Nghiên cứu giải pháp nâng cấp công trình hồ chứa nước tỉnh Hà Tĩnh trong điều kiện biến đổi khí hậu, áp dụng cụ thể cho hồ Nhà Đường

LỜI CẢM ƠN Với sự giúp đỡ của phòng Đào tạo Đại học và sau Đại học, Khoa Công trình trường Đại học Thuỷ Lợi, cùng các thầy cô giáo, bạn bè, đồng nghiệp và gia đình đến nay Luận văn Thạc

LỜI CẢM ƠN

Với sự giúp đỡ của phòng Đào tạo Đại học và sau Đại học, Khoa Công trình

trường Đại học Thuỷ Lợi, cùng các thầy cô giáo, bạn bè, đồng nghiệp và gia đình

đến nay Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật với đề tài: “Nghiên cứu giải pháp nâng cấp công trình hồ chứa nước tỉnh Hà Tĩnh trong điều kiện biến đổi khí hậu,

áp dụng cụ thể cho hồ Nhà Đường” đã được hoàn thành

Tác giả xin tỏ lòng biết ơn chân thành đến các cơ quan đơn vị và các cá nhân

đã truyền đạt kiến thức, cho phép sử dụng tài liệu đã công bố

Đặc biệt tác giả xin được tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến GS.TS Lê Kim Truyền và

TS Dương Đức Tiên người đã trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ tận tình cho tác giả trong quá trình thực hiện luận văn này

Với thời gian và trình độ còn hạn chế, luận văn không thể tránh khỏi những thiếu sót Tác giả rất mong nhận được sự chỉ bảo và đóng góp ý kiến của các thầy

cô giáo, của các Quý vị quan tâm và bạn bè đồng nghiệp

Luận văn được hoàn thành tại Khoa Công trình, Trường Đại học Thủy Lợi

Hà Nội, tháng 05 năm 2014 Tác giả luận văn

VÕ HỒNG QUẾ

BẢN CAM KẾT

Tên tôi là: Võ Hồng Quế

Học viên lớp: 19 C22

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Những nội dung

và kết quả trình bày trong luận văn là trung thực và chưa được ai công bố trong bất

kỳ công trình khoa học nào

Hà Nội, tháng 05 năm 2014 Tác giả luận văn

VÕ HỒNG QUẾ

MỤC LỤC

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 M ục tiêu và phạm vi nghiên cứu của đề tài 2

3 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu 2

4 Kết quả dự kiến đạt được 3

5 Bố cục của luận văn 3

CH ƯƠNG I 4

TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CÔNG TRÌNH HỒ CHỨA Ở HÀ TĨNH 4 1.1 Tổng quan về các yếu tố tự nhiên của Hà Tĩnh 4

1.1.1 Vị trí địa lý 4

1.1.2 Khí hậu, thủy văn 5

1.1.2.1 Khí hậu: 5

1.1.2.2 Thủy văn: 6

1.2 Tổng quan về công trình thủy lợi khu vực Hà Tĩnh 7

1.2.1 Hồ chứa nước 7

1.2.2 Đập dâng 10

1.2.3 Hệ thống cống ngăn mặn giữ ngọt, cống vùng triều 11

1.3 Hiện trạng chất lượng các hồ chứa của Hà Tĩnh 11

1.3.1 Khái quát 11

1.3.2 Đặc điểm 13

1.4 Điều kiện địa hình các hồ chứa nước của Hà Tĩnh 17

1.4.1 Điều kiện địa hình chung của Hà Tĩnh 17

1.4.2 Điều kiện địa hình các hồ chứa 18

1.5 Điều kiện địa chất các hồ chứa nước khu vực Hà Tĩnh 19

1.5.1 Điều kiện địa chất các hồ chứa khu vực Hà Tĩnh 19

1.5.1.1 Các thành tạo của đá: 19

1.5.1.2 Các lớp phủ: 22

1.5.2 Các hoạt động kiến tạo trong khu vực: 22

1.5.3 Các hoạt động địa chất vật lý: 23

1.5.4 Điều kiện địa chất thuỷ văn 23

1.6 Hiện trạng quản lý, vận hành các hồ chứa ở Hà Tĩnh 24

1.6.1 Mô hình quản lý 24

1.6 2 Thực trạng công tác quản lý hiện nay 24

1.6.2.1 Lực lượng quản lý 24

1.6.2.2 Hồ sơ quản lý 24

1.6.3 Tình hinh vi phạm Pháp lệnh khai thác và bảo vệ công trình 25

1.6.4 Thực trạng khai thác 25

1.7 Những yêu cầu đối với hồ chứa của Hà Tĩnh trong điều kiện biến đổi khí hậu 26

1.8 Kết luận chương 1 27

CH ƯƠNG II 28

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN NHU C ẦU DÙNG NƯỚC CỦA KHU VỰC 28

2.1 Tổng quan về biến đổi khí hậu (BĐKH) [2] 28

2.1.1 Khái quát 28

2.1.2 Các kịch bản biến đổi khí hậu ở khu vực Miền Trung [2] 29

2.2 Ảnh hưởng của BĐKH đến khu vực tỉnh Hà Tĩnh 29 2.2.1 Tác động của BĐKH đến chế độ khí tượng 30

2.2.1.1 Tác động của BĐKH đến chế độ nhiệt 30

2.2.1.2 Tác động của BĐKH đến chế độ mưa 33

2.2.1.3 Tác động của BĐKH đến chế độ bốc hơi 34

2.2.1.4 Tác động của BĐKH đến chỉ số ẩm ướt 35

2.2.2 Tác động của BĐKH đến chế độ thủy văn 36

2.3 Ảnh hưởng của BĐKH đến nhu cầu nước ở Hà Tĩnh 39

2.3.1 Ảnh hưởng biến đổi khí hậu đến nhu cầu nước cho nông nghiệp 39

2.3.2 Ảnh hưởng biến đổi khí hậu đến đến nhu cầu nước cho thủy sản 41

2.3.3 Ảnh hưởng biến đổi khí hậu đến nhu cầu nước cho các ngành khác 41

2.3.4 Những kiến nghị về tính toán nhu cầu dùng nước trong điều kiện biến đổi khí hậu 41

2.4 Ảnh hưởng của BĐKH đến cân bằng nước các hồ chứa ở Hà Tĩnh 43

CH ƯƠNG III 44

NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CẤP CÁC HỒ CHỨA CỦA HÀ TĨNH 44

3.1 Đặt vấn đề 44

3.2 Tính toán thủy văn lưu vực có xét đến ảnh hưởng của BĐKH 45

3.2.1 Phương pháp tính dòng chảy thiết kế đến hồ có xét đến ảnh hưởng của BĐKH 45

3.2.2 Tính toán dòng chảy lũ thiết kế khi xét đến ảnh hưởng của BĐKH 45

3.3 Tính toán cân bằng nước cho lưu vực hồ chứa 46

3.3.1 Khái niệm về hệ thống nguồn nước và cân bằng nước hệ thống 46

3.3.1.1 Hệ thống nguồn nước 46

3.3.1.2 Khái niệm cân bằng nước hệ thống 46

3.3.2 Tính toán nhu cầu nước 47

3.3.2.1 Mức đảm bảo cấp nước 47

3.3.2.2 Các tài liệu về nông nghiệp 47

3.3.2.3 Tài liệu về các hộ dùng nước khác 49

3.3.2.4 Tính toán nhu cầu nước 50

3.3.3 Tính toán cân bằng nước cho lưu vực hồ chứa 50

3.4 Tính toán điều tiết lũ, đề xuất giải pháp công trình tháo lũ 50

3.5 Nghiên cứu giải pháp nâng cấp công trình hồ chứa tỉnh Hà Tĩnh trong điều kiện biến đổi khí hậu 50

3.5.1 Yêu cầu đặt ra 50

3.5.2 Phân nhóm các h ồ chứa theo đặc trưng của lưu vực và khả năng trữ nước. 51

3.5.3 Các nhóm giải pháp 52

3.5.3.1 Nhóm các giải pháp công trình: 52

3.5.3.2 Nhóm các giải pháp phi công trình 53

3.5.4 Các giải pháp công trình tổng thể 53

3.5.4.1 Nâng cao trình ngưỡng tràn kết hợp cải tạo khả năng tháo của tràn (thay đổi hình thức ngưỡng để tăng hệ số lưu lượng) 53

3.5.4.2 Nâng cao ng ưỡng tràn kết hợp với mở rộng khẩu độ tràn 55

3.5.4.3 Nâng cao ng ưỡng tràn kết hợp thay tràn không có cửa van bằng tràn có

cửa van 56

3.5.4.4 Nâng cao ng ưỡng tràn kết hợp làm thêm tràn phụ, tràn sự cố 57

3.5.4.5 Nâng cao ng ưỡng tràn kết hợp thay đổi kiểu tràn thẳng sang tràn ziczắc. 66

3.5.4.6 Nâng cao trình ng ưỡng tràn, Nâng cao đập kết hợp với làm tường chắn sóng 73

3.5.4.7 Kết hợp các giải pháp với nhau 74

3.6 Nghiên cứu các giải pháp nâng cấp công trình đầu mối các hồ chứa ở Hà Tĩnh 75

3.6.1 Các giải pháp nâng cấp đập dâng 75

3.6.1.1 Đắp áp trúc, tôn cao đập 75

3.6.1.2 Xử lý chống thấm thân và nền đập 78

3.6.1.3 Gia cố chống sóng mái thượng lưu 79

3.6.1.4 Gia cố chống xói mái hạ lưu 79

3.6.2 Các biện pháp nâng cấp cống lấy nước 80

3.6.3 Các biện pháp nâng cấp tràn xả lũ 80

3.7 Kết luận 81

CH ƯƠNG IV 82

ỨNG DỤNG KẾT QUẢ TÍNH TOÁN CÁC KỊCH BẢN BĐKH 82

TÍNH TOÁN GIẢI PHÁP NÂNG CẤP CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI HỒ CHỨA NƯỚC NHÀ ĐƯỜNG 82

4.1 Giới thiệu chung về công trình 82

4.1.1 Vị trí địa lý 82

4.1.2 Nhiệm vụ công trình 83

4.1.3 Các chỉ tiêu thiết kế 83

4.1.4 Quy mô công trình 83

4.2 Hiện trạng công trình hồ chứa nước Nhà Đường 84

4.2.1 Hiện trạng về sử dụng nguồn nước 84

4.2.2 Hiện trạng đập đất: 84

4.2.3 Hiện trạng cống lấy nước: 85

4.2.4 Hiện trạng tràn xả lũ: 85

4.2.5 Hiện trạng hệ thống kênh: 85

4.2.6 Công tác quản lý và cứu hộ: 85

4.3 Tài liệu địa hình, địa chất 85

4.3.1 Tài liệu địa hình 85

4.3.2 Tài liệu địa chất 87

4.4 Tính toán thủy văn hồ chứa 87

4.4.1 Tài liệu thuỷ văn: 87

4.4.2 Tính toán thủy văn thiết kế 87

4.5 Tính toán cân bằng nước hồ chứa 88

4.5.1 Tính toán nhu cầu nước 88

4.5.2 Tính toán cân bằng nước 90

4.6 Nghiên cứu giải pháp nâng cấp hồ chứa nước Nhà Đường 90

4.7 Tính toán các giải pháp 91

4.7.1 Nâng ng ưỡng tràn và mở thêm tràn có cửa van bên cạnh 91

4.7.2 Nâng ng ưỡng tràn và mở thêm tràn tự do 91

4.7.3 Thay thế tràn tự do bằng tràn xả sâu có cửa van điều tiết 92

4.8 Lựa chọn giải pháp nâng cấp hồ chứa 92

4.9 Tính toán giải pháp nâng cấp các công trình đầu mối 93

4.9.1 Đập đất 93

4.9.1.1 Hình thức nâng cấp 93

4.9.1.2 Cao trình đỉnh đập 93

4.9.1.3 Chiều rộng đỉnh đập: 93

4.9.1.4 Mái đập và cơ đập: 93

4.9.1.6 Tính toán thấm và ổn định đập đất 95

4.9.2 Tràn xả lũ 96

4.9.2.1 Giải pháp thiết kế 96

4.9.2.2 Tính toán thủy lực ngưỡng tràn 97

4.9.2.3 Kết cấu tràn 99

4.9.3 Cống lấy nước 99

4.10 Kết luận 100

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 101

1 Kết quả đạt được của luận văn 101

2 Những tồn tại của luận văn 101

3 Kiến nghị 101

TÀI LIỆU THAM KHẢO 102

PHỤ LỤC TÍNH TOÁN 103

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1: Các hồ chứa có dung tích trên 1 tiệu m3 ở Hà Tĩnh 12

Bảng 1.2: Các hồ chứa được nâng cấp từ năm 2003 đến nay 13

Bảng 2.1: Mức tăng nhiệt độ vùng Bắc Trung Bộ theo các kịch bản BĐKH 30

Bảng 2.2: Mức thay đổi lượng mưa năm (%)vùng Bắc trung bộ theo các kịch bản 34 Bảng 2.3: Biến đổi của dòng chảy trung bình năm tại trạm thủy văn Dừa trên sông Cả ứng với các kịch bản so với thời kỳ 1980-1999 37

Bảng 2.4: Biến đổi của dòng chảy trung bình mùa lũ tại trạm thủy văn Dừa trên sông Cả ứng với các kịch bản so với thời kỳ 1980-1999 38

Bảng 2.5: Biến đổi của dòng chảy trung bình mùa cạn tại trạm thủy văn Dừa trên sông Cả ứng với các kịch bản so với thời kỳ 1980-1999 38

Bảng 3.1: Yêu cầu nước của một số cây trồng cạn 48

Bảng 3.2: Tính toán hệ số tưới cây nông nghiệp 48

Bảng 3.3: Thông số cơ bản một số đập tràn labyrinth đã xây dựng trên thế giới 68

Bảng 4.1: Quan hệ mực nước và dung tích hồ Nhà Đường 86

Bảng 4.2: Phân phối dòng chảy năm hồ Nhà Đường 87

Bảng 4.3a: Nhu cầu nước tưới nông nghiệp của hồ Nhà Đường (10 6 m 3 ) 88

Bảng 4.3b: Nhu cầu nước sinh hoạt, du lịch của hồ Nhà Đường (10 6 m 3 ) 89

Bảng 4.3c: Nhu cầu nước công nghiệp của hồ Nhà Đường (10 6 m 3 ) 89

Bảng 4.3: Tổng nhu cầu nước của hồ Nhà Đường (10 6 m 3 ) 89

Bảng 4.5: Bảng so sánh kết quả tính toán điều lũ các giải pháp 92

Bảng 4.6: Bảng chỉ tiêu cơ lý tính toán ổn định đập 95

Bảng 4.7: Các chỉ tiêu tính toán của tràn xả lũ 96

Bảng 4.8: Kết quả tính toán toạ độ đường cong ngưỡng tràn 97

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1 1: Bản đồ hành chính tỉnh Hà Tĩnh 4

Hình 1.2: Hồ chứa nước Kim Sơn 8

Hình 1.3: Hồ chứa nước Thượng Sông Trí 8

Hình 1.4: Hồ chứa nước Kẻ Gỗ 9

Hình 1.5: Hồ chứa nước Ngàn Trươi 9

Hình 2.1: Hiệu ứng nhà kính 28

Hình 2.2: Nhiệt độ trung bình năm, thời kỳ 1980 - 1999 30

Hình 2.3: Nhiệt độ trung bình năm, thời kỳ 2041 - 2050 31

Hình 2.4: Nhiệt độ trung bình năm, thời kỳ 2091 – 2100 32

Hình 2.5: Lượng mưa năm thời kỳ 2041 – 2050 33

Hình 2.6: Lượng bốc hơi trung bình năm thập kỷ 2041 – 2050 35

Hình 2.7: Chỉ số ẩm năm thời kỳ 1980 – 1999 36

Hình 2.8: Sơ đồ đánh giá ảnh hưởng của BĐKH đến tài nguyên nước 37

Hình 3.1: Mặt cắt ngưỡng tràn đỉnh rộng 54

Hình 3.2: Mặt cắt của ngưỡng tràn thực dụng Ôphixêrôp 54

Hình 3.3: Mặt bằng và cắt dọc ngưỡng tràn khi được nâng cao, mở rộng 55

Hình 3.4: Chuyển hình thức tràn tự do sang tràn có cửa van 56

Hình 3.5: Tràn sự cố kiểu tự do 58

Hình 3.6: Tràn sự cố hồ chứa nước Vực Trống – Can Lộc 59

Hình 3.7: Tràn sự cố kiểu đập đất để gây vỡ hoặc tự do 61

Hình 3.8 Cắt dọc tràn sự cố hồ Easoup thượng 62

Hình 3.9: Cắt dọc tràn sự cố hồ Kè Gỗ - Hà Tĩnh 64

Hình 3.10: Mặt bằng tràn sự cố hồ Kè Gỗ - Hà Tĩnh 65

Hình 3.11: Tràn zích zắc - Mỹ (nhìn từ hạ lưu) 67

Hình 3.12: Hình thức cấu tạo tràn labyrinth kiểu ngưỡng răng cưa 67

Hình 3.13: Mặt bằng các dạng ngưỡng tràn đặc biệt 68

Hình 3.14: Mô hình tràn Sông Móng (nhìn từ thượng lưu) 70

Hình 3.15: Mô hình 1/2 tràn Ph ước Hòa (nhìn từ thượng lưu) 70

Hì nh 3.16: Đập tràn phím Piano Maguga ở Xoa zi lân 71

Hình 3.17: Đập tràn phím Piano Liege ở Bỉ 71

Hì nh 3.18: Đập tràn phím Piano Goulou ở Pháp 72

Hì nh 3.19: Mô hình đập tràn phím Piano Văn Phong ở Việt Nam 72

Hình 3.20: Thi công tràn phím đàn- ống dẫn khí đặt dưới console hạ lưu 73

Hình 3.21: Lắp ghép cửa van phụ ở phía trên 73

Hình 3.22: Áp trúc mái th ượng lưu đập 76

Hình 3.23: Áp trúc mái th ượng hạ lưu đập 77

Hình 3.24: Áp trúc mái th ượng thượng hạ lưu đập 78

Hình 4.1: Mặt bằng vị trí hồ Nhà Đường 82

Hình 4.2 Đường quan hệ mực nước, diện tích ngập và dung tích trữ hồ 86

Nhà Đường (Z - F- W) 86

Hình 4.3: Đường cong ngưỡng tràn 98

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

KH&CN: Khoa học và Công nghệ

Bảng 4.3: Tính toán nhu cầu nước hồ Nhà Đường

Bảng 4.4: Tính toán cân bằng nước hồ Nhà Đường

Phụ lục 4.1: Tính toán điều tiết lũ phương án 1 (lũ thiết kế) Phụ lục 4.2: Tính toán điều tiết lũ phương án 2 (lũ thiết kế) Phụ lục 4.3a: Tính toán điều tiết lũ phương án 3 (lũ thiết kế) Phụ lục 4.3b: Tính toán điều tiết lũ phương án 3 (lũ kiểm tra) Phụ lục 4.4a: Tính toán thấm đập đất

Phụ lục 4.4b: Tính toán ổn định đập đất

M Ở ĐẦU

1 T ính cấp thiết của đề tài

Hiện nay cả nước đã xây dựng trên 2100 hồ chứa có dung tích mỗi hồ từ 0,5 triệu m3 trở lên, với tổng dung tích trữ được trên 41 tỷ m3

nước Trong đó miền Trung và Tây Nguyên có trên 97 hồ Thủy lợi chứa hơn 2,4 tỷ m3 nước và 27 hồ Thủy điện chứa 6,4 tỷ m3nước

Riêng khu vực Hà Tĩnh tính đến năm 2013 có tổng cộng 345 hồ chứa với tổng dung tích 742,9 triệu m3 nước, ngoài ra còn hai hồ chứa lớn là hồ Ngàn Trươi (706x106 m3) và hồ Rào Trổ (195x106 m3) đang trong quá trình xây dựng nâng tổng dung tích các hồ chứa ở Hà Tĩnh lên 1,644 tỷ m3

nước

Đa phần các hồ được xây dựng trong bối cảnh sau:

• Xây dựng trong điều kiện Kinh tế chưa phát triển nên mức đầu tư chưa

thỏa đáng, thường phải giảm nhỏ qui mô (đặc biệt mức bảo đảm của công trình), tiết kiệm đầu tư nên chưa tận dụng hết nguồn sinh thủy

• Điều kiện kỹ thuật chưa phát triển, nên việc khảo sát, tính toán, đánh giá tình hình tự nhiên chưa sát thực, chưa sử dụng hết nguồn sinh thủy, giải pháp kỹ thuật công nghệ xây dựng công trình còn hạn chế nên chưa mạnh dạn xây dựng những đập cao để sử dụng hết nguồn nước

• Về việc xác định nhiệm vụ công trình, nhiều hồ chứa chưa đề cập đến phục vụ đa mục tiêu mà đơn thuần cho tưới hoặc phát điện nên hiệu quả đầu tư thấp

• Do yêu cầu bức bách cấp nước cho hạ lưu nên việc khảo sát đánh giá đôi khi chưa được kỹ càng, xác định qui mô, công nghệ xây dựng chưa hợp lý

Trong bối cảnh xây dựng các công trình như trên nên việc giải quyết thoả đáng nhiệm vụ chức năng đa mục tiêu: cấp nước, giảm lũ, úng, hạn chưa được đặt ra đúng mức Theo đánh giá của các nhà chuyên môn thì miền Trung mới khai thác được khoảng 15-20% lượng nước tự nhiên Miền Trung có đặc điểm địa hình dốc, hẹp, lượng mưa tập trung trên 80% về mùa lũ nên mùa cạn thiếu nước nghiêm trọng Mùa lũ do biến đổi khí hậu làm cường độ, thời gian mưa cũng thay đổi gây nên úng lụt nhiều nơi, điển hình như trận lũ năm 1999, năm 2010

Trong tương lai, do yêu cầu phát triển kinh tế xã hội sẽ dẫn tới nhu cầu dùng

nước ngày càng cao Theo chiến lược phát triển Thủy lợi của Bộ NN&PTNT đến năm 2020, nhu cầu dùng nước của các tỉnh miền Trung tăng 20-25% so với năm

2010

Trong điều kiện biến đổi khí hậu, miền Trung là vùng sẽ chịu ảnh hưởng nặng

nề của biến đổi khí hậu và nước biển dâng cao và có đặc điểm biến động thời tiết khá cao cho nên vốn là vùng khô hạn, nắng gió có cường độ mạnh; nay do biến đổi khí hậu nhiệt độ tăng làm cho nhiệt độ nước tăng, thúc đẩy quá trình bốc hơi nước nhanh hơn (tăng 7,7%-8,9%) dẫn đến yêu cầu nước dùng cho môi trường, tưới, sinh hoạt tăng hơn

Nhìn chung, biến đổi khí hậu ảnh hưởng rất lớn đến lượng nước đến và nhu cầu dùng nước và an toàn cho công trình đầu mối, gây khó khăn cho công tác quản

lý, khai thác các hồ chứa nước ở miền Trung

Tóm lại miền Trung là vùng đất có đặc điểm tự nhiên khắc nghiệt, địa hình ngắn, dốc, lũ lụt, hạn hán nặng nề, đời sống nhân dân còn nhiều khó khăn do bối cảnh lịch sử khi xây dựng các công trình thủy lợi Nhiều công trình chưa phát huy hết năng lực, việc cung cấp điều hòa dòng chảy chưa đáp ứng được nhu cầu dùng nước và giảm nhẹ thiên tai, lượng nước thừa hàng năm đổ ra biển còn khá lớn, trong khi đó nhu cầu dùng nước ngày càng tăng Để giải quyết mâu thuẫn đó thì ngoài đầu

tư xây dựng những hồ đập mới, cần nghiên cứu công tác quản lý khai thác, điều hành để tăng hiệu quả đầu tư và nghiên cứu nâng cấp tăng thêm dung tích trữ nước của các hồ chứa đã xây dựng để thực hiện nhiệm vụ đa mục tiêu là giải pháp tốt nhất để giảm thiểu thiên tai, tăng thêm nguồn nước phục vụ phát triển kinh tế xã hội khu vực miền Trung

2 M ục tiêu và phạm vi nghiên cứu của đề tài

- Đánh giá ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến thiên tai và công tác quản lý, vận hành, đảm bảo an toàn hồ chứa nước khu vực tỉnh Hà Tĩnh

- Cụ thể của mục tiêu là sử dụng các kết quả phân tích số liệu thủy văn, khí hậu xác định được tác nhân gây nên hạn hán, lũ lụt… làm mất cân bằng lượng nước đến và yêu cầu dùng nước, gây khó khăn cho công tác quản lý, vận hành hồ chứa

- Đề xuất được giải pháp nâng cấp công trình hồ chứa nước trên địa bàn tỉnh

Hà Tĩnh trong điều kiện biến đổi khí hậu

- Đề xuất và tính toán các giải pháp công trình nâng cấp đầu mối hồ chứa nước Nhà Đường

3 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

Cách tiếp cận:

- Tìm hiểu các tài liệu đã được nghiên cứu và ứng dụng;

- Điều tra, khảo sát thực tế hiện trường công trình;

- Các đánh giá của các chuyên gia;

Phương pháp nghiên cứu:

- Nghiên cứu tổng quan lý thuyết và thực tiễn;

- Nghiên cứu, đánh giá hiện trạng hồ chứa nước Nhà Đường;

- Nghiên cứu các giải pháp khắc phục vấn đề tồn tại của công trình

4 K ết quả dự kiến đạt được

Thể hiện được ảnh hưởng của biến đổi khí hậu theo các kịch bản đến việc tính toán nhu cầu dùng nước, mô hình tính toán lũ và công tác quản lý, vận hành đảm bảo an toàn và nâng cấp các hồ chứa

Đề xuất phân tích lựa chọn được dung tích hồ chứa và giải pháp nâng cấp công trình hồ chứa nước của khu vực Hà Tĩnh, nâng cao hiệu quả khai thác, giảm thiểu thiệt hại do thiên tai (lũ, hạn) và đảm bảo an toàn hồ chứa

Đề xuất lựa chọn được giải pháp công trình công trình cho hồ chứa nước Nhà Đường:

- Tính toán cân bằng nước, lựa chọn được dung tích hồ chứa Nhà Đường theo yêu cầu phục vụ đa mục tiêu trong điều kiện biến đổi khí hậu;

- Lựa chọn được giải pháp công trình cho đập đất, tràn xả lũ, cống lấy nước theo nhiệm vụ đặt ra, trên cơ sở bảo đảm an toàn hồ chứa nhằm nâng cao hiệu quả đầu tư;

5 Bố cục của luận văn

MỞ ĐẦU

Ch ương 1: Tổng quan về hệ thống công trình hồ chứa của Hà Tĩnh.

Ch ương 2: Nghiên cứu ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến nhu cầu dùng nước của khu vực

Ch ương 3: Nghiên cứu các giải pháp nâng cấp các hồ chứa của Hà Tĩnh.

Chương 4: Ứng dụng kết quả tính toán các kịch bản BĐKH tính toán các giải pháp nâng cấp công trình đầu mối hồ chứa nước Nhà Đường

Kết luận và kiến nghị

Tài liệu tham khảo

Phụ lục

CH ƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CÔNG TRÌNH HỒ CHỨA Ở HÀ TĨNH 1.1 T ổng quan về các yếu tố tự nhiên của Hà Tĩnh

- Phía bắc giáp tỉnh Nghệ An, ranh giới là Sông Lam và dãy núi Thiên Nhẫn

- Phía Nam giáp tỉnh Quảng Bình, ranh giới là dãy núi Hoành Sơn

- Phía Đông giáp biển Đông

- Phía Tây giáp tỉnh Bolikhămxay và tỉnh Khămmuộn (Lào) với chiều dài

biên giới là 170km và ranh giới là dãy Trường Sơn

Tỉnh Hà Tĩnh gồm có:

- 1 Thành phố: Thành Phố Hà Tĩnh;

- 1 Thị xã: Thị xã Hồng Lĩnh;

Anh, Lộc Hà, Nghi Xuân, Thạch Hà và Vũ Quang

Hà Tĩnh có vị trí đặc biệt quan trọng không chỉ với cả nước mà còn với Lào

và Thái Lan Hà Tĩnh có điều kiện trở thành cầu nối của hai miền Nam, Bắc và là nút giao thông quan trọng trên trục hành lang Đông - Tây của khu vực, với các tuyến giao thông huyết mạch đi qua như: Quốc lộ 1A, đường Hồ Chí Minh, đường sắt Bắc - Nam, đường biển (trục giao thông Bắc - Nam); Quốc lộ 8 với của khẩu Quốc tế Cầu Treo và Quốc lộ 12 với cửa khẩu Cha Lo (Quảng Bình) nối với hệ thống cảng biển nước sâu Vũng Áng

Hà Tĩnh có 137km bờ biển có nhiều cảng và cửa sông lớn (Cửa Hội, Cửa Sót, Cửa Nhượng và Cửa Khẩu) cùng với hệ thống giao thông khá tốt, rất thuận lợi cho giao thương kinh tế, văn hóa xã hội và phát triển kinh tế

1 1.2 Khí hậu, thủy văn

- Mùa mưa kéo dài từ tháng 10 đến tháng 3 năm sau, nhiệt độ trung bình tháng

từ 18,3oC (tháng 1) đến 21,8oC (tháng 11) với nhiều ngày ở một số khu vực có nhiệt

độ dưới 7oC (tháng 11,12)

Độ ẩm: Nhìn chung độ ẩm không khí tương đối cao (trung bình khoảng từ 84÷87%), độ ẩm trung bình cao nhất khoảng 92÷96%, vào các tháng 1,2,3, độ ẩm trung bình thấp nhất khoảng 55÷70% vào các tháng 6,7,8

Bốc hơi: Bốc hơi Piche trung bình năm đạt 800mm Lượng bốc hơi lớn thường xảy ra vào tháng 7 với mức trung bình tháng đạt 180 - 200 mm Tháng 2 có lượng bốc hơi nhỏ nhất 27 - 34 mm

Số giờ nắng: 1.400-1.600 giờ/năm

Chế độ gió: Hà Tĩnh nằm trong vùng khu vực chịu ảnh hưởng của chế độ gió mùa và gió Lào nhưng hướng gió mang tích chất phân mùa không rõ rệt như một số địa phương khác thuộc khu vực Bắc Trung Bộ hoặc Bắc Bộ

- Tốc độ gió trung bình đạt từ 1,7÷2,4 m/s

- Mùa Đông hướng gió chủ đạo là gió Tây Bắc rồi đến gió Bắc và Đông Bắc, tần suất tổng cộng tới 50÷60%

- Mùa hè: Hướng gió chủ đạo là gió Nam, tần suất 40 ÷ 50%

Bão thường xuất hiện bắt đầu từ tháng 8 và kết thúc vào tháng 11,12 Bình quân mỗi năm có từ 2 ÷ 3 cơn bão có ảnh hưởng trực tiếp đến Hà Tĩnh

Chế độ mưa: Hà Tĩnh có lượng mưa khá lớn, trung bình trên 2.000 mm/năm,

cá biệt có nơi lên đến 3.500 mm/năm Những cơn mưa lớn gồm thượng nguồn sông Ngàn Phố, Ngàn Sâu, Rào Trổ, khu vực Hoành Sơn, Kỳ Lạc - Kỳ Anh Lượng mưa thường phân bố không đồng đều trong năm: Mùa Đông - Xuân lượng mưa thấp, chỉ đạt 25% lượng mưa hàng năm, chủ yếu là mưa phùn kết hợp với gió mùa Đông Bắc Mưa lớn tập trung vào mùa Hạ và Thu; chiếm 85% lượng mưa cả năm, đặc biệt cuối thu thường mưa rất to Mưa lớn thường gây ngập lụt, sạt lở đất, lũ quét

Hà Tĩnh có nguồn nước mặt phong phú nhờ hệ thống sông suối, hồ đập khá dày đặc Ngoài 345 hồ chứa với tổng dung tích gần 743 triệu m3, 57 đập dâng lớn nhỏ có lưu lượng trên 30,13 m3/s Các hồ, đập phục vụ cung cấp nước cho sinh hoạt, nông nghiệp, công nghiệp và các hoạt động phát triển KTXH khác đồng thời đây cũng là nơi giữ nước trong mùa mưa và điều tiết nước trong mùa hạn Toàn tỉnh

có trên 30 con sông lớn nhỏ với tổng chiều dài trên 400 km, trữ lượng khoảng 11-13

tỷ m3/năm Tổng lưu vực của các con sông khoảng 5.436 km2, trong đó sông La do

2 con sông Ngàn Sâu và Ngàn Phố hợp thành với diện tích lưu vực 3.221 km2, sông

Cửa Sót hợp lưu của sông Nghèn và sông Rào Cái với diện tích lưu vực 1.349 km2, sông Cửa Nhượng hợp lưu của sông Gia Hội và sông Rác có diện tích lưu vực 356 km2, sông Cửa Khẩu hợp lưu của sông Trí và sông Quyền với diện tích lưu vực 510 km2 Các con sông ở Hà Tĩnh là nguồn cung cấp nước phục vụ nhu cầu sinh hoạt và các hoạt động phát triển KTXH, đồng thời cũng có chức năng thoát nước về mùa mưa lũ

Theo thống kê Hà Tĩnh có 9 vùng có triển vọng cung cấp nước dưới đất với tổng trữ lượng khoảng 85 triệu m3, bao gồm: Vùng Nghi Xuân diện tích khoảng 50 km2; vùng Nam núi Ông với diện tích khoản 7 km2; vùng Thạch Hà, Cẩm Xuyên với diện tích khoảng 76 km2; vùng thung lũng sông Rác với diện tích gần 90 km2; vùng thung lũng Rào Nộ diện tích khoảng 65 km2; vùng thung lũng Ngàn Sâu và sông Tiêm diện tích khoảng 230km2; vùng thung lũng Chúc A diện tích khoảng 65km2

1.2 T ổng quan về công trình thủy lợi khu vực Hà Tĩnh

1 2.1 Hồ chứa nước

Hà Tĩnh là tỉnh nằm giữa của khu vực Bắc trung bộ, có dãy Trường Sơn chạy song song với bờ biển và do phát triển ngang của dãy Hoành Sơn chắn phía Nam của tỉnh tạo thành một vùng hứng gió biển nên ở đây có lượng mưa lớn hơn các vùng khác trong tỉnh và lượng mưa trung bình nhiều năm cũng lớn hơn các tỉnh lân cận như Quảng Bình hay Nghệ An

Tổng lượng mưa rơi trên địa bàn tỉnh xấp xỉ 13 đến 18 tỷ m3/năm Tổng lượng nước đến biến động từ 10 đến 11 tỷ m3/năm Kết hợp với địa hình nhiều đồi núi rất thuận lợi cho phát triển xây dựng hồ chứa nước thủy lợi Tính đến 31/12/2013 toàn tỉnh đã xây dựng được 345 hồ chứa với tổng dung tích 743 triệu m3, hiện đang đầu

tư xây dựng thêm 2 hồ chứa có tổng dung tích 900 triệu m3là hồ Ngàn Trươi và hồ Rào Trổ; và tiếp tục xem xét đầu tư xây dựng thêm khoảng 5 hồ chứa có dung tích 5 đến 10 triệu m3 nước theo quy hoạch đến năm 2020 nâng tổng dung tích các hồ chứa lên 1,7 tỷ m3 năm 2020

Hình 1.2: Hồ chứa nước Kim Sơn

Hình 1.3: Hồ chứa nước Thượng Sông Trí

Hình 1.4: Hồ chứa nước Kẻ Gỗ

Hình 1 5: Hồ chứa nước Ngàn Trươi

Hồ chứa nước là công trình lợi dụng tổng hợp, cấp nước tưới, sinh hoạt, công nghiệp và phát triển các ngành kinh tế quốc dân khác, cải tạo cảnh quan môi trường sinh thái; điều tiết lũ để phòng, tránh, giảm nhẹ thiên tai, đảm bảo an toàn tính mạng

và tài sản nhân dân vùng hạ lưu

Hồ chứa nước có vai trò quan trọng để phát triển kinh tế nói chung và sản xuất nông nghiệp nói riêng Nhà nước rất quan tâm phát triển xây dựng các hồ chứa nước đặc biệt là từ sau khi đất nước thống nhất

Nhiều hồ chứa nước có dung tích lớn và trung bình so với cả nước như hồ Ngàn Trươi (huyện Vũ Quang), Kẻ Gỗ, Thượng Tuy (huyện Cẩm Xuyên), Rào Trổ, Sông Rác (huyện Kỳ Anh).v.v…mang lại hiệu ích to lớn, cấp nước phục vụ cho sản xuất nông nghiệp, công nghiệp, sinh hoạt, cải tạo môi trường sinh thái, còn có nhiệm vụ cắt lũ bảo đảm an toàn cho hạ du

Hà Tĩnh là địa phương nằm trong tốp 10 tỉnh có số hồ chứa lớn nhất cả nước với 345 hồ và là tỉnh có mật độ hồ chứa dày nhất nhì cả nước Hồ chứa nước có nhiều lợi ích song cũng luôn tiềm ẩn nguy cơ sự cố, đe doạ đến an toàn của công

trình và hạ du Trong thời gian qua nhiều hồ chứa có quy mô vừa và nhỏ đã bị vỡ gây thiệt hại đáng kể tới người, tài sản của nhân dân

- Tháng 4 năm 1994 vỡ đập Họ Võ – xã Hương Giang – huyện Hương Khê có dung tích 1,6 triệu m3

- Năm 2007 do ảnh hưởng của các cơn bão số 2, số 5 mưa lớn đã gây vỡ 7 hồ đập ở huyện Hương Khê: hồ Khe Sắn, Đập Dài, Đập Làng

- Tháng 6 năm 2009 vỡ đập Ke 2/20 Rec (0,30 triệu m3) xã Hương Trạch – huyện Hương Khê

- Năm 2010, do ảnh hưởng của hai đợt lũ liên tiếp cuối thánh 9 và đầu thánh

10 đã gây vỡ các đập Khe Mơ, Vàng Anh, đập Ngưng (huyện Hương Sơn)

Các hồ bị sự cố nguyên nhân do chất lượng thi công không bảo đảm, mưa lũ quá lớn vượt tần suất thiết kế, công tác quản lý còn nhiều hạn chế, không đủ kinh phí để sửa chữa nâng cấp

Để phát huy mặt lợi và đề phòng các diễn biến bất lợi, công tác đầu tư sửa chữa, nâng cấp, quản lý hồ chứa cần được quan tâm và tăng cường nhằm bảo đảm

an toàn công trình và nâng cao hiệu quả của hồ chứa

1 2.2 Đập dâng

Với hệ thống sông suối khá dày đặc, điều kiện địa hình thay đổi nhiều và

lượng dòng chảy cơ bản hàng năm khá lớn Hà Tĩnh có khá nhiều công trình đập dâng quy mô nhỏ gồm 57 công trình với tổng lưu lượng cơ bản 30,13 m3/s

1 2.3 Hệ thống cống ngăn mặn giữ ngọt, cống vùng triều

Với các hệ thống sông lớn chảy qua địa bàn tỉnh gồm hệ thống sông La (thuộc

lưu vực sông Cả) đổ ra cửa Hội, lưu vực sông Nghèn đổ ra cửa Sót, sông Quyền, sông Rác đổ ra cửa Nhượng và lưu vực sông Trí, sông Vinh đổ ra cửa Khẩu Hệ thống công trình ngăn mặn giữ ngọt ở Hà Tĩnh phát triển tương đối mạnh Điển

hình là công trình cống Đò Điểm được Bộ đầu tư xây dựng hoàn thành đã cung cấp

nước ngọt cho sản xuất, sinh hoạt của một vùng dân cư rộng lớn của các huyện Can Lộc, Thạch Hà và Lộc Hà Công trình là cống ngăn sông nghèn có khẩu độ m chia làm 9 cửa Ngoài ra, trong kế hoạch xây dựng công trình cấp nước cho khu kinh tế Vũng Áng, lưu vực sông Trí, sông Vinh cũng được xây dựng ba ra Kỳ Hà với khẩu

độ 120m chia làm 15 cửa Khi công trình hoàn thành thì phần lớn các xã vùng ven biển Kỳ Anh sẽ được ngọt hóa đồng thời đảm nhiệm cấp nước cho khu kinh tế Vũng Áng khoảng 200.000 m3/ng.đ

Ngoài hai công trình có quy mô lớn nói trên thì Hà Tĩnh còn có hàng trăm cống lớn nhỏ vùng triều phục vụ ngăn mặn, thoát lũ và lấy nước cho nuôi trồng thủy sản phân bố dọc theo gần 100km đê cửa sông và đê biển của tỉnh

1.3 H iện trạng chất lượng các hồ chứa của Hà Tĩnh

1.3.1 Khái quát

Như đã trình bày ở trên, trên địa bàn tỉnh Hà Tĩnh hiện có 347 hồ chứa nước lớn nhỏ, với tổng dung tích hơn 1,644 tỷ m3 (Bao gồm cả hai hồ lớn đang xây dựng

là Ngàn Trươi và Rào Trổ) trong đó:

- Hồ có dung tích trên 100 triệu m3: 4 hồ (Ngàn Trươi, Kẻ Gỗ, Rào Trổ, sông Rác) có tổng dung tích 1,37 tỷ m3

- Hồ có dung tích từ 10 đến 100 triệu m3: 9 hồ với tổng dung tích 180 triệu m3

- Số hồ có dung tích trữ từ 5 đến dưới 10 triệu m3 có 4 hồ với tổng dung tích

32 triệu m3

- Số hồ có dung tích trữ từ 1 đến dưới 5 triệu m3 có 31 hồ với tổng dung tích

62 triệu m3

- Số hồ có chiều cao đập từ 10m trở lên có 112 hồ

Các hồ nước này ngoài nhiệm vụ cung cấp nước cho 63.344,3 ha lúa, màu, cây công nghiệp, phục vụ dân sinh và kinh tế thì còn có nhiệm vụ điều tiết lũ bảo vệ vùng hạ du

Bảng 1.1: Các hồ chứa có dung tích trên 1 tiệu m3 ở Hà Tĩnh

23 Hồ Đá Hàn (Chưa bàn giao) Hòa Hải 134,00 19,80

34 Hồ Cồn Tranh Cổ Đạm 3,70 2,00

1 3.2 Đặc điểm

- Các hồ chứa chủ yếu được xây dựng từ những năm 1960 - 1970 trong điều kiện nền kinh tế đất nước còn nhiều khó khăn, công tác khảo sát, thiết kế và thi công còn nhiều thiếu sót, các công trình đầu mối không được xây dựng hoàn thiện Thời gian khai thác, sử dụng các hồ đã lâu, việc quản lý chưa được quan tâm đúng mức, thiếu kinh phí để duy tu sửa chữa, dẫn đến nhiều hồ chứa nước nhanh chóng

bị xuống cấp, gây mất an toàn công trình Trong giai đoạn từ năm 2003 đến 2012,

có 79 hồ chứa đã được đầu tư ngân cấp, sửa chữa bằng các nguồn vốn

Bảng 1.2: Các hồ chứa được nâng cấp từ năm 2003 đến nay

(xã, huyện) Flv (km Thông số 2 ) W (10 6 m 3) Năm tu bổ, nâng cấp

A Nguồn vốn trái phiếu Chính phủ

2 Hồ Thượng Tuy Cẩm Sơn, Cẩm Xuyên 10,50 18,90 2009

3 Hồ Sông Rác Cẩm Minh, Cẩm Xuyên 115,00 124,50 2009

5 Cù Lây - Trường Lão Thuần Thiện Can Lộc 14,80 13,00 2010

2 Hồ Khe Cò Sơn Lễ, Hương Sơn 6,00 4,20 2011

4 Hồ Cơn Trường Sơn Diệm, Hương Sơn 4,50 3,46 2009

11 Hồ Ma Leng Phúc Trạch, Hương Khê 5,60 0,76 2010

12 Hồ Đập Dài Phúc Trạch, Hương Khê 0,65 0,19 2010

C Nguồn vốn vay của Ngân hàng Thế giới (WB)

5 Hồ Làng Bàu Cương Gián, Nghi Xuân 0,30 0,05 2006

11 Hồ Cố Kiều Hương Bình, Hương Khê 0,50 0,05 2003

12 Hồ Đập Miệu Hương Vĩnh, Hương Khê 2,80 0,19 2007

18 Hồ Đập Hội Hương Trạch, Hương Khê 4,00 0,55 2010

D Nguồn vốn khác, nguồn vốn OFID, CBRIP, HIRDP, MRPR

5 Hồ Đồng Kiện Xuân Liên, Nghi Xuân 1,10 0,11 2011

7 Hồ Nhà Lương Xuân Viên, Nghi Xuân 2,30 0,30 2010

8 Hồ Cây Đa Sơn Thịnh, Hương Sơn 0,52 0,06 2012

11 Hồ Thanh Niên Tân Hương, Đức Thọ 1,05 0,22 2011

15 Hồ Đập Lù Hương Trạch, Hương Khê 1,02 0,36 2009

17 Hồ Phượng Thành Đức Long, Đức Thọ 1,20 0,94 2006

21 Hồ Nươc Vàng Hương Liên, Hương Khê 2,30 1,10 2006

22 Hồ Đập Trạng Hương Thủy, Hương Khê 4,30 1,20 2005

24 Hồ Đập Khe Đập Hương Thọ, Vũ Quang 1,10 0,10 2003

26 Hồ An Hùng Thượng Lộc, Can lộc 3,00 0,89

28 Hồ Đập Mưng Phương Điền, Hương Khê 5,30 1,30 2005

29 Hồ Đập Thia Phương Điền, Hương Khê 1,10 0,12 2005

30 Hồ Đập Chọ Mít Đức Giang Vũ Quang 0,50 0,03 2006

34 Hồ Bái Thượng Nam Hương, Thạch Hà 0,82 0,14 2006

Các công trình sau nâng cấp đã được tính toán thiết kế lại theo tiêu chuẩn mới

để đảm bảo an toàn công trình Tuy nhiên, trước tình trạng biến đổi khí hậu đang xảy ra ngày càng mãnh liệt, trong quá trình sử dụng, vận hành vẫn xuất hiện một số tồn tại như sau

- Về thiết kế: Mặc dù trong quá trình sửa chữa, nâng cấp, các hồ chứa đã được tính toán lại theo tiêu chuẩn mới, được cập nhật kéo dài chuỗi đo đạc số liệu khí tượng thủy văn Tuy nhiên, chưa xét đến yếu tố biến đổi khí hậu, ngoài ra, đa số các

hồ chứa chưa có số liệu đo đạc khí tượng, thủy văn riêng mà chủ yếu khi tính toán

sử dụng số liệu của lưu vực tương tự tính theo phương pháp tương quan nên độ chính xác không cao Đặc biệt là đối với vùng có điều kiện khí hậu phức tạp như vùng Bắc trung bộ nói chung và Hà Tĩnh nói riêng

Các hồ nhỏ: thường có dung tích từ 0,3 đến dưới 1 triệu m3 nước, nhiều hồ không có khảo sát thiết kế Hoặc không còn hồ sơ cũ lưu giữ, rất khó khăn cho công tác đánh giá hiện trạng, năng lực và mức độ an toàn của hồ

- Về thi công: Thi công không đồng bộ các hạng mục công trình và bằng nhiều

phượng tiện kỹ thuật khác nhau Trong quá trình nâng cấp, việc thi công cơ giới hóa nhưng không kiểm soát được chất lượng nên công trình thi công mới xong đã xuất hiện nhiều hiện tượng hư hỏng như hồ Z20 (Hương Khê); hồ Cỏ Lăn (Kỳ Anh), hồ Khe Chẹt (Vũ Quang)

- Hiện trạng chung các công trình đầu mối

+ Đập dâng: 100% đập dâng ở Hà Tĩnh là đập vật liệu địa phương, đất đắp thân đập cũ phần lớn đắp bằng thủ công, đầm nén kém, nhiều hồ không được xử lý móng ở lòng khe Một số hồ đắp cao chống lũ bằng đắp vuốt mái làm giảm chiều rộng mặt đập và không đảm bảo mặt cắt theo tiêu chuẩn kỹ thuật Đối với các hồ được nâng cấp sửa chữa trong giai đoạn vừa qua, giải pháp chủ yếu là đắp áp trúc

mở rộng và tôn cao đập Do tính chất cơ lý giữa đất đắp cũ và mới khác nhau nhiều

và việc xử lý tiếp giáp không tốt dẫn đến công trình bị thấm và mất ổn định tại khu vực này khá nhiều (Hồ Cù Lây - Can Lộc; hồ Cỏ Lăn - Kỳ Anh )

Ngoại trừ các hồ, đập mới được xây dựng và những hồ chứa lớn được đầu tư

tu bổ, nâng cấp những năm vừa qua (79 hồ), còn lại 150 hồ chứa có hạng mục đập đất có bề rộng mặt đập nhỏ, mái đập dốc, thân đập thấm, mái thượng lưu đập chưa được gia cố, những đập được gia cố bằng đá ghép thì hiện nay đã bị bong xô, sạt,

trượt không đảm bảo an toàn chống lũ (hồ Bộc Nguyên, hồ Khe Hao )

Tình trạng thấm thân, nền đập xuất hiện phổ biến ở hầu hết các hồ chứa ở Hà Tĩnh, đặc biệt là vùng Can Lộc và Hồng Lĩnh (dọc chân dãy Hồng Lĩnh) như hồ Khe Hao, hồ Cù Lây, hồ Nhà Đường, hồ Khe Dọc và đặc biệt là hồ Đá Bạc lưu lượng thấm quá lớn và đường bão hòa cao

+ Tràn xả lũ: Hầu hết các hồ chứa nhỏ ở tỉnh hiện nay được thiết kế, thi công

từ những năm 60, 70 của thế kỷ trước, kích thước tràn xả lũ nhỏ (trừ 78 hồ chứa có

quy mô lớn và vừa, các hồ gần đây được đầu tư mở rộng và kiên cố hóa bằng bê tông và đá xây) còn lại chủ yếu tràn trên nền đất, hàng năm không được đầu tư, tu

bổ, nhiều công trình cây cối mọc lấn chiếm cả chiều rộng thoát lũ của tràn Hiện nay toàn tỉnh chỉ có 8 hồ chứa có tràn xả sâu (6 hồ chứa thủy lợi và 2 hồ chứa thủy điện)

có thể chủ động điều tiết lũ, còn lại là tràn tự do;

Đến năm 2013, 45 hồ chứa có dung tích từ 1 triệu m3 trở lên đã được kiên cố hóa tràn xả lũ, phần lớn các hồ chứa nước có dung tích 10 triệu m3 trở lên nếu dùng tràn tự do đều đã có thêm tràn sự cố Tuy nhiên, như đã đề cập, trong quá trình tính toán cải tạo, nâng cấp hồ chưa xem xét đến yếu tố biến đổi khí hậu nên trong điều kiện hiện nay, một số tràn không đủ yêu cầu về khả năng tháo lũ, cụ thể như tràn Cù Lây, Nhà Đường, tràn Bộc Nguyên, Thượng Tuy cần có giải pháp cải tạo hoặc xây dựng thêm tràn phụ

+ Cống lấy nước: Ngoài trừ cống Kẻ Gỗ, Sông Rác có hành lang kiểm tra và một số hồ chứa mới được xây dựng, nâng cấp những năm gần đây như: Mạc Khê, Thượng Sông Trí 10 hồ , còn lại 335 hồ chứa có cống dưới đập thiết kế theo quy chuẩn cũ, khẩu diện nhỏ, không có hành lang kiểm tra nên quá trình quản lý, khai thác không thể quan trắc, theo dõi hiện trạng của cống để phát hiện và xử lý kịp thời các sự cố, mà chỉ đến khi các sự cố xẩy ra lớn mới được phát hiện gây mất an toàn cho đập Nhiều cống đã bị hư hỏng phần bê tông, khớp nối không đảm bảo an toàn Nhiều hồ chứa cống lấy nước dưới đập không có cả cầu công tác để quản lý, vận hành mà mỗi lần vận hành công nhân phải dùng thuyền, thậm chí phải bơi ra để đóng mở cống, nguy cơ mất an toàn cho người quản lý là rất cao;

1.4 Điều kiện địa hình các hồ chứa nước của Hà Tĩnh

1 4.1 Điều kiện địa hình chung của Hà Tĩnh

Địa bàn Hà Tĩnh chạy dài theo hướng Tây Bắc - Đông Nam, kéo dài từ Cửa Hội (giáp Nghệ An) đến Đèo Ngang (giáp Quảng Bình) với chiều dài hơn 130km

Hà Tĩnh nằm trong dải đồng bằng hẹp, bị kẹp bởi một bên là dãy Trường Sơn, một bên là biển Đông Bề ngang từ bờ biển đến biên giới Việt Lào có nơi chỉ có 60km Địa hình dốc nghiêng từ tây sang đông (độ dốc trung bình 1,2% có nơi 1,8%) và bị chia cắt mạnh bởi hệ thống sông suối của dãy Trường Sơn, có nhiều dạng địa hình chuyển tiếp, xen kẽ lẫn nhau, có mật độ sông suối khoảng 0,87 - 0,9km/km2 Vì vậy

bề mặt địa hình bị rửa trôi và xói mòn mạnh Phần phía tây là sườn đông dãy

Trường Sơn có độ cao trung bình 1.500m, kế tiếp là đồi bát úp và một dãi đồng bằng hẹp, có độ cao trung bình 5m, thường bị núi cắt ngang và sau cùng là dải cát ven biển bị nhiều cửa lạch chia cắt Hà Tĩnh có 4 dạng địa hình cơ bản sau đây:

- Địa hình núi cao và trung bình: Thuộc sườn đông của dãy Trường Sơn Nền địa hình chủ yếu là đá trầm tích biến chất, các đá magma xâm nhập, phun trào Chiếm 45% diện tích đất tự nhiên, tập trung ở phía tây và rải rác ở phía đông (gần

biển) Xen lẫn giữa địa hình núi cao là các thung lũng nhỏ hẹp thuộc hệ thống sông Ngàn Sâu và Ngàn Phố

- Địa hình đồi và trung du: Đây là dạng địa hình chuyển tiếp giữa núi cao và đồng bằng, chạy dọc theo Quốc lộ 15, đường Hồ Chí Minh bao gồm các xã vùng thấp của huyện Hương Sơn, các xã phía tây huyện Đức Thọ, Can Lộc, Thạch Hà, Cẩm Xuyên và Kỳ Anh, chiếm 25% diện tích tự nhiên Địa hình này có dạng xen lẫn giữa các đồi có độ cao trung bình và thấp với đất ruộng, bãi không bằng phẳng Thành phần thạch học chủ yếu là đá trầm tích biến chất, đá magma xâm nhập, phun trào bị phong hóa mạnh

- Địa hình đồng bằng: là vùng tiếp giáp giữa đồi núi và dải ven biển, nằm hai bên đường QL8A và QL1A, bao gồm các xã giữa huyện Đức Thọ; Can Lộc; Thạch Hà; thành phố Hà Tĩnh; thị xã Hồng Lĩnh; Cẩm Xuyên và Kỳ Anh, chiếm 17,3% diện tích đất tự nhiên Vùng này có địa hình tương đối bằng phẳng do quá trình tích

tụ phù sa của các con sông và sản phẩm trên cùng của vỏ phong hóa từ các đá trầm tích và đá magma xâm nhập, phun trào có tuổi từ Permi đến Trias

- Địa hình ven biển: Vùng này nằm phía Đông QL1A và chạy dọc theo bờ biển bao gồm các xã phía đông huyện Cẩm Xuyên; thị xã Hồng Lĩnh; Thạch Hà; thành phố Hà Tĩnh; Kỳ Anh; Nghi Xuân và Lộc Hà, chiếm 12,7% diện tích đất tự nhiên Dạng địa hình này được hình thành bởi các trầm tích đa nguồn gốc (trầm tích gió, aluvi biển và lục địa), các trũng được lấp đầy bởi các trầm tích đầm phá hoặc phù sa biển và hình thành các dãy đụn cát có độ cao khác nhau chạy dọc bờ biển Một số vùng còn xuất hiện các quả đồi riêng lẻ hay các dãy đồi lớn, là tàn dư của hoạt động tân kiến tạo thuộc địa máng Trường Sơn

Hà Tĩnh có các dạng địa hình: đồng bằng, trung du và miền núi trong đó diện tích núi cao và núi đá vôi, núi thấp và đồi bát úp chiếm phần lớn, còn lại là đồng bằng

1 4.2 Điều kiện địa hình các hồ chứa

Phần lớn các hồ chứa của Hà Tĩnh nằm ở vùng miền núi (83%) vùng trung du

có một số hồ dung tích nhỏ, chiều cao đập thấp (dưới 10m) Lưu vực các hồ chứa là phần núi cao của dãy Trường Sơn, dãy Hoành Sơn và dãy Hồng Lĩnh Về cơ bải các

hồ có lưu vực đơn, độ dốc bình quân lưu vực khá lớn, chiều dài sông chính và các sông nhánh ngắn cùng với tình trạng phá hoại rừng đầu nguồn như hiện nay nên

thời gian tập trung dòng chảy nhanh về mùa lũ gây mất an toàn cho công trình và vấn đề cạn kiệt nguồn sinh thủy về mùa khô xẩy ra hầu hết ở các hồ chứa

Các hồ chứa thuộc khu vực dãy Hồng Lĩnh có lưu vực rộng hơn, độ dốc bình quân nhỏ hơn nhưng lượng mưa ở khu vực này khá nhỏ, thấp nhất trong cả tỉnh Đặc biệt là vùng nằm ở sườn tây của dãy núi này

1.5 Điều kiện địa chất các hồ chứa nước khu vực Hà Tĩnh

1.5.1 Điều kiện địa chất các hồ chứa khu vực Hà Tĩnh

Theo tờ bản đồ địa chất “ Hà Tĩnh - Kỳ Anh E - 48 - XVI & E - 48 - XVII” tỷ

lệ 1:200 000, do Cục địa chất Việt Nam xuất bản năm 1996 kết hợp với kết quả đo

vẽ địa chất công trình thì tại khu vực Hà Tĩnh địa tầng từ dưới lên trên bao gồm các

Hệ tầng Sông Cả - Phân hệ tầng dưới (O 3 -S sc 1 )

Các đá trầm tích của phân hệ tầng dưới phân bố thành dải kéo dài theo phương Tây Bắc - Đông Nam Thành phần chủ yếu của phân hệ tầng là các tập đá trầm tích hạt mịn bị biến chất, mặt cắt đầy đủ phân bố từ dưới lên trên như sau:

- Tập 1: Đá phiến thạch anh mica, đá phiến thạch anh biotit, đá phiến thạch

anh biotit - andalusit, đá phiến thạch anh fibrolit có cordierit, đá phiến thạch anh biotit chứa silimanit, đá phiến andalusit thạch anh mica, đá phiến thạch anh felspat biotit, đá màu xám, xám nâu, nâu đỏ phân lớp vừa đến phân lớp mỏng Các đá ở đây

bị cà nát, vò nhàu và bị uốn nếp, bị các đá granitoid xuyên cắt gây biến đổi sừng hóa yếu Chiều dày của tập 150m

- Tập 2: Đá phiến thạch anh sericit, đá phiến sericit thạch anh, đá phiến thạch

anh hai mica, đá phiến đốm vết, đá phiến đốm sần, đá phiến sericit đốm vết đốm

sần, đá có màu xám, xám nâu, phong hóa màu nâu đỏ, phân lớp vừa đến phân lớp dày Chiều dày của tập 210m

- Tập 3: Đá phiến thạch anh sericit, đá phiến sericit thạch anh, đá phiến sét

chứa bột thạch anh màu xám, xám nâu phân lớp vừa đến phân lớp mỏng, đá phiến đốm vết, đá phiến đốm sần màu xám, chiều dày tập 440m

Ranh giới trên của phân hệ tầng khá rõ ràng, thành phần chủ yếu là đá phiến sericit, đá phiến sericit thạch anh Chuyển tiếp trên chúng là các đá cát kết, cát kết dạng quarzit phân lớp vừa đến phân lớp dày, thuộc phần thấp của phân hệ tầng giữa (O3-S sc2) Các đá của phân hệ dưới có phương cấu trúc kéo dài Tây Bắc - Đông Nam, cắm về Đông Bắc, thế nằm của đá thoải từ 150

450 Chiều dày chung của phân hệ tầng khoảng 800m

Các trầm tích biến chất yếu của phân hệ tầng giữa có quan hệ chuyển tiếp lên trên các trầm tích của phân hệ tầng dưới, tạo thành dải phân bố phần lớn khu vực nghiên cứu Phân hệ tầng bị các đứt gãy có phương kéo dài Tây Bắc Đông Nam cắt xén và làm phức tạp thêm về cấu trúc, bị các đứt gãy ngang có phương Đông Bắc Tây Nam làm dịch chuyển Thành phần chủ yếu của phân hệ tầng giữa chủ yếu là các đá hạt mịn, biến chất nông và không đều, phân lớp vừa đến phân lớp mỏng, phân bố từ dưới lên trên như sau:

- Tập 1: Cát kết phân lớp vừa xen đá phiến sericit thạch anh, phiến sericit silic

thạch anh phân phiến mỏng màu xám, xám nâu Chiều dày tập 260m

- Tập 2: Cát kết, cát kết dạng quazrit màu xám, xám nâu, xám xanh phân lớp

vừa xen đá phiến sericit màu xám nâu phân lớp mỏng Tập dày 140m

- Tập 3: Đá phiến sericit thạch anh, đá phiến sericit, đá phiến sét sericit, phiến

silic, đá phiến sét chứa bột, đá phân lớp vừa đến phân lớp mỏng màu xám nâu, nâu vàng, nâu đỏ Chiều dày tập 220m

- Tập 4: Đá phiến sét màu xám nâu phân lớp vừa, đôi nơi bị thạch anh hóa

yếu Tập dày 100m

Ranh giới trên của phân hệ tầng khá rõ ràng, thành phần chủ yếu là đá phiến sét, đá phiến sericit, đá phiến sericit thạch anh Chuyển tiếp trên chúng là các đá cát kết phân lớp vừa đến phân lớp dày thuộc phần thấp của phân hệ tầng trên Các đá có

phương cấu trúc Tây Bắc - Đông Nam, cắm đơn nghiêng về phía Đông Bắc với góc dốc thoải từ 30 600 Chiều dày chung của phân hệ tầng khoảng 720m

Các trầm tích biến chất yếu của phân hệ tầng trên lộ ra thành dải kéo dài từ Tây Bắc xuống Đông Nam Thành phần của phân hệ tầng trên chủ yếu là các đá hạt mịn bị biến chất chủ yếu, phân bố từ dưới lên trên như sau:

- Tập 1: Cát kết hạt nhỏ đến hạt vừa phân lớp dày màu xám nâu, xám xanh

Tập dày 30m

- Tập 2: Đá phiến sericit, đá phiến sét màu xám, màu vàng, đá phiến sét bị

silic hóa phân lớp vừa đến phân lớp mỏng Tập dày 130m

- Tập 3: Đá phiến sericit, đá phiến sét màu tím nhạt, màu xám nâu, xám đen

phân lớp vừa đến mỏng xen ít lớp để phiến thạch anh sericit Tập dày 190m

- Tập 4: Đá phiến sét, đá phiến sericit bị silic hóa, đá phiến sét chứa bột, ít lớp

đá phiến thạch anh sericit, đá có mầu nâu vàng, xám nâu đến xám đen phân lớp mỏng Tập dày 250m

- Tập 5: Đá phiến sét màu xám nâu, xám tối, xám đen phân phiến mỏng, xen

đá phiến sét màu xám nâu, lục nhạt Tập dày 270m

- Tập 6: Đá phiến sét màu xám đen, sét than phân phiến mỏng xen đá phiến

sét màu xám nâu, lục nhạt Tập dày 100m

- Tập 7: Đá phiến sét, bột kết màu xám nâu, nâu vàng phân lớp mỏng 1 2cm

của mặt cắt này có yếu tố Ocdovic, vì chúng tương đương với hệ tầng Long Đại tuổi Ocdovic Thượng - Silur hạ

Lớp phủ trong khu vực nghiên cứu được xác định dựa vào kết quả khảo sát

bao gồm:

- Pha tích và pha tàn tích, có độ dày thay đổi 0.0 - 5.0m

Các lớp pha-tàn tích được phân chia từ nguồn gốc của các thành tạo mềm rời

là đất á sét nhẹ đến á sét nặng lẫn đá lăn, đá cục và chứa nhiều dăm sạn màu xám vàng- nâu vàng, phân bố hầu khắp vùng

- Các lớp trầm tích Đệ tứ trong khu vực chủ yếu là hỗn hợp cuội sỏi cát, á sét vừa đến á sét nặng, cuội sỏi cát độ dày thay đổi 1.0 - vài m, phân bố ở lòng hồ, hai

bên bờ thuộc hệ thống sông suối

1.5.2 Các hoạt động kiến tạo trong khu vực:

* Theo bản đồ phân vùng phát sinh động đất và cấp động đất cực đại (Imax) trên lãnh thổ Việt Nam tỷ lệ 1:1 000 000 do viện Vật lý Địa cầu thuộc trung tâm Khoa học tự nhiên và Công nghệ Quốc gia lập năm 1993, theo tiêu chuẩn xây dựng

Việt Nam TCXDVN375-2006 “ Thiết kế công trình chịu động đất” thì khu vực tỉnh

Hà Tĩnh nằm trong vùng phát sinh động đất với gia tốc nền a = 0.1013g, tương ứng

với cấp động đất gần cuối cấp 7 (theo thang MSK-64)

* Theo tờ bản đồ địa chất “ Hà Tĩnh E - 48 - XVI & E - 48 - XVII ” tỷ lệ 1/200 000 do cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam xuất bản năm 1996 thì trong vùng nghiên cứu đứt gãy phần lớn có phương Tây Bắc - Đông Nam và một số đứt

gãy nhỏ có phương Đông Bắc - Tây Nam Động đất và tân kiến tạo năm 2007 do

Xí nghiệp Khảo sát và Xây dựng số 3 - Công ty Tư vấn Xây dựng Thuỷ lợi I (nay là Chi nhánh Tổng công ty Tư vấn Xây dựng Thuỷ lợi Việt Nam - CTCP tại Nghệ An

- HEC16) lập

Do sự có mặt của nhiều loại đá có nguồn gốc khác nhau tại khu vực nghiên cứu chứng tỏ khu vực dự án đã từng có các hoạt động kiến tạo mạnh mẽ xảy ra cách đây khoảng hàng triệu năm, đến nay có lẽ không còn hoạt động nữa Dấu vết của các hoạt động kiến tạo này ngày nay chỉ còn là hoạt động của một số đứt gãy nhỏ

phát triển tại khu vực nghiên cứu được coi là ranh giới kiến tạo (bất chỉnh hợp) giữa

các loại đá có nguồn gốc khác nhau

Tuy nhiên vùng nghiên cứu nằm trong vùng động đất cấp 7 nên vấn đề này thiết kế cần lưu ý hoạt động kiến tạo có thể xẩy ra

1.5.3 Các hoạt động địa chất vật lý:

Trong khu vực nghiên cứu đá gốc có mức độ phong hoá mạnh mẽ và được

phân chia ra các đới đá phong hoá như sau:

+ Đới phong hoá hoàn toàn và phong hoá hoàn toàn - mạnh: Phong hoá hoàn toàn thành đất nhưng vẫn giữ nguyên cấu tạo của đá gốc Đá thường có màu xám trắng, xám vàng, nâu vàng, các mãnh dăm trong đá sót lại mềm yếu, dùng tay bóp

vở vụn

+ Đới đá phong hoá mạnh: Hầu hết đã bị biến màu, đá có màu xám vàng, xám

nâu Nõn đá tương đối mềm, dùng búa đập dễ vở vụn

+ Đới phong hoá vừa Hầu hết đá mẹ đá bị biến màu, đá có màu xám xanh

nhạt, xám đen nhạt Nõn đá cứng vừa

+ Đới phong hoá nhẹ - tươi: Đới đá này ít nứt nẻ, cứng, một số ít bề mặt khe

nứt bị biến đổi màu hoặc bị ô xit hoá, đá có màu xám xanh, xám xanh đen

Tóm lại, hoạt động địa vật lý tại khu vực nghiên cứu hầu như không ảnh

hưởng đến khả năng tái tạo bờ hồ cũng như sạt lở trong vùng đầu mối công trình 1.5.4 Điều kiện địa chất thuỷ văn

Nước mặt: Có mặt ở các khe, sông suối, mực nước dao động theo mùa Đây là

vùng có lượng mưa lớn, về mùa mưa nước trong sông suối dâng khá cao

Nước ngầm: Hầu hết các lớp đất đá trong khu vực khả năng chứa nước kém, chủ yếu là nước chứa trong lớp cát cuội sỏi thềm suối và trong các khe nứt của đá

gốc

- Phức hệ trầm tích đệ tứ: Nước ngầm trong đới cát cuội sỏi đáy thềm và bãi bồi diện phân bố hẹp là nước không áp do nước mưa và nước suối bù cấp và bài tiết

trở lại sông suối nên mực nước luôn thay đổi theo mùa

- Phúc hệ đá gốc: Nước ngầm trong đới đá nứt nẻ và phong hoá khả năng chứa

và thấm nước không lớn, trữ lượng nghèo nàn, chủ yếu là nước không áp Hoạt

động do nước mua thấm sau đó bài tiết dần ra sông suối

1.6 H iện trạng quản lý, vận hành các hồ chứa ở Hà Tĩnh

1.6.1 Mô hình quản lý

Hiện tại Hà Tĩnh có 02 mô hình quản lý: Công ty TNHH MTV và các tổ chức Hợp tác dùng nước, trong đó:

xây dựng quản lý, khai thác và bảo vệ 49 hồ chứa thủy lợi, 02 Công ty Cổ phần thủy điện quản lý 02 hồ chứa chiếm 14,8% (bao gồm các hồ chứa có dung tích từ 1,0 triệu m3nước trở lên và đập có chiều cao trên 12m);

- Cả tỉnh hiện có 210 tổ chức Hợp tác dùng nước quản lý 296 hồ chứa còn lại, chiếm 85,2% (chủ yếu là các hồ chứa có dung tích <1 triệu m3 nước và hồ chứa có chiều cao đập dưới 12m)

1.6 2 Thực trạng công tác quản lý hiện nay

- Các công trình do các Doanh nghiệp quản lý là được bố trí cán bộ, công nhân vận hành, quản lý có trình độ chuyên môn phù hợp, được đào tạo chuyên ngành, còn lại các công trình do Tổ chức Hợp tác dùng nước quản lý đều không có cán bộ công nhân có chuyên môn nghiệp vụ chuyên ngành, có hồ chứa địa phương chỉ cắt cử người trông coi (không có chủ đích thực); thậm chí có hồ chứa không giao cho một tổ chức, cá nhân nào quản lý;

- Nhiều địa phương cấp huyện không bố trí cán bộ chuyên ngành thủy lợi để theo dõi, chỉ đạo; riêng đối với cấp xã thì hầu hết đều không có cán bộ chuyên ngành thủy lợi theo dõi, chỉ đạo

- Đa số các hồ chứa nhỏ được phân cấp cho các tổ chức Hợp tác xã quản lý, nhưng lại không có người quản lý thường xuyên, không có “chủ đích thực” công tác quản lý không được quan tâm, không có, không lưu trữ tài liệu thiết kế, quản lý, chính vì vậy khi xẩy ra sự cố, không có đủ tài liệu để xác định nguyên nhân, tìm ra giải pháp tốt nhất

1.6.2.2 Hồ sơ quản lý

- Toàn tỉnh hiện nay có 205 hồ không lưu trữ hồ sơ kỹ thuật, không có tài liệu quan trắc, kiểm tra, ghi chép theo dõi quá trình vận hành, khai thác và sửa chữa công trình, (chỉ có những hồ lớn do Doanh nghiệp quản lý 110 hồ) Về kiểm định an toàn đập, đến nay chưa có hồ chứa nào được kiểm định an toàn đập theo Nghị định

số 72 của Chính phủ; nhiều hồ không được trang bị hệ thống thông tin, liên lạc chỉ dựa vào thông tin của cá nhân (trừ hồ Kẽ Gỗ, hồ Sông Rác, hồ Kim Sơn)

- Phần lớn các hồ chứa hiện nay đều chưa được lắp đặt và quan trắc thủy văn (đo lượng mưa, mực nước), trừ hồ Kẽ Gỗ, hồ Sông Rác, hồ Kim Sơn và một số hồ chứa vừa do các Công ty TNHH MTV thủy lợi quản lý có quan trắc mực nước và lượng mưa

1.6 3 Tình hinh vi phạm Pháp lệnh khai thác và bảo vệ công trình

- Hầu hết các hồ chứa nước hiện nay đều chưa cắm mốc chỉ giới hành lang quản lý theo Pháp lệnh khai thác và bảo vệ công trình thủy lợi; tình trạng người dân

sử dụng hành lang bảo vệ công trình thủy lợi để: đào ao thả cá, làm lều quán, bến bải tập kết và buôn bán vật liệu xây dựng, trồng cây trên mặt đập, mái đập, mặt tràn diển ra hầu hết ở các địa phương mà chưa được xử lý

- Ý thức quản lý, bảo vệ các công trình thủy lợi chưa được quan tâm đúng mức, nhiều công trình bị đập phá lan can bảo vệ, lấy cắp các thiết bị đóng mở cống, tràn trong khi đó các địa phương có công trình không có giải pháp ngăn chặn, xử

lý kịp thời

- Nhiều hồ, đập nhỏ (địa phương quản lý) thiếu quan tâm của cấp ủy, chính quyền và chủ đập, để cây cối mọc bao trùm, che khuất cả đập đất; nuôi trồng thủy sản trong hồ, đăng đó làm cản trở khả năng thoát lũ của tràn, làm ảnh hưởng lớn đến công tác kiểm tra, xử lý trước, trong và sau mùa mưa, lũ

1.6 4 Thực trạng khai thác

- Tổng dung tích của các hồ chứa nước thủy lợi hiện có 785,6 triệu m3 nước, theo thiết kế cấp nước cho 63.344,3 ha lúa, màu, cây công nghiệp; thực tế các hồ chứa hiện nay chỉ tưới cho gần 32.500ha lúa, hoa màu, cây công nghiệp (đạt 51,2% công suất thiết kế);

- Về biện pháp tưới: Hiện tại hệ thống thủy lợi của các hồ chứa ở tỉnh ta đang chủ yếu là tưới tràn, hệ thống nông dẫn nước mặt ruộng rất kém và phần lớn chưa

có, chưa tưới tiêu khoa học, còn lãng phí nước rất lớn

- Chồng chéo, trùng lặp diện tích phục vụ: Một số hồ chứa, đập dâng được xây dựng mới có khu tưới bao trùm lên khu tưới của nhiều các hồ, đập nhỏ, do vậy đã

có một số diện tích bị chồng chéo, đan xen Trong đó có một số hồ chứa nhỏ chỉ làm nhiệm vụ trung chuyển, loại hình hồ chứa này chủ yếu tập trung ở vùng Hương Khê, Hương Sơn

1 7 Những yêu cầu đối với hồ chứa của Hà Tĩnh trong điều kiện biến đổi khí hậu

Những năm gần đây, do tác động của biến đổi khí hậu ở Hà Tĩnh dòng chảy mùa khô giảm mạnh, dòng chảy mùa mưa tăng lên Trong khi đó nhu cầu nước để đảm bảo phát triển kinh tế của các ngành lại tập trung phần lớn vào mùa khô, nhất

là nông nghiệp, thủy sản, công nghiệp, xây dựng và đảm bảo duy trì dòng chảy môi

trường của các dòng sông Ngoài ra, với đặc điểm khí hậu vùng khu bốn có mùa nắng kéo dài, lượng mưa trong mùa nắng rất ít và ảnh hưởng nặng nề của gió Tây Nam khô nóng nên nhu cầu nước vào mùa nắng ngày càng tăng cao so với mặt bằng chung của cả nước Theo rà soát của Sở NN&PTNT Hà Tĩnh thực hiện năm 2012 thì hiện tại các hồ chứa chỉ đảm bảo tưới được 51,2% diện tích thiết kế

Vì vậy, vấn đề nâng cấp các hồ chứa nước ngày càng được Bộ và chính quyền địa phương quan tâm đặc biệt, đặt ra các yêu cầu cần thiết cho công tác quản lý, sửa chữa và nâng cấp hệ thống hồ chứa trên các phương diện: Hiệu quả khai thác và an toàn công trình

- Về hiệu quả khai thác công trình:

+ Nâng cấp công trình đảm bảo sử dụng tối đa lượng nước đến bằng các biện pháp như nâng cao dung tích trữ, chuyển các hồ chứa điều tiết năm thành các hồ điều tiết nhiều năm Đối với một số công trình nếu điều kiện cho phép có thể xem xét trữ lại một phần dòng chảy lũ để phục vụ cấp nước vào mùa khô

+ Điều tiết dòng chảy trên lưu vực giữa các mùa, hiện nay tỉnh Hà Tĩnh đã thực hiện tương đối tốt công tác xây dựng rừng phòng hộ đầu nguồn đối với các hồ chứa lớn, kết hợp với các chương trình trồng và phát triển rừng của lâm nghiệp từng

bước phủ xanh đồi núi, cải thiện thảm thực vật trên lưu vực làm tăng khả năng điều tiết dòng chỷ trên lưu vực theo chiều hướng có lợi

+ Cải tạo các công trình cấp nước, ứng dụng các tiến bộ khoa học vào công tác tưới nhằm hạn chế thất thoát nước

+ Chuyển đổi cơ cấu cây trồng, phát triển các ngành công nghiệp, các hộ dùng

nước phù hợp với điều kiện khí hậu và thân thiên với môi trường

- Vấn đề an toàn công trình: Song song với các giải pháp nâng cao hiệu quả sử dụng các hồ chứa là vấn đề đảm bảo an toàn công trình trong điều kiện dòng chảy lũ

thay đổi và càng trở nên khắc nghiệt hơn do ảnh hưởng của biến đổi khí hậu Các giải pháp đưa ra gồm có giải pháp công trình và phi công trình như:

+ Sửa chữa, nâng cấp công trình đầu mối, công trình tháo lũ, xây dựng các đường tràn phụ, tràn sự cố đảm bảo an toàn cho công trình đầu mối trong trường xuất hiện lũ vượt tần suất

+ Tích cực bảo vệ và phát triển rừng phòng hộ, rừng sản xuất trên lưu vực các

hồ chứa nhằm tăng khả năng điều tiết dòng chảy lũ trên lưu vực

1.8 K ết luận chương 1

Có thể nói, xét về tổng lượng nguồn nước so với nhu cầu dùng nước hiện tại

và nhiều năm sau thì trên địa bàn tỉnh Hà Tĩnh không thiếu nước, tuy nhiên do đặc điểm địa hình, điều kiện khí hậu, chế độ thủy văn và dưới sức ép của phát triển kinh

tế, suy giảm rừng đầu nguồn và hệ thống công trình khai thác nước, công tác quản

lý, ảnh hưởng của biến đổi khí hậu Mặc dù được coi là không “thiếu nước” nhưng

tình trạng hạn hán, thiếu nước trong mùa khô hay vấn đề mất cân bằng nước đã và đang diễn ra hết sức phức tạp Đặt ra những thách thức lớn đối với chính quyền địa phương cũng như những người làm công tác thủy lợi Hiện lĩnh vực này đang đứng trước những thách thức sau:

- Tài nguyên nước mặt phân bố không đều trên địa bàn và biến động mạnh theo thời gian, theo mùa Hạn hán xẩy ra nghiêm trọng trong mùa khô Đáp ứng đủ nhu cầu nước sản xuất nông nghiệp, công nghiệp và sinh hoạt là bài toán đặt lên hành đầu trong nhiều năm tới

- Các công trình trữ nước được xây dựng từ khá lâu không còn đáp ứng được yêu cầu trong điều kiện mới, một số công trình dù mới được nâng cấp nhưng đang được tính toát theo lý thuyết cũ, chưa đề cập đến những biến động khác thường của khí hậu bị biến đổi

- Sức ép của phát triển kinh tế, xã hội trong khu vực đối với nguồn nước là rất lớn Phát triển kinh tế đồng nghĩa với các nhu về số lượng, chất lượng nước cho các mục đích sử dụng cũng tăng theo Để đáp ứng được về cả số lượng và chất lượng cho các múc đích sử dụng trên lưu vực là thách thức lớn vì đây là hàm số biến động, luôn thay đổi theo nhu cầu và thời gian

Trước những thách thức đó, vấn đề đặt ra ngoài những giải pháp về quản lý tài nguyên nước thì giải pháp điều tiết dòng chảy thông qua hệ thống các hồ chứa nhằm cân bằng giữa cung và cầu nước cho các hộ sử dụng được xem là giải pháp chủ yếu Ngoài việc xây dựng thêm các hồ chứa mới thì việc nghiên cứu các giải pháp nâng cao năng lực, hiệu quả khai thác các hồ hiện có trên địa bàn tỉnh nhằm phát huy vai trò chủ đạo đồng thời giảm chi phí đầu tư chính là giải pháp đang được ưu tiên nhất

CH ƯƠNG II

2.1 T ổng quan về biến đổi khí hậu (BĐKH) [2]

2.1.1 Khái quát

Biến đổi khí hậu trái đất là sự thay đổi của hệ thống khí hậu gồm khí quyển, thuỷ quyển, sinh quyển, thạch quyển hiện tại và trong tương lai bởi các nguyên nhân tự nhiên và nhân tạo

Biến đổi khí hậu là một trong những thách thức lớn nhất đối với nhân loại trong thế kỷ 21 Biến đổi khí hậu sẽ tác động nghiêm trọng đến sản xuất, đời sống

và môi trường trên phạm vi toàn thế giới Nhiệt độ tăng, mực nước biển dâng gây ngập lụt, gây nhiễm mặn nguồn nước, ảnh hưởng đến nông nghiệp, gây rủi ro lớn đối với công nghiệp và các hệ thống kinh tế - xã hội trong tương lai

Ở Việt Nam trong khoảng 50 năm qua, nhiệt độ trung bình năm đã tăng khoảng 0,5 - 0,7oC, mực nước biển đã dâng khoảng 20cm Biến đổi khí hậu đã làm cho các thiên tai, đặc biệt là bão, lũ, hạn hán ngày càng ác liệt

Hình 2 1: Hiệu ứng nhà kính

2.1.2 Các kịch bản biến đổi khí hậu ở khu vực Miền Trung [2]

Theo kịch bản biến đổi khí hậu và nước biển dâng cho Việt Nam - Bộ Tài nguyên & Môi trường (2012)

Biến đổi khí hậu hiện nay cũng như trong thế kỷ 21 phụ thuộc chủ yếu vào mức độ phát thải khí nhà kính, tức là phụ thuộc vào sự phát triển kinh tế - xã hội Vì vậy, các kịch bản biến đổi khí hậu được xây dựng dựa trên các kịch bản phát triển kinh tế - xã hội toàn cầu

Trong Báo cáo đặc biệt về các kịch bản phát thải khí nhà kính năm 2000, Ban Liên Chính phủ về biến đổi khí hậu (IPCC) đã đưa ra 40 kịch bản, phản ánh khá đa dạng khả năng phát thải khí nhà kính trong thế kỷ 21 Các kịch bản phát thải này được tổ hợp thành 4 kịch bản gốc là A1, A2, B1 và B2 với các đặc điểm chính sau:

- Kịch bản gốc A1: Kinh tế thế giới phát triển nhanh; dân số thế giới tăng đạt đỉnh vào năm 2050 và sau đó giảm dần; truyền bá nhanh chóng và hiệu quả các công nghệ mới; thế giới có sự tương đồng về thu nhập và cách sống, có sự tương đồng giữa các khu vực, giao lưu mạnh mẽ về văn hoá và xã hội toàn cầu

- Kịch bản gốc A2: Thế giới không đồng nhất, các quốc gia hoạt động độc lập,

tự cung tự cấp; dân số tiếp tục tăng trong thế kỷ 21; kinh tế phát triển theo định hướng khu vực; thay đổi về công nghệ và tốc độ tăng trưởng kinh tế tính theo đầu người chậm (kịch bản phát thải cao, tương ứng với A1FI)

- Kịch bản gốc B1: Kinh tế phát triển nhanh giống như A1 nhưng có sự thay đổi nhanh chóng theo hướng kinh tế dịch vụ và thông tin; dân số tăng đạt đỉnh vào năm 2050 và sau đó giảm dần; giảm cường độ tiêu hao nguyên vật liệu, các công nghệ sạch và sử dụng hiệu quả tài nguyên được phát triển; chú trọng đến các giải pháp toàn cầu về ổn định kinh tế, xã hội và môi trường (kịch bản phát thải thấp tương tự như A1T)

- Kịch bản gốc B2: Dân số tăng liên tục nhưng với tốc độ thấp hơn A2; chú trọng đến các giải pháp địa phương thay vì toàn cầu về ổn định kinh tế, xã hội và môi trường; mức độ phát triển kinh tế trung bình; thay đổi công nghệ chậm hơn và manh mún hơn so với B1 và A1 (kịch bản phát thải trung bình, được xếp cùng nhóm với A1B)

2.2 Ảnh hưởng của BĐKH đến khu vực tỉnh Hà Tĩnh

Hà Tĩnh thuộc khu vực Bắc Trung Bộ nên trong đề tài này, tác giả chỉ cập nhật kết quả tính toán các kịch bản BĐKH của vùng này làm cơ sở nghiên cứu

2.2 1 Tác động của BĐKH đến chế độ khí tượng

1 Tác động của biến đổi khí hậu đến nhiệt độ trung bình

Trong các kịch bản biến đổi khí hậu đã được công bố, nhiệt độ trung bình đều tăng So với nhiệt độ trung bình thời kỳ 1980 - 1999 (Hình 2.2), nhiệt độ trung bình

vào năm 2100

Tác động của BĐKH bao trùm lên toàn bộ chế độ nhiệt (trị số trung bình, phân

bố theo không gian, thời gian của các trị số đó)

Bảng 2.1: Mức tăng nhiệt độ vùng Bắc Trung Bộ theo các kịch bản BĐKH

Năm Kịch bản

Các mốc thời gian của thế kỷ 21

2020 2030 2040 2050 2060 2070 2080 2090 2100