Luận văn thạc sĩ Khoa học môi trường: Nghiên cứu đánh giá bồi lắng và đề xuất một số biện pháp giảm thiểu ảnh hưởng của bồi lắng đến môi trường và khai thác sử dụng nguồn nước hồ chứa Hòa Bình trên sông Đà

LỜI CAM ĐOAN

Họ và tên: Nguyễn Thị Diệu Tú Lớp: 23KHMT21 Mã HV: 1582440301007

Chuyên ngành đảo tạo: Khoa học môi trường Mã số: 60440301

Tôi xin cam đoan luận văn được chính tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn của GS.TS Lê Đình Thành với đề tài “Nghiên cứu đánh giá bồi lắng và đề xuất một số biện pháp giảm thiểu ảnh hưởng của bồi lắng đến môi trường và khai thác sử dụng nguôn

nước hô chứa Hòa Bình trên sông Đà”.

Các kết quả nghiên cứu và các kết luận trong luận văn là trung thực, không sao chép từ

bất kỳ một nguồn nào Việc tham khảo các nguồn tài liệu đã được trích dẫn và ghi

nguôn tài liệu tham khảo đúng quy định.

Hà Nội,ngày tháng năm 2017 Học viên

Nguyễn Thị Diệu Tú

LỜI CÁM ON

“Trước tiên, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến Ban giám hiệu trường Đại học Thủy Loi,Khoa Môi trường đãđỡ, tạo mọi điều kiện cho tôi học tập, nghiên cứu và hoànthành luận văn này.

Đặc tôi xin bày tỏ sự biết om sâu sắc đến GS.T§ Lê Đình Thành, người đã trực tiếp tận tỉnh hướng dẫn và giúp đờ tối hoàn thành luận văn này.

Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Trung tâm Nghiên cửu Môi trường, Viện

Khoa học Khí tượng Thủy văn và Biển đổi khi hậu đã cho phép tôi sử dụng các ti

liệu, kết quả quan tắc hồ Hỏa Bình vào rong luận văn này

Qua diy, tôi xin cảm om bạn be, đồng nghiệp và gia đình đã động viên, khích I, giúp

đỡ tôi trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn này.

Mac dit bản thân da rit cổ gắng hoàn thiện lun văn bằng tắt cả sự nhiệt huyết và năng:

Ie của mình, song với kiến thức và nguồn số liệu còn nhiễu hạn chế cũng như edn

phải hoàn thành trong giới hạn thời gin quy định lain văn này chắc chin còn nhiều

thiếu sót Tác giả rất mong nhận được những đóng góp quý báu của quý thầy cô và các

chuyên gia để nghiên cứu một cách sâu hơn, toàn diện hon trong thời gian tới.

Xin trân trọng cảm ơn!

Hà Nội ngiy tháng năm2017

su Tú

iil

1 Đặt vin di 1h cấp thiết của dé tài 1 2 Mục tiêu nghiên cứu của dé tài 2

3 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu _ -2

CHƯƠNG 1: TONG QUAN VE BOI LANG VA CÁC NGHIÊN CỨU BOL LANG HO CHUA HÒA BÌNH 4 1.1,Gi6i thiệu về hỗ chứa Hòa Bình «e4 1.1.1 Hồ Hòa Bình và một số thông số cơ bản của công trình thủy điện Hòa.

Bình 41.1.2.Quy trình vận hành hỗ chứa Hòa Bình .5

1.2.Téng quan về bồi lắng hồ chứa và các nghiên cứu bồi lắng hồ chứa trên

xông Đà và hd Hòa Bình 7

71.2.2 Bồi lắng hồ chứa trên lưu vực sông Đà os on 10

3 Các nghiên cứu về bôi lắng và giảm thiểu bồi lắng trên lưu vực sông Da và

hỗ Hòa Bình : "

1.3.1 Các nghiên cứu về bồi lắng hệ thống hỗ chứa trên dòng chính sông Đà 11 1.3.2 Các nghiên cứu dé xuất biện pháp giảm thiểu tác động bồi lắng hồ Hòa

Bình 15

1.4 Những tồn tại trong nghiên cứu bồi lắng hồ Hòa Bình và hướng nghiên cứu

của luận văn " sen = 17 1.4.1 Những vẫn đề tồn ti "7

1.5 Kết luận chương 1 „18

CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU BOI LANG VÀ DANH GIÁ ANH HƯỚNG CUA BOLLANG DEN MỖI TRƯỜNG VÀ KHAI THÁC SỬ DỰNG NƯỚC

HO CHUA HÒA BÌNH 19

2.1 Phân tích đánh giá các nguyên nhân gây bôi lắng hỗ Hòa Bình 19

19: : sone 1

2.2 Nghiên cứu đánh giá bồi lắng hồ chứa Hòa Bình bằng phương pháp so

Hướng nghiên cứu của luận văn.

2.1.1 Nguyên nhân tự nhiên2.1.2 Nguyên nhân do con người

sánh thể tch _ : : 232.2.1 Giới thiệu chung 23

2.2.2 Phương pháp nghiên cứu đánh giá bồi lắng 23

2.2.3 Các bước tính toán se " 4

2.2.4, Đánh giá bồi lắng hồ chứa qua các kết quả tinh toán 25 2.3 Đánh giá diễn biến bùn cát trong sông theo mô hình toán thủy văn 30

2.3.1 Giới thiệu phương pháp đánh giá và lựa chọn mô hình toán 30

2.3.2 Ung dụng mô hình HEC-RAS nghiên cứu bồi lắng hồ Hòa Binh 39

2.4 Dinh giá ảnh hưởng của bồi

nước hỗ chứa Hòa Bình 612.4.1 Ảnh hưởng của lượng nước và môi trường khu.

CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU DE XUẤT MỘT SO BIEN PHÁP ĐỀ QUẢN LÝ VA GIẢM THIẾU BOI LANG BUN CAT Ở HO CHUA HÒA BÌNH 68 3.1 Dự báo bồi lắng hồ Hòa Bình đến năm 2020 68 3.1.1 Phương pháp dự báo bồi lắng hồ chứa 68

3.2.3, Để xuất biện pháp giảm thiểu đựa trên kết quá dự báo bai lắng bản cát và

xây dựng bản đỗ nguy cơ bồi xói „86

3.3 Kết luận chương 3 : 88 KET LUẬN VÀ KIEN NGHỊ _—- _—- ¬— 89 1 Các kết quả đạt được của luận văn : 89

2 Một số vẫn dé tồn tại 89

3 Các kiến nghị 90

TÀI LIỆU THAM KHẢO — - „92

PHỤ LỤC 94

DANH MỤC HÌNH ANH

Hình 1 1 Vị tr hồ Hòa Bình và các hỗ chứa thủy điện trên sông Đà s Hình 2 L Biểu đồ thể hiện khối lượng bồi lắng qua các năm (1990 - 2013) 2ï Hinh 2,2 Biểu đồ mặt cất dọc hỗ Hòa Binh qua các thời kỹ (1990 - 2013) 2

Hình 2 3 Phương pháp đánh giá 31

Hình 2.4 Sơ đồ lượng không chế được sử dụng trong mô hình HEC-RAS dé tính toán

bùn cát 34Hình 2.5 Sơ đỗ các mặt cắt trên hồ Hồa Bình 36Hình 2, 6 Quá tình mô phỏng, và tính toán bùn cát ding mô hình HEC-RAS l

Hình 2, 1 Sơ đồ vịtrí khu vực tính toán bồi lắng hỒ chứa Hòa Bình sử dụng mô hình

HEC-RAS 2Hình 2.8 Biển thiên lau lượng tinh toán và thực do của hd Hoa Bình trong gia đoạn2007-2010 45Hình 2.9 Tương quan giữa lưu lượng tính toán và thực đo tại vi í trạm Hòa Bình(hiệu chỉnh cho giai đoạn 2007-2010) 46

Hình 2.10 Biển đổi địa hình đáy hồ tại mặt cắt 5 qua các năm 48

Hình 2.11 Biến đổi dia hình day hồ từng năm tại mat it 5 theo tinh toán 4

Hình 2.12 Biển đối địa hình day ho tại mặt cắt 20 qua các năm 49

Hình 2.13 Biển dỗi địa hình day hỗ timg năm tại mặt cắt 20 theo tinh toán 50

Hình 2.14 Biển i địa hình day hồ tại mặt ct 33 qua các nấm 50Hình 2.15 Bién di dja hình day hỗ từng năm tại mặt cắt 33 theo tinh toán si

Hình 2.16 Biến đổi dia hình đáy hd ti mặt cất 50 qua các nam, 32 Hình 2.17 Biến đổi địa hình day hỗ từng năm tai mặt cắt S0 theo tính toán s2 Hình 2.18 Biển đổi địa hình đáy hồ tại mat cất S6 qua các năm 33 Hinh 2.19 Biển đổi địa hình đáy hồ từng năm tại mặt cắt 56 theo tính toán %4

Hình 2.20 Biển thiên lưu lượng tính toán và thực do của hd Hòa Bình trong giai đoạn2011-2013 35Hình 2.21 Tương quan giữa lưu lượng

(kiểm định cho giai đoạn 2011-2013) 56

toán và thực do tại vị tí trạm Hòa Bình.

vi

Hinh 222 So sinh sốiệu cao độ đầy sông tính oán và thực đo năm 2013 ti mặt cắt 5

Hình 2.23 Tương quan giữa cao độ đáy sông tinh toán vả thực do năm 2013 tại mặt cắt 5 57 Hình 224 So sinh số ệu ca độ đấy sông tin toán và thực do năm 2013 tại mặt cắt20 57

Hình 225 Tương quan giữa cao độ đáy sông tính toán và thực đo nấm 2013 tại mat et 20.58

Hinh 2.26 So sánh s iệu cao độ đáy sông tính oán và thực đo năm 2013 tại mặt cắt 33 58 Hình 227 Tương quan giữa cao độ đấy sông tính toán và thực do năm 2013 ta mặt ct 33 59

Hình 2.29 Tương quan giữa cao độ đáy:

Hình 2.30 So sánh số liệu cao độ đáy sông tinh toán và thực đo năm 2013 tại mặt cắt 56 60)

"ng tính toán và thực do năm 2013 tại mặt cắt 50 60)Hình 2.31 Tương quan giữa cao độ đáy sông tinh tn và thực đo năm 2013 6ltai mat cit 56 61inh 2.32 Bãi bồi ti khu vục hỗ Hồa Bình 6

Hình 3.1 Địa hình mặt cắt dge sông nam 2013 và 2020 o Hình 3, Lượng bùn cát bồi ng qua các năm (2013-2020) 70

3.3 Biển đổi địa hình day sông giai đoạn 2013-2020 tai mặt cit 5 n

Hình 3.4 Chênh lệch độ cao đáy sông giữa 2 năm 2013và 2020 tại mặt ắt5 72

Hình 3, 5 Biển đổi dia hình đáy sông giai đoạn 2013-2020 tại mặt cắt 20 BHình 3.6 Chênh lệch độ cao đáy sông giữa 2 năm 2013 vi 2020 ti mặt ct 20 74

Hình 3.7 Biển đổi địa hình đây sông giai đoạn 2013-2020 tai mặt cắt 33 15

Hình 3.8 Chênh lệch độ cao diy sông giữa 2 năm 2013 và 2020 tại mặt cắt 3 5

Hình 3.9 Biển đội địa hình đáy sông giai đoạn 2013-2020 tại mặt cắt 41 76 Hình 3.10 Chênh lệch độ cao đây sông giữa 2 năm 2013 và 2020 tại mặt cắt4I 77 Hình 3 11 Biến đổi địa hình đáy sông giai đoạn 2013-2020 tại mặt cit 50 T8

Hình 3.12 Chênh lệch độ cao day sông gia 2 năm 2013 và 2020 ti mặt cắt 50 78

Hình 3.13 Quy trình xây dựng bản dé nguy cơ bồi xói hd chứa Hòa Bình 80 Hình 3 14 Vị tr xây dưng bản đồ nguy cơ bai x6i hỗ chứa Hòa Bình si Hình 3.15 Các điểm đo đạc trên 12 mit ct tại khu vực nghiên cứu 82 3.16 Ban đồ nguy cơ bồi xói khu vực trọng điểm hồ chứa Hòa Bình 85

DANH MỤC BANG BIEU

Bing 1.1 Một số thông số của hồ chứa Hồa Bình

Bang 1.2 Tình hình bồi lắng hỗ chứa ở một số địa phương

Bảng 1.3 Xu th di n biển bùn cát theo thời gian hỗ Thác Bà

Bảng 1.4 Thống kê các thông số dung tích hồ qua các năm của hồ Trị An

Băng 2 1 Kết quả tính toán bồi lắng lòng hỗ Hòa Bình năm 190 ~ 2013 Bảng 2.2 Phân chia khu giữa hỗ Hòa Bình

Bảng 3 1 Tổng lượng bùn cát bi lắng trong hỗ Hòa Binh giai đoạn 2013-2020.

vi

MỞ DAU

1 Đặt vấn đỀ và tỉnh cấp thiết của để tài

Hỗ chứa Hòa Bình là một công tình trọng điểm của nhà nước, ã chính thức điều it

tử năm 1989 và ding mục nước đến cao tình bình thường từ năm 1990 H chứa dang sông, dài, hẹp và sâu với dung tích 9,45 ty m Đây một nguồn tài nguyên quý giá đồng vai trò quan trọng đối với sự phát triển kinh tẾ xã hội của cả nước Sau khi thủy điện Son La đi vào vận hành và tương lai là hỗ thủy điện Lai Châu, hồ Hòa Bình làhỗ bộc thang nằm tại vị tr cuối cũng trên đồng sông Đà.

Sau hơn hai mươi năm, kẻ từ khi hỗ chính thức tích nước điều tiết đến cao trình mye

nước dâng bình thường (1990), hỗ Ha Bình đã mang lại nhiễu lợi ích đáng kể cho cả nước nói chung và tinh Hòa Bình nói riêng cả về mặt kinh tế và xã hội như diễu hòa "khí hậu, cắt lũ cho vùng hạ du Dac biệt cung cấp nguồn điện năng cho cả nước, giảm.

nguồn nhiên liệu hoá hạch cho các nhà máy nhiệt điện, giao thương hang hóa giữa cáctỉnh phíbắc bằng đường thủy phát triển mạnh mẽ, du lịch lòng hd phát triển đã

mang lại lợi ích cho tinh Hòa Binh,

‘Tuy nhiên với khoảng thời gian như vậy lượng bùn cát lắng đọng trong hỗ Hòa Bình

cũng rất lớn Trung bình mỗi năm khối lượng ùn cát bị giữ lại trong hỗ là hơn 57 triệu

m` Với tổng lượng bùn cát bi lắng hơn 1 tỷ m đã làm cho dung tích hỗ dang

thủ hẹp lại, có những đoạn hồ đã bị bồi ấp cả phẩn dung tích hữu ích làm cho tuổi thọ.

ding tích củ hồ giảm dẫn, ngu tả nguyên nước ngọt bị suy giảm,

Trude tình trạng sa bồi nghiêm trong như vậy hi việc nghiên cứu ảnh hưởng và phân tích dự báo bồi lắng cho hồ thủy điện nói chung và hồ thủy điện Hòa Bình nồi riêng là tắt cần thiết và cắp bách Từ những năm 92, vin đề nghiên cứu bồi lắng hd chứa Hòa Bình cong với những biện pháp hạn chế bai Hing đã được đt ra và thực hiện rong một số đề tải; cơ sở khoa học tính toán ng cát bùn hỗ chứa cũng được nghiên cứu

trong luận án tiến sĩ chứng tỏ vấn đề này là quan trọng và rất được quan tâm, Theo

thời gian, cùng với những sự thay đổi điều kiện thủy văn trên thương lưu hỗ chứa HòaBình, sự xuất hiện của những hồ chứa mới, cátnhu cầu ding nước, sự biển đổi của khí

hậu cùng với sự xuất hiện, phát triển ngày càng cao của các công cụ tính toán, các môhình toán, sự kết hợp của các số liệu thực do với các phương tiện do đạc, tính toán mới

đã tạo điều kiện thuận lợi để có thé nghiên cứu ảnh hưởng và đánh giá bồi lắng lòng hỗ

Hoa Bình một cách cu thể và hiệu quả hơn Vi vậy, đ ti luận văn “Nghiên cứu đánh

giá bồi lắng và dé xuất mật số biện pháp giảm thiéu ảnh hướng của bồi ting đến môi trường và khai thắc sử dung nguồn mước hỗ chica Hồ Bình trên sông Đã tập trong nghiên cứu bùn cát bồ tng lòng

văn Tạ Bú

HEC-RAS dé dự báo nguy cơ bỗi ling lòng hỗ phục vụ cho quản lý kim soát bồiHoa Bình trên lưu vực sông Da từ trạm thủy

én đập thay đ hồ Hòa Bình qua s6 liệu thực đo và ứng dụng mô hình Hing, giảm thiểu thiệt hại doi lắng hồ chứa Hồa Bình,

2 Mye iêu nghiên cứu của đề tải

~ Nghiên cứu, đảnh giá được nguyên nhân, diễn biển bồi lắng lòng hd Hòa Bình trên

cơ sở số liệu quan tre và ứng dung mô hình toán HEC-RAS.

quất được một số 1 pháp nhằm trợ giúp cho cơ quan quân lý kiểm so ling, giảm thiểu thiệt hại do bồi lắng của hd như dự báo bài lắng bằng việc xây dưng bản đồ nguy cơ bồi lắng hồ chứa Hòa Bình.

3 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

Cách tiếp cận

Do sự thay đổi của nhiều điều kiện thủy văn, công trình, địa chất khu vục hồ chứa Hòa Bình diễn ra quá tình bồi sối khá phúc tạp, để đảnh giá và dự bảo cũng như xây dụng bản đô nguy cơ bồi x6i một ích thuyết phục và hợp lý, cần phải có ách tếp

cân hệ thông thủy văn lưu vục sông Đã đồng thời có cích ỔẾ cận tổng hợp,

Tiếp cận tổng hợp tổng hợp phân tích tắt cả các nhân tổ liên quan cũng như các mỗi in tổ ảnh hưởng đến vin đề bồi King bùn cát hỗ chứa dé tiễn hành các nội

ép cận hệ thông sử dụng phương pháp phân tích hệ théng để nghiên cứu, giải quyết

bài oán bổi lắng bin cát trong hỗ chứa, xây dựng sơ đỗ mô phòng hệ thong khi ứng dạng mô hình toán bồ lắng hỗ chứa cho hd Hòa Bình

Phương pháp nghiên cứu

1) Phương pháp thu thập, phân tích và xử lý tài liệu

CCc số liệu thụ thập tap trung vào các yếu tổ khí tượng, thủy văn, các yếu tổ thời tiết ị thường, các thôi điểm xảy ra các qué tình bồi tụ quy hoạch sử dụng đất, quy hoạch

phát triển kinh txã hội trong vùng Ngoài ra còn thu thập các thông tinloạt động

n nhân

khai thác sử dụng nước, tinh hìnhlắng cũng như ảnh

hưởng của hiện tượng bồi lắng đến mỗi trường, ải nguyên nước Việc tha thập được

tiến hành qua các cơ quan và nhiều phương diện khác nhau Sử dựng phương pháp.

tổng hợp, thông kẻ, phân tích, xử lý các số hậu oa bản đã có, các số liệu thực do cho

nghiên cửu Việc xử lý tài liệu được tiền hành trình tự và nghiêm túc.

2) Phương pháp mô hình toán thúy văn

~ Ap dụng mô hình toán hiện đại dé tính toán, mô phòng chế độ thủy động lực, vận

chuyển bùn cát và diễn biển lòng dẫn, hình thấi sông, các quá trình động lục và vận

chuyển bin cát được tinh toán với sự cập nhật bién đi liên tục của địa hình đầy và độnhám thủy động theo các bước thời gian tính

~ Việc áp dung mô hình tuân thủ theo nguyên tắc cơ bản: mô hình phải được hiệu chỉnh và thẩm định một cách kỹ lưỡng qua các chuỗi số liệu độc lập vẻ thời gian Chỉ 6 như thé mô hình với có ý nghĩa tính toán cho các kịch bản để ra và các kết quả đánh

giá mới có ý nghĩa cao trong thực tế.

~ Luận văn sử dụng mô hình HEC-RAS để tính toán vận chuyển bùn cất và dự báo

bồi lắng cho hồ thủy điện Hoa Bình 3) Phương pháp kế thừa

“Trong quá tình thực hiện, luận văn có tham khảo một số tài liệu, dé tài, luận án có liên

‘quan đã được nghiên cứu trước đây của các tác giá

.4).Phương pháp thông ké thủy vấn

Sử dụng thống kê để xây đựng các biểu bang, các biểu đỗ trong đánh giá bồi lắng cũng

như X quả tính toán trong luận văn.

,Các công cụ kỹ thuật sử dung tr lên cứu:

~ Công cụ GIS để xây dựng bản đỗ từ ban đồ nền được số hóa và các số liệu bổ

CHUONG 1: TONG QUAN VE BỞI LANG VÀ CÁC NGHIÊN CỨU BOL

LANG HO CHUA HOA BÌNH

1.1 Giới thiệu về hd chứa Hòa Bình

Ld. Hb Hòa Bình và một số thông số cơ bản cia công trình thủy điện Hoa Bình Hồ chữa Hoa Bình được khởi công xây dựng ngày 6 tháng 11 năm 1979 và khính

nh nhà máy vào ngày ngày 20 tháng 12 năm 1994 Công suất thiết kế là 1.920 MW,

sồm 8 tổ máy, mỗi tổ máy có công suất 240 000 KW, Sản lượng điện hing năm là

8.16 tỷ KWh

Hồ chứa Hòa Bình được xây dựng phục vụ cho các mục đích chính là: Chống lũ cho vũng đồng bằng châu thd sông Hồng, tong đồ có thủ đô Hà Nội: pit điền: tưới iu,

1g hạn cho nông nghiệp và giao thông thủy Một số thông số cơ bản của công trìnhthủy điện Hòa Bình được trình bày trong bảng 1.1

Bảng 1.1 Một số thông số của hồ chứa Hòa Bình

Thing số Đơn vị Giá trị

7 Nha má

~ Công xu lip máy MW) 1920 ~_Dign lượng trung bình năm 10°KWh 8,16

3- Dip ding

= Cao trình đỉnh đập m ie

= Chiễ đài dinh đập, m 73a

~ Lamu lượng xã tối da qua cửa xã đầy mỹ 21.900

= Lan lượng xã ti da qua cửa Xã mặt ms) 13500

3 Hồ chứa

~ Mực nước dng bình thường m 115-117

~ Mực nước chết m s0

= Mực nước gia cường m 130= Dung teh toàn bộ Km 345

"Hình 1.1 Vị tí hồ Hòa Bình và các hd chứa thủy điện trên sông Đà 1.1-2.Quy trình vận hành hé chứa Hòa Binh

1.1.2.1, Quy trình vận hành hỗ khi chưa có hỗ thủy điện Sơn La

Hồ chứa Hòa Bình được thiết kế để có thẻ cất được những trận lũ lớn như lũ lịch sử

thắng VIIU/1971, đảm bảo cho mực nước Hà Nội không vượt quả 13,3 m Để nâng cao

hiệu quả chống lũ cho hạ du và phát điện, giảm thiểu mâu thuẫn giữa các ngành dùng nước, cin phải có quy trình vận hành hop lý, Ngày 12/VU1997 Bộ trưởng Bộ Nông

nghiệp và phát

'Công Tan đã ký quyết định số $7 PCLBTUQD vẻ quy trình vận hành hé Hòa Bình [2] Có thể tóm tắt một số nội dung của quy trình như sau:

lên nông thôn, Trưởng ban phòng chống It bão Trung ương Nguyễn

Điều 6 quy định 3 thời kỳ vận hành: (1) Thời kỳ lũ sớm từ 15/VI - 15/VII, (2) Thời kỳ

lũ chính vụ từ 16/VII - 25/VII, (3) Thời kỳ lũ muộn từ 26/VIH - 15IX.

Điều 7 quy định khi hd chứa fim nhiệm vụ cất lũ cho hạ da, mực nước trong từng giai đoạn cho phép duy trì ở mức tối đa như sau

1) Thời kỳ lũ sớm từ 15/VT- 15/VI

+ Từ 15/VI - 15/VII: mực nước hồ được điều tiết ở cao trình +914 2 m.

+ Trước ngày 25/VI do yêu cầu cấttiểu man, đảm bảo không xả xuống hạ lưu lưu

lượng lớn hơn 4000 m'/s thì có thé nâng mức nước hỗ cao hơn nhưng không quá cao

trình +100 m và phải đưa về mức +912 m trước ngày I/VII

2) Thời kỳ lĩ chính vụ từ 16/VII - 25/VIIL

Mie nước hd được điều tiết ở cao trình 4908 2m.

3) Thời kỳ lũ muộn từ 26/VIH - 15/1X:

Tay theo tình hình thờ tết cuối tháng VI, dự báo đầu tháng IX và kết quả tích nước làm nhiệm vụ cắt lũ của hỗ trong thời kỳ lũ chính vụ, Ban chỉ đạo PCLBTƯ sẽ trao đổi

với Tổng công ty điệ lực Việt Nam (nay là Tập đoàn điện lực Việt Nam) và Tổng cục

Khí tượng Thủy văn (nay là Trung tâm Khí tung Thủy văn Quốc gia) để quyết định

1.2.2.2 Quy tình vận hành hỗ khi có lồ thủy điện Son La

“Thủ tướng Chính phủ đã ký Quyết định số 1622/QD-TTg ngày 17 tháng 09 năm 2015

Vé việc ban hành Quy tình vận hành liên hỗ chứa trên lưu vực sông Hồng [3], bao gồm các hồ: Sơn La, Hòa Bình, Thác Ba, Tuyên Quang, Lai Châu, Bản Chit và Huội

Quang Có thể t6m tắt một số nội dùng sau

Điều 7 quy định 3 thời kỹ vận hành: (1) Thời ky lũ sớm từ 15/VI - 19/VII, (2) Thời kylũ chính vụ từ 20/VH - 2/VIIL, (3) Thời kỳ lũ muộn từ 22/VIH - 15IX Các điều8,9,10 quy định vận hành các công trình trong từng thời kỳ lũ sớm, lũ chính vụ và lũmuộn.

`Với địa hình lưu vục đốc và bị chia cắt mạnh, mạng lưới sông suỗi diy, lượng mưa và đồng chảy phong phú kết hợp với các điều kiện địa chất, thổ nhường, thảm phủ thuận

lợi khác,

‘vn hành liên hd, mực nước hỗ Hòa Bình trong mùa lũ thưởng được duy trì ở cao trình

sông Đà là con sông có nồng độ bùn cát cao nhất cả nước Theo Quy trình.

trên 101 m Dồng chay nước và cất bùn đến, đặc điểm địa mạo và quy trình vận hành,

là ba nhân tổ chính quy định lượng và phân bổ bùn cát bai King hỗ Hòa Bình,

1.2 Tổng quan về bồi lắng hồ chứa và các nghiên cứu bồi lắng hồ chứa trên sông Da và ho Hòa Bình.

1.2.1 Bồi lắng hồ chứa ở Việt Nam

‘Theo thống kế năm 2012 của Tổng Cục Thủy lợi cả nước có 6.688 hỗ chứa thủy lợi

«fe loại, rong đồ chủ yêu là hỗ nhỏ dưới 1,0 triệu m3 chiếm gắn 90%, cụ thể ~ Hỗ có dung ích trên 100 triệu mỖ: l6 hồ

~ Hỗ có dung tích dưới 0,2 triệu mẺ: 4.182 hồ

“Các nghiên cứu gin đây của các nhà khoa học (Ngô Trọng Thuận, Cao Đăng Du, 2002

hay Nguyễn Kiên Dũng, 2012) cho thấy có tới gin 40% số hỗ chứa bị bồi lắp với mức:

độ vừa đến nghiêm trọng, nhữn chung bai lấp đối với hẳu hết các hỗ là nhanh hơn thiết

kg, Sự i ling lồng hồ vượt quá mức cho phép, làm giảm dung tích hầu ch là một

trong các nguyên phân chủ yêu gây nên tình trạng không đủ nước tưới của các hỗ chứa Ngoài ra bồi ling tong h con gây bit lợi cho việc vận hành và an toàn công

3.trình và kéo theo nhiều ảnh hưởng khác đến môi trường cả ở thượng và hạ lưu.

Tình trang các hồ chứa bị bi lắp xảy ra trên phạm vi cả nước nhưưng mức độ năng nb

hơn cả là ở Tây Bắc, Đông Bắc và Tây Nguyên ~ những vùng ổ điện tích rừng bị tàn

phá ác ligt, sườn đất đốc và việc khai thấc ti nguyên mạnh mẽ dina hằng ngày và thiếu sự kiểm soát [4] (xem bang 1.2)

Bảng 1.2 Tình hình bồi lắng hd chứa ở một số địa phương

(Nguồn: Liew Van Lâm, 201494] [hur vậy, mối chỉ với số liệu của 6 tính điển hình như trên thi đã mắt tới 150 triệu mÌ dụng tích hồ chứa Dây không phải là vin đề nhỏ, nó cho thấy ý nghĩa và tằm quan tưọng tong việc han chế bat King hỗ chứa Một số hỗ chứa điển hình đã được nghiên cửa tong những năm gần dây cho thấy hiện tượng bồ lắng như sau:

(1) Hồ chứa Thác Bà là hồ thủy điện lớn đầu tiên của Việt Nam được xây dựng từ

những năm 1960 Trong nghiên cứu của Nguyễn Kiên Dũng và Cao Phong Nhã, 2005

(5) với hd chứa Thác Bà, tổng lượng bùn cát lơ img vận chuyển qua mặt cắt trạm Bao `Yên trung bình nhiều năm là 4.56 x 10° tổn năm, Trong đó, lượng bùn cất vào những thing mùa lũ chiếm phần lớn và bằng 80,04% Tuy nhiên, theo thời gian him lượng: bùn cát tăng lên rõ rệt do các hoạt động dân sinh kính tế trên lưu vực Lưu lượng bùn cat bình quân ngày trung bình thời kỳ 1998-2004 gấp 1.5 lin so với thời kỳ

Bảng 1.3 Xu thé dim biển bùn cát theo thai gian hồ Thác Bà TT Giai đoạn Q (mas) Qs (tắn/ngày)

Lượng bùn cất lắng đọng rong hỗ Thác Bà chủ yéu do sông Chủy vận chuyển vào qua mặt cắt trạm thuỷ văn Báo Yên cộng với lượng ban cát do Ngôi Biết và lượng bin cát gia nhập khu giữa Lưu lượng bùn cát trung bình các giai đoạn tới hỗ Thác Bà như.

bảng 1.3 Tổng lượng bùn cát lắng dong sau 30 năm vận hành (1972-2001) trong

khoảng 163-175 x 10° mỄ.

Nghiên cứu trên đã bước đầu đánh giá hiện trang, dy báo diễn biển bùn cat hỗ chứa

“Thác Bi hồ chứa thủy điện lớn đầu tiên của Việt Nam Nghiên cứu cho thấy lượng bùn cát chủ yếu tập trung vào mùa lũ và nhìn chung lượng bùn cát bồi lắng gia tăng

theo thời gian.

(2) Hồ chứa Trị An: Nghiên cứu bồi lắng lòng hỗ Trị An do nhóm tác gid Mai Thành.

“Tân, 2014 [6] nghiên cứu cho thấy hoạt động bồi lắng kể từ khi có đập thủy điện Trị

An xây ra mạnh ở nửa phía thượng lưu đặc biệt là ở khu vực gnơi các sông Đồng,

Nai và La Nga đỗ vào hồ trong khi ở phần phí hạ nguồn, nơi gin các đập ngăn hoạt

động này là không đáng kể Như vậy có thể thấy các1g Đồng Nai và La Nga là hai

xông chính cung cấp vật liệu gây bồi lắng cho hỗ, Các mẫu phân tích có chiều dày trên 100 cm phần lớn tập trung ở phía đông hồ, gin nơi sông Ding Nai và La Nga dé vào.

So sánh các thông số dung tích hỗ Trị An các năm 1987 - thời điểm vận hành hd, đến

năm 2010 - thời điểm hiện tại khảo s2060 - thời đi

2020 - thời điểm sau 10 năm so với hiện tại và

m sau 50 năm so với hiện ti, cho thấy có xu thể giảm rõ ràng về cả

‘dung tích toàn bộ, dung tích chết và dung tích hữu ích (bảng 1.4),

Bảng 14 Thống ké các thông số dung ích hd qua các năm của hỒ Trị An

(Nguằn: Mai Thành Tân và nnk, 2014) (6)

Két quả nghiên cứu cho thấy: (i) Trong vòng 23 năm qua từ 1987 đến 2010 hồ Trị An

bị bồi King trung bình day khoảng 12cm.cực đại đạt tới 132cm BI tụ xảy ra mạnh ở.

nữa phía thượng lưu đặc biệt là ở khu vực gin nơi các sông Đồng Nai và La Ngà đổ

vào hồ (i) Trong vòng 10 năm tới (2020) bề dày bồi tích tung bình ở hỗ Trị An là

17em và cực đại là 189 em Phan điện tích bồi tụ mạnh trên 75cm chỉ chiếm 3% diện tích hỗ (i) Trong vòng 50 năm tới (2060) bề dày bai tích trung bình ở hi Trị Ân là

3§em và cực đại đạt 417cm Phần diện tích hỗ có chiều dày bồi lắng trên 150cm chỉ

chiếm 3% diện tích và chỉ có 19% điện tích có chiều dày bai lắng tên 200cm (iv) Quá ết lẫn dung tích hữu

trình bồi lắng đã dn tới giảm dung ích hồ chứa (cả dung tích el

ch) làm ảnh hưởng tới việc khai thác vận bành hỗ Tuy nhiên, ảnh hưởng này là không

đáng kể vì dung ti

98,8% và 97,0% so với dung tích ban đầu,

hữu hiệu tính đến năm các năm 2020 và 2060 còn tương ứng.

(3) Hồ chứa Núi Cốc: Trong nghiên cứu của Ngô Lê Long, 2012 [7], để xác định

lượng bùn cát bồi lắng trung bình hàng năm hồ Núi Cốc, đã sử dụng phương pháp so

sánh thể tích Từ số liệu đo đạc địa hình lòng hd, tiến hành tính toán chênh lệch dungtích giữa ha lần đ liên tiếp, đó chính là phần hồ bị ỗi hoặc xói trong khoảng thời

gian tính toán Kết quả nghiên cứu cho thấy tổng lượng bùn cát bồi lắng sau 25 năm.

(1976 + 3001) là 13x10%m', Như vậy, tổng lượng bùn cát bồi lắng trung bi năm là

khoảng 520.000 minim, Với điện tich hồ 25.2 km? thì lớp bai lắng trang bình x 2

Phương pháp so sinh th tích với hỗ Núi Cốc cũng đã được áp dụng để ính bồi lắng

bùn các hỗ Hòa Bình dựa vào thực đo Phương pháp này cho ra hết quả lượng bùn cát

cụ thể rong một giai đoạn, được sử dụng như một kết quả để so sánh khi sử dụng các

phương pháp khác để tính bồi lắng bùn cát

1.2.2 Bồi lắng hồ chứa trên lưu vực sông Đà

Công tình thủy điện Hòa Bình được bắt đầu xây dụng từ năm 1979 và hoàn thành toàn bộ vào tháng XIU1994 Ngay trong giai đoạn đu xây dựng mạnh mẽ nhit (1987

-1989), ch độ thủy văn của sông Đà đã có những thay đôi nhất định Tuy nhiên, những

thay đổi rõ rệt được ghi nhận kế từ năm 1990 khi hỗ tích nước và did Kết quả

ig cát bùn hỗ chứa Hòa Bình tir năm 1990 đến năm 2013 bằng phương

10

pháp so sinh thể tích dựa rên số liệ thực đo cho thấy những diễn bi bồ lắng khác

nhau theo từng giai đoạn.

Trong giai đoạn chưa hình thành hỗ chứa Hòa Bình, theo sổ liêu thống kê trung bình của chuỗi số liệu 1961 - 1986, hing năm lượng cát bùn chuyển qua mặt cắt Ta Bú là 93,4 triệu tấn (71,9 triệu m’), qua mặt cắt Hòa Bình là 83,9 triệu tin (64,4 triệu m”).

Như vậy, tổng lượng bùn cát tại tuyến Hỏa Bình thường thi hụt khoảng 9.5 tiệu tấn (7.3 triệu m') so với tuyển Tạ Bu, Trường hợp thiểu hụt như trên chiếm 80% số năm tính toán, có năm thiểu hụt lớn như năm 1966 là 56,7 triệu tấn (43,6 triệu m).[$]

“Giai đoạn hình thành hồ chứa Hòa Bình và bắt đầu tích nước, trong 3 năm đầu (1987

-1989) là giai đoạn xây dựng mạnh mẽ nhất, lượng bùn cát trung bình chuyển vào hồ.

«qua mặt cất Tạ Bú chỉ đạt khoảng 57 triệu tấn năm 163 9 tr số bình quân nhiều

năm Mặt khác dip chưa hoàn thiện và ổn định, nước hd thường được duy th ở caotrình 22 - 42 m, vận hành hỗ chủ y ‘u là nước đến bao nhiêu xa nước qua đập bấy nhiêu Vì vậy, lượng bùn cát bị giữ lại trong hỗ hàng năm không lớn và tương đổi ôn định (khoảng 45 triệu m’) [8] Tuy nhiên trong giai đoạn hỗ tích nước và digu tiết (1990 - 2013), tổng lượng bồi lắng là 1387.1 triệu m’, trung bình là 578 triệu

mÌ/năm Với tong lượng bùn cát không lồ đã bồi lắp 37 % dung tích chết của hd, thậm

chí ti một số mặt cắt ở khu vực trang lưu hd đã bị ip cả phần dung tích hữu ch

Hàng năm, toàn lòng hỗ Hòa Bình bị bồi một lớp phù sa day trung bình khoảng 0,24m,

"Tuy nhiên quá winh bởi lắng d

1.3 Các nghiên cứu về bồi lắng và giảm thiểu bồi lắng trên lưu vực sông Đà và hồ Hòa Bình

ra rt phức tap theo không gian và thi gian.

1.3.1 Các nghiên cứu về bai lắng hệ thong hé chứa trên dòng chính sông Đà

(1) Hồ chica Sơn La, Lai Châu trên lưu vực sông Đù: Hai nghiền cứu gin đây liên quan đến bồi lắng các hỗ chứa trên đồng chính lưu vực sông Đà kể cả từ nghiên cứu thiết kế hỗ chứa có thể thấy như sau.

Công ty Tie vẫn điện I- Tổng công ty điện lực Việt Nam,2005 “Tink toán nước dénh và

‘Ao chứa thủy điện Sơn La” [9] trong Dự án thuỷ điện Sơn La đã sử dụng mô hình

HEC-6 để mô phỏng quátình thủy lực và bùn cát trong hỗ chứa và cho ra kết quả

trong những năm đầu vận hành hỗ chứa thuỷ điện Sơn La, chưa có quá trình bồi lắng,

Khi xây ra 10 tn suất P19 rên toàn bộ lưu vực sông Dã thi mực nước cao nhất ti

tuyển Pa Vinh là 215m, tram Quỳnh Nhai cách tuyển Pa Vinh 72.3km là 215,12m,trạm Lai Châu cách Pa Vinh 151,7km là 215/75m, Nim Nhàn là 8 212m, Dự báo,

khi có lũ tin suất 1% xây ra: sau 30 - 50 năm vận hành hỗ chứa Sơn La, mực nước tại

Quỳnh Nhai là 215,16m dénh 4em-Sem, tại Lai Châu 218,05m dénh 2,28m-2,30m và

tại Nam Nhùn 22!

là 215,8im dễnh 0.59m, tại Lai Châu là 227,69m dềnh 9,94m-11,97m và tai tuyển

18m dễnh 3,97m- 4,07m và sau 100 năm mục nước tại Quỳnh Nhai

‘Nam Nhùn là 229,96m dénh 12,75m- 15,60m so với thời điểm ban đầu.

Dir án đã tỉnh toán nước dnh của hồ thủy điện Som La, qua đó cho thấy ảnh hướng của bồi lắng bin cát đến mực nước dén hỗ chứa H chứa Sơn La à bậc thang trên của hồ Ha Binh, vì vậy ảnh hưởng của bồi lắng đến hd Sơn La và thời gian hoạt động của hỗ có liên quan mật thiết đến hd hòa Bình.

Đăng Quang Thinh.2016 [10] đã dự tỉnh lương béi lang bùn cát cho hệ thống

ba hồ chữa bậc thang Hòa Bình, Sơn La, Lai Châu trên dong chỉnh sông Đà

cho kết quả trong thời gian diu cả 3 hỗ cùng vận hình, lượng bùn cát bồi lắng hàng năm trong giai đoạn 10 năm đầu vận hành hệ thông bậc thang 3 hỗ chứa, khoảng 50

-35 triệu mỶ, trong đó 70% bôi lắng ở hồ Lai Châu, chỉ khoảng 13% lượng bùn cát

ling ở hỗ Hòa Bình Tổng lượng bùn cát bi king tại 3 hỗ giam dẫn theo thổi gian, tuy

nhiên, mức độ giảm không nhiều Sau 100 năm vận hành, lượng bùn cát bởi lắng tại 3

hỗ giảm khoảng 20% so với 10 năm dầu vận hành hỗ, Ở hồ Lai Châu trong 10 năm đầu, lượng bồi king cao nhất, trung bình mỗi nim khoảng 34 triệu m’, sau đồ giảm dẫn thời kỳ 10 năm tiếp theo cho đến năm thứ 50, hồ bị bồi lắng hoàn toàn Sau 100 năm vận hành, lượng bùn cát bỗi lắng hồ Sơn La khoảng 1673 triệu m` Sau 100

năm vận hành mực nước tại đuôi hỗ Sơn La bị dénh cao khoảng 2m và kéo dài khoảng:

33km, Càng về sau mục nước ti đuôi hỗ Sơn La cing cao và độ dài chịu ảnh hưởng

căng lớn, đến sau 250 năm vận hành, mực nước dénh cao 12m so với ban đầu và mức

độ ảnh hướng kéo dài hơn 100km.

"Trong trường hop tính bồi lắng cát bùn hệ thống hd chứa bậc thang theo phương pháp: tính cho từng hỗ đơn, twin tự từ hỗ Lai Châu xuống Hồa Bình, kết quả cho thấy tong

10 năm đầu, trung bình mỗi năm, hồ chia Lai Châo bị bồ lắp 46,97 triệu mi Sau 50

12

năm, hỗ chứa Lai Châu bị bai lắp hoàn toàn, không còn Khả năng trữ li bùn ít, lượng

bùn cát bồi lắng trong hồ Sơn La có xu hướng ting dẫn trong 10 năm đầu vận hành,

trung bình mỗi năm, hd Sơn La bị bồi lắp 60,5 triệu mỶ Từ năm vận hành 11 đến 70, do phần lớn bùn cit được giữ ni trong hd Lai Châu nên lượng bồi lắng trong hd Sơn La nhỏ, giảm còn 23,1 triệu mỲnăm, bằng 38,2% so với lượng bồi ing trung bình năm cia 10 năm đầu vận hành Từ năm vận hành 71 đến 100, trung bình mỗi

La bị bồ

1, hỗ Sơn ip 41.3 triệu m Trong khoảng thời gian 100 năm vận hành, trung bình mỗi năm, hồ Sơn La bị bồi lắp 32.3 0

lắng trong hồ gần bằng dung tích chết

gu m*, Sau 100 năm vận hành, lượng bùn cát bỗi

Dé tài nghiên cứu bồi lắng bùn cát của hệ thống bậc thang 3 hồ thủy điện: Lai Chau, Som La và Hòa Binh cho thấy dối với hỗ chúa Son La và Lai Châu, trong 10 năm dầu

lượng bùn cát bồi King là lớn nhất, sau đó giảm dẫn theo thời gian Lượng bùn cát hồ

Lai Châu ở thượng lưu sông Đà có lượng bai lắng cao nhất, đa phẫn bin cát được bai ting tại hồ, vì vậy tổi thọ của hỗ h hip nhắc Việc tính toán bồi lắng của hệ thống các hỗ bậc thang trong đó có hỗ Lai Châu và Sơn La có ¥ nghĩa quan trong trong việc

nghiên cứu bồi lắng hd Hòa Bình tại khu vực hạ lưu.

(2) Hồ chứ Hòa Binh: Đối vớ việc hết kế, xây dung và nghiên cứu bồi lắng cho hồ Hòa Bình, khi dự án bắt đầu được hình thành, đã có kh nhiều công tình tong

nước và Quốc tế nghiên cứu cho dự án Việt Nam cũng đã tích lũy được những kinh.

nghiệm nhất định từ việc nghiền cứu ding chảy và xói môn lưu vực, bai lắng các hồ

chứa thủy lợi.

“Ngay từ giai đoạn thiết kế, nghị cứu đầu tiên về vẫn đề bỗi lắng hỗ chứa Hòa Bình là của Viện hig thi công Mitxcova,1974 [1], vử dụng mô hình toán với bước tinh

sẽ bị bồi

hàng năm trung bình là 60 triệu m`/năm Đây chỉ là những 05 ngày trong mùa lũ, cho kết quả dự báo ip đến cao trình 85m sau 60

năm vận hành Lượng

nghiên cứu khởi đầu phục vụ cho mục dich tính toàn bồi lắng để xác định tuổi thọ của hỗ, nhằm đưa ra một thiết kế phù hợp Nghiên cứu này chưa t inh toán được sự pháttriển và việc xây dựng thêm các hồ mới, sự thay đổi của điều kiện tự nhiên và kinh tí

xã hội, sự thay đổi của lượng bùn cát bỗi lắng sau khi có các hỗ chứa, tuy nhiên rất có giá cho thiết kể xây dựng hd Hòa Bình

“Một số các nghiên cứu tip theo dén cuỗi những năm 1990 gằm: Vĩ Văn Vi, Phạm vănSom, Trần Bích Nga, 1985 [11] đã nghiên cứu vẫn đề xói man sườn dốc lưu vực de dạn

tăng bồi lấp lòng hồ Hỏa Bình giai đoạn đầu và ước tinh được lượng cát bùn gia nhập, khu giữa của hd Hoa Binh là 1,0 triệu tắn năm Cao Đăng D1992 [12] đã sử dụng

mô hình USLE nghiên cứu x6i mòn lưu vực hồ Hỏa Bình, xác định lượng bùn cất gianhập khu giữa là L.92 triệu tẳn/năm, đồng thời nghiên cứu bùn cát di dy qua Tạ Ba

bằng một số công thức khác nhau và di đến kết luận lượng bin cát di diy bằng 30% lượng bùn cát lơ lửng Nguyễn Kiên Dũng, Trân Văn Quyét,1998|13] sử dụng bộ số

liệu khảo sát i của Viện Khí tượng Thủy văn da tính được lượng bùn cát bồi king long

hồ Hòa Bình thời kỳ 1990 - 1995 là 60 triệu mÌ/năm, bùn cát di đáy qua cửa vào Tạ Ba bằng 30 % bùn cát lơ làng Nguyễn Kiên Ding, Trần Thực, 199 [I4] đã sử dụng môi

hình toán với bước tính 01 tháng tính lượng bồi lắng bùn cát lòng hỗ Hỏa Bình và đưa

ra kết qua là trung bình bồi lắng 60 triệu mỬnăm Mai Van Biễu, Vit Định Hỏa,1993

(I5] da sử dụng bộ số iệu khảo sát của Vign Khí tượng Thủy văn thời kỹ 1990 - 1998

và tính được tốc độ bồi lắng sau 8 năm đầu tích nước của hồ Hòa Bình trung bình là

69,4 triệu m`/năm Các nghiên cứu cho thấy lượng bùn cát trong những năm đầu là khá lớn, nhiều hơn so với tính toán bi lắng ban đầu khi thiết kế Những nghiên cứu này có.

giá trị trong việc so sánh bi lắng tử giai đoạn thiết kế đến thời kỳ sau này, khi đã cóthêm những hỗ chứa mới trên hệ thống dòng chính sông Đà.

Nhiing nghiên cửu gần day tr sai năm 2000 gầm có: Nguyễn Kiên Dũng,2002 IS] đã sử dụng mô hình toán một chiều HEC-6 tính bồi lắng lòng hd Hỏa Bình trước và sau khi có hỗ thủy điện Sơn La, các kết quả như sau: (i)- Trong trường hợp chưa có hồ

thủy điện Sơn La tinh đến 2080 cho th «di biển bồi ng lòng hỗ Hòa Bình trung bình cả thời kỳ 1992 - 2080 lượng bồi lắp lòng hồ Hòa Bình là 54,5 triệu mỶ /năm, nghĩa là sau 75 năm vận hành, đến năm 2065, lượng bùn cát bai lắng trong hồ gắn

bằng dung th ehét; (i) Trong trường hợp hỗ thiy điện Sơn La xây đập thấp 215m,diễn bid 2040 bồi 16.4 triệubồi lắng lòng hỗ Hòa Bình như sau: thỏi kỳ 2021 mã/năm; thời kỳ 1992 - 2160 bồi 26.7 triệu m'/nam và sau 160 năm vận hành năm 2150, lượng bùn cát bồi Ling trong lòng hỗ gần bằng dung tích chết, thời gian hoạt động hiệu quả của hồ Hòa Bình ting gắp hai Lin so với không có công tình thùy

điện Sơn La; (it) Trong trường hop công trình thủy điện Sơn La cá đập cao 265m, tốc4

độ bồi lắng hồ Hòa Bình trung bình thai kỳ 1992 - 2240 là 14,1 triệu m°/nim và sau 250 năm vận hành, đến năm 2240, lượng lượng bùn cát bồi lắng trong hồ gần bằng dung tích chết, thời gian hoạt động có hiệu quả của hồ tăng gap ba lẫn so với không có

công tinh thủy điện Sơn La,

Nguyễn Thị Hằng Chién và nnk,2008 [16] sử dụng bộ số liệu thực do của Trạm môi ốc độ bôi lắng

inh toán, dự báo,

trường và Lắng đọng axit Hòa Bình giai đoạn 1989 - 2007 đã tính được sau 19 năm là 65,8 triệu m'/năm, Như vậy, các nghiên cứu trên đã

mức độ bồi lắng hàng năm của hồ Hòa Bình trung bìtừ 60 - 66 triệu mẺ/năm, lượng

"bùn cat gia nhập khu giữa dao động từ 1.0 - 1,92 triệu tắn/năm va lượng bùn cát di đáy

tại cửa vào trạm Tạ Bu bằng 30% tổng lượng bùn cát lơ lừng,

Đăng Quang Thịnh, 2016 [10] đã dự tính lượng bồi lắng bàn cát cho hệ thống

‘ba hé chứa bậc thang Hòa Bình, Son La, Lai Châu trên dong chính sông Đà bao

gdm hỗ Hòa Bình, kết quả nghiên cửu cho thấy sau 50 năm khi hồ Lai Châu đã bồi lắng hoàn toàn, lượng bồi lắng trong hồ Hòa Bình tăng đáng kể Hệ số bồi lá bùn của hỗ Hòa Bình thời ky đầu chỉ khoảng 0,60, sau đó tăng din dat 0,7 sau 250

năm vận hành.

"Những nghiên cứu gần đây đã tính đến sự có mặt của hỗ chứa Sơn La, với trường hợp

thiết kế theo Sơn La cao hay Sơn La thấp, từ đồ ước tính và dự báo lượng bồi lắng của

hồ chứa Hòa Bình sau khi có công trình này, cũng như cho thấy tuổi thọ của hỗ Hòa Bình đã tăng lên đáng kể so với khi chưa có hd chứa Sơn La Tuy nhiên những số liệu

này chưa thể phản ảnh đúng thực tế, bởi chưa có được số liệu thực do sau khi hỗ Sơn

La đi vào hoạt động để dự báo bồi king Để tài gin đây nhất của Đặng Quang Thịnh [10] đã dự tính lượng bùn cát của hệ thống liên hồ chứa Lai Châu, Sơn La, Hồa Bình dựa trên cơ sở số liệu quan trắc và đưa ra kết luận bùn cát hồ Hòa Bình sẽ tăng lên đăng kể sau khi hồ Lai Châu bị bat lắng hoàn toàn

1.3.2 Các nghiên cứu đề xuất biện pháp giảm thiéu tác động bai ng hỗ Hoa Bình

Lẻ Quang Link, 2012 (17) đã nghiên cứu, phân tích cơ sở khoa học và khả năng ápdụng một số giải pháp công trình, phi công trinh và quản lý vận hành nhằm hạn chếbồi lắng, tăng tui tho dung tích hữu ich, kéo dai thời gian vận hành h chia và làm

sống lại các hồ đã bị bồi lấp Các biện pháp đã đẻ xuất trong nghiên cứu trên cơ sở.

đảm bảo (i) giảm thiểu và hạn chế khả năng xói mòn mặt lưu vực; từ đó (i)hạn chế dòng chảy bùn cất xâm nhập vào hỗ; và (ii) đưa bùn cát ra khỏi hồ chứa Tuy

nhiên cần triển khai các biện pháp tổng hợp kết hợp giữa biện pháp công trình nhằm

hạn chế xói mòn, giảm thiểu bai lắng với các biện pháp phí công trình Với giai đoạn

hiện nay và trong tương lai, mức độ bồ lắng ti hd Hòa Bình chịu tác động mạnh của

hồ Sơn La, Lai Châu, lượng bàn cát gia nhập khu giữa là nguyên nhân chính gây phát sinh bồi lắng hồ Hoa Bình Vì vậy để hạn chế tốc độ bồi lắp hồ Hòa Bình cần phải

giảm thiểu và hạn chế khả năng tạo thành đồng chảy bùn cát gia nhập khu giữa vào hd

bằng trồng rừng và bảo vệ img thượng nguồn là căn bản bao gm chỉ trả dịch vụ rừng

siao từng cho người dân, lựa chọn những biện pháp canh ác và giống cây tag phù

hợp: giảm nạn phá rùng và đốt nương làm rẫy, và đầu tư một số dự ân tăng cường phi

xanh đất trồng, đổi núi trọ.

Năm 2012, Sở KH-CN tinh Hoa Bình và Trung tâm Bia mỗi trường đã thực hiện ĐỀ tải "Đánh giá hiện trang xói mon bề mặt gây suy giảm chất lượng trên một số loại hình đất canh tác đặc trưng tại tỉnh Hòa Bình” và đưa ra một số giải pháp điển hình

như| 18]:

= Cai tạo bé mặt lưu vực nhằm cống xói mòn bao gồm: (i) đầy mạnh phủ xanh đắt trên sườn dốc -trồng - đồi tre vũng thượng lưu các lưu vực sông trong đó có vũng đã

rit dốc đổ xuống hỗ Hoà Bình thuộc lưu vực sông Đà; (ii) Xây dựng các ruộng bậc

thang vĩnh cửu, tạo bin hoặc hé viy cá rộng và sâu đề hứng đất bị xói mòn rơi xuống, xếp tường đá, bờ đá giữ đất quanh nương cổ định; (ii) Chọn cây trồng thích hợp với điều kiện đất đại và khí hậu, sắp sếp cơ cầu cây trồng hợp thời vụ,

~ Hạn chế đồng chảy bùn cất từ những nhập lưu xâm nhập vào hỗ bằng cách: đầu tư

xây dựng một số hồ thủy điện nhỏ trên một số các nhập lưu lớn vào bồ để giảm lượng:

ban cất vận chuyển vào hỗ, nâng cao chất lượng quản lý hỗ chứa Kiểm soát chặt chẽ việc khai thác khoáng sản trong lưu vực hỖ chứa, có biện pháp tháo xa bin cát cổ tính

khả thi và hiệu quả; quản lý chặt và hiệu qua các hoạt động như khai thác khoáng sản,

vậi liệu xây dựng

Higa nay, trên lưu vục sông Da, nhiễu hd thủy điện nhỏ đã được xây dụng trên các

nhập lưu vào hỗ sông Đà như Thủy điện Suối Sập 1, Suối Sập 2, Suối Sập 3 trên nhánh.

nhập lưu suối Sập của sông Đà, thủy điện Nam Pia trên nhánh nhập lưu Nam Pia và

thủy điện Nậm Chim trên nhánh nhập lưu Nậm Chim, thủy điện Tà Niết trên suối Nậm

‘Sap thuộc tinh Sơn La

Hòa Binh được nh giá là tỉnh cổ trữ lượng cất tương đối lớn, trong đó tập trung chủ yéu tại hạ lưu sông Đà Hai bên bờ sông rất thuận lợi cho việc tập kết cất, sỏi phục vụ kinh doanh và trung chuyển cho các vùng khác Đây cũng chính là nguyên nhân din dến những khó khăn ong công tác quản lý kha thắc khoảng sẵn trái phép.

14, Những tồn tại trong nghiên cứu bồi lắng hồ Hoa Bình và hướng nghiê

luận văn.

LAL Những vẫn đề tồn tí

‘Qua các nghiên cứu đã thực hiện liên quan đến bồi lắng hỗ chứa nói chung và hd Hòa

Binh ni riêng, cho thấy còn có những vẫn đ tổn tạ sau

~_ Việc nghiên cứu bồ lắng lòng hồ dựa vào số liệu đo đạc thủy văn hay dling mô hình

toán thường cho kết quả tính lượng bồi lắng trung bình năm có những sai khác đáng kể do phương pháp tinh và các sé liệu sử dung.

= Chưa có cơ sở để khẳng định độ tin cậy vượt trội của bat kỳ kết quả nào.Các quá trinh trên lưu vực và trong lòng hd vẫn còn những biến động do sự thay đổi của các điều kiện liên quan làm ảnh hưởng đến kết quả tinh toán

~_ Các nghiên cứu trước đây hằu như chỉ nh toán bồi ing dựa trên số liệu đo đạc của hỗ chứa Hòa Bình mà chưa tính đến hoặc chưa có số iệu cụ thể đỗ có thể đánh giá bồi lắng hồ Hòa Bình trong điều kiện hồ chứa Sơn La, Lai Châu đã đi vào hoạt động

1.4.2 Hướng nghiên cửu của luận vẫn

Hiện nay, hỒ chứa Som La đã ích nước và điều tết đến cao trình mực nước dng bình thường được 7 năm, và chuỗi số liệu do đạc bai lắng lòng hồ Hòa Bình khi có sự hoạt động của hỗ Sơn La cũng đã có Vì vậy, việc sử dụng bộ s nghiên cứu bồiliệu nay

ling long hồ Hòa Bình là cần thết và cũng là nội dưng mà tác giả luận văn hướng tới

(Qué trình tính toán từ số liệu thực do bằng phương pháp so sánh thể tích như ở chương

2 của luận văn có thể được kiểm chứng với kết quả tính toán bằng mô hình HEC-RAS trong chương 3 với các kết quả đánh giá chính xác và thuyết phục hơn.

Để xây dựng cơ sở khoa học và thực tiễn đề xuất các biện pháp giảm thiễu, quản lý lắng một cách khả thi, luận văn nghiên cứu dự báo bởi lắng bùn cát hồ chứa Hòa Bình đến năm 2020 va ji licưng bản đỗ nguy cơ bai lắng Dây chính là cách định lượng và cut thể hơn về tình hình bai lắng, mức độ bai lắng của hồ Hoa Bình trong tương lai để có phương án giảm thiểu, hạn chế bồi lắng phù hợp và kịp thời bằng các biện pháp.

«quan lý, công tinh và phi công tỉnh

15 Kết luận chương 1

Chương 1 của luận văn đã nêu lên một cách khái quát về tình hình bai lắng hồ chứa ở

Việt Nam và bồi lắng hồ chứa trên lưu vực sông Đà Luận văn cồng đã xem xét và khái quát một số nghiên cửu về bồi king đã có tại khu vực sông Da và hồ Hòa Binh,

bôi lắng hồ chứa cũng như việc thực hi

các biện pháp giảm t “chúng Qua những:

thông ún tổng quan vin đề nghiên cứu giảm thiểu bồi king bùn cát là rắt cin thiết Luận văn đi sâu vào nghiên cứu bôi king nhằm đưa ra hướng nghiên cứu để thu được sé liệu bài lắng hỗ chia ding tin cậy nâng cao hiệu quả sử dụng hồ chứa và dự bo,

xây dưng bản đồ bồ lắng, giúp giảm thể bồi ing hd chứa định lượng và rõ răng;

CHƯƠNG 2: NGHIÊN CUU BOI LANG VÀ ĐÁNH GIÁ ANH HUONG

CUA BOL LANG DEN MOI TRƯỜNG VÀ KHAI THAC SỬ DỤNG

NƯỚC HO CHUA HÒA BÌNH

2.1 Phân tích đánh giá các nguyên nhân gây bồi lắng hd Hòa Bình

21.1 Nguyên nhân tự nhiên

2.1.1 Xôi môn hw vực và rea trôi do mưa, lĩ ở thượng lưu

Địa hình lưu vực hỗ Hòa Bình chủ yêu là núi và cao nguyên bị chia cắt mạnh, độ đốc

lưu vực lớn, sườn đốc tương đổi dài đã thúc day quá trình xói mòn, rửa trôi lớp đất

tổng mặt lâm gia tăng độ đục cho các nhập lưu Thời gian tập trung lũ khá nhanh, từ Khi mưa đến khi lũ về chỉ 2 đến 3 ngày, riêng đối với các sông nhánh tì thời gan tap trung lũ không quá 24 giờ Cường suất lũ lớn, biên độ của mực nước lũ và lưu lượng lũ hằng năm cũng dao động rt lớn, đạt 3-4 m trên các sông nhánh nhỏ, 7-10 m trên sông

lớn Với cường suất lũ lớn, lu lượng 10 hàng năm dao động lớn, tổng lượng đồng

chảy cả lưu vục đến tram Hoa Bình rấ lớn vì vậy đất đã trên bỀ mặt lưu vực, trong các

lòng dẫn sẽ bị cuốn tồi theo ding nước lũ

xâm chiếm da số với lệ 81.7% diện tích đất tự nhiên phân bổ

Lau we sông Đà,

du khắp điện tích của các tinh Ha Bình, Sơn La, Lai Châu, Điện Biên, chủ yếu là đt đồi đốc Dit này nghèo chất đỉnh đưỡng, xảy ra xói mòn mạnh, vì vậy khi mưa lũ dễ bị

xửa tôi và xói mòn Dòng chảy bề mặt là một yu ổ quan trong gây ra qu tinh xối

môn đất Dòng chảy bể mặt càng lớn thì hiện tượng xói mòn diễn ra càng mạnh mẽ và

lượng đất bị mắt càng nhiều, độ đục trong nước tăng và gây bồi lắng mạnh mẽ tại các hồ chứa và vùng cửa sông Theo tài liệu Ngân hàng thé giới (1993), cứ trong 100 tắn đất bị xối mòn sẽ có 20 tin lắng đọng trong hệ thống sông ngời (tỷ số phân phối bồi ling trung bình là 20).

“Tại lưu vực sông Đà thường xảy ra 2 biện tượng lũ đặc biệt là lũ quét và lũ bùn đả.

chịu ảnh hướng của nhiều yếu tổ như khí hậu, thời

Lũ quet là hiện tượng tự nhiê

tiết có mưa với cường độ lớn, xảy ra trên địa hình đặc biệt có độ đốc bE mặt lớn hơn

20-306, nhất là những nơi độ che phủ của thảm thực vật thưa, độ ổn định của lớp đất

mt kém, tạo di kiện nước tập trung dồn nhanh vào các khe subi tạo ra động nding và

thé ning lớn, đồng nước chảy iếtvà có ức tàn phá mãnh lit, Ví dụ ở thị trấn Mường

Lay và thị xã Lai Châu, chỉ tính từ năm 1990 đến 1997 đã xảy ra 6 trận lĩ quất, riêng

năm 1994 tạ thị xã Lai Châu It quết đã xuất hiện 2 lẫn, Trân lũ quét năm 1996 đã huỷ diệt gin hết thi erin Mường Lay Tại Phong Thổ cũng tương tự trong vòng 30 năm

qua đã xây ra một số trận lũ quét vào các năm 1958, 1962 và 1996 Các hiện tượngmưa lũ, nước ding, là quét vã là bin đã là nguyên nhân chính cuốn tồi đã, bùn cất

vào lòng sông Năm 1996, lũ lịch sử với lưu lượng định lũ đạt 22.650mŸ/s đã chuyển về hỗ một lượng bùn cát không lỗ khổi lượng là E7 5 trị

2.1.1.2, Ảnh hung của sóng gid trong khu vực lòng hỗ làm sat lở bờ hỗ

ình thái hồ Ha Binh có chigu dài hơn 200km, độ rộng mặt thoáng lớn tạo điều

kiện thuận lợi cho sóng do gió trên mặt hỗ gay sat lở bờ Hình dang đáy hỗ mang đặc

điểm của sông thiên nhiên nhọn hình chữ V và có độ dốc đấy lớn và biên độ dao động

mực nước trong năm lớn Hồ uốn khúc khiến dòng sông đổi hướng chảy, xói lờ

chuyển từ bên bờ phải ng bờ trái Kết thie đoạn uốn khúc của hỗ, vùng xối lở lại

chuyển sang bờ phải Hiện tượng xói lờ bờ sông Đà có nhiều diễn biển phức tp, dong

chảy bị dich chuyển tác động 2 bên bi sông, các đoạn xói xen kẻ hai phía bở trái và bờ.

phải, cõ đoạn bị x6i l mạnh.

Các hoạt động giao thông vận tải thủy, nuôi trồng thấy sản, khai thác eft cũng cổ thé

tạo sóng tác động vào ven bờ, kết hợp với việc nén đắt bờ yu hoặc không có thêm phi thực vật sẽ để gây xói lờ bờ hỒ, đem theo một lượng bản dit xuống lòng sông Sóng do tàu thuyền, sự đảo bới lòng sông của chân vịt tàu, thuyền, neo đậu tàu thuyền không.

đúng với quy định xây dựng công tinh không hop lý là một một trong các nguyên

làm gia tăng diỄn biển s

nhân trực We.

Quá trình dic

Tong hồ Vào đầu mùa lũ, hoặc kh nhà máy thủy điện Hòa Bình xả lũ thì hiện tượng tiết hồ Hoa Bình cũng gây ra hiện tượng sat lờ và tạo sóng gió tong sat Io bi xây ra rit mạnh, diễn biến xối lỡ bờ sông xây ra phức tạp Mục nước dâng

trong long hỗ kích thích các hoạt động địa chắn có khả năng dẫn wi biển đổi hay sat

ở địa hình bờ hỗ, Tình rạng sat lở trên hỗ Hòa Bình diễn ra khá phổ biển, đặc biệt vào

thời điểm trước lũ, khi các tổ máy của Nhà máy thủy điện Hỏaphát điện với

công suất tối da, đưa dẫn mực nước xuống cao trình mực nước trước lũ (88m) Thời

20

gian tích nước ở cao trình bình thường của hỗ khí lâu (khoảng 5 - 6 tháng) làm cho sấu trú vật lý của đất tại 2 bờ bị thay đổi cùng với ác động của sóng nước đã gây ra hiện tượng sat lở bở nghiêm trọng, đặc biệt phía hạ lưu hồ Hiện tượng xói lở ngang sông kéo theo nhiễu bùn cát xuống lòng hồ cố nguyên nhân do sông nước trong lòng

hồ, cụ thể do dòng xã lũ có tốc độ lớn, phát sinh đồng chảy quản phía bờ phải làm xối

mòn bi phải sông; do năng lượng dư thừa của dòng xả gây x6i lờ bở sông và sông.

dẳnh phá hoạt hai bờ sông hoặc sự dao động mực nước đột ngột ở vùng ha lưu công trình do quá trình vận hành và điều tiết bồ chứa.

Phần bán ngập ven hồ Hồn Bình thường có độ dốc trung bình, khu vực chân đồi, ni đất, đảo nỗi có độ tho

thành) gây sot lở có độ đốc lớn, thậm chí có những mặt cắt cả một khối đất với chiều ở phía tây bắc của hỗ do bị sóng nước (gió đông, nam tạo

dài từ 6 - 10m dang có nguy cơ sat lở xuống hd Nhiễu trận lũ lớn như trong các năm

1969, 1971 làm biển động mạnh lòng d+ sóng đập vào ba gây hiện tượng x6i lở.

2.1.2 Nguyên nhân do con người

2.1.2.1.Khai thác sử dung tài nguyên đắt, từng ở khu vực thượng lew

Phít in canh ác nông nghiệp, cht phá rừng da nguồn là nguyên nhân đáng kể dẫn đến xói mòn lưu vực, dẫn đến bùn cát và bồi lắng hồ chứa, mặc dù xói mòn đất là do tác động tổng hợp của các yếu tố tự nhiền và con người Thim thực vật rững gi

nên độ che phủ mặt dit, giúp bảo vệ đắt khỏi rửa trôi Tuy nhiên, khi hình thành hồip tạo chứa nước: dip đập, ngăn sng thi nhiề loài cây rừng do không thích nghĩ với điều

kiện ngập nước nên tự đào thai, một số khác bị khai thác để làm nhà, công tình xâydựng do din phải dĩ đồi nên cao Ví dụ, Thung Nai trước đây vin là một xã có diện

tích rimg tương đối lớn so với tổng diện tích tự nhiên, độ che phủ chiếm tới 15, trữ

lượng lớn, chất lượng chủng loại tốt và tập trung Trước năm 1987 nhân dân rong xã

chủ yếu tập trung vào việc khai thác gỗ và các lâm sản khác mà không chủ ÿ đến quản

lý, bảo vệ và xây dựng, phát triển vốn rừng, nay chỉ cồn lại chủ yêu là rừng tre nứa

nhỏ và cây wa sing mọc nhanh không có giá trị cao Kết quả là tại khu vực, một số hiện tượng thiên tai xy ra như lờ núi, 18 gut, ngập lụt sây ảnh hưởng đến đời sống và sản xuất của người dan địa phương.

Các hoạt động như khai thác cát, sỏi lòng sông tái phép, sai phép hoặc không theo

uy hoạch ở nhiều nơi trong khu vực hd Hòa Bình góp phần lim thay đổi chế độ dong

chảy, thay đổi hàm lượng bùn cát, đặc biệt có nơi việc khai thác cát trái phép ngay tại

khu vực chân kề bảo vỹ bờ gây ạt lở nghiêm trọng.2.1.22 Các hoạt động canh tác khu vực ven hỗ chứa

Vang đầu nguồn sông Đà là vùng phòng hộ có vai trò quan trọng đổi với sự

phát tiển kinh tế - xã hội của đắt nước ta Trong những năm qua, cũng với việc xây

dmg đập Hoà Binh là việc khai thác rừng bừa bãi, tip quấn canh tic trên đất dốc không đúng kỹ thuật của dân cư địa phương rất phổ biến (như đốt nương làm rẫy và

thức sử dụng đất không hợp lý ) Hậu quả la tải nguyên đất, rừng nơi đây dang đứng

lượng và chất lượng Các hoạt động sản

Khai t

trước nguy cơ suy thoái nghiêm trọng cả ví

xuất nông nghiệp, đồ thiđiều kiện dong chủ

yy dựng đường s khoáng sản và biển đổikiểm soát các dòng chảy sông dang làm tình trạng x6i lớ trở nên

trằm trong hơn, do đỏ làm tang bùn cát cuỗn rồi xuống lòng hỗ,

Điệnhi đất bán ngập của của hồ thủy điện Hòa Bình lên đến 13.110 ha Hiện tại

những chỗ đất bán ngập canh tác được, người dân chỉ trồng cây nông nghiệp ngắn

ngày như ngô, khoai Khi mùa nước cạn, canh tác kiểu này gây rửa tồi, xối mon

vùng đất bán ngập ven hỗ có thể bj sat lỡ, gây hiên tượng bồi King, sinh lầy lòng hồ,

nh hưởng tới tác dụng của hỗ chứa

Tại các khu vực trồng rừng, uy rừng đã sinh trưởng mạnh, điều tiết nguồn nước tốt

hơn và góp phần làm hạn chế dòng chảy mặt, nhưng quá trình chăm sóc cây trồng theo mô hình nông lâm kết hợp, trải qua các giai đoạn làm đất, xử lý thực bì, trồng các cây nông nghiệp vẫn tạo ra lượng dòng chảy mặt khá cao, gây xói mòn dat và tăng lượng bùn cát roi xuống lòng h Do đói nghèo, do sức 6p của thị trường nên hiện tượng khai

thlâm sản vẫn xảy ra, rừng tự nhiên biện có khó có thể bảo tồn nguyên vẹn Chưa có.

quy hoạch sử dụng đất đai hợp ý, việ sử dụng đất còn tỷ tiện, giao Khoán đắt lâm

nghiệp chưa thực hiện triệt để và tái với những quy định của pháp luật

ng hồ chứa Hòn Bình bằng phương pháp so sánh

Để đảnh giá bồi lắng hd chứa Hòa Bình, mue này đưa ra một nghiên cứu bồi lắng đã được thực hiện trong đỀ ti của Viện Địa chất do Tién sĩ Phạm Quang Sơn [19] làm

chủ nhiệm, nhằm đánh giá hiện trạng bồi lắng thông qua số liệu thực đo và tính toán,

sử dung phương pháp so sánh thể tích Những kết qua cia phương pháp này sẽ được

xem như là cơ sở để so sánh, đánh gid diễn bién bùn cát trong sông theo mô hình toán

hủy văn được tinh bày ở mục sau

2.2.2 Phương pháp nghiên cứu đánh giá bằi lắng

Khi có đầy đủ số liệu đo đạc địa hình mặt cắt ngang khu vực lòng hd, có thể tính lượng.

bùn cát bồi ing trong hi bằng cách tính toán chênh lệch dung tích hd giữa ha lần đo

liênp, đó chính là phần hồ bị bồi hoặc xói trong khoảng thời gian tính toán.

trong đó

`Vy = thể tích hỗ tại đầu thời kỳ tính toán (m); Y= thé ích hồ tại cuối thời kỳ tinh toán (m);

AV = lượng ban cất bi lắng tong thi kỳ tính toán (m);

(Nếu AV > 0 th hỗ bị bồi, nếu AV < 0 thì hỗ bị x6).

‘Thé tích hồ ứng với cao trình 120 m được tính theo công thức (2.2) hoặc công thức

` =thể tích hồ ứng với mực nước nào đó (m’),

in tích mặt cắt ngang ứng với mực nước nào đó (m),

a2 mặt cắt ngàng (mỀ),lộ rộng của hỗ ứng với mực nước nào đó (m),

AL = khoang cách giữa 2 mặt cắt ngang liên tiếp (m),

thứ tự các mặt cắt ngang.

Ngoài việc tính được lượng bùn cát bồi lắng trong hồ chứa, phương pháp này còn có

thể tinh được phân bổ bin cát bồi ling trong hỗ chứa theo không gian Tuy nhiên,

phương pháp này chỉ tinh được bồi lắng đến thời điểm có số liệu đo đạc địa hình.không thể dự tỉnh được cho tương li.

2.2.3 Các bước tính toán.

Lượng bùn cát tong lòng hồ theo phương pháp so sánh thể tích được thực hiện như

~ Xác định các mat ct ngang tính toán.

~ Tĩnh toán bàn cát giữa 2 mặ cắt ngang qua 2 đợt quan te

Tính toán th ích giữa 2 mặt cắt ngang và toàn bộ khu vực lòng hi theo công thức

2) hoặc 23)

Tinh lượng bùn cát 1g theo mỗi mặt cắt và trên toàn bộ khu vực lòng hỗ theo.

công thức (2.1)

Trong chuyên để Đánh giá hiện trang bồi lắng long hd thủy điện Hòa Bình thuộc đề

tài của Viên Địa chất của Tiến sĩ Phạm Quang Sơn [I9], kết qua tính toán bồi ing cát

ùn hd chứa Hòa Bình từ năm 1990 đến năm 2013 bằng phương pháp so sinh thé tích

được tinh bày như bảng 2.1

Bang 2 1 Kết quả tinh toán bồi lắng long hd Hòa Bình năm 1990 ~ 2013

Năm Lượng nước về 10°? ing IƯm`

Năm Ô_ Lượng nước về 10'm | Khốiượng

(Nguỗu: Pham Quang Som, 2015)[19]

2.2.4 Đánh giá bồi ling hồ chia qua các kết qua tính toán

Công trình thủy điện được bất đầu xây dựng từ năm 1979 và hoàn thành vào tháng XIV/1994 Ngay trong giai đoạn đầu xây dựng mạnh mẽ nhất (1987 - 1989), chế độ thủy văn của sông Đà đã có những thay đổi nhất định Tuy nhiên, những thay dồi rõ rột được ghi nhận kể từ năm 1990 khí hồ ích nước và điều ti Bằng phương pháp so ánh thể tích, chuyên đề Dánh giá hiện trạng bồi lắng lòng hồ thủy điện Hòa Bình

thuộc đề tài của Viện Địa chất do Tién sĩ Phạm Quang Sơn [19] làm chủ nhiệm đã kế

thừa các đánh gid tr giả đoạn trước năm 1990, tinh toán số lig từ năm 1990 đến 2013 và đưa ra đánh giá tổng thể v8 quá trình bai lắng hd Hòa Bình theo 3 giải đoạn:

+ Giai đoạn 1: giai đoạn chưa hình thành hỗ chứa Hòa Bình;

+ Giai đoạn 2: giai đoạn ình thành hd chứa Hòa Bình và bắt đầu ích nước; + Gini đoạn 3: giai đoạn hồ ích nước và điều tết

2.2.4.1 Giai đoạn chưa hình thành hồ chứa Hòa Bình

‘Theo con số thông kẻ trung bình của chuỗi số liệu 1961 - 1986, khi chưa có hỗ chia

Hồa Bình, hàng năm, lượng cát bùn chuyển qua mặt cắt Tạ Ba là 93,4 triệu tấn (71,9 triệu m’), qua mặt cit Hòa Bình là 83,9 triệu ấn (64.‡ triệu m’), Như vậy, tổng lượng bùn cát tại tuyển Hòa Bình thường thiểu hụt khoảng 9.5 triệu ấn (73 triệu m:) so với tuyển Tạ Bú Trường hợp thiếu hụt nh trên chiếm 80% số năm

toán, có năm.

hạt lớn như năm 1966 là 56,7 iệu tấn (43,6 iệu m), Nguyên nhân có thể do bùn cát lơ lãng bi king đọng hoặc chuyển sang dạng vận động di đây trong đoạn sông:

“Tạ Ba - Hòa Bình [8].

3.2.4.2 Giai đoạn hình thành hỗ chứa Hòa Bình và bắt đâu tích nước.

Trong 3 năm đầu (1987 - 1989), đây là giai đoạn xây dựng mạnh mẽ nhất, lượng bùn

cất trung bình chuyển vào hỗ qua mat cắt Tạ BG chỉ dat khoảng 57 triệu tắn/nãm, bằng

63 % tr số bình quân nhiễu năm Mặt khác đập chưa hoàn thiện và ôn định, nước hỗ

thường được duy tì ở cao trình 22 - 42 m, vận hành hỗ chủ yếu là nước đến bao nhiều

xả nước qua đập bấy nhiêu Vì vậy, lượng bùn cát bị giữ lại trong hỗ hàng năm không

lớn và tương đối én định (khoảng 45 triệu mì) |8]

2.2.4.3 Giải đoạn hỗ tích nước và điều tiết

‘Theo số liệu đo đạc, tính toán trong giai đoạn 1990 - 2013, tổng lượng bồi King là

1.387\1 triệu m, trung bình là 57,8 triệu m”/năm Với tổng lượng bùn cất không lỗ đã bồi lắp 37 % dung tích chét của hỗ, thậm chí tai một số mặt cắt ở khu vục trung lưu hỗ đã bị bồi lắp cả phẩn dung tích hữu ích Hang năm, toàn lòng hỗ Hòa Binh bị bồi một lớp phù sa dày trung bình khoảng 0,24 m Tuy nhiên quá trình bồi lắng diễn ra rất phúc

tạp theo không gian và thời gian

a) Diễn biển bai lắng lòng hễ theo thời giam

Hình 2.1 thể hiện khối lượng bồi lắng qua các năm ( 1990- 2013) Biểu đồ cho thấy

lượng bai ing qua các năm là khác nhau, năm có lượng bai ing lớn nhất là năm 1996 với khối lượng là 87.5 triệu mỶ, nguyên nhân là do năm 1996 có lũ lịch sử với lưu lượng định lũ đạt 33.671 m'/s đã chuyển về cho hỗ một lượng bùn cát khổng lồ

26

Năm có ug ð á ấtlà năm 2013, — Š ủy điện Sơn La đã tich nướ 6 đị ệ ou atime Š À én lượng bùn cấtđã đượ ữ

& ÿ Š_ ủy điện Sơn Ladi vào hoạt độ

& ÿ & ay điện Sơn La di vào hoạt độ bá 8 š 4 fa ê 4 aa iia năm 2013

ớ withayđổid ennhu đã ệ ä á ệ Hộ 4 — weđônăm2011đãbj ạ ở sở

Gố gia wise È

5 ủy điện Sơn La đi vào hoạt động đã tác độ ạ — ẽ đến lượ

ấ — ủ Hỏa Bình Trong4 năm từ 2010 đến2013lượ cá á ạ Í

còn 54.6 triệu mÌ, rung bình là 137 tr

này chỉ chiếm 4 % tổng lượng bồ ng bảng năm và nhỏ hơn trung bình nhiễu nấm 3,2 mẺ/năm Tổng lượng bồi lắng tong thời kỳ triệu m’, So với lượng bồi lắng trung bình nhiễu năm (57,8 triệu m’) thi lượng cát bùn bai lắng trung bình trong thời kỹ này (13,7 triệu m chỉ bằng 1/4.

1b) Diễn biển bồi lắng lòng hồ theo không gian

‘Sau 24 năm hồ tích nước đến cao trình bình thường, tổng lượng nước về hồ là 1.319,9

tỷ m’, trung bình 55,5 tỷ mÙnăm Với lượng nước khi lồ này đã tạo ra tổng lượng.

cất bùn bai lắng lòng hỗ là 1.387,1 tiệu m, trung bình 57.8 triệu m năm.

Sau thời gian dài hồ tích nước điễu tất bai bôi được hình thành rất rõ tai khu vực Lúa - Nà Giang (mặt cắt 19) cách đập 83.3 km; đuôi trên cia bãi bồi tại Bản Khộc, huyện Bắc Yên, Sơn La trung lưu của hỗ, định của bai bồi di chuyển về khu vực

(mat cất 37) cách đập 139,3 km, Như vay bãi bi có chiều dai tương đương khoảng

56,1 km.

Xi sự hình thành của bãi bồi ở khu vực trung lưu của hd, chia không gian hd thành 3

Khu vực chính

+ Khu vực I từ thượng lưu hỗ về đến Bản Khộc (mặt cắt 37) Khu vực này có chiều đài 53 km Vảo mùa mưa lũ, tại khu vực này địa hình lòng sông có đặc điểm gin giống với sông thiên nhiên (khi chưa cổ hi): cao trình đầy sông lớn, dao động từ 8S -114 m,

độ đốc đây sông lớn mà độ rộng long sông lại nhỏ, dao động từ 200 - 350 m (ứng với

cao trình mực nước 120 m) nên lượng bùn cát giữ lại ở khu vực này không nhiề “rong xuất thải kỳ hoạt động cia hỗ cha, tổng lượng bin cit lắng dong ở dây là 80,12 triệu m` chiếm khoảng 5,78% tổng lượng bùn cát lắng dong trong toàn tuyến hỗ + Khu vực 2: từ Bản Khe (mit cắt 37) về đến subi Lúa - Nà Giang (mặt cắt 19) Tại

khu vực này lượng bùn cát bồi lắng không chỉ phụ thuộc vào lượng nước về hd, lượng.

phù sa của dong chính mà còn phụ thuộc vào lượng nước và lượng phù sa gia nhập,

hu giữa Do đồ, lượng phù sa tập trúng ở đoạn này tương đối lớn, Khu vực này có

lượng bùn cát bồi lắng lớn nhất trong toàn tuyển hỗ, chỉ bồi

'm 77,9% tổng lượng bùn cát

lắng trong toàn tuyến hỗ và tương đương 1.080,48 triệu m’ Ở khu vực này hình thành bãi bồi với chiều đài khoảng 56 km Tính trung bình mỗi năm bai bồi di chuyển

wo ai a tuw hd

ự i ảnhhườ ự ế tên lược

fing đọ ại đây nhỏ, tính để ời điể a ‘ng lug

8, tương đương 22,657 tiệ © 6 ing do

& ừ _—_ tich nước lên đến cao trình bình hườ ảng hug

¡ 1a dione dd ở (66 tinh năm 1939), cao trình diy sông đã bị ae đồ a

& 8 & Bigian,giaidos ide nam1997 ở ydi ù wd á 8 điền tring), lig ba 66 j nâng cao đáng kế

1997 đến 2009, tag ắng đã đi vào ôn định, lượi ta

ä lưu không nhié a năm 2009 đến năm 2013 khi mi hd ủy điện Sơn La chính

tức di vào hoạt động, lug ảm đirá 8 a Ệ nim, swe tủa lòng sông không đảng kể

Nhu vậy, nghiên cứu diễn biến bùn cát hd Hoa Bình sử dụng phương pháp so sinh thé tích đã đưa ra những kết qua biển đổi của hỗ theo không gian và thời gian, theo từng

giai đoạn bồi lắng Nghiên cứu cũng cho thấy trong giai đoạn 2009-2013, là khi ho

chứa Sơn La đã di vào hoạt động, lượng bùn cất bồi lắng lòng hồ giảm hin, Toàn bộ

không gian hỗ được chia thành 3 khu vực với mức độ bồi lắng khác nhau, trong đó khu

i king lớn nhất và đã tạo thành các bãi bồi Tuy nhĩ „nghỉ

giữa cửu chỉ inh được

bồi lắng đến thời điểm có số liệu đo đạc địa ình không thể dự tính được cho tương

2.3, Đánh giá dign biến bùn cát trong sông theo mô hình toán thay văn

2.3.1 Giới thiệu phương pháp đánh giá và lea chọn mô hình toán.

2.3.1.1 Phương pháp mô hình toán ứng dụng trong tính toán bãi lắng hỗ chữa

Hiện nay, trên thể giới có nhiều mô hình toán được phát triển, có khả năng tính toán bai lắng bùn cất cho hồ chứa, bao gồm mô hình | chiều, 2 chiều và 3 chiều Các mô hình toán 1 chiều thường dược dùng với hiệu quả tốt để dự tính bai lắng bùn cát trong

thời gian dài (USSD, 2015) So với các mô hình 2 và 3 chiều, mô hình 1 chiều cho kếtquả thô hơn, tuy nhiên, yêu cầu dữ liệu đầu vào và thời gian tính toán cho mô hình 1

chiều lại ít và đơn giản hơn, phù hợp dé mô phỏng cho các hồ chứa dang sông có chiều.

tiết hơn dài lớn hơn nhiễu so với chiễu rộng, Các mô hình 2 và 3 chiễu cho kết quả cỉ

so với mô hình 1 chiều, tuy nhiên, yêu cầu dữ liệu đầu vào cho các mô hình nay phức

tạp hơn và thường chỉ áp dụng cho các hồ dang tự nhiên có độ rộng và độ sâu lớn

“Trước những năm 1990 chương tình do các chuyên gia Việt Nam viết ra được dùng

rộng rãi nhất là: VRSAP (Viêtnam River System and Plain) do GS Nguyễn Như Khuê

viết và KOD do GS Nguyễn An Niền viết ngoài ra còn một số chương tình khắc nia

tính truyền mặn hoặc tính toán thiết kế kênh Chương trình VRSAP giải hệ phường

trinh Saint ~ Vemant theo sơ đỗ sai phân ẩn, chương trinh KOD giải hệ phương nh

Saint ~ Vemant theo sơ đồ sai phân hiện Cả hai chương tinh này đều liên tue được bổ

xung, hoàn thiện để tính toán cho mạng lưới sông, nh truyền lũ, tính truyền mặn vàtính toán phục vụ quản lý vận hành hệ thống công trình thuỷ lợi Sau 1990 các phần

mềm nhập từ nước ngoài thông qua các dự án tài trợ, hoặc tải miễn phí từ mạng

Internet có: dòng mô hình MIKE (11, 21), UNET, CANALMAN, HEC-RAS các

30

phần mém này đã thành sin phẩm thương mại nên có chung đặc điểm là giao dig rất

trìnhđạp, cổ nhiễu tính năng, nhưng là phần mém thương mại nên không có chương

nguồn, chương trình cũng được nâng cấp hàng năm, nên người dùng phải luôn cập

nhật thông tin để ứng dụng chương trình.

Luận văn sử dụng mô hình HEC-RAS 4.1 do quân đội Hoa Kỳ xây dựng và phát triển.

Diy là mô hình toán một chigu (1D) bao gồm hai phần: mồ hình thủy lực và mô hình

truyền chit HEC-RAS được xây đựng để tinh diễn quá tình tinh thuỷ lực một chiều

‘cho mạng lưới songstự nhiên hay các kênh nhítạo Mô hình này có khả năng tự

động hóa cao trong việc nhập số liệu nội suy mặt cắt ngang: được ding để tinh toán

mực nước, lưu lượng, sự xâm nhập mặn ở vùng sông ảnh hưởng triểu, vận chuyển bùn

sất trên sông: mô hình toán này gai hệ phương trinh Saint ~ Venant một chigu trên hệ

thống sông, kênh hở và phương trình truyền chất Ngoài ra mô hình còn ding để tính

toán thêm một số yếu tổ chất lượng nước như lan truyỄn chit dinh dưỡng, các chất hoà

tan Với nhiều đặc tính thuận lợi, mô hình HEC-RAS thích hợp cho tinh toán dòng

chảy và dự báo bùn cát, từ đó xây dựng bản đồ nguy cơ bồi lắng hồ Hòa Bình trên lưu

vue sông Da,

Sơ đồ dưới day trình bày tom tắt về phương pháp đánh giá:

2.3.1.2 Giới hiệu tôn tit mổ hình HEC-RAS và các bước ứng dụng s

1) Cơ sở ý thuyết mô bình H

4) Hệ phương trình cơ bản sử dung trong HEC-RAS là phương trình liên tục (2.4) vàphương trình động lượng (2.5):

liệu đầu vào.Phương trình liên tục mô tả định luật bảo toàn khối lượng cho bài toán một

ali Lưu lượng chay vào từ bên, rên một đơn vị chiều đài (mn

g: Gia tốc trong trường (ms)

§ Độ dốc đáy sông (không thứ nguyên);

V: Vậntốc trung bình đồng chy (ms)

‘Dao hàm theo thời gian

32