Nghiên cứu nâng cao dung tích hồ chứa hồ sông mực tỉnh thanh hóa phục vụ theo nhiệm vụ mới

Theo đơn vị quản lý hồ chứa Công ty TNHH một thành viên Sông Chu thì nhu cầu dùng nước ở hạ du hồ chứa tăng lên so với thiết kế ban đầu vì vậy bài toán đặt ra là cần nâng cao dung tích h

L ỜI CẢM ƠN

L ỜI CAM ĐOAN

M ỤC LỤC

DANH M ỤC HÌNH ẢNH

DANH M ỤC BẢNG

M Ở ĐẦU 1

CH ƯƠNG 1 TỔNG QUAN HIỆN TRẠNG HỒ CHỨA NƯỚC TỈNH THANH HÓA 3

1.1.Tóm tắt điều kiện tự nhiên và phát triển kinh tế xã hội khu vực nghiên cứu ………3

1.1.1 V ị trí địa lý: 3

1.1.2 Điều kiện tự nhiên, và phát triển Kinh tế xã hội: 3

1.2 Hiện trạng hồ chứa nước tỉnh Thanh Hóa 4

1.2.1 Các h ồ chứa lớn 4

1.2.2 Các h ồ chứa nhỏ 8

1.2.3 Hi ện trạng cấp nước các hồ chứa 9

1.2.4 Hi ện trạng hệ thống công trình 10

Kết luận chương 1 19

CH ƯƠNG 2 XÁC ĐỊNH DUNG TÍCH HIỆU DỤNG HỒ CHỨA SÔNG M ỰC THEO CHỨC NĂNG NHIỆM VỤ MỚI 20

2.1 Giới thiệu công trình 20

2.1.1 V ị trí địa lý 20

2.1.2.Địa hình, địa lý tự nhiên lưu vực 20

2.1.3 Đặc điểm khí tượng thủy văn 21

2.1.4 Đặc điểm dân sinh, kinh tế, xã hội 26

2.1.5 Khái quát v ề hệ thống thủy lợi hồ Sông Mực 28

2.1.6 Hi ện trạng sử dụng nước 32

2.2.1 Nhiệm vụ cấp nước cho Nông nghiệp 33

2.2.2.Nhiệm vụ phục vụ cho Công nghiệp 39

2.2.3 Nhi ệm vụ cấp nước phục vụ cho Sinh hoạt 39

2.2.4 Nhiệm vụ cấp nước phục vụ cho thủy sản 39

2.2.5 Nhi ệm vụ cấp nước cho các ngành khác 40

2.2.6 Yêu cầu phòng lũ cho hạ du 41

2.3.7 T ổng nhu cầu dùng nước của các ngành 41

2.3 Tính toán điều tiết hồ 42

2.3.1 Xác định hình thức điều tiết hồ chứa 42

2.3.2 Lựa chọn dung tích hồ chứa 44

2.4.3 Tính toán lũ 47

2.5 Nghiên cứu các giải pháp đảm bảo an toàn đập khi nâng cao dung tích hồ chứa phục vụ theo nhiệm vụ mới 49

2.5.1 Nâng cao trình ng ưỡng tràn + Nâng cao đập kết hợp với làm tường ch ắn sóng 50

2.5.2 Nâng cao trình ng ưỡng tràn kết hợp mở rộng khẩu độ tràn 51

2.5.3 Nâng cao trình ng ưỡng tràn kết hợp chuyển tràn tự do sang tràn có c ửa van 53

2.5.4 Nâng cao trình ng ưỡng tràn kết hợp chuyển hình thức tràn thực dụng sang tràn zích zắc 54

2.5.5 Kết hợp các giải pháp với nhau 58

CH ƯƠNG 3 NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN GIẢI PHÁP CẢI TẠO NÂNG C ẤP CÔNG TRÌNH HỒ CHỨA NƯỚC SÔNG MỰC THEO NHIỆM V Ụ MỚI 60

3.1 Các căn cứ và quy chuẩn, tiêu chuẩn áp dụng để bảo đảm an toàn đập 60 3.2.Tính toán kiểm tra an toàn công trình đầu mối 61

3.2.1 Xác định cao trình đỉnh đập 61

3.2.3 Kiểm tra ổn định công trình 66

Kết luận Chương 3 71

K ẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 72

TÀI LI ỆU THAM KHẢO 74

PH Ụ LỤC TÍNH TOÁN 75

Hình 1.1 Hồ Cửa Đạt huyện Thường Xuân, tỉnh Thanh Hóa 5

Hình 1.2 Hồ Sông Mực huyện Như Thanh tỉnh Thanh Hóa 6

Hình 1.3 Hồ Yên Mỹ huyện Nông Cống, tỉnh Thanh Hóa 7

Hình 1.4 Hồ Cống Khê huyện Ngọc Lặc, tỉnh Thanh Hóa 8

Hình 2.1 Vị trí hồ chứa nước Sông Mực-tỉnh Thanh Hóa 20

Hình 2.2 Đường quá trình lũ thiết kế và lũ kiểm tra đến hồ sông Mực 47

Hình 2.3 Quan hệ cột nước trên đỉnh tràn và lưu lượng xả qua tràn 48

Hình 2.4 Lắp ghép cửa van phụ ở phía trên 50

Hình 2.5 Áp trúc mái thượng lưu đập 51

Hình 2.6 Áp trúc mái thượng hạ lưu đập 51

Hình 2.7 Mặt bằng và cắt dọc ngưỡng tràn khi được nâng cao, mở rộng 52

Hình 2.8 Chuyển hình thức tràn tự do sang tràn có cửa van 53

Hình 2.9 Cắt ngang ngưỡng tràn thực dụng 55

Hình 2.10 Mặt bằng và cắt ngang ngưỡng tràn zích zắc 55

Hình 2.11 Quan hệ giữa lưu lượng và mực nước của hình thức A, B và tràn Creager 57

Bảng 1.1 Bảng các nhà máy trồng mía 12

Bảng1.2 Bảng tổng hợp diện tích mía có khả năng tưới 12

Bảng 1.3 Tổng hợp tình hình cấp nước cho sản xuất nông nghiệp theo lưu vực 13

Bảng 2.1 Nhiệt độ trung bình, lớn nhất, nhỏ nhất trong tháng, năm T (0 C) 23

Bảng 2.2 Độ ẩm tương đối trung bình, trung bình thấp nhất và thấp nhất tuyệt đối tháng, năm U (%) 23

Bảng 2.3 Lượng bốc hơi trung bình tháng, năm X (mm) 24

Bảng 2.4 Tốc độ gió trung bình, lớn nhất tháng, năm V (m/s) 24

Bảng 2.5 Số giờ nắng trung bình tháng, năm G (giờ) 24

Bảng 2.6 Phân phối mưa năm thiết kế X (mm) 25

Bảng 2.7 Các thông số kỹ thuật chính công trình đầu mối: 28

Bảng 2.8 Hệ thống kênh hồ Sông Mực 32

Bảng 2.9 Thời gian sinh trưởng của cây trồng 36

Bảng 2.10 Tổng lượng nước tưới cần cho các loại cây trồng 37

Bảng 2.11 Nhu cầu nước cho thủy sản 40

Bảng 2.12 Tổng nhu cầu dùng nước cho các ngành 41

Bảng 2.13 Mô hình phân phối lượng nước đến 43

Bảng 2.14 Lượng mưa lớn nhất 3 ngày trạm đo mưa Như Xuân 44

Bảng 2.15 Lượng mưa thời đoạn 1-3 ngày lớn nhất với tần số thiết kế 45

Bảng 2.16 Lượng mưa ngày lớn nhất ứng với tần suất thiết kế trạm Như Xuân 45

Bảng 2.17 Lưu lượng đỉnh lũ ứng với các tần số thiết kế đến hồ Sông Mực 46 Bảng 2.18 Tổng lượng lũ thiết kế ứng với các tần suất 46

Bảng 2.20 Kết quả tính toán điều tiết lũ ứng với các tần suất 48

Bảng 2.21 Hệ số tăng lưu lượng n cuả tràn piano key A so với tràn Creager 56 Bảng 2.22 Hệ số tăng lưu lượng (n) của tràn piano key B so với tràn Creager 56

Bảng 3.1 Kết quả tính sóng 64

Bảng 3.2 Kết quả tính toán cao trình đỉnh đập 65

Bảng 3.3 Thông số hồ chứa 66

Bảng 3.4 Hệ số thấm của các lớp đất 67

Bảng 3.5 Kết quả tính toán ổn định mái đập 69

M Ở ĐẦU

I Tính c ấp thiết của Đề tài

Thanh Hóa hiện có trên 610 hồ chứa, trong đó có 4 hồ chứa có dung tích từ 10 triệu m3 nước trở lên Đa phần các hồ chứa được xây dựng trước

những năm 1980 và xây dựng trong điều kiện nền kinh tế nước ta còn khó khăn nên việc đầu tư còn nhiều hạn chế Hơn nữa do điều kiện kĩ thuật chưa phát triển việc xác định nhiệm vụ công trình chưa lường hết sự phát triển kinh

tế xã hội của địa phương nên phần lớn các hồ chứa chỉ phục vụ tưới là chính, chưa đề cập đến phục vụ đa mục tiêu Qua nhiều năm sử dụng công trình thiếu vốn để duy tu bảo dưỡng và quản lý khai thác cũng thiếu quy trình nên nhiều hồ chứa bị xuống cấp, dẫn đến nguy cơ mất an toàn cho hồ chứa

Trong điều kiện hiện nay nhiều hồ chứa có nhu cầu nâng cao dung tích

dể đảm bảo các mục tiêu: Cấp nước cho nông nghiệp, cho thủy sản, chăn nuôi, công nghiệp, dân sinh, giảm lũ cho hạ lưu, giảm lũ cho hạ lưu và biến đổi khí hậu Hồ chứa nước Sông Mực là một trong những hồ nằm trong số đó

Theo đơn vị quản lý hồ chứa (Công ty TNHH một thành viên Sông Chu) thì nhu cầu dùng nước ở hạ du hồ chứa tăng lên so với thiết kế ban đầu

vì vậy bài toán đặt ra là cần nâng cao dung tích hiệu dụng của hồ chứa này để đảm bảo nhiệm vụ mới được đặt ra Trước những yêu cầu đã nêu đề tài:

“Nghiên c ứu nâng cao dung tích hồ chứa hồ Sông Mực tỉnh Thanh Hóa

ph ục vụ theo nhiệm vụ mới” là cần thiết

II M ục đích của Đề tài

- Đánh giá hiện trạng các hồ chứa trên địa bàn tỉnh Thanh Hóa và xác định nhiệm vụ của hồ chứa nước Sông Mực;

- Đánh giá kiểm tra sự an toàn của hồ chứa nước Sông Mực khi nâng cao dung tích theo nhiệm vụ mới

III Cách ti ếp cận và phương pháp nghiên cứu

Từ kết quả nghiên cứu nhu cầu dùng nước và sử dụng nước hồ chứa Sông

Mực xác định dung tích hồ chứa cần thiết từ đó tính toán kiểm tra đưa ra giải pháp hợp lý công trình làm việc an toàn khi nâng cao dung tích hồ chứa theo nhiệm vụ mới

Phương pháp nghiên cứu:

- Phương pháp thống kê, phân tích đánh giá các công trình đã có , các số

liệu thu thập được

- Phương pháp điều tra đo đạc, quan sát thực tế, điều tra hiện trường

- Phương pháp so sánh lựa chọn tối ưu

- Phương pháp mô hình toán, sử dụng các phần mềm thông dụng để làm công cụ tính toán

- Phương pháp chuyên gia Tranh thủ ý kiến của các nhà khoa học, các nhà quản lý có kinh nghiệm

- Ứng dụng công trình thực tế

IV K ết quả dự kiến đạt được

- Xác định được dung tích của hồ chứa sông Mực theo chức năng nhiệm

vụ mới

- Nghiên cứu lựa chọn giải pháp cải tạo nâng cấp công trình hồ chứa sông Mực

CHƯƠNG 1

T ỔNG QUAN HIỆN TRẠNG HỒ CHỨA NƯỚC TỈNH THANH HÓA 1.1 Tóm t ắt điều kiện tự nhiên và phát triển kinh tế xã hội khu vực nghiên c ứu

Thanh Hóa là tỉnh cực bắc của trung bộ nước Việt Nam Vị trí địa lý nằm trong khoảng 200 40 – đến 190 18 vĩ độ bắc ; 1040

25- 1060 25 kinh Đôngcách Thủ đô Hà Nội 150 km về phía Nam Nằm trên bờ biển Đông, phía nam giáp Nghệ An phía tây giáp tỉnh Hủa phăn Lào, phía bắc giáp 3 tỉnh Ninh Bình, Hòa Bình, Sơn La

Thanh Hoá có diện tích tự nhiên 1.112.033 ha, trong đó đất sản xuất nông nghiệp 245.367 ha; đất sản xuất lâm nghiệp 553.999 ha; đất nuôi trồng thuỷ

sản 10.157 ha; đất chưa sử dụng 153.520 ha

Nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa với 4 mùa rõ rệt Lượng mưa trung bình hàng năm khoảng 1600-2300mm, mỗi năm có khoảng 90-130 ngày mưa Độ ẩm tương đối từ 85% đến 87%, số giờ nắng bình quân khoảng 1600-

1800 giờ Nhiệt độ trung bình 230

C - 240C, nhiệt độ giảm dần khi lên vùng núi cao Hướng gió phổ biến mùa Đông là Tây bắc và Đông bắc, mùa hè là Đông và Đông nam Đặc điểm khí hậu thời tiết với lượng mưa lớn, nhiệt độ cao, ánh sáng dồi dào là điều kiện thuận lợi cho phát triển sản xuất nông, lâm, ngư nghiệp

Thanh Hóa có 4 hệ thống sông chính là sông Hoạt, sông Mã, sông Bạng, sông Yên với tổng chiều dài 881 km, tổng diện tích lưu vực là 39.756km2

; tổng lượng nước trung bình hàng năm 19,52 tỉ m3 Sông suối Thanh Hoá chảy qua nhiều vùng địa hình phức tạp, là tiềm năng lớn cho phát triển thủy điện

và 102 km bờ biển và vùng lãnh hải rộng 17.000 km2

Dân số Thanh Hóa theo niên giám thống kê năm 2013 toàn tỉnh có 27 huyện thị, thành phố, 637 xã phường, thị trấn với số dân là 3,7 triệu người tỉ lệ tăng dân số tự nhiên 0,84%

Cơ cấu kinh tế: Nông Lâm nghiệp và Thủy sản 17,95% Công nghiệp và Xây dựng 53,31%, Dịch vụ 28,74% GDP bình quân đầu người 25.800 ngàn đồng/năm tương đương 1.180USD người/năm

1.2 Hi ện trạng hồ chứa nước tỉnh Thanh Hóa

Hiện nay, trên địa bàn tỉnh Thanh Hóa có 610 hồ chứa nước đang phục vụ tưới cho hơn 71.305 ha đất canh tác

1.2.1.1 Hồ chứa nước Cửa Đạt

Hồ chứa nước Cửa Đạt có đầu mối nằm trên đất xã Xuân Mỹ, huyện Thường Xuân cách thành phố Thanh Hóa 80km về phía Tây Là hồ chứa nước đa mục tiêu, công trình thủy lợi lớn nhất Thanh Hóa ở thời điểm hiện tại Diện tích lưu vực là 5938 km2, trong đó có 4905 km2 thuộc địa phận Lào, chiếm 82,6% diện tích lưu vực Hồ Cửa Đặt sẽ đảm bảo nước cho sản xuất nông nghiệp, công nghiệp, sinh hoạt của toàn bộ vùng đông bằng phía nam Sông Mã, cắt lũ sông Chu, phát điện, đẩy mặn cho hạ du sông Mã, tạo ra cảnh quan, môi trường và điều kiện kinh tế - xã hội của vùng

Nhiệm vụ công trình là: Giảm lũ với tần suất 0,6%, bảo đảm mực nước tại Xuân Khánh không vượt quá 13,71m (lũ lịch sử năm 1962) Cấp nước cho công nghiệp và sinh hoạt với lưu lượng 7,715 m3

/s Tạo nguồn nước tưới ổn định cho 86.862 ha đất canh tác (trong đó nam Sông Chu là 54.043ha và bắc

Sông Chu-Nam Sông Mã là: 32.831 ha), kết hợp phát điện công suất lắp máy N=97MW

Hình 1.1 H ồ Cửa Đạt huyện Thường Xuân, tỉnh Thanh Hóa

Bổ sung nước mùa kiệt cho hạ lưu để đẩy mặn, cải tạo môi trường sinh thái với lưu lượng Q = 30,42 m3/s Khởi công xây dựng ngày 02/02/2004, tích nước từ ngày 26/11/2009 và hoàn thành công trình đầu mối vào năm 2010

Hiện nay hệ thống kênh Bắc sông Chu – Nam sông Mã bao gồm kênh Chính dài 16,4 km, kênh chính Bắc dài 58,5 km, kênh chính Nam dài 43,3 km, 55 kênh cấp I, 150 kênh cấp II, 72 kênh cấp III đang được triển khai thi công để dảm bảo cung cấp nước cho 32.831 ha của 6 huyện Ngọc Lặc, Thường Xuân,

Thọ Xuân, Cẩm Thủy, Yên Định và Thiệu Hóa Sau khi hệ thống kênh Bắc sông Chu – Nam sông Mã hoàn thành sẽ đảm nhận toàn bộ diện tích mà hiện nay trạm bơm Kiểu và các trạm bơm vùng tả Thọ Xuân đang phục vụ

Như vậy hệ thống kênh Bắc sông Chu – Nam sông Mã sẽ thay thế khu tưới của 188 công trình gồm 21 công trình của huyện Ngọc Lặc, 24 trạm bơm

của huyện Thường Xuân, 80 trạm bơm huyện Yên Định và 33 trạm bơm vùng

tả sông Chu thuộc huyện Thiệu Hóa

1.2.1.2 H ồ Sông Mực

Hồ Sông Mực được bắt đầu xây dựng từ năm 1977, hoàn thành các hạng mục chính năm 1981 có diện tích lưu vực 236 km2, hệ số dòng chảy 0,44, dung tích 200.106 m3; Whi=187.106 m3; Wsc=323.10^6 m3; Qtrtk0,5%=267 m3/s; tưới cho 11344ha; cắt giảm lũ với tần suất P=0,5%; giảm đỉnh lũ từ 2.400 m3

/s xuống còn 200m3/s Hạn chế ngập lụt sông Yên 4540ha, phát điện 1,8 Mw, hệ

số lợi dụng kênh mương bằng 0,687, năm 1999 được quy định là 0,7, qtk=1,1 l/s/ha

Năm 2007 được nâng cấp, các chỉ tiêu thiết kế: MN chết: +18,0m; MNDBT=+33,0m tương úng với Whi=180.106

m3; cao trình đỉnh đập đất +39,40m; cao trình tường chắn sóng +40,4m; xây dựng tràn xả sâu cửa van cung đóng mở bằng thủy lực, cao trình ngưỡng tràn +28,0m; 2 cửa van điều

tiết gồm cửa nxbxh= 2x(4x5)m, đảm bảo cấp nước cho 11.344 ha, cấp nước cho nhà máy đường Nông Cống, nhà máy giấy Lam Sơn và khu kinh tế Nghi Sơn, cắt giảm lũ với tần suất P=0,5%, giảm đỉnh lũ từ 2.400 m3/s xuống còn 200m3/s Hạn chế ngập lụt sông Yên 4540ha

Hình 1.2 H ồ Sông Mực huyện Như Thanh tỉnh Thanh Hóa

1.2.1.3 H ồ Yên Mỹ

Hồ Yên Mỹ được xây dựng năm 1978 có diện tích lưu vực 137 km2

, dung tích 61.106 m3, Whi=58.106 m3, tưới cho 5840 ha, qtk= 1,33 l/s/ha, qmin= 0,56 l/s/ha, hệ số lợi dụng kênh mương bằng 0,75

Hình 1.3 H ồ Yên Mỹ huyện Nông Cống, tỉnh Thanh Hóa

Năm 2003 được nâng cấp, các chỉ tiêu thiết kế như sau, MN chết= +8,45m; MNDBT= +20,36m tương ứng Whi= 83.106

m3; MNSC= +23,03 m ứng với Wsc= 124,6.106

m3; cao trình đỉnh đập đất +24,5m; đỉnh tường chắn sóng +25,03 m; xây dựng tràn xả sâu ba cửa van cung 3*(bxh)= 3*(6x3,86)m; Qtran= 454 m3/s, đảm bảo cấp nước cho 5840 ha và cấp nước

55000 m3/ ngày đêm cho khu kinh tế Nghi Sơn, cắt giảm 50% tổng lượng lũ của sông Thị Long với tần suất P=1%

Ngoài 3 hồ chứa trên thì Thanh Hóa còn một số hồ chứa lớn khác như hồ Hao Hao, hồ Thung Bằng, hồ Đồng Ngư, Bỉnh Công, Tây Trác, Đồng Bể, Cống Khê, Đồng Chùa, Kim Giao II có dung tích trên 3 triệu m3

Hình 1.4 H ồ Cống Khê huyện Ngọc Lặc, tỉnh Thanh Hóa

Tỉnh Thanh Hóa có 577 hồ chứa nhỏ Từ năm 2000 đến năm 2014 số hồ được đầu tư sửa chữa, nâng cấp là 196 hồ, còn lại 401 hồ chứa được sửa chữa, nâng cấp, trong đó có 108 hồ đã bị hư hỏng nặng, không đảm bảo an toàn cần được ưu tiên sửa chữa, nâng cấp Tình trạng chung của các hồ như sau:

- Đập đất, thấp, mặt cắt đập nhỏ, chiều rộng mặt đập bé, không có thiết

bị thoát nước hạ lưu, mái thượng hạ lưu bị xói lở nghiêm trọng, mái hạ lưu bị

thấm khi hồ tích đầy nước, mái hạ lưu thấm xuất hiện cung trượt

- Cống lấy nước: các cống xây dựng từ lâu, cửa van vận hành bố trí ở phía thượng lưu đập nên khó khăn khi vận hành; Đa số bị hiện tượng lùng mang và lùng đáy cống, cửa cống là cửa van phẳng đóng không kín, dàn đóng

mở, cầu công tác đã bị hư hỏng nhiều, thiếu kinh phí tu bổ sửa chữa, địa phương chỉ đủ kinh phí để sửa các hư hỏng nhỏ

- Tràn xả lũ: Cơ bản là tràn đất, phần dốc nước, bể và sân sau tiêu năng bị xói lở, có những hồ tạo thành hố xói sâu phía hạ lưu tràn

- Cống lấy nước: Các cống xây dựng từ lâu, cửa van vận hành bố trí ở phía thượng lưu đập nên khó khăn khi vận hành; Đa số bị lùng mang và đáy

cống, cửa cống là cửa van phẳng đóng không kín, dàn đóng mở, cầu công tác

đã bị hư hỏng

- Tràn xả lũ: Cơ bản là tràn đất, dốc nước, bể và sân sau tiêu năng bị xói lở, có những hồ tạo thành hố xói sâu gây mất an toàn công trình và vùng

hạ du

1.2.4 Hi ện trạng hệ thống công trình

Tỉnh Thanh Hóa có 2.250 công trình tưới tiêu đầu mối Trong đó có 02

hồ chứa nước cấp quan trọng Quốc Gia là hồ Cửa Đặt và hồ Sông Mực, 09 hồ

chứa nước quan trọng cấp tỉnh là hồ Yên Mỹ, Đồng Ngư, Bỉnh Công, Tây Trác, Đồng Bể, Cống Khê, Đồng Chùa, Kim Giao II

- Tổng số hồ chứa là 610 hồ trong đó:

Có 432 hồ chứa có diện tích tưới Ft≥ 10ha

- Đập dâng 831 cái, trong đó 368 đập dâng có diện tích tưới Ft≥ 10ha

- Trạm bơm các loại:

+ Trạm bơm tưới 788 trạm

+ Trạm bơm tiêu 64 trạm

Trạm bơm tưới tiêu kết hợp 39 trạm

Trong số những công trình tưới trên có 6 hệ thống lớn theo thiết kế đảm bảo tưới được từ 4.000 đến 50.000 ha như hồ Cửa Đặt 86.000ha, đập Bái Thượng 50.000 ha, Trạm bơm Sa loan 4000 ha, hồ Yên Mỹ 5800ha, Trạm bơm Kiểu 14.000 ha hồ Sông Mực 11.800 ha, trạm bơm Hoằng Khánh 19.000 ha

T ổng năng lực tưới theo thiết kế: 222.000 ha

Trong đó: - DNTN quản lý: 125.000 ha

- Các thành phần khác quản lý: 97.000 ha + Tưới tự chảy (Hồ, đập dâng): 119.000 ha

Trong đó: - DNTN quản lý: 61.000 ha

- Các thành phần khác quản lý: 58.000 ha + Tưới bơm điện: 103.000 ha

Trong đó: - DNTN quản lý: 64.000 ha

- Các thành phần khác quản lý: 39.000 ha

Kênh mương đã kiên cố 3.537,20/ 7.185 km đạt gần 50% kế hoạch, trong đó kênh liên huyện, liên xã 733,69/ 1.486 km đạt 49,30%, kênh nội đồng 2.803,6 km/5.612 km đạt 50% (các huyện đồng bằng 2.445,9/ 4.653,8km đạt 52,5% kế hoạch, các huyện miền núi 352,22/ 958,149 km đạt 36,7% kế hoạch)

Công ty thủy nông sông Chu đã làm được 455,08/1103 km đạt 41,3%; công ty thủy nông Bắc sông Mã 111,2/272,9 km đạt 40,74%, công ty thủy nông Nam sông Mã 79,1/110 km đạt 72%

Tuy nhiên vào những năm nắng nóng, hạn hán gay gắt vẫn còn nhiều diện tích thiếu nước, như năm 1998, 2010 diện tích hạn toàn tỉnh lên tới 45.000 ha thời gian kéo dài nhiều tháng, từ tháng I đến tháng IV và tháng VI đến tháng VII

Cấp nước tưới cho cây công nghiệp vẫn còn rất hạn chế, cây mía có diện tích lớn khoảng 30.000 ha nhưng hiện nay mới tưới được khoảng trên

1000 ha, năng suất còn rất thấp, trung bình toàn tỉnh còn khoảng 60 tấn/ha

đồi

Ruộng chuyên màu

Đất bãi

Đất đồi

Ruộng chuyên màu

Đất bãi

1 Việt - Đài 16.754 11.946 2.256 2.552 16.754 11.946 2.256 2.552

2 Lam Sơn 24.000 19.890 1.268 2.842 24.000 19.890 1.268 2.842

T ổng 46.766 37.223 3.524 6.019 46.766 37.223 3.524 6.019

Ngu ồn: Rà soát tổng quan mía đường Việt Nam – Viện QHTL

Căn cứ vào địa hình vùng mía và các công trình thủy lợi hiện có, khả

năng các vị trí có thể xây dựng công trình thủy lợi, toàn tỉnh có khoảng

13.000 ha có thể cung cấp nước tưới nhưng chưa có công trình thủy lợi

B ảng1.2 Bảng tổng hợp diện tích mía có khả năng tưới

Tuy nhiên để tưới cho mía cần phải xây dựng các công trình phù hợp Ngoài cây mía, các cây công nghiệp khác hầu hết đang nhờ nước mưa

B ảng 1.3 Tổng hợp tình hình cấp nước sản xuất nông nghiệp theo lưu vực [10]

Tên lưu vực Dân số Flv(km2) Đất NN

(ha)

Đất có

thể tưới (ha)

Đất đã được tưới (ha) Sông Mã 2.005.925 8.230 134.946 107.404 56.838

Các khu vực khó tưới hiện nay ở Thanh Hóa, tập trung ở 2 vùng chính

là ven biển và trung du miền núi

Hầu hết các hồ chứa ở tỉnh hiện tại đều không đủ nước để cung cấp theo yêu cầu dùng nước Bên cạnh đó, hệ thống kênh mương lại chưa hoàn

chỉnh, đồng bộ cũng như chưa được kiên cố hóa càng làm cho tình trạng thiếu nước càng thêm trầm trọng

- Công ty TNHH một thành viên Sông Chu quản lý 44 hồ chứa hồ chứa,

có nhiệm vụ cấp nước tưới cho 48.065ha (trong đó có 11 hồ chứa được chuyển giao từ các tổ chức hợp tác dung nước trên địa bàn huyện Tĩnh Gia cho Công ty TNHH một thành viên Sông Chu quản lý nhằm đảm bảo an toàn cho vùng hạ du công trình và khu Kinh tế Nghi Sơn tại Công văn số 12327/UBND-NN ngày 15/12/2014 của UBND tỉnh Thanh Hóa)

Đội ngũ cán bộ kỹ thuật, công nhân vận hành của Công ty có trình độ, chuyên môn quản lý, vận hành hồ chứa; công tác quản lý vận hành theo quy trình nên ít xảy ra sự cố

- Các địa phương (trực tiếp là các HTX, UBND xã hoặc thôn) được giao

quản lý 566 hồ có quy mô vừa và nhỏ phục vụ tưới cho 23.240 ha Do thiếu cán

bộ kỹ thuật, người quản lý vận hành hồ chứa chưa được đào tạo, công tác quản

lý an toàn đập thiếu sự quan tâm từ cấp chính quyền huyện, thiếu kinh phí duy tu

bảo dưỡng nên hồ xuống cấp nhanh và thường xảy ra sự cố

- Công tác lập tờ khai quản lý an toàn đập

Tổng số hồ chứa trên địa bàn tỉnh đã lập tờ khai quản lý an toàn đập theo quy định là 426/610 hồ chứa

Đối với các hồ chứa do công ty quản lý, tờ khai quản lý an toàn đập

của công ty được kê khai đầy đủ nội dung các thông tin trong tờ khai do các công trình của công ty quản lý tài liệu lưu trữ đầy đủ; Đối với các công trình

do các Hợp tác xã, UBND xã quản lý tờ khai quản lý an toàn đập số liệu kê khai còn thiều nhiều do các công trình đã được xây dựng từ những năm 1970,

1980 do nhân dân xây dựng thủ công, không có tài liệu lưu trữ

Đối với các công trình hồ chứa chưa có tờ khai quản lý an toàn đập, UBND tỉnh Thanh Hóa đã giao Sở Nông nghiệp và PTNT Thanh Hóa đôn đốc, chỉ đạo các Chủ đập tiếp tục kê khai đăng ký an toàn đập, nhất là các hồ đập đã được cải tạo nâng cấp

chứa nước Yên Mỹ (thời gian kiểm định là năm 2015)

Hồ chứa có dung tích nhỏ hơn 10 triệu m3: Đến nay chưa có hồ nào tiến hành công tác kiểm định an toàn đập do chưa có kinh phí để thực hiện

- Công tác lập phương án phòng chống lũ lụt cho vùng hạ du đập

Hàng năm trên địa bàn tỉnh mới chỉ lập phương án phòng, chống lũ lụt cho vùng hạ du đập của 03 công trình hồ chứa gồm: hồ Yên Mỹ, hồ Sông Mực và hồ Cửa Đạt Tuy nhiên việc lập phương án phòng chống lũ lụt cho vùng hạ du đập mới chỉ dựa vào bản đồ khu vực kết hợp với việc điều tra nghiên cứu tại thực địa, không có kinh phí để xác định, tính toán cụ thể, chưa đáp ứng đúng và đầy đủ theo hướng dẫn tại mục IV của Thông tư số 33/2008/TT-BNN

- Về quy trình vận hành điều tiết các hồ chứa nước

Hiện tại, có 64/610 hồ chứa có quy trình vận hành được duyệt theo quy định Các hồ chứa còn lại chủ đập chưa lập quy trình vận hành trình cơ quan quản lý Nhà nước có thẩm quyền phê duyệt mà chỉ vận hành hồ chứa theo kinh nghiệm

- Tình hình thực hiện các quy định về quản lý vận hành, khai thác và

kiểm tra hồ chứa

- Công tác quản lý, vận hành khai thác và kiểm tra hồ chứa cơ bản tuân thủ đầy đủ các nội dung quy định theo tiêu chuẩn quốc gia TCVN 8414:2010 Hàng năm, UBND tỉnh Thanh Hóa giao Sở Nông nghiệp và PTNT chỉ đạo các công ty, các địa phương và các chủ đập tổ chức kiểm tra công trình trước, sau mùa mưa lũ để tổng hợp báo cáo kịp thời theo quy định; Đồng thời tổ chức kiểm tra định kỳ đột xuất một số hồ chứa lớn có nguy cơ mất an toàn và có thông báo kết quả kiểm tra cho các đơn vị kịp thời khắc phục những tồn tại trong công tác quản lý đảm bảo an toàn công trình Tuy nhiên đối với các hồ chứa nhỏ do địa phương quản lý, việc lập phương án chưa đạt yêu cầu, chưa tuân thủ theo nội dung quy định của Nghị định 72 UBND các

xã mới chỉ lập phương án PCLB chung cho toàn xã trong đó có phần phòng chống bão lụt cho hồ chứa, chưa có phương án riêng cho công trình nên khi có tình huống xảy ra thì lúng túng trong xử lý

- Đối với 04 hồ chứa (Hồ Cửa Đạt, hồ Sông Mực, hồ Yên Mỹ và hồ Đồng Chùa) có tràn xả lũ là tràn có cửa thì việc vận hành tích nước, xả nước được tuân thủ theo quy định, tổ chức theo dõi chặt chẽ diễn biến mực nước trong hồ chủ động xả nước theo quy định Trước khi xả lũ, chủ hồ đã thông báo cho các địa phương vùng hạ du đúng theo quy định được phê duyệt trong phương án phòng chống lũ, lụt cho vùng hạ du đập Còn lại 606 hồ chứa trên địa bàn toàn tỉnh là tràn xả lũ tự động, phần lớn không có tràn xả lũ sự cố, khi nước về lớn hơn ngưỡng tràn là nước tự động tràn qua đập, loại hồ này không

có khả năng điều tiết lũ Vì vậy, dù có phương án điều tiết thì cũng rất khó khăn trong việc quyết định tích nước hoặc xả lũ, khi có mưa lớn và hồ đã tích nước đầy sẽ là trường hợp rất nguy hiểm cho an toàn hồ chứa

- Đối với việc quan trắc khí tượng thủy văn và theo dõi mực nước hồ: + Các hồ chứa vừa và lớn do các công ty TNHH một thành viên KTCTTL quản lý đều thực hiện tốt việc quan trắc mực nước hồ và lượng mưa theo quy định, theo dõi chặt chẽ diễn biến mực nước, đối chiếu với mực nước

hồ được phép giữ quy định trong quy trình vận hành

+ Các hồ chứa nhỏ do địa phương quản lý không được theo dõi diễn biến mực nước hồ thường xuyên Trong thời gian trước, trong và sau thời gian mưa bão có theo dõi nhưng không được ghi chép

- Về quan trắc diễn biến công trình thủy công: Chỉ có 04 hồ chứa được lắp đặt thiết bị quan trắc thấm, chuyển vị: hồ Hao Hao, hồ Yên Mỹ, hồ Sông Mực và hồ Cửa Đạt, Công ty TNHH một thành viên Sông Chu thực hiện chế

độ theo dõi quan trắc thường xuyên theo quy định Hồ Cửa Đạt được lắp đặt

hệ thống giám sát bằng hình ảnh qua Camera tại Đập chính, Tràn xả lũ….Tuy

nhiên, đối với hồ Cửa Đạt do công trình đang trong giai đoạn chuyển giao nên chưa đo đủ các chỉ tiêu thấm qua thân đập, chưa cung cấp các chỉ tiêu đánh giá thấm, chưa thực hiện được quan trắc động đất vì Ban Quản lý đầu tư xây

dựng thủy lợi 3 (gọi tắt là Ban 3) chưa lắp đặt và bàn giao cho Công ty quản

lý

- Công tác duy tu, bảo dưỡng, sửa chữa thường xuyên: Đối với các

hồ chứa do các Công ty TNHH một thành viên KTCTTL quản lý thì việc

thực hiện duy tu bảo dưỡng, sửa chữa thường xuyên được tuân thủ đáp ứng yêu cầu kỹ thuật Các hồ chứa vừa và nhỏ do địa phương quản lý chưa thực

sự được quan tâm do thiếu đội ngũ kỹ thuật

- Công tác phân cấp quản lý, khai thác các công trình hồ chứa nước trên địa bàn tỉnh

Thực hiện các quy định tại Nghị định 72/2007/NĐ-CP, các hồ chứa

phải được giao cho đơn vị có đủ năng lực chuyên môn và điều kiện quản lý đảm bảo an toàn hồ Năm 2014, để đảm bảo an toàn cho vùng hạ du hồ chứa

và khu Kinh tế Nghi Sơn, UBND tỉnh Thanh Hóa đã thực hiện phân cấp 11 hồ

chứa từ các tổ chức hợp tác dùng nước trên địa bàn huyện Tĩnh Gia về Công

ty TNHH một thành viên Sông Chu quản lý, vận hành (Công văn số 12327/UBND-NN ngày 15/12/2014 của UBND tỉnh Thanh Hóa)

Sau khi rà soát, trên địa bàn tỉnh còn 388 hồ chứa có dung tích từ 200.000 m3 trở lên cần thực hiện phân cấp quản lý cho các Công ty TNHH

một thành viên KTCTTL quản lý, vận hành

• Khó khăn, tồn tại

- Các hồ chứa nhỏ được xây dựng đã lâu, chủ yếu do dân tự đắp, mặt

cắt đập nhỏ, thấp, tràn là tràn đất và chưa được sửa chữa, nâng cấp nên chưa

có hồ sơ thiết kế và quy trình quản lý vận hành, chủ yếu vận hành theo kinh nghiệm

- Trình độ năng lực của cán bộ, công nhân quản lý hồ, nhất là các hồ nhỏ do địa phương quản lý chưa qua đào tạo nên khó khăn cho công tác quản

lý, khai thác, chưa đáp ứng được yêu cầu quy định của tổ chức, cá nhân tham gia quản lý khai thác công trình thủy lợi được quy định tại Thông tư số 40/2011/TT-BNNPTNT ngày 27/5/2011 của Bộ Nông nghiệp và PTNT Hiện nay trên địa bàn tỉnh còn 325 người trực tiếp vận hành các công trình hồ chứa chưa được đào tạo nghề, các tổ chức hợp tác dùng nước không có kinh phí để

hỗ trợ người lao động được tham gia học nghề

- Nguồn kinh phí cấp bù thủy lợi phí cấp về cho các đơn vị hàng năm chưa đáp ứng được về số lượng cũng như thời gian (kinh phí cấp ứng theo Quyết định 59/QĐ-TTg ngày 30/9/2010) do vậy rất khó khăn cho các đơn vị, mức chi phí cho công tác duy tu bảo dưỡng, sửa chữa thường xuyên đạt tỷ lệ

rất thấp chỉ từ 5-11%, do vậy các công trình không tránh khỏi bị xuống cấp và

hư hỏng

- Nguồn vốn cho sửa chữa, nâng cấp theo chương trình an toàn hồ chứa còn hạn chế, không được bố trí thường xuyên, kinh phí cấp bù thủy lợi phí chỉ đủ để thực hiện công tác quản lý, vận hành và sửa chữa, bảo dưỡng

nhỏ, các hư hỏng lớn không có đủ kinh phí sửa chữa kịp thời, dẫn đến các công trình hồ chứa bị xuống cấp gây mất an toàn

- Công tác kiểm định: Theo quy định, các hồ chứa < 10 triệu m³ không quá 7 năm phải tổ chức tính toán lại dòng chảy đến, khả năng xả lũ của hồ

chứa Tỉnh Thanh Hóa có 606 hồ chứa phải thực hiện theo quy định này, trong đó phần nhiều là hồ nhỏ, đã hư hỏng nhiều, chưa được sửa chữa, nâng cấp, hồ sơ tài liệu quản lý thiếu nên để thực hiện cần nguồn kinh phí rất lớn

K ết luận chương 1

Thanh Hóa là khu vực có địa hình phức tạp, khí hậu khắc nghiệt bão lũ, hạn hán gia tăng cả cường độ lẫn tần suất Đời sống của nhân dân còn nhiều khó khăn, tuy nhiên tiềm năng phát triển kinh tế rất lớn, là khu vực có nhiều

hồ chứa Đa số các hồ chứa này được xây dựng từ những năm 1980-1990 trong điều kiện kinh tế còn khó khăn, kỹ thuật còn hạn chế, chưa phát triển nên mức đầu tư còn chưa thỏa đáng vì vậy mức đảm bảo an toàn cho hồ chứa chưa cao, nhiệm vụ, quy mô của công trình còn bị hạn chế, chủ yếu cấp nước cho nông nghiệp mà thiếu cấp nước cho các ngành khác (thủy sản, công nghiệp, sinh hoạt )

Do yêu cầu phát triển kinh tế xã hội dẫn đến nhu cầu dùng nước ngày càng tăng cao Theo chiến lược phát triển Thủy lợi của Bộ NNPTNN đến năm

2020, nhu cầu dùng nước của các tỉnh miền Trung nói chung và của Thanh Hóa nói riêng tăng 20-25% so với năm 2010 Hầu hết các hồ chứa ở tỉnh hiện tại đều không đủ nước để cung cấp theo yêu cầu, hệ thống kênh mương lại chưa hoàn chỉnh, đồng bộ cũng như chưa được kiên cố hóa càng làm cho tình trạng thiếu nước càng thêm trầm trọng

Bên cạnh đó, hiện nay trong điều kiện biến đổi về khí hậu, tác động đến dòng chảy kiệt và dòng chảy lũ làm cho tình hình hạn hán, thiếu nước cấp cho sinh hoạt và các ngành khác ngày càng nghiêm trọng Do cơ cấu, giống các loại cây trồng đã thay đổi, thời vụ gieo trồng ngắn hơn do đó nhu cầu dùng nước cũng tăng lên, tốc độ đô thị hóa và xây dựng các khu công nghiệp ngày càng nhanh, nhu cầu cấp nước, sử dụng nước cũng tăng lên, dẫn đến các công trình cấp, chứa nước chưa đáp ứng được yêu cầu phát triển kinh tế xã hội hiện tại cũng như tương lai Bên cạnh đó nhiệm vụ cắt giảm lũ cho hạ du cũng rất quan trọng và rất cấp thiết Vì vậy, nghiên cứu nâng cao dung tích hồ chứa phục vụ theo nhiệm vụ đa mục tiêu là cần thiết, đáp ứng nhu cầu nước cho phát triển kinh tế và xã hội

CHƯƠNG 2 XÁC ĐỊNH DUNG TÍCH HIỆU DỤNG HỒ CHỨA SÔNG MỰC

THEO CH ỨC NĂNG NHIỆM VỤ MỚI

2.1 Gi ới thiệu công trình

Hồ chứa nước Sông Mực được xây dựng năm 1977 và được đưa vào khai thác năm 1981 Sông Mực là một phần thượng nguồn sông Yên Vị trí đập chính ở 19031’ vĩ độ Bắc và 105031’ kinh độ Đông thuộc địa phận xã Hải Long, Hải Vân huyện Như Thanh, tỉnh Thanh Hóa

Lưu vực giới hạn từ 190

28’÷19041’ vĩ độ Bắc và 1050

25’÷105035’ kinh độ Đông

Hình 2.1 V ị trí hồ chứa nước Sông Mực-tỉnh Thanh Hóa

Sông Mực là một phần của sông Yên, phát nguyên từ vùng núi Như Xuân ở cao độ (+100)÷(+125)m theo hướng Tây Nam - Đông Bắc chảy

xuống vùng đồng bằng huyện Nông Cống đến cầu Chuối, từ cầu Chuối trở

xuống gọi là sông Yên

Lưu vực 236 km2 trong đó có 16,023 km2 thuộc vườn Quốc Gia Bến En được bảo tồn khá tốt, các khu vực khác thuộc vùng núi Như Xuân, Nghệ An cũng được bảo vệ đã và đang tái sinh tốt Toàn bộ trong lưu vực không có nhà máy công nghiệp, dân cư thuần nông nên môi trường tương đối ổn định

Hồ có hơn 20 hòn đảo lớn nhỏ và cùng với Vườn quốc gia Bến En tạo nên cảnh quan thiên nhiên tuyệt đẹp Sông chính tính đến đập sông Mực có chiều dài là 26,2Km

Lớp phủ thực vật: Phần thượng nguồn có rừng cây rậm rạp và là vùng Rừng

quốc gia Bến En

Địa hình: Là vùng đồi núi không cao, sườn thoải

Địa chất: Phần lớn là đất bazan phiến thạch được hình thành do phong hóa của đá gốc tại chỗ, đa số phát triển trên trầm tích Cấu tạo địa chất không dày

2.1.3 Đặc điểm khí tượng thủy văn

Khí hậu Thanh Hóa nói chung, vùng hồ Sông Mực nói riêng mang đặc điểm chung của chế độ khí hậu nhiệt đới gió mùa, vùng chuyển tiếp giữa khí hậu Bắc bộ và khu 4 cũ Trong năm khí hậu phân thành 2 mùa rõ rệt: Mùa

nóng và mùa lạnh (mùa mưa và mùa khô)

Mùa mưa từ tháng VIII đến tháng XI (4 tháng), lượng mưa chiếm (80

85)% lượng mưa năm Mặt khác mùa mưa là mùa có nhiều hoạt động mạnh của nhiều hình thế thời tiết nguy hiểm, phức tạp và rất khác nhau như Bão, áp thấp nhiệt đới, hội tụ nhiệt đới, áp cao lạnh, áp thấp nóng v.v nên thường gây ra mưa lũ lớn Đặc biệt khi có bão thường gây ra mưa lớn trên diện rộng với lượng mưa (200 500)mm, gió mạnh với tốc độ (45 55)m/s, đặc điểm gió giật và chuyển hướng Bình quân hàng năm Thanh Hóa chịu trực tiếp một trận bão thường xuất hiện vào tháng IX chiếm 48% và chịu ảnh hưởng 3,3 trận bão xuất hiện vào tháng VIII, IX và tháng X Nhìn chung đầu mùa thường bão nhỏ hoặc áp thấp nhiệt đới; cuối mùa thường bão lớn hoạt động mạnh trên diện rộng

÷

Mùa khô từ tháng XII đến tháng VII (8 tháng) Mùa khô dài, ít mưa,

nắng nóng, gió nhiều dẫn đến khả năng bốc hơi lớn

Đầu mùa thường xuyên bổ sung và tăng cường áp cao lạnh từ lục địa Trung Hoa hướng Bắc-Đông Bắc nên khí hậu thường khô hanh, ít mưa

Giữa mùa do kết hợp áp cao phụ Biển đông tạo ra mưa phùn kéo dài, nên khí hậu lạnh và ẩm ướt

Cuối mùa do hoạt động mạnh của gió mùa Tây-Nam từ vịnh Ben-Gan qua Lào rồi vượt dãy Trường Sơn, do thăng giáng đoạn nhiệt mất năng lượng khi lên cao đông tụ lại gây mưa phía Tây Trường Sơn, hơi nóng bốc lên nên khi sang vùng Thanh Hóa tạo thành gió Tây khô nóng

Đặc biệt hoạt động của gió Tây xuất hiện vào tháng V đến tháng VII, cao điểm vàocuối tháng VI và đầu tháng VII Mỗi đợt gió Tây khô nóng thường từ (1 4) ngày, có đợt (5 7) ngày, thậm chí kéo dài 12 ngày (16 27 / 6 / 1973) tại Như Xuân

Những đặc trưng khí hậu chủ yếu trong vùng đo được tại Trạm khí hậu Như Xuân thống kê được như sau:

* Nhiệt độ không khí: T (0

C)

Thuộc khu vực nhiệt đới gió mùa có nền nhiệt độ khá cao Nhiệt độ trung bình nhiều năm 23,10C Mùa Đông nhiệt độ trung bình tháng giảm xuống dưới 200C Tháng 1 là tháng lạnh nhất trong năm Có lúc nhiệt độ tối thấp xuống đến 3,1o

C (02/01/1974) Bước sang các tháng mùa hè nhiệt độ tăng cao trung bình tháng trên 25o

C

Từ tháng V đến tháng VII là những tháng nóng nhất trong năm, có khi nhiệt độ tối cao lên đến 41,7o

C (12/5/1966) Nhiệt độ trung bình, lớn nhất, nhỏ nhất trong tháng, năm như bảng 1-1

B ảng 2.1 Nhiệt độ trung bình, lớn nhất, nhỏ nhất trong tháng, năm T ( 0

Độ ẩm tương đối trung bình nhiều năm 85% Ba tháng mùa Xuân là thời

kỳ ẩm ướt nhất trong năm, độ ẩm trung bình có tháng đạt 90% Các tháng cuối mùa Thu và đầu mùa Đông là thời kỳ khô hạn nhất trong năm Độ ẩm tương đối thấp nhất trung bình tháng xuống dưới 60% Độ ẩm tương đối trung bình, thấp nhất tháng, năm ghi trong bảng dưới đây:

Độ ẩm tương đối trung bình, trung bình thấp nhất và thấp nhất tuyệt đối tháng, năm như bảng 1-2

B ảng 2.2 Độ ẩm tương đối trung bình, trung bình thấp nhất và thấp nhất

tuy ệt đối tháng, năm U (%)

B ảng 2.3 Lượng bốc hơi trung bình tháng, năm X (mm)

Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Tổng ΔZ(mm) 9,4 7,3 8,1 10,1 19,2 24,5 25,9 16,7 13,0 15,4 15,3 13,7 178,7

* Gió: V (m/s)

Hướng gió thịnh hành trong mùa Hè là gió Tây Nam và Đông Nam, vào mùa Đông thường có gió Bắc và Đông Bắc Tốc độ gió trung bình tại trạm Như Xuân: 1,5 m/s Tốc độ gió lớn nhất > 20 m/s Tốc độ gió trung bình, lớn nhất tháng, năm ghi trong bảng dưới đây

Bảng 2.4 Tốc độ gió trung bình, lớn nhất tháng, năm V (m/s)

VBq (m/s) 1,4 1,4 1,3 1,4 1.8 1,8 1,8 1,5 1,5 1,6 1,4 1,3 1,5

Vmax (m/s) 12 12 >20 >20 >20 >20 >20 >20 >20 >20 >20 >16 >20

* Nắng: G (giờ)

Số giờ nắng trung bình nhiều năm 1764,7 giờ Các tháng mùa Hè, từ tháng

5 đến tháng 10 là những tháng nắng nhất trong năm (khoảng 160 - 200 giờ mỗi tháng) Tháng 2 và tháng 3 là các tháng rất ít nắng (chỉ đạt trên 40 - 50 giờ mỗi tháng) Số giờ nắng trung bình tháng, năm cho trong bảng dưới đây

B ảng 2.5 Số giờ nắng trung bình tháng, năm G (giờ)

Thống kê chuỗi số liệu tại các trạm này sau khi cập nhật đến 2012, lượng mưa bình quân tại các trạm như sau:

Lượng mưa bình quân trạm Như Xuân (1964-2012): Xtb=1702,5mm; Lượng mưa bình quân trạm Yên Mỹ (1961-2012): Xtb=1690,8mm; Lượng mưa trung bình 2 trạm này là 1696,7mm Trạm Như Xuân gần lưu vực hồ nhất do vậy có thể lấy lấy lượng mưa bình quân lưu vực theo trạm Như Xuân là 1702,5mm Kết quả này phù hợp với bản đồ đẳng trị mưa năm khu vực (từ 1600-2000mm) Phân tích xu thế chuỗi lượng mưa tại trạm Như Xuân từ 1964-2012 cho thấy tổng lượng mưa năm đang có xu hướng giảm

Sử dụng phương pháp năm đại biểu để tiến hành phân phối lượng mưa năm thiết kế, dựa vào chuỗi tài liệu mưa năm trạm Như Xuân từ năm 1964-

2012 chọn các năm có lượng mưa xấp xỉ bằng các năm thiết kế và có phân phối bất lợi cho canh tác nông nghiệp tương ứng với năm nhiều nước (tần suất P=25%), năm nước trung bình (tần suất P=50%) và năm ít nước (tần suất P=85%)

Kết quả tính phân phối mưa năm thiết kế ứng với các tần suất 25%,50%,85% được trình bày trong bảng và hình vẽ sau:

B ảng 2.6 Phân phối mưa năm thiết kế X (mm)

P=25% 1984 8,2 20,4 11,7 159,7 210,6 225,3 147,5 182,8 545,5 216,6 232,7 16,1 1977,0 P=50% 1999 12,4 10,0 42,8 83,7 270,0 128,8 138,9 222,2 40,1 582,7 120,1 33,7 1685,5 P=85% 1966 51,6 16,0 86,2 12,6 256,6 97,6 22,9 139,2 50,9 479,5 159,8 33,7 1406,7

+ Đặc điểm thủy văn

Dòng chảy trong năm là sản phẩm của khí hậu Phù hợp với chế độ mưa,

dòng chảy phân thành 2 mùa (mùa mưa lũ và mùa kiệt)

Theo tài liệu thực đo dòng chảy Trạm Xuân Thượng và Xuân Cao: mùa

lũ từ tháng 8 - tháng 10 (trong 3 tháng mùa lũ) tổng lượng dòng chảy chiếm

(65 - 70)% tổng lượng dòng chảy cả năm Tháng lớn nhất tháng 9 chiếm tới 29,4% tổng lượng dòng chảy, tháng nhỏ nhất tháng 3 chiếm 1,4% lượng dòng chảy, dòng chảy xuất hiện thấp nhất trong năm thường vào đầu tháng 4

2.1.4 Đặc điểm dân sinh, kinh tế, xã hội

Diện tích trong vùng chủ yếu là rốn nước Hàng năm địa phương phải đối mặt với không ít những khó khăn do thiên tai bão lụt, gây mất mùa cục bộ trên diện tích chưa có các công trình thủy lợi để phục vụ cho tiêu úng khi lũ lụt vào mùa mưa Ngoài khó khăn mang tính đặc thù riêng này, vùng còn phải đối mặt với nhiều những khó khăn khác như: Xuất phát điểm về kinh tế còn thấp so với một số địa phương trong tỉnh, kết cấu hạ tầng chưa được đầu tư đồng bộ, nhất là các công trình thủy lợi phục vụ cho tiêu úng, tỉ lệ hộ nghèo còn cao so với các huyện đồng bằng trong tỉnh, giá cả thị trường, tình hình suy thoái kinh tế nói chung v.v

Là một huyện thuần nông kinh tế khó khăn, nguồn lực để xây dựng kết cấu hạ tầng để phát triển kinh tế thì là khá lớn so với khả năng Vấn đề làm thế nào để người nông dân có việc làm và tổ chức sản xuất kinh doanh có hiệu quả, tăng thu nhập cải thiện đời sống, đây là mục tiêu vô cùng khó khăn đối với vùng Muốn nâng cao được đời sống vật chất thì phải chuyển dịch được

cơ cấu lao động thông qua việc phát triển Doanh nghiệp, tiểu thủ công nghiệp gắn với đào tạo nghề cho người lao động mà vốn dĩ nông dân chỉ quen sản xuất nông nghiệp

Để tăng thêm thu nhập cho người dân, huyện đã tạo mọi điều kiện để phát triển doanh nghiệp, khôi phục nghề và du nhập thêm nghề tiểu thủ công nghiệp, đào tạo lao động vừa thực hiện phương châm “ly nông không ly hương” vừa vận động nhân dân tham gia đi lao động ở nước ngoài Sản xuất

phát triển đời sống của nhân dân được cải thiện, lãnh đạo huyện Nông Cống

đã có nhiều giải pháp tranh thủ sự hỗ trợ các nguồn lực của tỉnh, huyện, xã, tạo ra sự đồng thuận trong nhân dân huy động sự đóng góp của nhân dân đầu

tư các công trình giao thông, thủy lợi, hệ thống đê điều, hồ đập để phục vụ

cho tưới tiêu và phòng chống thiên tai, khai thác tiềm năng lợi thế của vùng triều khi hệ thống đê điều đã được đầu tư

Cùng với việc phát triển kinh tế thì trên lĩnh vực văn hóa xã hội, quốc phòng an ninh được quan tâm nên thiết chế văn hóa, thể thao, mạng lưới trường lớp học, bệnh viện, trạm y tế từng bước được chuẩn hóa

Từ khi có hệ thống sông Mực ra đời đã cắt giảm được lũ lụt cơ bản của vùng Nông Cống, chủ động hoàn toàn nước tưới nên việc canh tác cây trồng được chủ động, sản xuất nông nghiệp trong khu vực phát triển, đã tăng vụ, đa dạng cây, con trong sản xuất, sản phẩm nông nghiệp dôi dư và được xuất ra ngoài

Công nghiệp trong khu vực phát triển chậm, hiện tại có 3 nhà máy công nghiệp là Nhà máy Giấy Lam Sơn, Nhà máy Đường Nông Cống, Nhà máy chế biến hoa quả Như Thanh Các nhà máy quy mô còn nhỏ, sản lượng thấp Hiện nay một số ngành nghề bắt đầu phát triển, cơ sở hạ tầng ngày một

mở rộng, đời sống nhân dân dần được nâng cao Tính đến năm 2013 tình hình kinh tế – xã hội vẫn giữ được ổn định và đạt nhiều kết quả tốt

Tốc độ tăng trưởng kinh tế đạt 13,5% đạt kế hoạch đề ra, tăng 1,9% so với cùng kỳ Cơ cấu kinh tế: nông, lâm, thủy sản 31,4%; công nghiệp, xây dựng 35,9%; dịch vụ 32,7% (kế hoạch 31,2%; 34,9%; 33,9%) GDP bình quân đầu người đạt 13,5 triệu đồng/năm

Sản xuất nông nghiệp đạt kết quả khá, tốc độ tăng trưởng tăng 3,9% so với cùng kỳ Tổng diện tích gieo trồng 8.597ha (đạt 96% kế hoạch năm, tăng 1% so với cùng kỳ); trong đó: cây lúa diện tích gieo trồng là 7.523 ha, năng

suất 57 tạ/ha, sản lượng 42.881 tấn; cây ngô 1.074 ha, năng suất 41,5 tạ/ha, sản lượng 4.457tấn, tổng sản lượng lương thực có hạt 47.338 tấn (đạt 96,1%

kế hoạch năm Tăng 0,7% so với cùng kỳ)…

Sản xuất công nghiệp và tiểu thủ công nghiệp có bước tăng trưởng khá, các sản phẩm chủ lực đều tăng so với cùng kỳ Giá trị sản xuất công nghiệp năm 2013 đạt 140,99 tỷ đồng (tăng 24,1% so với cùng kỳ); trong đó giá trị sản xuất công nghiệp ngoài quốc doanh ước đạt 50,38 tỷ đồng (đạt 114 kế hoạch năm, tăng 25,2% so với cùng kỳ); các làng nghề truyền thống như nón

lá, dệt chiếu, mây tre đan… tiếp tục phát triển

2.1.5.1 Khái quát v ề hệ thống thủy lợi hồ Sông Mực

Công trình đầu mối hồ chứa nước Sông Mực gồm các hạng mục:

- Hồ chứa nước có dung tích toàn bộ 200 triệu m3

- Tràn xả lũ có cửa van điều tiết gồm 2 cửa bxh = 2x(4.0x5.0) m

Theo tiêu chuẩn cũ 285-2002 thì cấp công trình đầu mối: Cấp II

B ảng 2.7 Các thông số kỹ thuật chính công trình đầu mối: (theo tiêu chuẩn

285-2002)

I – Đặc trưng lưu vực và dòng chảy

3 Lượng mưa bình quân năm (BQNN) Xo mm 1662,9

STT Thông s ố kỹ thuật Đơn vị Tr ị số

4 Lưu lượng bình quân nhiều năm (Qo) m3/s 6,16

II – Các thông s ố của hồ chứa

15 M ực nước dâng bình thường (MNDBT) m +33,0

STT Thông s ố kỹ thuật Đơn vị Tr ị số III- Quy mô k ết cấu các hạng mục chính

A- Đập đất

34 Chi ều dài dốc nước sau tràn với i=12% m 55

C – C ống lấy nước

40 Kh ẩu diện cống sau tháp là ống tròn đường kính cm 245

2.1.5.2 Hiện trạng hệ thống công trình

+ Đập đất: đồng chất, hiện tại đập làm việc bình thường Mái thượng lưu đập được gia cố bằng bê tông cốt thép từ cơ ở cao trình +28.5m đến cao trình đỉnh đập, từ cơ trở xuống chân mái thượng lưu chưa được gia cố

Bề rộng đỉnh đập là 5m, đã được rải nhựa nhưng qua quá trình sử dụng mặt đường bị hỏng, sụt lún; được xử lý tạm bằng cách đắp đất cấp phối bảo đảm xe nhỏ qua lại bình thường, cấm xe trọng tải lớn đi qua đập

Mái hạ lưu được lát đá từ đỉnh đập xuống cao trình +28,5m, chân mái

hạ lưu trong phạm vi lòng sông cũ có đống đá thoát nước; cao trình đỉnh đống đá là +16.50mlàm việc bình thường, nước chảy ra nhẹ và trong Toàn

bộ mái hạ lưu đập không phát hiện thấy tổ mối, sạt lở, lún, thẩm lậu, hệ thống rãnh thoát nước làm việc bình thường, các cây cỏ được dọn sạch

+ Cống lấy nước: Được làm bằng ống thép, đoạn giữa có hiện tượng chuyển vị khi cửa van hạ lưu đóng Nhà tháp, máy đóng mở cửa van phẳng 2VĐ50, hoạt động bình thường

+ Tràn xả lũ: Hiện tại vẫn làm việc bình thường

+ Kênh Chính: Kênh lát có tổng chiều dài là 5000m, dọc kênh có 5 đầu

mối là cống lấy nước tưới cho các hộ dùng nước

+ Kênh Nam: Tổng chiều dài 22,3 Km và đã kiên cố được 20,3 Km, dọc kênh có 9 đầu mối là cống lấy nước tưới cho các hộ dùng nước

+ Kênh Bắc: Tổng chiều dài là 8,3 Km, đã kiên cố được 7,3 Km

Hệ thống kênh hồ Sông Mực gồm 03 tuyến được kiên cố năm 2003

B ảng 2.8 Hệ thống kênh hồ Sông Mực

Kênh Chi ều dài

(km)

Di ện tích TK(ha)

M ực nước đầu kênh Lưu lượng TK

Hồ Sông Mực hiện nay có nhiệm vụ:

- Đảm bảo nước tưới 2 vụ vùng 24 xã từ hữu ngạn Sông Nhơm đến tả ngạn sông Thị Long với tổng diện tích ruộng trồng trọt là 11.344 ha

- Cắt giảm lũ Sông Mực do đó giảm nhẹ một phần nước nước lũ Sông Yên, Sông Nhơm, Sông Hoàng, Giảm diện tích bơm tiêu úng cho 4.500 ha

- Cấp nước sinh hoạt:

+ Nhà máy nước sạch Như Thanh, công suất 3.500 m3/ ngày đêm + Nhà máy nước sạch Vạn Hoà, công suất 2.500 m3/ ngày đêm + Nhà máy nước sạch Minh Thọ, công suất 2.500 m3/ ngày đêm

- Cấp nước công nghiệp:

+ Nhà máy đường Nông Cống: Công suất =2x160 m3/h

+ Nhà máy giấy Nông Cống: Công suất =70m3

/h

+ Cấp nước cho khu kinh tế Nghi Sơn 70.000 m3/ngđ Ngoài ra còn có nhiệm vụ phát điện, cắt giảm lũ cho sông Yên hạn chế

ngập úng cho 4.540ha, nuôi trồng thủy sản và yêu cầu lợi dụng tổng hợp khác

Thực tế hồ chứa nước Sông Mực khi xây dựng còn có thêm nhiệm vụ

là tưới cho toàn bộ hạ du của hồ Yên Mỹ, với diện tích là 5840ha Tuy nhiên, đến năm 1978 khi xây dựng hồ Yên Mỹ thì đã giảm tải nhiệm vụ tưới cho hồ Sông Mực

Như vậy, với hiện trạng hệ thống công trình thủy lợi hồ Sông Mực vẫn

có thể đáp ứng được những nhiệm vụ hiện tại Tuy nhiên để công trình đảm

bảo an toàn về cấp nước, chống lũ cho hạ du thì đòi hỏi công trình cần phải nâng cấp ở mức độ nhất định Đồng thời ta nhận thấy rằng nhu cầu dùng nước của hạ du hồ Sông Mực là rất lớn và quan trọng, với tốc độ phát triển hiện nay và biến đổi khí hậu nhanh chóng nhận thấy rằng trong tương lai gần nhu cầu dùng nước sẽ tăng lên là điều rõ ràng Do đó nhiệm vụ đặt ra là cần xác định, tính toán lại nhu cầu dùng nước của hạ du trong tương lai và xem xét giải pháp nâng cao dung tích hữu ích của hồ Sông Mực là một việc làm cần thiết

2.2 Tính toán x ác định nhiệm vụ hồ chứa trong điều kiện mới

Từ thực tế làm việc hiện tại của hồ Sông Mực nhận thấy, các nhiệm vụ, nhu cầu dùng nước của hồ chứa đề tăng lên so với các ban đầu Vì thế cần thiết tính toán lại các nhu cầu dùng nước của hồ chứa theo các điều kiện mới

để kiểm tra khả năng cấp nước của hồ chứa, từ đó có các biện pháp nâng cao dung tích hồ chứa, đáp ứng được nhu cầu dùng nước theo nhiệm vụ mới của

hồ Sông Mực

Theo kịch bản biến đổi khí hậu ở vùng Thanh Hóa ngày nay do điều kiện khí hậu biến đổi làm cho nhiệt độ trung bình tăng trung bình từ 2 đến

30c, nhiệt độ thấp nhất Nhiệt độ trung bình tăng từ 2.2 đến 30

c nhiệt độ cao

nhất, trung bình số ngày có nhiệt độ cao hơn 350 c tăng từ 15 đến 30 ngày Xu

thế chung là lượng mưa mùa khô giảm và lượng mưa mùa mưa tăng Khi nhiệt độ trung bình tăng, lượng mưa giảm trong mùa khô dẫn đến cần phải tăng hệ số tưới hay nhu cầu dùng nước tăng lên Hệ số tưới mặt ruộng (q- l/s/ha): được tính toán theo phương pháp của tổ chức Nông nghiệp và Lương thực thế giới (FAO) lập ra có tên chương trình là Cropwat

Lượng mưa hiệu quả:

Tính toán theo phương pháp USBR (US Bureau of Reclamation) của

Tổ chức Nông Lương thế giới (FAO)

Peff = P85% - 0.0016 P2 85% nếu P85%≤ 250 mm

Peff = 125 + 0.1P 85% nếu P85%> 250 mm

Trong đó : Peff : Lượng mưa hiệu quả (mm)

P85% : Lượng mưa vụ ứng với tần suất 85%(mm)

Lượng bốc hơi mặt ruộng ETc:

ETc = ET0.Kc

Trong đó:

ET0 : Lượng bốc hơi tiềm năng, được tính toán theo công thức Penman

cải tiến, là hàm của nhiệt độ, độ ẩm không khí, tốc độ gió, thời gian chiếu sáng và bức xạ mặt trời (mm/ngày)

Kc : Hệ số cây trồng, phụ thuộc vào từng giai đoạn sinh trưởng của từng loại cây trồng

Nhu cầu nước IRReq:

Đối với lúa nước:

IRReq = ETc + P - Peff

Trong đó :

Etc : Lượng bốc hơi mặt ruộng (mm)

P : Lượng ngấm ổn định (mm) Được tính theo công thức:

P = K.t

K : Hệ số ngấm ổn định, tuỳ thuộc vào từng loại đất (mm/ngày)

t : Thời gian tính toán

Peff: Lượng mưa hiệu quả (mm)