Dự án Rà soát bổ sung quy hoạch chỉnh trị sông hạ du thủy điện Hòa Bình

Tỷ lệ phân lưu dòng chảy hàng năm từ sông Hồng vào sông Đuống thời kỳ trước và sau khi có hồ Hòa Bình % Đặc trưng Trung bình nhiều năm Thời kỳ trước khi có hồ Hoà Bình Thời kỳ sau khi

MỤC LỤC

PHẦN MỞ ĐẦU 1

1.1 Sự cần thiết của dự án 1

1.2 Phạm vi dự án 2

1.3 Mục tiêu dự án 3

1.4 Các phương pháp thực hiện 3

1.5 Khái quát về các công trình chỉnh trị trong vùng dự án 5

CHƯƠNG 1 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC NGHIÊN CỨU 6

1.1 Vị trí địa lý 6

1.2 Địa hình 6

1.3 Thời tiết, khí hậu 7

1.4 Tình hình dân sinh kinh tế 7

CHƯƠNG 2 ĐẶC ĐIỂM DÒNG CHẢY CÁC SÔNG VÙNG DỰ ÁN 9

2.1 Đặc điểm các sông vùng dự án 9

2.2 Đặc điểm của dòng chảy lũ 12

2.3 Dòng chảy năm 12

2.4 Phân phối dòng chảy trong năm 17

2.5 Dòng chảy bùn cát ở các đoạn sông vùng dự án 25

CHƯƠNG 3 ĐÁNH GIÁ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN LÒNG DẪN CÁC SÔNG VÙNG DỰ ÁN 27

3.1 Các nhân tố ảnh hưởng đến thay đổi của lòng dẫn 27

3.2 Ảnh hưởng của điều tiết hồ Hòa Bình đến dòng chảy các sông vùng dự án 29

3.3 Các yếu tố khác ảnh hưởng đến lòng dẫn các sông vùng dự án 34

3.4 Đánh giá chung 36

CHƯƠNG 4 CÁC DỰ ÁN QUY HOẠCH CHỈNH TRỊ ĐÃ CÓ TRONG VÙNG DỰ ÁN 39

4.1 Dự án: Quy hoạch chỉnh trị vùng hạ du sông Lô Gâm do ảnh hưởng điều tiết hồ thủy điện Tuyên Quang 39

4.2 Dự án: Quy hoạch phòng, chống lũ chi tiết cho các tuyến sông có đê trên địa bàn thành phố Hà Nội năm 2009– Viện Quy hoạch thủy lợi 40

4.3 Dự án: Lập quy hoạch phòng, chống lũ chi tiết cho các tuyến sông có đê trên địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc giai đoạn 2008 – 2015 – Viện KHTL Việt Nam 41 4.4 Dự án: Lập quy hoạch phòng, chống lũ chi tiết cho các tuyến sông có đê trên địa bàn tỉnh Phú Thọ giai đoạn 2008 – 2015 – Viện KHTL Việt Nam 42

4.5 Các dự án khác 43

4.6 Đánh giá chung 44

CHƯƠNG 5 HIỆN TRẠNG KẾT CẤU, MỨC ĐỘ ỔN ĐỊNH CÁC

CÔNG TRÌNH CHỈNH TRỊ TRÊN CÁC SÔNG VÙNG DỰ ÁN 45

5.1 Hiện trạng và mức độ ổn định của các tuyến kè hiện có 45

5.2 Những vị trí xung yếu 56

CHƯƠNG 6 LẬP QUY HOẠCH CHỈNH TRỊ 60

6.1 Phương hướng và quy chuẩn kỹ thuật lập qui hoạch chỉnh trị đoạn sông nghiên cứu 60

6.2 Xác định lưu lượng tạo lòng của các đoạn sông: 61

6.3 Xác định kích thước hình dạng lòng sông ổn định 63

6.4 Tuyến chỉnh trị 66

6.5 Các giải pháp công trình chỉnh trị sông bảo vệ bờ thường dùng 70

6.6 Các công nghệ và vật liệu mới 79

6.7 Phương án bổ sung quy hoạch chỉnh trị 84

6.8 Các kết cấu kè đề xuất 90

CHƯƠNG 7 ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG MÔI TRƯỜNG 92

7.1 Phạm vi tác động của các công trình chỉnh trị 92

7.2 Đánh giá tác động đến môi trường khi thực hiện dự án 92

7.3 Những tác động chính đến môi trường 93

7.4 Biện pháp giảm thiểu tác động tiêu cực 93

CHƯƠNG 8 PHÂN KỲ ĐẦU TƯ VÀ KHÁI TOÁN KINH PHÍ 97

8.1 Khối lượng công trình 97

8.2 Khái toán kinh phí 100

8.3 Phân kỳ đầu tư 101

8.4 Nhu cầu vốn theo tiến độ 104

8.5 Nguồn vốn 104

CHƯƠNG 9 TÓM TẮT KẾT QUẢ THỰC HIỆN VÀ CÁC KẾT LUẬN KIẾN NGHỊ 105

9.1 Tóm tắt kết quả thực hiện 105

9.2 Kết luận 108

9.3 Kiến nghị 109

PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 Sự cần thiết của dự án

− Hạ du đập Thủy điện Hòa Bình gồm bốn tỉnh Hòa Bình, Hà Nội, Phú Thọ và Vĩnh Phúc là nơi khởi nguồn của đồng bằng châu thổ sông Hồng, nơi tập trung dân cư đông đúc và lâu đời, là trung tâm văn hóa, chính trị của cả nước và được bảo vệ trước thiên tai lũ lụt bởi hệ thống đê sông, hiện đã và đang được đầu tư củng cố vững chắc

− Đây là khu vực nhập lưu của ba con sông thuộc loại lớn, có chế độ thủy lực phức tạp, lòng dẫn và đường bờ thường xuyên bị biến động do quá trình bồi, xói, biến đổi dòng chảy đe dọa an toàn hệ thống đê điều, an sinh kinh tế và gây khó khăn cho giao thông thủy Từ khi hồ Hòa Bình đi vào hoạt động đã phần nào hạn chế được nguy cơ lũ lụt nhưng do phần lớn bùn cát bị giữ lại trong lòng hồ, cộng với việc điều tiết hồ đã gây ảnh hưởng tới chế độ dòng chảy phía hạ du, làm gia tăng diễn biến sạt lở cả về số lượng cũng như mức độ nguy hiểm Hiện tại trên tổng chiều dài 260km của hệ thống sông hạ

du thủy điện Hòa Bình thuộc các tỉnh Hòa Bình, Phú Thọ, Vĩnh Phúc và thành phố Hà Nội có 41 điểm sạt lở với chiều dài khoảng 79,20Km Sạt lở chủ yếu xảy ra tại các điểm chưa có công trình bảo vệ bờ và tại một số công trình được đầu tư xây dựng từ trước khi có hồ thủy điện Hòa Bình

− Diễn biến thời tiết trong giai đoạn gần đây ngày càng cực đoan, mưa

lũ có xu thế ngày càng phức tạp, diễn biến trái quy luật Trong những năm vừa qua hồ Hòa Bình phải xả lũ cả vào những tháng cuối mùa lũ, đầu mùa khô Về mùa kiệt mực nước sông xuống thấp nhất trong vòng 100 năm qua

− Cùng với sự phát triển kinh tế xã hội, các hoạt động dân sinh trên bãi sông, lòng sông ngày càng phát triển dẫn tới thu hẹp dòng chảy thoát lũ; sự gia tăng cả về số lượng và trọng tải, tốc độ của các phương tiện vận tải thủy, nạn khai thác cát không phép, sai phép, cũng là những nguyên nhân gây mất

ổn định bờ sông, lòng dẫn

− Luật Đê điều ra đời, việc sử dụng bãi sông một cách hợp lý, hài hoà giữa mục tiêu phòng chống lũ với mục tiêu phát triển là nhu cầu tất yếu Thủ tướng Chính phủ đã có Quyết định số 92/2007/QĐ-TTg ngày 21/9/2007 phê duyệt quy hoạch Phòng chống lũ đồng bằng sông Hồng - sông Thái Bình làm

cơ sở cho các địa phương lập quy hoạch phòng chống lũ chi tiết, quy hoạch đê điều từng tuyến sông và các quy hoạch khác có liên quan

− Thủ tướng Chính phủ đã chỉ đạo các Bộ, Ngành và các địa phương nghiên cứu đề xuất xử lý sạt lở, ổn định bờ hệ thống sông Hồng, sông Đà vùng

hạ lưu sau đập thủy điện Hòa Bình bảo đảm an toàn dân cư và các công trình cơ

sở hạ tầng (công văn số 4807/VPCP-NN ngày 28/8/2007 của Văn phòng Chính phủ)

− Sạt lở bờ sông và biến đổi lòng dẫn của các sông hạ du thủy điện Hòa Bình ngày càng phức tạp, khó lường, ảnh hưởng ngày càng lớn đến an toàn đê điều, an sinh kinh tế Biện pháp giải quyết sạt lở hiện vẫn mang tính thụ động, chắp vá Để có một giải pháp tổng thể, hài hòa nhằm ổn định bờ và lòng dẫn để đảm bảo an toàn hệ thống đê điều, các khu dân cư hiện có trên bãi sông và sử dụng hợp lý bãi sông, lòng sông cho mục tiêu phát triển, việc rà soát

để xây dựng quy hoạch phòng chống sạt lở vùng hạ du thủy điện Hòa Bình là cần thiết và cấp bách Đây cũng sẽ là cơ sở để xây dựng quy hoạch đê điều và các quy hoạch liên quan trong khu vực dự án

1.2 Phạm vi dự án

Dọc theo dòng chảy của 04 con sông lớn là sông Đà, sông Thao, sông Lô

và sông Hồng với tổng chiều dài khoảng 200km, thuộc địa bàn bốn tỉnh là Hòa Bình, Hà Nội, Phú Thọ và Vĩnh Phúc, cụ thể:

− Sông Đà từ sau đập thủy điện Hòa Bình đến ngã ba Thao - Đà;

− Sông Thao từ ngã ba Thao - Đà ngược lên hết địa phận thị xã Phú Thọ (tương ứng khoảng Km60 đê tả Thao);

− Sông Lô từ ngã ba Lô - Hồng ngược lên đến địa phận huyện Đoan Hùng, tỉnh Phú Thọ;

− Sông Hồng từ ngã ba Thao - Hồng đến hết địa phận huyện Đan Phượng, thành phố Hà Nội (hết địa phận tỉnh Hà Tây cũ, tương ứng khoảng Km47 đê hữu Hồng)

1.4.1 Phương pháp chỉnh lý, phân tích số liệu thực đo

Để phân tích, đánh giá hiện trạng, tìm ra quy luật thống kê, dự án chủ yếu

sử dụng phương pháp chỉnh lý phân tích số liệu thực đo Số liệu thực đo được

thu thập có hệ thống đồng bộ đủ dài, cập nhật đến 2009, đưa về cùng hệ quy chiếu

- Từ số liệu thực đo H và Q trung bình ngày tại các trạm lập bảng quan hệ

Q trung bình tại các cấp mực nước H cách nhau 0,5m cho từng năm

- Từ số liệu trong bảng trên vẽ đường cong quan hệ Q~H cho từng năm;

- Tổng hợp các đường cong quan hệ Q~H từng năm vào trong cùng hệ tọa

độ

- Lập bảng và vẽ đồ thị diễn biến ∆H ~ t cho từng cấp lưu lượng đặc trưng;

- Tiến hành phân tích nguyên nhân và hậu quả của sự biến đổi quan hệ Q~H tại các trạm thủy văn phân tích

1.4.2 Phương pháp mô hình toán

Chủ yếu là khai thác các version của HEC-RAS và MIKE 11, MIKE 21

1.4.3 Phương pháp khảo sát tại thực địa, trao đổi chuyên gia

Đối với mô hình thuỷ lực, thiết lập địa hình cho sự hoạt động của mô hình

là một khâu quan trọng quyết định đến độ chính xác của chế độ thuỷ động lực trên đoạn sông nghiên cứu trong quá trình mô phỏng Việc thiết lập đúng đắn địa hình lòng dẫn trên mô hình trước tiên cần phải có tài liệu đảm bảo và tin cậy Tiến hành khảo sát, đo đạc các mặt cắt ngang sông trong phạm vi nghiên cứu nhằm bổ sung dữ liệu địa hình cho mô hình toán, cụ thể như sau:

− 31 mặt cắt ngang sông Đà

− 25 mặt cắt ngang sông Thao

− 37 mặt cắt ngang sông Lô

− 35 mặt cắt ngang sông Hồng

Trên cơ sở khảo sát thực địa tiến hành trao đổi chuyên gia nhằm đánh giá chính xác về hiện trạng sạt lở, diễn biến lòng dẫn và mức độ ổn định của các công trình hiện có, làm cơ sở để đưa ra hướng bổ sung quy hoạch chỉnh trị cho vùng dự án

1.4.4 Phương pháp kế thừa (các kết quả nghiên cứu, giải pháp công nghệ,…)

Phạm vi nghiên cứu đã có một số các đề tài, dự án đã từng thực hiện, tuy phạm vi các dự án nhỏ lẻ và chưa có hệ thống, nhưng những kết quả chính của các dự án có thể kế thừa và phát triển

1.5 Khái quát về các công trình chỉnh trị trong vùng dự án

Hạ du đập Thủy điện Hòa Bình gồm bốn tỉnh Hòa Bình, Vĩnh Phúc, Phú Thọ và Hà Nội là nơi khởi nguồn của đồng bằng châu thổ sông Hồng, nơi tập trung dân cư đông đúc và lâu đời, là trung tâm văn hóa, chính trị của cả nước Sau khi thủy điện Hòa Bình đi vào hoạt động, việc phòng lũ vùng hạ du ngày càng được chú trọng Một trong các biện pháp cho hiệu quả cao là xây dựng và kiên cố lại các tuyến đê sông, đê bối Do ảnh hưởng của thủy điện Hòa Bình nên điều kiện thủy văn trên các sông Đà, sông Thao, sông Lô và sông Hồng ở hạ du bị ảnh hưởng lớn, gây ra nhiều hiện tượng xói lở bờ sông nghiêm trọng

Bên cạnh đó vẫn còn không ít các công trình trên sông do đã được xây dựng từ lâu nên chất lượng và khả năng làm việc cũng bị giảm đi đáng kể

Vì vậy việc điều tra, đánh giá hiện trạng chỉnh trị sông hạ du thủy điện Hòa Bình là một việc làm cấp thiết để từ đó xây dựng được chương trình cải tạo, nâng cấp các công trình chỉnh trị sông để đảm bảo các tuyến đê hoạt động an toàn, đáp ứng yêu cầu phát triển kinh tế xã hội đến năm 2020

CHƯƠNG 1 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1.1 Vị trí địa lý

Khu vực nghiên cứu là hệ thống sông Đà-Hồng tính từ hạ lưu thủy điện Hòa Bình, bao gồm 4 tỉnh, thành phố: Hà Nội, Hòa Bình, Vĩnh Phúc, Phú Thọ

Thành phố Hà Nội nằm ở trung tâm vùng đồng bằng sông Hồng, tiếp giáp với 8 tỉnh Thái Nguyên, Bắc Ninh, Bắc Giang, Vĩnh Phúc, Phú Thọ, Hòa Bình, Hưng Yên và Hà Nam Tổng diện tích tự nhiên là 334.470ha, dân số 6.232.940 người

Phú Thọ là một tỉnh thuộc Trung du, miền núi Bắc Bộ Phía Bắc và Tây Bắc giáp tỉnh Yên Bái, phía Đông giáp Vĩnh Phúc và Hà Nội, phía Đông Bắc giáp Tuyên Quang, phía Tây giáp Sơn La, phía Nam và Tây Nam giáp Hòa Bình Diện tích tự nhiên của tỉnh là 3518,6km2 với dân số 1.270.500 người Tỉnh Vĩnh Phúc nằm trong khu vực châu thổ sông Hồng thuộc trung du và miền núi phía Bắc Diện tích tự nhiên, tính đến 31/12/2008 là 1.231,76 km2, dân số 1.000.838 người (số liệu tổng điều tra dân số 1/4/2009)

Hòa Bình là một tỉnh miền núi phía Tây Bắc, nằm ở tọa độ 200°19' - 210°08' vĩ Bắc, 104°48' - 105°40' kinh Đông Diện tích tự nhiên toàn tỉnh là 4.662.5 km², chiếm 1,41% tổng diện tích tự nhiên của cả nước

1.2 Địa hình

Địa hình thành phố Hà Nội biến đổi khá phức tạp, bị chia cắt mạnh, cao độ biến đổi dần từ hướng Tây Bắc xuống Đông Nam, từ Tây sang Đông, có đủ các dạng địa hình gồm cả núi cao, đồi núi thấp và đồng bằng có thể chia thành

2 vùng địa hình chính

Địa hình Phú Thọ mang đặc điểm của cả 3 dạng địa hình đó là miền núi, trung du và đồng bằng ven sông Nhìn chung có xu hướng thấp dần từ Bắc xuống Nam và từ Tây sang Đông

Địa hình Vĩnh Phúc kéo dài theo phương Tây Bắc - Đông Nam, là phương chung của địa hình ở miền Bắc và Đông Bắc Bắc bộ Việt Nam Phía Bắc của tỉnh có dãy núi Tam Đảo với đỉnh Đạo Trù cao 1.592m, phía Tây Nam được bao bọc bởi 2 con sông lớn là sông Hồng và sông Lô, tạo nên dạng địa hình thấp dần từ Đông Bắc xuống Tây Nam và chia ra 3 vùng có địa hình đặc trưng: đồng bằng, gò đồi, núi thấp và trung bình

1.3 Thời tiết, khí hậu

Nếu coi thời gian mùa nhiều mưa bao gồm những tháng có lượng mưa lớn hơn lượng mưa bình quân tháng trong năm và đạt trên 50% tổng số năm quan trắc thì mùa nhiều mưa ở lưu vực sông vùng nghiên cứu là từ tháng V đến tháng X, mùa ít mưa từ tháng XI đến tháng IV năm sau

Thành phần lượng mưa trong mùa nhiều mưa chiếm 83-85% lượng mưa cả năm, thành phần lượng mưa trong mùa ít mưa chỉ chiếm 20-25% lượng mưa

cả năm Tuy nhiên thời kỳ mưa lớn nhất vùng nghiên cứu thường tập trung vào 3 tháng là từ tháng VII đến tháng IX, thành phần lượng mưa trong các tháng này đều đạt từ 200-300 mm/tháng

Lượng bốc hơi trung bình nhiều năm 1.010mm, tháng có lượng bốc hơi lớn nhất là tháng VI 100 mm, tháng có lượng bốc hơi nhỏ là tháng II có 56,8 mm Nhiệt độ trung bình năm 24oC, độ ẩm trung bình 80% - 82%

1.4 Tình hình dân sinh kinh tế

Sau khi mở rộng địa giới hành chính, với hơn 6 triệu dân, Hà Nội có 3,2 triệu người đang trong độ tuổi lao động Mặc dù vậy, thành phố vẫn thiếu lao động có trình độ chuyên môn cao Nhiều sinh viên tốt nghiệp vẫn phải đào tạo lại, cơ cấu và chất lượng nguồn lao động chưa dịch chuyển theo yêu cầu cơ cấu ngành kinh tế Hà Nội còn phải đối đầu với nhiều vấn đề khó khăn khác Năng lực cạnh tranh của nhiều sản phẩm dịch vụ cũng như sức hấp dẫn môi trường đầu tư của thành phố còn thấp Việc chuyển dịch cơ cấu kinh tế vẫn

chậm, đặc biệt cơ cấu nội ngành công nghiệp, dịch vụ và các sản phẩm chủ lực mũi nhọn

Tổng diện tích tự nhiên toàn tỉnh 3.532,9493 km2

Theo điều tra dân số ngày 01/04/2009 Phú Thọ có 1.313.926 người với mật

độ dân số 373 người/km2 Tỷ lệ dân số sống tại nông thôn, vùng núi khoảng 85% và tại thành thị khoảng 15%

Ở tỉnh Vĩnh Phúc, thành phần dân tộc chủ yếu bao gồm 8 dân tộc có từ 100 người trở lên là Kinh (1.055.390 người), Tày (870 người), Thái (155 người), Mường (347 người), Nùng (451 người), Dao (666 người), Sán Chay (nhóm

Cao Lan, 1.281 người), Sán Dìu (32.495 người), trong đó người Kinh chiếm

đa số (96,6%), còn lại là các dân tộc thiểu số (3,4%) Sán Dìu là dân tộc đông dân nhất trong các dân tộc thiểu số ở Vĩnh Phúc, chiếm 88,63% tổng dân số các dân tộc thiểu số trong tỉnh

Theo kết quả chính thức điều tra dân số ngày 01/04/2009 dân số tỉnh Hòa Bình có 786.964 người Trên địa bàn tỉnh có 6 dân tộc sinh sống, đông nhất

là người Mường chiếm 63,3%; người Việt (Kinh) chiếm 27,73%; người Thái chiếm 3,9%; người Dao chiếm 1,7%; người Tày chiếm 2,7%; người Mông chiếm 0,52%; ngoài ra còn có người Hoa sống rải rác ở các địa phương trong tỉnh

CHƯƠNG 2 ĐẶC ĐIỂM DÒNG CHẢY CÁC SÔNG VÙNG DỰ ÁN 2.1 Đặc điểm các sông vùng dự án

2.1.1 Sông Đà

− Sông Đà là chi lưu lớn nhất của sông Hồng, có diện tích lưu vực 52.900km2 phần diện tích lãnh thổ Trung Quốc là 26.100km2 chiếm 49%, là sông có lượng mưa lớn trên diện rộng từ Lý Tiên Độ đến Tạ Bú (trên diện tích 28.000km2, chiếm 53%) Sông Đà lại có độ dốc lưu vực lớn, nhất là phần thuộc lãnh thổ Việt Nam, có thung lũng sông hẹp nên lũ trên sông Đà thường nhanh và ác liệt Vì vậy tuy diện tích lưu vực xấp xỉ như sông Thao nhưng đỉnh và lượng lũ gấp đôi sông Thao và là nguồn lũ chủ yếu của sông Hồng

− Lũ lớn nhất trên sông Đà đóng vai trò lớn tạo ra lũ lớn nhất sông Hồng, có đến 69% trường hợp đồng bộ Riêng năm 1964 ở sông Đà đã xảy ra

lũ lớn nhất lớn hơn cả lũ tháng 8/1969, 8/1971,chỉ kém lũ 1945, nhưng lũ ở hạ

du sông Hồng 1964 không lớn lắm, mực nước ở Hòa Bình cũng thấp do không bi dồn ứ nước của sông Hồng lên Tuy nhiên lũ năm 1971 trên sông Đà góp phần cùng với sông Thao và sông Lô tạo nên lũ lịch sử lớn nhất trên sông Hồng (QmaxSơn Tây =37.800m3/s) hơn cả lũ và mực nước HmaxHàNội =14,80m (đã hoàn nguyên vỡ đê và phân chậm lũ) Tháng 8/1969 lũ trên sông Đà cũng khá lớn và sông Hồng cũng có lũ lớn (HmaxHàNội =13,22m)

− Môđun dòng chảy lũ sông Đà lớn nhất trong các sông lớn, đạt trên 500l/s/km2 ở địa phận Trung Quốc, còn ở địa phận Việt Nam (18.000 km2 từ Lai Châu đến Hòa Bình) giảm không đáng kể; đạt Mmax = 400 l/s/km2, thường gấp hai lần phần hạ lưu sông Thao

− Lũ sông Đà thường xảy ra sớm và kết thúc sớm, khi gió mùa Tây Nam sớm xâm nhập và suy yếu sớm, nhưng cũng có năm đến tháng 9 vẫn có

lũ lớn Những thập kỷ gần đây đã xảy ra ở Hòa Bình các trận lũ đầu mùa rất lớn: Trận lũ ngày 27/7/1956 (Qmax = 11.500m3/s); ngày 12/9/1985 (Qmax = 9.770m3/s); ngày 17/11/1985 (Qmax = 6.000m3/s)

2.1.2 Sông Thao

− Sông Thao là dòng chính của sông Hồng, có diện tích lưu vực 51.800km2, xấp xỉ với sông Đà nhưng có tới 39.800km2 chiếm 77% diện tích lưu vực nằm ở phần ở phần lãnh thổ Trung Quốc, khuất nhiều dãy núi cao nên

có luợng mưa nhỏ Phần hạ lưu vực tuy lượng mưa gấp đôi nhưng diện tích nhỏ, dài, hẹp nên mưa không xảy ra đồng thời và lũ trên lưu vực cũng không đồng nhất

− Lũ lớn sông Thao thường xảy ra từ tháng 7 – 9, nhiều nhất vào tháng

8, khoảng 41% trường hợp ở Yên Bái Trong thời gian này (tháng 7,8,9) phía Trung Quốc, thời gian ngọn lũ xuất hiện ở Nguyên Giang gần như đồng thời với ngọn lũ ở trạm Lý Tiên Độ trên sông Lý Tiên Độ thuộc thượng lưu sông

Đà

− Lũ sông Thao có nhiều ngọn, tổng lượng lũ 8 ngày max trung bình đạt 2,18km3, năm 1971 đạt 4,9km3 Tại Yên Bái bằng 90,5% và tại Phú Thọ 94,6% (so với lượng lũ 8 ngày max năm 1971 ở Sơn Tây đạt 224,8%)

− Môđun số dòng chảy lớn nhất thường giảm dần theo tỷ lệ nghịch với diện tích lưu vực Môđun dòng chảy trên dòng chính sông Thao với diện tích lưu vực 50.000 km2 vẫn còn lớn Mmax = 200 – 400 l/s/km2, phần Việt Nam

200 l/s/km2, phần Trung Quốc lớn gấp đôi bằng 400 l/s/km2

2.1.3 Sông Lô

− Sông Lô bắt nguồn từ cao nguyên Vân Quí - Trung Quốc, đầu nguồn cũng chảy theo hướng Tây Bắc – Đông Nam, tới thị xã Hà Giang thì chuyển hướng Bắc Nam và nhập vào sông Hồng ở gần Việt Trì Sông Lô có diện tích lưu vực 39.000 km²

− Đỉnh lũ sông Lô cũng rất lớn so với diện tích lưu vực, ví dụ trận lũ tháng 7/1971 tại Hà Giang là 4010m3/s, Mmax = 400 l/s/km2, phía dưới hạ du trung tâm mưa Bắc Quang đến trạm Hài Yên Qmax = 5.600m3/s, Mmax= 446 l/s/km2, sông Gâm ở Chiêm Hóa Qmax = 6.220m3/s, Mmax = 376l/s/km2 đến

nhập lưu tại Tuyên Quang (dưới ngã ba Gềnh Gà) Qmax = 12.000 m3/s, Mmax =

403 l/s/km2, về tới Phù Ninh (Vụ Quang) có Qmax = 14.000m3/s, Mmax = 2180m3/s và ở Phù Ninh là Qmax = 2.580m3/s

− Lũ xảy ra nhiều ngọn, liên tiếp nhau nên mực nước lũ rất cao vượt mức nước lũ thấp nhất đến 20,5m ở Hà Giang; 14,6m ở Tuyên Quang và đến cửa việt Trì còn 11,82m

− Lũ sông Hồng cũng giống như Thao, Đà, Lô, thường xảy ra nhiều ngọn liên tiếp, lên xuống nhanh vào tháng 4-5, biên độ lũ khoảng tháng 6 có thể lên tới 5-6m, sang tháng 7-8m các cơn lũ đổ về liên tiếp con lũ thứ nhất chưa rút hết đã chồng tiếp con lũ thứ 2 làm đỉnh lũ lên cao dần và thường đạt đỉnh lũ vào tháng 8, sau đó mực nước hạ xuống dần

− Một điều đáng chú ý là khi mực nước lũ càng lên cao thì độ dốc mặt nước từ Việt Trì đến Hà Nội tính theo thời gian truyền lũ có giảm nhỏ (tùy trận lũ khác nhau), độ dốc giảm khác nhau, như trận lũ 8/1971 có chênh lệch mực nước Việt Trì và Hà Nội là 4,26m, độ dốc mặt nước là 6,7cm/km ở cấp mực nước Hà Nội 11,5m; chênh lệch chỉ còn 3,7m và độ dốc 6,1cm/km ở cấp mực nước cao 13,3m Nếu xét với lũ lớn năm 1945 và năm 1969 cũng ở cấp mực nước chênh lệch giữa Việt Trì và Hà Nội là 4,16m (năm 1945) và 4,03m (năm1969), tình hình khi nước rút thì thì độ dốc cũng giảm đi nhanh vì mực nước thượng lưu thường rút nhanh trước các trạm hạ du

2.2 Đặc điểm của dòng chảy lũ

− Ở Bắc Bộ mùa lũ từ tháng 6 đến tháng 10, cũng có năm bắt đầu sớm hơn hoặc muộn hơn 15-20 ngày; ở phía Đông Bắc có thể xảy ra lũ lớn vào tháng 11, ở Tây Bắc mùa lũ có thể sớm hơn

− Tỷ lệ lượng dòng chảy mùa lũ chiếm từ 65-80% tổng lượng dòng chảy năm Tuy nhiên có những năm do tổ hợp nhiều nhân tố, tổng lượng dòng chảy lũ có thể đạt trên 80% lượng dòng chảy cả năm

− Tùy theo điều kiện hình thái thời tiết gây ra mưa khác nhau mà số lần xuất hiện lũ hàng năm có biến động đáng kể, ít nhất là một trận và nhiều nhất là 10 trận Thời gian duy trì trận lũ của từng loại sông có khác nhau, tùy thuộc vào diện tích lưu vực, vào hình thái thời tiết gây lũ Ở sông lớn như sông Thao, Đà, Lô…thường từ 7-15 ngày Trên các sông vừa và nhỏ lũ thường tập trung lên nhanh, xuống nhanh nên chỉ kéo dài khoảng từ 2-5 ngày

− Thời gian tập trung lũ khá nhanh, từ khi mưa đến khi lũ về chỉ trong vòng 2 đến 3 ngày, riêng đối với sông miền núi có nơi không quá 24h, cường suất lũ lớn đạt từ 5-7m/ngày ở thượng lưu sông Đà, sông Lô; ở trung lưu 2-3m/ngày và ở hạ lưu là 0,5-1,5m/ngày

− Biên độ mực nước ở các sông nhỏ đạt từ 3-4m, sông lớn tới 10m Biên độ tuyệt đối đạt tới 13,22m ở Lào Cai (sông Thao); 31,1m ở Lai Châu (sông Đà); 20,4m ở Hà Giang (sông Lô) và 13,1m ở Hà Nội (sông Hồng)

− Tương quan về lưu lượng đỉnh lũ hàng năm của sông Hồng (ở Sơn Tây) với các sông Đà (Hòa Bình) hệ số R=0,84; sông Lô (Tuyên Quang) hệ

số R=0,83; sông Lô (Yên Bái) với hệ số R=0,665

2.3 Dòng chảy năm

2.3.1 Chuẩn dòng chảy năm

Phân tích chuỗi số liệu dòng chảy năm đã thu thập được tại 6 trạm thuộc đoạn mạng sông nghiên cứu có thể thấy: chuỗi số liệu thực đo dòng chảy năm của tất cả 6 trạm đều tương đối dài: 54 năm đối với các trạm Hoà Bình, Yên Bái, Sơn Tây, Hà

Nội (từ 1956 đến 2009) và 53 năm đối với các trạm Vụ Quang, Thượng Cát (từ

1957 đến 2009) Bởi vậy, tất cả các trạm tính toán đều có thể coi là có đủ tài liệu thực đo để tính chuẩn dòng chảy năm nhưng phải lựa chọn được thời kỳ tính toán đại biểu đủ dài đẻ tính được trị số chuẩn dòng chảy năm với sai số quân phương tương tương đối không vượt quá sai số cho phép

Kết quả kiểm tra tính đồng nhất của chuỗi số liệu dòng chảy năm trong thời kỳ quan trắc từ 1956 đến 2009 của các trạm khi chia mẫu thành 2 chuỗi trước khi có hồ Hòa Bình (từ 1987 trở về trước) và sau khi có hồ Hòa Bình (từ 1988, tức là từ khi

hồ bắt đầu tích nước để chạy tổ máy số 1 trở lại đây) với mức ý nghĩa 1% theo chỉ

tiêu Wincoocson được tổng kết trong bảng sau:

Bảng 2.1 Kết quả kiểm tra tính đồng nhất của chuỗi số liệu dòng chảy năm

dựng đường cong luỹ tích sai chuẩn dòng chảy năm để lựa chọn thời kỳ tính toán đại biểu tính chuẩn dòng chảy năm cho từng trạm

Hình 2.1 Đường luỹ tích sai chuẩn dòng chảy năm

Bảng 2.2 Kết quả tính chuẩn dòng chảy năm và sai số quân phương tương

đối tương đối của chúng

Bảng 2.3 Tỷ lệ đóng góp dòng chảy hàng năm của ba nhánh Đà, Thao,

Lô vào sông Hồng thời kỳ trước và sau khi có hồ Hòa Bình (%)

Đặc trưng Trung bình

nhiều năm

Thời kỳ trước khi có

hồ Hoà Bình

Thời kỳ sau khi có

hồ Hoà Bình

QYB /QHB+ QYB+ QVQ 22 22 21

QVQ /QHB+ QYB+ QVQ 29 30 29

Bảng 2.4 Tỷ lệ phân lưu dòng chảy hàng năm từ sông Hồng vào sông

Đuống thời kỳ trước và sau khi có hồ Hòa Bình (%)

Đặc trưng Trung bình

nhiều năm

Thời kỳ trước khi có

hồ Hoà Bình

Thời kỳ sau khi có

hồ Hoà Bình

Nhận xét:

- Chuỗi số liệu thực đo lưu lượng dòng chảy bình quân năm thời kỳ 1956 -

2009 (bao gồm cả hai thời kỳ trước và sau khi có hồ Hoà Bình) của tất cả các trạm kể cả trạm Hoà Bình đều đồng nhất theo kết quả kiểm định với tiêu chuẩn Wincoocson Điều đó cho thấy, với hai nhiệm vụ quan trọng hàng đầu

là phát điện và phòng lũ, hồ Hoà Bình hầu như chỉ có tác dụng điều hoà dòng chảy trong năm chứ không ảnh hưởng đến giá trị dòng chảy trung bình năm cũng như tổng lượng dòng chảy hàng năm

- Tính trung bình hàng năm, tổng lượng dòng chảy đóng góp vào sông Hồng của sông Đà là 54021 (106m3), của sông Thao là 23747 (106m3) và của sông Lô là 32419 (106m3) Như vậy, trong tổng lượng nước hàng năm do ba sông Đà, Thao, Lô đổ vào sông Hồng, lượng nước do sông Đà là lớn nhất, tới

49% (gần bằng tổng lượng nước do hai sông Thao và Lô), tiếp đó đến sông Lô: 29% và ít nhất là sông Thao: 22% Mặc dù có diện tích lưu vực gần xấp xỉ nhau nhưng lượng nước hàng năm do sông Đà cung cấp cho sông Hồng lớn hơn nhiều so với sông Thao vì lưu vực sông Đà nằm trong vùng mưa lớn hơn Cũng vì lý do đó mà lượng nước đóng góp của sông Lô vào sông Hồng lớn hơn của sông Thao mặc dù diện tích lưu vực sông Lô nhỏ hơn diện tích lưu vực sông Thao Với cùng nguyên nhân trên, môđun và lớp dòng chảy hàng năm của lưu vực sông Đà lớn nhất, sau đó đến lưu vực sông Lô và cuối cùng

là lưu vực sông Thao

- Tỷ lệ đóng góp nước của hai sông Thao và Lô vào sông Hồng thời kỳ trước và sau Hoà Bình sai khác nhau không nhiều, chỉ xấp xỉ 1% Nhưng tỷ lệ đóng góp nước của của sông Đà vào sông Hồng thời kỳ sau Hoà Bình tăng 2% so với thời kỳ trước Hoà Bình Sự tăng tỷ lệ đóng góp của sông Đà vào sông Hồng không phải do ảnh hưởng điều tiết của hồ Hoà Bình mà do vị trí của hai thời kỳ trong chu kỳ thay đổi của lượng nước trong thời kỳ nhiều năm Thời kỳ trước Hoà Bình thuộc những pha ít nước (đường cong luỹ tích sai chuẩn dòng chảy năm nghiêng xuống dưới, Ktb- 1 < 0), còn thời kỳ sau Hoà Bình thuộc pha nhiều nước (đường cong luỹ tích sai chuẩn dòng chảy năm nghiêng lên trên, Ktb- 1 > 0)

2.3.2 Dao động của dòng chảy năm trong thời kỳ nhiều năm

Dòng chảy năm không chỉ thay đổi theo không gian mà còn thay đổi theo thời gian từ năm này qua năm khác Mức độ biến đổi của dòng chảy năm trong thời kỳ nhiều năm so với chuẩn của nó được đánh giá bởi hệ số biến đổi dòng chảy năm Cv, còn quy luật dao động của nó trong thời kỳ nhiều năm được thể hiện trên đường luỹ tích sai chuẩn dòng chảy năm trong thời kỳ quan trắc của từng trạm

Do khống chế các lưu vực lớn nên so với các nơi khác, mức độ biến động của dòng chảy năm trong thời kỳ nhiều năm tại các trạm trên mạng sông

nghiên cứu thuộc loại nhỏ, hệ số biến đổi dòng chảy năm tại các trạm đều chỉ nằm trong khoảng từ 0,14 đến 0,2

Phân tích đường cong luỹ tích sai chuẩn dòng chảy năm tại các trạm vẽ phối hợp lên cùng một hệ trục toạ độ có thể thấy:

- Trong thời kỳ nhiều năm, dòng chảy năm dao động có xu thế chu kỳ không chặt chẽ: những nhóm năm nhiều nước liên tục thường xuất hiện xen

kẽ với các nhóm năm ít nước liên tục tạo thành các chu kỳ nước trọn vẹn nhưng không hoàn toàn Các chu kỳ này lặp lại nhưng không hoàn cả về thời gian lẫn biên độ dao động Nếu bỏ qua các chu kỳ nước rất ngắn thì toàn bộ thời kỳ có số liệu đo đạc dòng chảy (1956 - 2009) tại các trạm Hoà Bình, Yên Bái, Sơn Tây, Hà Nội có thể xem là một chu kỳ nước lớn kéo dài 48 năm với một pha nước nhiều, một pha ít nước và một số năm nước trung bình Đối với trạm Vụ Quang, thời kỳ 1956 - 1985 có thể coi là một chu kỳ nước trọn vẹn với một pha nhiều nước, một pha ít nước và một vài năm nước trung bình Còn thời kỳ 1986 - 2009 thuộc pha nước trung bình trên đó xuất hiện một vài chu kỳ nước rất nhỏ

- Dao động của dòng chảy năm của 6 trạm không đồng bộ với nhau Ở mức

độ nhất định, có thể coi các cặp trạm Hoà Bình và Yên Bái, Sơn Tây và Hà Nội là những cặp trạm có dao động dòng chảy năm trong thời kỳ nhiều năm tương đối đồng pha với nhau Các cặp trạm này quan trắc được đồng thời các giai đoạn nhiều nước, ít nước và nước trung bình nhưng tỷ số của các lưu lượng trung bình trong các giai đoạn đó không phải là hằng số

2.4 Phân phối dòng chảy trong năm

lượng dòng chảy bình quân năm với mức ổn định hàng năm đạt hoặc vượt

50%; mùa kiệt bao gồm các tháng còn lại), tác giả đã tiến hành phân mùa dòng chảy cho tất cả 6 trạm trên mạng sông nghiên cứu dựa trên số liệu lưu

lượng dòng chảy trung bình tháng thực đo

Từ kết quả phân mùa dòng chảy tiến hành tính toán các đặc trưng dòng chảy mùa của 2 thời kỳ: trước và sau khi có hồ Hoà Bình

Bảng 2.5 Kết quả phân mùa dòng chảy tại các trạm trên đoạn mạng sông

Bảng 2.6 Kết quả tính toán các đặc trưng dòng chảy mùa trung bình thời

kỳ trước và sau Hoà Bình

Thời kỳ trước khi có hồ Hoà Bình Thời kỳ sau khi có hồ Hoà Bình

∑QMK (m3/s)

% so với năm

∑Qnăm (m3/s) ∑QML

(m3/s)

% so với năm

∑QMK (m3/s)

% so với năm Hoà

Bình 20163 15766 78,19 4397 21,81 21231 13696 64,51 3939 18,55Yên

Bái 9192 6535 71,10 2657 28,90 8928 6225 69,72 1593 17,84

Vụ

Quang 12287 8881 72,28 3406 27,72 12803 8973 70,08 2655 20,74

Thời kỳ trước khi có hồ Hoà Bình Thời kỳ sau khi có hồ Hoà Bình

∑QMK (m3/s)

% so với năm

∑Qnăm (m3/s) ∑QML

(m3/s)

% so với năm

∑QMK (m3/s)

% so với năm Sơn

Tây 42396 31682 74,73 10714 25,27 42038 29731 70,72 6661 15,84

Hà Nội 32487 23854 73,43 8633 26,57 30605 21642 70,71 5753 18,80 Thượng

Cát 10616 8386 78,99 2230 21,01 11843 8913 75,26 1848 15,60

Nhận xét:

- Trong cả hai thời kỳ trước và sau khi có hồ Hoà Bình, các mùa dòng chảy

đều bắt đầu và kết thúc khá đồng bộ trên cả 6 trạm của đoạn mạng sông nghiên cứu Mùa lũ tại 6 trạm đều bắt đầu đồng thời vào tháng VI và kết thúc đồng thời vào tháng X, chỉ kéo dài 5 tháng Mùa kiệt bắt đầu vào tháng XI và kết thúc vào tháng V năm lịch sau, kéo dài tới 7 tháng Sự phân hoá giữa hai mùa dòng chảy là khá sâu sắc Mặc dù chỉ kéo dài 5 tháng nhưng tổng lượng

dòng chảy mùa lũ chiếm tới 70 - 77% tổng lượng dòng chảy năm, trong khi

đó, tổng lượng dòng chảy của suốt 7 tháng mùa kiệt chỉ chiếm 23 - 30% tổng

lượng dòng chảy năm

- Hồ Hòa Bình có ảnh hưởng rõ rệt đến việc điều hoà chế độ dòng chảy

trong năm giữa hai mùa lũ và kiệt trên sông Đà và trên sông Hồng ở phía hạ

du của đập (các trạm Hòa Bình, Sơn Tây, Hà Nội và Thượng Cát) So với thời

kỳ trước khi có hồ Hòa Bình, tổng lượng dòng chảy mùa lũ trong thời kỳ sau khi có hồ Hòa Bình giảm đi rõ rệt với mức độ giảm càng về hạ du càng thấp

dần (14% tại trạm Hòa Bình, 3% tại trạm Sơn Tây và 2% tại trạm Hà Nội)

Cùng với sự giảm của tổng lượng dòng chảy mùa lũ, tổng lượng dòng chảy

mùa kiệt được tăng lên một cách tương ứng với mức độ tăng càng về hạ du càng ít dần (14% tại trạm Hòa Bình, 3% tại trạm Sơn Tây và 2% tại trạm Hà Nội)

Do ảnh hưởng điều tiết dòng chảy trong năm giữa hai mùa lũ và kiệt của hồ Hòa Bình, tỷ lệ đóng góp dòng chảy của ba nhánh Đà, Thao, Lô vào sông Hồng cũng thay đổi Để đánh giá được sự thay đổi đó tiến hành tính toán tỷ lệ nhập lưu của ba nhánh sông Đà, Thao, Lô vào sông Hồng của hai thời kỳ trước và sau khi có hồ Hòa Bình Các kết quả tính toán này cho thấy:

- So với thời kỳ trước khi có hồ Hòa Bình, tỷ lệ đóng góp nước của sông

Đà vào sông Hồng trong mùa lũ thời kỳ sau khi có hồ Hòa Bình giảm 2%

- Ngược lại, so với thời kỳ trước khi có hồ Hòa Bình, tỷ lệ đóng góp nước của sông Đà vào sông Hồng trong mùa kiệt thời kỳ sau khi có hồ Hòa Bình tăng 13%

Bảng 2.7 Tỷ lệ đóng góp dòng chảy mùa của ba nhánh Đà, Thao, Lô vào

sông Hồng thời kỳ trước và sau khi có hồ Hòa Bình (%)

TKTHB TKSHB TKTHB TKSHB Sông Đặc trưng

2.4.2 Phân phối dòng chảy trong năm

Từ số liệu dòng chảy bình quân tháng thực đo tại các trạm trên đoạn mạng sông nghiên cứu, tiến hành tính phân phối dòng chảy năm theo tháng dạng bình quân năm bình quân nhiều năm cho các trạm trong hai thời kỳ trước và sau khi có hồ Hòa Bình Phân tích các kết quả tính toán được có thể thấy:

- Phân phối dòng chảy trong năm của thời kỳ trước khi có hồ Hoà Bình tại tất cả các trạm rất không đều Mô hình phân phối tại các trạm đều có dạng một đỉnh (một năm có một cực đại và một cực tiểu) Tháng có dòng chảy cực đại thường là tháng VIII và tháng có dòng chảy cực tiểu thường là tháng III

Lượng dòng chảy của tháng cực đại rất lớn, chiếm từ 19% đến 23% tổng lượng dòng chảy cả năm và lớn gấp từ 7 đến 15 lần lượng dòng chảy tháng cực tiểu Ngược lại, lượng dòng chảy của tháng cực tiểu rất nhỏ, chỉ chiếm từ 1,5% đến 2,5% tổng lượng dòng chảy năm Ba tháng có dòng chảy lớn nhất trong năm của thời kì này là các tháng VII, VIII, IX Tổng lượng dòng chảy của ba tháng này chiếm tới từ 50% đến 58% tổng lượng dòng chảy năm Ba tháng có dòng chảy kiệt nhất thường là các tháng II, III, IV (hoặc I, II, III) với tổng lượng dòng chảy chỉ chiếm khoảng từ 5% đến 9% tổng lượng dòng chảy năm Tổng lượng dòng chảy của ba tháng lũ lớn nhất lớn gấp từ 6 đến 12 lần tổng lượng dòng chảy của 3 tháng kiệt nhất

- Mô hình phân phối dòng chảy trong năm của thời kỳ sau Hoà Bình tại tất

cả các trạm cũng đều có dạng một đỉnh Tháng có dòng chảy cực đại thường

là tháng VII hoặc VIII và tháng có dòng chảy cực tiểu thường là tháng II hoặc III Lượng dòng chảy của tháng cực đại vẫn rất lớn, chiếm từ 17% đến 24% tổng lượng dòng chảy cả năm và lớn gấp từ 2,5 đến 3 lần lượng dòng chảy tháng cực tiểu Lượng dòng chảy của tháng cực tiểu rất nhỏ, chỉ chiếm từ 2,5% đến 3% tổng lượng dòng chảy năm Ba tháng có dòng chảy lớn nhất trong năm của thời kỳ này là các tháng VI, VII, VIII (hoặc VII, VIII, IX) Lượng dòng chảy của ba tháng này chiếm tới 50 đến 58% tổng lượng dòng chảy của toàn năm và lớn gấp từ 6 đến 12 lần tổng lượng dòng chảy của 3 tháng kiệt nhất Ba tháng có dòng chảy nhỏ nhất thường là các tháng I, II, III (hoặc II, III, IV) Tổng lượng dòng chảy của ba tháng này rất nhỏ, chỉ chiếm

từ 5% đến 8% tổng lượng dòng chảy năm

- Với vai trò điều tiết dòng chảy, hồ Hòa Bình có ảnh hưởng rõ rệt đến sự phân phối lượng dòng chảy năm theo tháng trên sông Đà và sông Hồng ở hạ lưu đập So với thời kỳ trước khi có hồ Hoà Bình, biên độ dòng chảy tháng trong năm tại các trạm ở hạ lưu đập đều giảm đi đáng kể Mức độ giảm càng

về hạ lưu càng yếu dần So với thời kỳ trước khi có hồ Hòa Bình, tỷ số giữa

lượng dòng chảy tháng cực đại và cực tiểu tại trạm Hoà Bình giảm 5,62 lần;

có hồ Hòa Bình Mức độ giảm của tỷ số này càng xa đập cũng càng yếu dần:tại trạm Hoà Bình giảm 4,6 lần; tại trạm Sơn Tây giảm 1,84 lần và tại trạm Hà Nội giảm 1,46 lần

I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII

I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII

I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII

Th¸ng Q(m 3 /s)

Th−îng C¸t

Hình 2.2 Mô hình phân phối dòng chảy trong năm tại các trạm thuộc

đoạn mạng sông nghiên cứu thời kỳ trước khi có hồ Hòa

Q (m 3

/s)

Th¸ng

Hòa Bình 0

I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII

I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII

I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII

Hình 2.3 Mô hình phân phối dòng chảy trong năm tại các trạm thuộc

đoạn mạng sông nghiên cứu thời kỳ sau khi có hồ Hòa Bình

2.5 Dòng chảy bùn cát ở các đoạn sông vùng dự án

− Lượng phù sa lơ lửng của sông Hồng lớn nhất trong các sông ở Việt Nam, xếp vào loại các sông nhiều phù sa của thế giới Trung bình nhiều năm chuyển qua trạm Sơn Tây trên sông Hồng thời đoạn 1985 – 1990 đạt từ 114 – 115.106 tấn/năm, với tổng lượng nước 118.109 m3/năm So với sông Mê Kông khi vào Việt Nam với tổng lượng nước đạt gần 500.109m3/năm nhưng chỉ có tổng lượng phù sa 95.106 tấn/năm (Diện tích lưu vực Mê Kông 795.000km2, sông Hồng 143.600km2 tính đến Sơn Tây) Hàm lượng phù sa sông Hồng lớn gấp 5 lần sông Mê Kông

− Ở sông Thao và sông Đà có độ dốc lũng sông rất lớn, đất bị phong hóa hóa học và nhiệt độ rất mạnh mẽ và sâu thành đất Feralitic rộng khắp, khi gặp mưa cường độ dài ngày, đất bị xói mòn càng nghiêm trọng, nhất là khi rừng che phủ bị chặt phá rộng khắp, thì mặt đất bị bào mòn rất nghiêm trọng, dòng chảy phù sa tăng lên rất lớn trên các sông nhánh, làm cho diện tích đất đồi trọc tăng lên rất nhiều

− Ở sông Lô có độ dốc thung lũng nhỏ hơn, tỷ lệ diện tích đá vôi và sa diệp thạch lớn hơn, độ ẩm từ dãy Hoàng Liên Sơn trở về phía đông lưu vực duy trì ở mức cao gần như quanh năm Rừng che phủ có bị phá hoại nhưng đã được hồi phục nhanh hơn nên độ đục phù sa và tổng lượng phù sa của sông Lô nhỏ hơn sông Thao và sông Đà

− Độ đục nước sông biến đổi mạnh theo các mùa dòng chảy: rất lớn trong mùa lũ và rất nhỏ trong mùa kiệt Độ đục bình quân mùa lũ thường lớn hơn từ 1,7 đến 2 lần độ đục bình quân năm So với độ đục bình quân mùa kiệt,độ đục bình quân mùa lũ lớn gấp từ 4 đến chín lần đối với thời kỳ trước khi có hồ Hòa Bình và từ 3 đến 5 lần đối với kỳ sau khi có Hồ Hòa Bình

− Do tác dụng của hồ Hòa Bình, mức độ phân hóa độ đục nước sông giữa hai mùa lũ và kiệt bớt sâu sâu sắc hơn, đặc biệt là trên sông Đà Tỷ số giảm từ 9 lần trong thời kỳ trước khi có hồ Hòa Bình xuống còn khoảng 3 lần ở thời kỳ sau khi có hồ Hòa Bình

− Tác dụng này lan truyền đến các trạm Sơn Tây, Hà Nội trên sông Hồng

và Thượng Cát trên sông Đuống nhưng yếu dần (tại trạm bơm Sơn Tây: từ 4,05 xuống còn 5,06 lần)

− Từ khi hồ Hòa Bình bắt đầu hoạt động, độ đục nước sông bình quân các mùa tại các trạm ở hạ lưu đều giảm đi rõ rệt, đặc biệt là trên sông Đà Độ đục bình quân mùa lũ tại Hòa Bình giảm 7,49 lần; tại Sơn Tây giảm 1,81 lần; tại

Hà Nội giảm 1,37 lần và tại Thượng Cát giảm 1.07 lần Độ đục bình quân mùa kiệt tại Hòa Bình giảm 2,39 lần; tại Sơn Tây giảm 1,47 lần; tại Hà Nội giảm 1,14 lần và tại Thượng Cát giảm 1,04 lần

− Tại các trạm Yên Bái trên sông Thao và Vụ Quang trên sông Lô, tình hình diễn biến theo chiều hướng gần như ngược lại Độ đục nước sông bình quân các mùa của thời kỳ sau khi có hồ Hòa Bình đều tăng lên rõ rệt so với thời

kỳ trước khi có hồ Hòa Bình Sự tăng độ đục nước sông này xảy ra không phải

do tác động của hồ Hòa Bình mà xảy ra do hậu quả của việc chặt phá rừng bừa bãi trên bề mặt lưu vực từ những năm giữa thập kỷ 80 trở lại đây Độ đục bình quân mùa lũ tại Yên Bái tăng 1,36 lần Độ đục bình quân mùa kiệt tại Yên Bái tăng 1,46 lần và tại Vụ Quang tăng 1,27 lần

− Sự giảm độ đục nước sông bình quân trong các mùa dòng chảy trên sông Đà và sự tăng độ đục nước sông bình quân trong các mùa dòng chảy trên các sông Thao và sông Lô trong thời kỳ sau khi có hồ Hòa Bình đã làm thay đổi tương đối độ đục bình quân mùa của hạ lưu sông Đà, sông Thao, sông Lô và sông Hồng Nếu như trong thời kỳ trước khi có hồ Hòa Bình, độ đục bình quân mùa sông Thao là lớn nhất và sông Lô là nhỏ nhất thì sau khi có hồ Hòa Bình,

độ đục bình quân mùa lớn nhất vẫn là sông Thao nhưng nhỏ nhất lại là sông Đà

CHƯƠNG 3 ĐÁNH GIÁ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN LÒNG

DẪN CÁC SÔNG VÙNG DỰ ÁN 3.1 Các nhân tố ảnh hưởng đến thay đổi của lòng dẫn

− Có rất nhiều nhân tố ảnh hưởng đến sự thay đổi của lòng dẫn Thứ nhất

là hoạt động kiến tạo hiện đại Những biến động mạnh như sự cướp dòng, chết dòng hoặc xu hướng dịch chuyển lớn đều liên quan đến hoạt động kiến tạo hiện đại Ví dụ theo nghiên cứu của Viện Địa chất, sự chết cửa vào sông Đáy và Cà

Lồ liên quan đến biến dạng âm khu vực này Trong nghiên cứu dấu vết địa mạo

và dòng sông cổ, ta thấy cửa Đáy và Cà Lồ trước đây dịch chuyển với biên độ lớn (khoảng 5-10 km) do kết quả của hoạt động của các đứt gãy có phương á kinh tuyến Sự dịch chuyển của sông Hồng liên tục xuống phía Nam từ Pleistocen trở lại đây có lẽ chủ yếu do biến dạng không đồng đều bề mặt đồng bằng bởi hoạt động kiến tạo hiện đại

− Thứ hai là sự cân bằng lượng bùn cát mà thượng lưu đưa xuống Hầu hết các nhà nghiên cứu đều đánh giá sự bồi tụ hay xói lở đoạn sông dựa trên cân bằng lượng bùn cát của các mặt cắt khống chế Có người đánh giá tổng quan dựa trên cân bằng lượng bùn cát năm hoặc một số năm và có người chi tiết hơn bằng

sự đánh giá cân bằng theo tháng, cân bằng bùn cát giữa các sông Đà, Thao, Lô

và sông Hồng tại Sơn Tây, Hà Nội và Thượng Cát

− Tính chất của vật liệu bùn cát được thể hiện bằng thành phần hạt được phân tích trực tiếp từ các mẫu lấy trong nước trình bày bảng dưới (tại Sơn Tây,

hưởng tới sự chìm lắng và sức tải cát của dòng nước

Lượng bùn cát thường thay đổi và chịu tác động thay đổi của dòng chảy Biến đổi của chế độ bùn cát từ số liệu thực đo tại các trạm Sơn Tây, Hà Nội và Thượng Cát ta có bảng thống kê sau:

Bảng 3.2 Giá trị đặc trưng của bùn cát qua các thời kỳ

Hạng mục Giai đoạn Sơn Tây Hà Nội Thượng Cát

Hàm lượng tối đa

Thứ ba, chế độ thuỷ lực dòng chảy bao gồm:

Chế độ thuỷ lực chung chủ yếu là lưu lượng mà dòng sông tải Yếu tố này cũng được nhiều các nhà nghiên cứu chuyên môn đánh giá, đặc biệt là quan hệ lưu lượng của đoạn hợp lưu ba sông sông Thao, sông Đà và sông Lô

Chế độ thuỷ lực cục bộ xảy ra trên từng đoạn sông thể hiện bằng các thông số thuỷ văn hình thái lòng dẫn như chiều rộng, chiều sâu, độ dốc đáy sông và hình dạng mặt cắt ngang sông Thông số ảnh hưởng lớn nhất đến xói lở là vận tốc cục

bộ Theo nhiều nghiên cứu ở nước ngoài và trong nước thì vận tốc lớn nhất trên mặt cắt lớn hơn vận tốc trung bình khoảng 1,5÷4 lần Tuy nhiên vận tốc lớn nhất không xuất hiện trực tiếp với thành cứng lòng dẫn mà ở một khoảng cách nào

đó, có những bó dòng liên quan đến xói lở lòng dẫn Khi vận tốc bó dòng lớn hơn vận tốc xói cho phép của lòng dẫn thì gây ra xói lở, thường thì xói ngang

− Cuối cùng là cấu tạo địa chất của lòng dẫn Đây là yếu tố rất quan trọng ảnh hưởng đến cơ chế xói lở hiện nay của đoạn sông nghiên cứu Ta biết rằng khối lượng bùn cát trong dòng chảy phụ thuộc vào chế độ thuỷ lực của dòng chảy, mà chế độ thuỷ lực phụ thuộc vào lưu lượng, độ dốc lòng dẫn, chiều sâu

và chiều rộng cũng như hình dạng mặt cắt ngang lòng dẫn Với một chế độ thuỷ lực trên một đoạn sông thì gần như khối lượng bùn cát lơ lửng là không đổi Nếu lượng bùn cát nhỏ hơn tới hạn thì có sự xói lòng dẫn để bù đắp và ngược lại Tuy nhiên sự xói hay bồi lòng dẫn hay bờ lại phụ thuộc vào tính cục bộ của dòng chảy và tính chất đất của lòng dẫn Thường thì bản thân dòng chảy sẽ xói hoặc bồi để tạo ra sự cân bằng tạm thời mà trong thuỷ văn hình thái đã đưa ra các hệ số đánh giá biểu thị cho quan hệ giữa độ sâu, chiều rộng và độ dốc lòng dẫn Với một chế độ thuỷ lực lòng dẫn nhất định thì thành phần chất bùn cát mà dòng chảy mang theo có đặc trưng nhất định Đại đa số lòng dẫn chảy qua đồng bằng rộng lớn như đồng bằng Bắc Bộ và Nam Bộ thì chỉ có khả năng mang theo các hạt từ cát hạt mịn trở xuống đến bột, sét Các hạt lớn hơn sẽ được vận chuyển theo hình thức di đáy hoặc chuyển tải từ bờ này qua bờ kia do nước chảy quẩn

3.2 Ảnh hưởng của điều tiết hồ Hòa Bình đến dòng chảy các sông vùng dự

án

3.2.1 Trước khi có thủy điện Hòa Bình

Thời kỳ trước khi có hồ Hòa Bình, sông Đà đóng góp một lượng bùn cát trên 50% cho sông Hồng, còn lại là của sông Thao và sông Lô Tính toán từ số liệu (1957-1982) cho thấy lưu lượng bùn cát trung bình hàng năm cát trên sông Đà là

1910 kg/s, trên sông Hồng là 3593 kg/s

(1) Sông Hồng và sông Đà

− Trên toàn tuyến sông nghiên cứu hình thái của tuyến sông Đà và sông Hồng đoạn từ sau thủy điện Hòa Bình có dạng hình sin không đều do địa hình và địa chất của hai bờ sông và lòng sông tạo nên

− Sông Hồng giữ vai trò rất quan trọng, nếu như không muốn nói là quyết định, đối với tiến trình phát triển kinh tế, xã hội và văn hóa của Hà Nội Song, sông Hồng cũng gây ra không biết bao nhiêu thiệt hại đối với người và tài sản của khu vực Đó là tính hai mặt của bất kỳ một dòng sông nào diễn ra theo quy luật tự nhiên Mỗi dòng sông dù lớn hay nhỏ đều chở nặng phù sa nhiều hoặc ít

để bồi đắp nên các đồng bằng châu thổ phì nhiêu với kích thước khác nhau Mỗi lần lũ lụt xảy ra, là mỗi lần bồi dày thêm lớp phù sa trên toàn bộ đồng bằng châu thổ của nó Song mỗi lần lũ lụt lại gây ra nỗi kinh hoàng cho các cộng đồng dân

cư sống ở đây

− Ngoài sự phân nhánh của sông Hồng trong quá trình tiến ra biển để tạo cho mình một đồng bằng châu thổ rộng lớn, thì bản thân của sông Hồng và các nhánh của nó cũng bị uốn khúc theo quy luật chung về phát triển lòng sông Trong quá trình uốn khúc này, dòng sông càng ngày càng trở nên cong hơn Đến một lúc nào đó, vào mùa lũ, nước sông nhiều và khó tiêu thoát nhanh trên đoạn sông cong, thì dòng nước sẽ cắt thẳng ở vị trí 2 khúc uốn gần nhau và bỏ lại đoạn sông cong cũ Đoạn sông này được gọi là sông chết hoặc hồ móng ngựa

Hồ Tây là một ví dụ rõ ràng về điều này Tuy nhiên, trong đa số trường hợp, các đoạn sông đó dần bị bồi lấp và cạn đi để lại những dải đất thấp (dải ruộng trũng) Các cảnh quan thư vậy, hiện nay còn quan sát được khá rõ trên dải đồng bằng hai bên bờ sông Hồng đoạn từ Sơn Tây đến Hà Nội Kể từ khi có hệ thống đê dọc hai bờ sông, thì quá trình uốn khúc chỉ xảy ra trong phạm vi giới hạn này Nhưng nếu bờ xói xảy ra mạnh và liên tục sẽ dẫn đến vỡ đê

(2) Sông Lô và sông Thao

− Sông Lô và sông Thao là thượng nguồn của sông Hồng, có tác dụng không nhỏ trong việc hình thành nên chế độ dòng chảy của của sông Hồng Trước khi có đập thủy điện Hòa Bình dòng chảy của sông Lô và sông Thao gần như chỉ phụ thuộc vào điều kiện địa hình và khí tượng thủy văn trong vùng Bán

kính tại các đoạn cong đỉnh hình sin thường biến động trong khoảng từ 350m đến 1100m

− Theo kết quả điều tra thực địa tại các khu dân cư và kết quả khảo sát địa hình từ các năm trước thì trên tuyến sông Lô và Thao hầu như không có biến động lớn theo chiều ngang

− Sông Lô và sông Thao cũng mang trong mình một lượng phù sa tương đối lớn góp phần không nhỏ vào việc thành tạo nên đồng bằng sông Hồng

3.2.2 Sau khi có hồ Hòa Bình

− Sau khi thủy điện Hòa Bình đi vào hoạt động do mất cân bằng bùn cát nên quá trình diễn biến xói phổ biến thể hiện rất rõ ở vùng hạ du công trình thủy điện, xói diễn ra mạnh ở vùng gần đập và lan truyền xuống hạ du Càng xuôi về

hạ lưu xói càng giảm dần, nói cách khác là cân bằng bùn cát được khôi phục dần theo chiều xuôi về hạ lưu

0

500

1000

1500

I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII

Thêi kú tr−íc khi cã hå Hßa B×nh

Thêi kú sau khi cã hå Hoµ B×nh

0 1000 2000 3000 4000

I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII

Thêi kú tr−íc khi cã hå Hßa B×nh Thêi kú sau khi cã hå Hoµ B×nh

a Trạm Hòa Bình b Trạm Yên Bái

0

200

400

600

I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII

Thêi kú tr−íc khi cã hå Hßa B×nh

Thêi kú sau khi cã hå Hoµ B×nh

0 500 1000 1500

I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII

Thêi kú tr−íc khi cã hå Hßa B×nh Thêi kú sau khi cã hå Hoµ B×nh

c Trạm Vụ Quang d Trạm Sơn Tây

0 500 1000 1500

I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII

Thêi kú tr−íc khi cã hå Hßa B×nh Thêi kú sau khi cã hå Hoµ B×nh

I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII

Thêi kú tr−íc khi cã hå Hßa B×nh

Thêi kú sau khi cã hå Hßa B×nh

0 2000 4000 6000

I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII

Thêi kú tr−íc khi cã hå Hßa B×nh Thêi kú sau khi cã hå Hßa B×nh

a Trạm Hòa Bình b Trạm Yên Bái

0

500

1000

1500

I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII

Thêi kú tr−íc khi cã hå Hßa B×nh

Thêi kú sau khi cã hå Hßa B×nh

0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000

I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII

Thêi kú tr−íc khi cã hå Hßa B×nh Thêi kú sau khi cã hå Hßa B×nh

c Trạm Vụ Quang d Trạm Sơn Tây

0 2000 4000 6000 8000 10000

I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII

Thêi kú tr−íc khi cã hå Hßa B×nh Thêi kú sau khi cã hå Hßa B×nh

e Trạm Hà Nội

Hình 3.2 Mô hình phân phối lưu lượng bùn cát lơ lửng trong năm của hai

thời kỳ: trước và sau khi có hồ Hòa Bình

− Hiện tại ở khu vực hạ lưu sát đập, cách đập 0,5km đến 1km do hiện tượng xói sâu diễn ra mạnh Hiện tượng xói sâu lan truyền xuống hạ lưu các đoạn tiếp theo chiều sâu giảm dần Do lòng sông bị hạ thấp rất lớn ảnh hưởng tới tốc độ ổn định của bờ sông gây sạt lở khá mạnh tại khu vực ngay sát chân đập đến cách đập 500m

− Sau khi đập Thủy điện Hòa Bình, dòng sông Hồng đoạn chảy qua Hà Nội có những biến động khá phức tạp Đó là hiện tượng xói lở bờ sông, bồi tụ đáy sông làm thay đổi dòng chảy dẫn đến đe dọa độ ổn định của hệ thống đê kè Theo dõi sự biến động của lòng dẫn sông Hồng chảy qua Hà Nội kể từ năm

1989 đến năm 1998 (nghĩa là sau 10 năm) có thể chia làm 3 đoạn với xu thế khác nhau Đoạn thứ nhất bắt đầu từ trước khi vào địa phận Hà Nội có xu thế bồi

tụ nâng cao đáy chiếm ưu thế Đoạn thứ hai kéo dài từ phía Tây cầu Thăng Long khoảng 500 mét đến phía Đông xã Tầm Xá (huyện Đông Anh) trước khi chia nước cho sông Đuống có xu hướng đào sâu đáy chiếm ưu thế, trong đó đáng kể nhất là đoạn chảy qua phường Nhật Tân Đoạn thứ 3 từ khu vực chia nước cho sông Đuống đến hết địa phận Hà Nội sự biến động của lòng sông diễn ra phức tạp

Mặc dù lòng dẫn sông Đà theo tính toán tiếp tục biến đổi và sẽ đạt trạng thái cân bằng mới vào khoảng năm 2035, khi đó trên đoạn sông Hồng từ Sơn Tây đến Hưng Yên được nhìn nhận tổng thể là sẽ không xảy ra hiện tượng xói sâu

Qs (kg/s)

Tháng

hay bồi cao nào Xét riêng tại Hà Nội, ở đây, quá trình biến đổi lòng dẫn của hệ thống không tác động đáng kể gì đến lòng sông đoạn sông này Cụ thể cao độ lòng sông trung bình tại Hà Nội vẫn chỉ dao động lên xuống ở cao trình khoảng +4m

Sau khi thủy điện Hòa Bình đi vào hoạt động có nhiều vị trí ở hạ du dòng chảy ép sát vảo bờ gây sạt lở mạnh, cụ thể là 3 vị trí: phía sau hợp lưu Thao –

Đà, phía sau hợp lưu Lô – Hồng và vị trí tại Trung Hà – Đan Phượng

Tại ngã 3 Thao – Đà là đoạn hợp lưu của 2 sông nên chế độ dòng chảy rất phức tạp hơn nữa đây còn là đoạn sông cong nên hình thái lòng sông không ổn định, thường xuyên xảy ra sạt lở Hiện tại trên đoạn này đã làm kè 2 bên (kè Phong Vân)

Tại ngã 3 Lô – Hồng cũng là đoạn hợp lưu của 2 sông nên chế độ dòng chảy rất phức tạp hơn nữa sông Lô cũng bị ảnh hưởng mạnh của điều tiết hồ Tuyên Quang nên hình thái lòng sông không ổn định, thường xuyên xảy ra sạt lở Hiện tại trên đoạn này đã làm kè 2 bên bờ (kè Thanh Miếu K104.46-K105.08; Phú Cường K11,7 – K13,4)

Tại Trung Hà – Đan Phượng là đoạn sông cong, do sự vận động của dòng sông cong nên dòng chảy thường xuyên biến đổi, thường xuyên xảy ra sạt lở Hiện tại trên đoạn này đã làm kè 2 bên bờ (kè Hồng Hà, kè Tòng Bạt)

3.3 Các yếu tố khác ảnh hưởng đến lòng dẫn các sông vùng dự án

3.3.1 Khí hậu

Trong những năm gần đây do ảnh hưởng của sự thay đổi thời tiết, lượng nước

về mùa kiệt xuống thấp làm cho sự chênh lệch mực nước giữa hai mùa lũ và kiệt lớn Kèm theo đó là hiện tượng sạt lở bờ đe doạ đến các hộ dân sống ven bờ sông và ảnh hưởng đến an toàn đê điều Liên tiếp trong những năm qua từ năm

2001 đến nay hiện tượng sạt lở đã xảy ra liên tiếp trên các sông phía hạ du nhà máy thủy điện Hòa Bình Đến nay hiện tượng sạt lở trên hệ thống sông Hồng vẫn tiếp tục diễn ra và ngày càng nghiêm trọng Đặc biệt sau mùa lũ năm 2009

nhiều vị trí sạt lở mới xuất hiện và diễn biến ngày một phức tạp ảnh hưởng đến

an toàn đê điều, uy hiếp trực tiếp đến an toàn tính mạng của người dân

3.3.2 Khai thác cát

− Tại 3 tuyến sông lớn chảy qua địa bàn Thủ đô gồm: Sông Hồng, sông

Đà, sông Đuống với tổng chiều dài lên tới hơn 280km ở hai bên bờ sông có hàng trăm bãi tập kết vật liệu cát sỏi

− Theo số liệu thống kê hiện nay có tới hơn 30 điểm khai thác cát, trong

đó có 5 điểm khai thác cố định và 26 điểm khai thác lưu động

− Tại nhiều địa phận như: Huyện Đan Phượng, Từ Liêm, Long Biên… nơi sông Hồng chảy qua, tình trạng khai thác cát một cách ồ ạt và vô tổ chức Việc này gây sụt lún, ảnh hưởng đến sự an toàn của hành lang bảo vệ đê Việc khai thác, tập kết những bến bãi này đã gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến dòng chảy của sông Nguy hại hơn còn làm cho sạt lở bờ sông, gây ảnh hưởng đến tính mạng và tài sản của những hộ dân sống ở hai bên bờ sông

− Bên cạnh đó, việc khai thác cát còn làm cho nhiều khúc sông bị thay đổi dòng chảy gây sạt lở đê điều, ảnh hưởng nghiêm trọng đến giao thông đường thủy và đời sống người dân ở dọc đê

− Hiện tượng bồi tụ thành dải cồn cát đã, đang xảy ra mạnh tại trước cửa trạm bơm Ấp Bắc, khu vực đình Chèm, bãi Tứ Liên, bãi Thạch Cầu, bãi Duyên Hà Trong khi đó, một số công trình chỉnh trị dòng chảy như: cụm 14 mỏ hàn Tầm Xá, cụm kè hướng dòng Phú Gia - Tứ Liên, các mỏ hàn cọc bê tông trên bãi Tứ Liên, Trung Hà, Thạch Cầu đã xuống cấp nghiêm trọng, làm cho tình hình bồi lắng, sạt lở diễn biến khó lường hơn Sự thay đổi dòng chảy là nguyên nhân chính dẫn đến hiện tượng sạt lở bờ sông diễn biến phức tạp Khu vực xã Hải Bối (huyện Đông Anh), phường Ngọc Thụy - Bồ Đề (quận Long Biên) là hai nơi chịu ảnh hưởng nặng nề nhất của tình trạng sạt lở bờ sông Ví dụ: sự chuyển hướng của dòng chảy mùa lũ bị khối bê tông, gạch đá khổng lồ do các khu dân cư lấn chiếm bãi tạo ra từ phía bờ phải ép sang; dòng chủ lưu từ kè Phú

Gia - Tứ Liên, gặp sự nhô ra của khối bồi đầu bãi Tứ Liên, làm cho địa bàn phường Ngọc Thụy sạt lở nghiêm trọng vài năm gần đây

− Ngoài ra, hiện tượng khai thác cát trái phép, tập kết bãi vật liệu sau khai thác không theo quy hoạch xuất hiện ở rất nhiều nơi gây nguy cơ về mất an toàn đê điều, tính ổn định của cầu vượt sông và dễ gây ô nhiễm môi trường

− Kết quả phân tích số liệu cao trình mặt bãi tại 25 mặt cắt ngang từ năm

1979 đến nay cho thấy, cao độ trung bình bãi sông hiện nay đã cao hơn 0,7-0,8m

ở bờ trái và khoảng 1m ở bờ phải Như vậy, báo động 1 sẽ không còn là mức nước bắt đầu tràn bãi nữa Hiện tượng này phần lớn là do cư dân trong quá trình lấn chiếm bãi sông đã tôn cao nền đất ở và đất vườn Khi có quá nhiều vật cản trên bãi, dòng chảy lũ tràn bãi lại nông, vận tốc nhỏ sẽ gây ra bồi lắng trên bãi Việc nâng cao cao trình mặt bãi sẽ làm thay đổi thế sông và kèm theo là giảm khả năng thoát lũ Hiện tượng hạ thấp mực nước mùa kiệt gây khó khăn đối với giao thông thủy và lấy nước dẫn tưới, gây nhiều tổn thất không kém lũ lụt mà

Hà Nội đang gặp phải

3.4 Đánh giá chung

− Nguyên nhân cơ bản của diễn biến lòng sông là sự mất cân bằng trọng tải cát Trong bất kỳ đoạn sông nào, hoặc trong bất kỳ một vùng cục bộ nào của đoạn sông đó dưới một điều kiện nhất định, dòng chảy có một sức tải cát nhất định Khi xây dựng đập ngăn sông tạo kho nước cho mục đích phát điện hoặc cấp nước sẽ làm cho chế độ thủy lực, thủy văn và lòng dẫn của thượng hạ lưu đập có những thay đổi căn bản Ở vùng thượng lưu đập dâng sẽ hình thành một kho nước lớn và được điều tiết theo chế độ vận hành của nhà máy thủy điện hoặc công trình đầu mối, ở đó mực nước dâng cao, diện tích, dung tích tăng lên

và tốc độ dòng chảy nhỏ có thời gian giảm gần như tuyệt đối làm cho bùn cát của lòng sông lắng đọng lại trong hồ chứa Quá trình bồi lắng kéo dài theo tuổi thọ của hồ Ở vùng hạ du xuất hiện một quá trình biến đổi hình thái lòng dẫn kéo theo sự thay đổi quan hệ thủy văn giữa mực nước (H) và lưu lượng (Q) Do bùn cát tự nhiên của sông bị giữ lại ở thượng lưu đập trong hồ chứa, tháo xuống

hạ lưu theo tuốc bin thủy điện hoặc tràn xả lũ là dòng nước mang rất ít bùn cát

Do đó có sự mất cân bằng giữa khả nâng tải cát của dòng nước (St) với lượng chuyển cát thực tế của dòng sông hạ lưu (S0) mà St luôn lớn hơn S0 Dòng chảy luôn “đói” bùn cát này sẽ phải đào xói lòng dẫn hạ lưu để lấy lại trạng thái cân bằng vận chuyển bùn cát, vì vậy lòng dẫn hạ lưu dần dần bị xói hạ thấp Do mất cân bằng bùn cát nên quá trình diễn biến xói phổ biến thể hiện rất rõ ở vùng hạ

du công trình thủy điện Ở vùng hạ lưu, lòng sông bị xói hạ thấp xuống kéo theo sạt lở hai bờ sông rất mạnh làm mất ổn định cho bản thân công trình thủy điện

và các công trình ven sông như cầu, bến cảng, cống, trạm bơm, đặc biệt là hệ thống chống lũ Mực nước ở hạ lưu hạ thấp làm cho các cửa lấy nước được xây dựng trước đây có thể bị “treo” không lấy được nước, các hoạt động giao thông thủy cũng bị ảnh hưởng Đặc biệt các vùng phân nhập lưu trong phạm vi của xói phổ biến cũng bị ảnh hưởng lan truyền ra các nhánh sông theo các hiệu ứng của vùng phân nhập lưu Có thể nói rằng đây là nguyên nhân chính dẫn đến những

sự biến động của lòng dẫn sau khi thủy điện Hòa Bình đi vào hoạt động

− Một nguyên nhân nữa cũng gây nên sự biến đổi đáng kể của lòng dẫn

đó là sự vận hành của nhà máy thủy điện theo chế độ điều tiết phụ tải ngày đêm làm thay đổi đột ngột mực nước hạ lưu cũng làm mất ổn định bờ, gây sạt lở bờ vùng hạ lưu rất mạnh Tình hình trên thể hiện rất rõ ở hạ lưu thủy điện Hòa Bình

− Do địa chất cấu tạo lòng dẫn ở mỗi đoạn sông cũng khác nhau nên xu thế xói cũng không thuần nhất Có đoạn xói nhiều, có đoạn xói ít Có thời kỳ có đoạn bị bồi và xói xen kẽ

− Sự vận động của dòng sông cong, đây là những nơi dòng chảy không

ổn định cũng là một nguyên nhân gây lên những biến động lòng dẫn Phía bờ lõm do dòng chảy chủ lưu áp sát bờ, khi vận tốc dòng chảy lớn hơn vận tốc khởi động của đất cấu tạo bờ sông sẽ gây sạt lở, phạm vi sạt lở thường phát triển từ thượng lưu về hạ lưu Ngoài ra, sạt lở cũng có thể xuất hiện dọc theo bờ của một con sông trong trạng thái cân bằng động

Bên cạnh đó, một số nguyên nhân chủ quan cũng gây ảnh hưởng đến diễn biến lòng dẫn, sạt lở bờ sông như:

Do khai thác cát, sỏi lòng sông trái phép, sai phép hoặc không theo quy hoạch: khai thác cát, sỏi lòng sông là việc làm tất yếu phục vụ nhu cầu xây dựng đang ngày càng phát triển, nếu khai thác theo đúng quy hoạch, đúng phép có tác dụng rất tích cực cho thoát lũ, ổn định lòng dẫn và giao thông thủy Tuy nhiên, hiện việc cấp giấy phép, quản lý khai thác cát, sỏi lòng sông hiện còn rất nhiều khó khăn, chế tài hiện chưa đủ mạnh và chưa có sự phối hợp đồng bộ của các địa phương nên việc khai thác trái phép vẫn tiếp tục diễn ra ở nhiều nơi làm thay đổi chế độ dòng chảy, thay đổi hàm lượng bùn cát, đặc biệt có nơi việc khai thác cát trái phép ngay tại khu vực chân kè bảo vệ bờ gây sạt lở nghiêm trọng

Do ảnh hưởng của các hoạt động giao thông thủy: Sóng do tàu thuyền, sự đào bới lòng sông của chân vịt tàu, thuyền, neo đậu tàu thuyền không đúng với quy định, xây dựng công trình không hợp lý là một một trong các nguyên nhân trực tiếp làm gia tăng diễn biến sạt lở Cùng với sự phát triển của nền kinh tế quốc dân, giao thông thủy đang ngày càng phát triển nhanh và mạnh cả về số lượng, tải trọng và tốc độ của tàu thuyền nếu không kịp thời có các biện pháp quản lý hữu hiệu, ảnh hưởng của giao thông thủy tới diễn biến sạt lở bờ sông sẽ ngày càng nghiêm trọng

Do việc xây dựng không hợp lý các công trình: Một số công trình như giao thông, thủy lợi, cần xây dựng ven sông (được phép theo Luật Đê điều, Pháp lệnh Phòng chống lụt bão), tuy nhiên nhiều công trình thiết kế, xây dựng chưa hợp lý như đắp đường dẫn dài trên bãi sông, bố trí trụ cầu không phù hợp làm thay đổi hướng dòng chảy, nhất là khi mực nước sông dao động mạnh