCML, m Tz

Mac mie To P=O TNL OE m Tất Mực nước in nh ORE POT NINO = Tas

uc nae Tm abit Kis POUT | MNENOATS = Tara ang ch ht ch Wa wnt | T7

; Đang ch chất We int 280

Dụng tích phông là Wr tai Hee

ang eh ti bộ Won In 1450

ign ich meh i MNDBT ry mm

3 Điệntích mic i MNEN 0.1% int iss

iin ch mich wi MNEN 001% mm xuat

om SG Bisa

1.6.2 Quy trình vận hành hồ chứa Cửa Đạt

Hỗ Cửa Dat được thiết kế để có thé cắt được những trận lũ lớn như lũlịch sử tháng X/1962, đảm bảo cho mục nước Xuân Khánh không vuợt quá 137m Trong những năm đầu h nước, phải xây dựng quy trình vận hành Hàng năm, cổ thời kỹ cắp nước và tch nước tương ứng với hai mùa kiệt và licủa chế độ thủy van sông Chu Từ tháng VII đến cuối tháng X mực nước hỗthường được duy trì ở cao trình trên đưới 110m để dung tích trống phòng lũ cho

ha du Từ VH là khoảng thời gian ích nước, mực nước hỗ tăng din lên Từ XI làthời kỳ cắp nước phục vụ phát điện và tưới cho vùng Bắc và Nam sông Chu, mực:nước hỗ giảm xuống cao trinh đến cuổi tháng VI mực nước hỗ +73m

Mực nước tối đa trước khi vận hành chống lũ là 110 m, mực nước cẩn giữ

trong mùa mưa là 10 m đến sau 1S/XT mới được phép tích tối đa lên 112 m

Đường quá ình mục nước trung bình thang điền hình thượng lưu di

Cửa Đạt

Hình 1.8: Đường quá tình mực nước trung bình tháng thượng lưu đập Cửa Đạt.

CHƯƠNG II

TONG QUAN VE TINH HÌNH NGHIÊN CỨU BOLLANG HO CHUA

2.1 Tình hình nghiên cứu tính toán bi ghd chứa trên thé giới

‘Tinh toán bồi lắng hỒ chứa đã được nhiễu nhà khoa học trên th giới quantâm Người ta coi hồ chứa đóng vai trò như một nguồn năng lượng bền vững Tạihội nghị Thượng đỉnh về Phát t én bền vững tại Johannesburg (Mỹ, 2002), các nhà

máy thuỷ điện được xem như nguồn năng lượng có khả năng tái tạo Việc bảo tổn

và quản lý bồi lắng các hỗ chứa là một phương pháp higu quá để duy trì khả năng.

trữ nhằm đáp ứng các nhu cầu hơn là xây dựng mới, do đó cin thiết phải tinh toán,

inh toán bồi lắng chủ1g tir khu vực và kích thước để có thé chứa đựng lượng bồi lắng trong vòng SO

«qui lý bồi lắng hỗ chứa Trong thé kỹ 20,

448 về bồi lắng hồ chứa Tuy nhiên, van đề bồi lắng không phải là dé dàng để có thé

giải quyết (Morris, 2003).

Bồi lắng hỗ chứa là một hiện tượng xây ra mang tinh tắt yu, gây ra nhữngảnh hưởng tiêu cực về nhiễu mặc Vì vậy, thông qua nghiên cứu bởi lắng hồ chứa

mà thực chất là tiến hành dự báo bồi lắng hỗ chứa ngay từ khi thiết kế, xây dụng

.đến suốt quá trình vận hành hỗ, nhằm tìm rà các biện phấp nhằm hạn chế quá trình

b ling tăng hiệu quả và thời gian khai thác hỗ

Khi thiết kế xây dựng hồ chứ đặc biệt trên các dong sông có lượng bùncát lớn, việc ước tính quá trình bồi lắng được xem là một công đoạn không thể bỏ

‘qua Tuy nhiên, do tính chất phức tạp của vin đễ, mức độ bồi King thực té trong quá

trình vận hành khai thác hồ thường sai khác khá lớn so với kết quả tính toán khi

thiết kế (bang 2.1).

Bảng 2.1 Bồi lắng hàng năm ở một số hỗ chứu (I0? m')

Hồ Thiếkế [ Thực đo (ước lượng) Karang Kater Đông Java 033 20

Hòa Bình Việt Nam 370 680

Nguyên nhân dẫn dén sự sai khác này chủ yêu là là do thiếu số liệu đo đạc:đồng chay cát bùn : khi thiết kế hỗ chứa, việc tính toánbổi ng được iến hành rên

liệu đo đạc đặc trưng đồng chây nước và bùn cát ở các trạm thủy văn trênlưu vực sông hoặc lưu vực lân cận Do hệ số phân tán của chuỗi dòng chảy cát bùnlớn hơn nhiễu so với đồng chay nước, vì vậy để

đến hồ đủ tin cậy, đòi hỏi chuỗi số liệu đo đạc dai hơn Một kết quả khảo sát thông

kẻ cho thấy : đễ kết quả ước lượng lượng bin cất đến hing năm đạt độ tin cậy 95%

quả ước lượng lượng bùn cất

thì với chuỗi số đo trong 20 năm, sai khác giữa giá tị trung bình chuỗi với tung

tinh nhiều năm tới 504%; Mun đảm bảo sai khác giữa giá tị trung bình chuỗi vớitrùng bình nhiều năm khoảng + 25% th thời gian đo phải đạt trên 40 năm:

Hiện nay, để tính toán bi lắng hỗ chứa, thường sử dụng các mô hình toán.tính toán lượng bồi lắng và dự báo quá trình boi lắng trong hồ Đánh giá đúng mite

449 bồi lắng, đặc biệt là dự tinh lượng bồi lắng trong quá trình vận hành hỗ có ý nghĩa thực ti hốt sức quan tong, đồng thời năng cao nhận thức khoa học vỀ một

“quá tinh tự nhiên rất phức tạp nhưng chưa được hiểu biết đầy di.

“rước năm 1954, ở nước ta có một số hồ chứa nhà máy thủy diện nhỏ như

Ta sa (825 kw), Nà ngắn (750 kw), Ban Thi (140 kw) Sau năm 1954 một loạt các.

hồ chứa mới được xây dụng như Thác bà, Đại Lãi, Suối hai, Nồi cốc Hiện nay cônước có trên 3600 hồ chứa lớn nhỏ do nhiều ngảnh tham gia xây dựng như năng,

lượng, thuỷ lợi, quốc phòng, nông nghiệp với mục đích chống lũ, phát điện, tưới,

cắp nước cho sinh hoạt và sản xuất công nghiệp Tuy nhiên sau một số năm vận

bành đã xuất hiện việc bồi lắng bin cát lòng hd, Bồi lắng bùn cát lòng hỗ là một

biện tượng tự nhiên xây ra liên tục và ở các mức độ khác nhau ảnh hưởng xấu đến

sự tổn tại và hoạt động của các hỗ chứa

Lâu nay, các nhà thiết kế thuỷ lợi - huỷ điện ở nước ta thường xác định dungtích chết của hỗ chứa bằng cách nhân lượng bùn cát đến với tdi thọ của hỗ Tuổithọ của hd chứa được quy định theo cấp công trình tại Khoản mục 4.6.1 tiêu chuẳn

Việt Nam TCVN 5060-90 Do quá trình bồi lắng bùn cát trong các hồ chứa lớn, đặc.

biệt là các ‘nita dang sông dài diễn ra hết súc phúc tap, nên cách tính này lựa chon mực nước chết thiên lớn, không tận dụng tối đa dung tích hiệu dụng của hd cho các mục đích cấp nu hát điện và phòng lũ

Hiện nay, Việt Nam vẫn chưa có quy phạm hướng din tính toán dong chảy

bùn cát và bai lắng hồ chứa Lượng bùn cát đến hỗ được xác định trên cơ sở số liệuthực do bùn cát lơ lửng ta các trạm thuỷ văn trên lưu vực hd hoặc lưu vực tương tự

Lượng bùn cát di đáy lấy bằng 20-40% bùn cát lơ lửng Lượng bùn cát bỏi lắng.

toán khi ứcược ước tính bằng phương pháp đơn giản Vì vậy, kết quả

thường sai khác nhiều so với thực tế xây ra trong quá trình vận hành hỗ.

Ở nước ta, nghiên cửu bồi lắng thụ hút được sự quan tâm của nhiễu tác

giả Ví như lưu vục sông Đà và công tinh thuỷ điện Hoà Bình,

'Viện thiết kế Thuỷ công Matxcova (1974) đã.

tính At 05 ngày trong mùa lũ để nghiên cứu bai lắng cát bùn hd chứa Hoà Bình và

dụng mô hình toán với bước

<r báo rằng hồ sẽ bị lắp đến cao ình 485m sau 60 năm vận hành.

Cao Đăng Dư (1992) đã nghi

Bình, xác định lượng bùn cất gia nhập khu giữu bằng mô hình USLE là 192 triệu

cứu xói môn lưu ve và bội lắng hồ Hồatninăm, tính toán lượng bùn cát di đáy qua Tà Bú bằng một số công thức kháchau và di đến kết luận lượng bùn cát di đầy bằng 30% lượng bùn cát lơ hing

Mot số cơ quan trong nước và nước ngoài, rên cơ sở phân ích số liệu cấtbùn tại tuyển Tà Bú, đã công bổ các kết quả tính toán Khác nhau về bồi lắng hỗchứa Sơn La.

Ngay cá các hỗ chứa vừa, được xem xét tương đối kỹ, và tính toán với một

cơ sở tương đối tin cậy như hồ chứa Tuyên Quang - Công trình thuỷ điện ThQuang, hồ chứa Thác Bà - Thuy điện Thác Bà, dự báo về bồi king bùn cất trong hồ

va đường nước dâng trong quá trình vận hành các nim tiếp theo

2.3 Giới hiệu một số mô hình tính toán bồi Ling hd chứa

= Việc nghiên cửu bồi ing hỗ chứa chủ yu tập trung vào bốn vn đề chính1) Xác định lượng bin cát dn hỗ chứa

2) Xác định lượng bùn cát ra khỏi hồ chứa

+ M6 hình HEC-6 do Trung tâm Kỹ thuật Thuỷ văn Quân độ Mỹ xây dựng

từ năm 1973, Đây là mô hình một chiễu viết cho dòng chảy một chiều trong kênh

hở lòng động, dùng để dự báo sự biển đổi địa hình lòng sông hồ do bồi lắng hoặcxói lở trong các giai đoạn bồi lắng khác nhau (một số tháng, nhiều năm hoặc một

son)

+ Mô hình RUS-1 do Viện Thuy công Métxcova xây dựng từ những năm

1970, Đây là mô hình tính bồi lắng một chiều viết cho dòng chảy không ôn địnhtrong kênh hở Các công thức tính sức ti cất của các tác giả Liên Xô cũ như Shamov, Velikanov, Goncharov được t tiên sử dụng

+ Mô hình GSTARS (the Génal Stream Tube Model for Alluvial River

vết

Simulation) do Cục Khai hoang Hoa Kỳ xây dựng Đây là mô hình một chicho đồng khí

hay hai chiều bằng cách sử dụng khái niệm ống đồng để nh toán thuỷ

ổn định, nhưng có khả năng mô phòng một vài khía cạnh nào đó của đồng

lực và vận tải bùn cát

++ Mô hình WENDY do Viện Kỹ thuật Thuỷ lợi và Mỗi tường Delf (Hà Lan)kết hợp với Tổ hợp Kỹ thuật Núi Tuyết (Australia) xây dựng năm 1982, Dây là môhình một chiều viết cho dong én định trên mạng sông

+ Mô hình GSTAS (The General Stream Tube Model for Allvial RiverSimulation) đo Cục khai hoang Hoa Kỹ xây dựng Đây là mô hình một chiu viếtcho đồng không ổn định, nhưng có khả năng mô phông một vài khía each nào đócủa đồng cháy hai chiéu bằng cách sử dụng ống dong để tính toán thủy lực và vậntải bùn các Mô hình có thể tính bồi - xôi cho hơn 10 cấp hạt khác nhau nhưngkhông mô phỏng du

+ Mô hình FLUVIAL-12 do Howard Chang xây dựng từ năm 1988 Đây là

mn định gồm 5 khối: Khối tính thủy lực,

‘qua trình bồi ~x6i của các hạt sét và bùn.

mô hình một chiễu viết cho đồng khôi

Yang(1972,1986), Graf(1970), Ackers-White(1973), Meyer-Peter-Muller(1948);,Khối tinh sự thay đổi lòng sông theo chiều ngang; Khối tính sự thay đổi lòng sông,theo chiều dọc: Khối tinh sự thay đổi lòng sông theo chiều ngang của những đoạnsông cong, Mô hình không thé

bùa

ö phỏng được quá trình bồi -xối của các hạt sét và

+ Mô hình SSIIM được Nils Olsen (Viện Công nghệ Na Uy) xây dung bằngviệc sử dụng phương pháp thể tích hữu hạn để giải các phương trình Navier ~Stokes trong không gian ba chiều trên một lưới cơ bản không trực giao Một mô

hình thể tích hữu hạn ba chiều khác nhau cũng được sử dụng để tính toán nồng độ

bùn cát rong hỗ chứa bằng việc giải phương tỉnh khuyết tần đối lưu Mô hình chocác kết quả tốt trong việc mô phỏng xói môn đấy và khả năng mô phỏng bùn eat

mịn

+ Mô hình EFDC (Environmental Fluid Dynamics Code) được cơ quan bảo

vệ mỗi trường mỹ US EPA phát tiễn từ những năm 1980 và đến năm 1994 được

các nhà khoa học của viện Khoa học Biển Virgina tếp tục xây dựng Mô Hình là môhình da chiều (1 chiều, 2 chiều, 3 chidu) và nó mô phông các quá tình thuỷ độnglực học, vận chuyển lan truyền các vật liệu bùn cát, chất 6 nhiễm và chất dinh