Nghiên cứu này đã lựa chọn bộ công cụ MIKE BASIN để tính toán cân bằng nước trên toàn lưu vực sông đối với các mục đích sử dụng nước công nghiệp, chăn nuôi, thủy sản, công nghiệp, sinh hoạt, môi trường có xem xét đến tác động của bậc thang công trình thủy điện đối với nguồn nước để làm cơ sở đánh giá ảnh hưởng dòng hạ lưu và yêu cầu xả để đảm bảo dòng chảy tối thiểu.
KHOA H C CÔNG NGH NH H NG C A B C THANG CƠNG TRÌNH TH Y I N N DÒNG CH Y H DU VÀ YÊU C U X M B O DÒNG CH Y T I THI U C A L U V C SÔNG VU GIA THU B N Tr n Th Nhung1, Nguy n V n Tu n2 TĨM T T L u v c sơng Vu Gia - Thu B n m t nh ng h th ng sông l n nh t c a Vi t Nam Trên l u v c ã ang xây d ng nhi u cơng trình th y i n nh m khai thác tài nguyên n c dòng phía th ng trung l u l u v c Nghiên c u ã l a ch n b công c MIKE BASIN tính tốn cân b ng n c tồn l u v c sông i v i m c ích s d ng n c nông nghi p, ch n nuôi, th y s n, công nghi p, sinh ho t, mơi tr ng có xem xét n tác ng c a b c thang cơng trình th y i n i v i ngu n n c, t ó làm c s ánh giá nh h ng n dòng ch y h l u yêu c u x m b o dòng ch y t i thi u Mơ hình tính tốn cân b ng n c xem xét tác ng c a cơng trình th y i n có dung tích lòng h l n bao g m th y i n ak Mi 4, Sông Tranh 2, Sông Bung 3, Sông Bung 5, Sông Bung 4, Sông Bung 6, A V ng Sông Con K t qu nghiên c u cho th y có cơng trình th y i n s làm gia t ng dòng ch y trung bình mùa ki t sơng Thu B n t i tr m Nông S n kho ng 44 m3/s làm gi m dòng m b o dòng ch y t i thi u c a h du, ch y sông Vu Gia t i tr m Thành M kho ng 26,9 m3/s b c thang cơng trình th y i n c n b sung l u l ng t m3/s n 40 m3/s tháng 6, 7, t i tr c phân l u Qu ng Hu sông Vu Gia b sung l u l ng kho ng 37 m3/s tháng 5, tháng t i tr c nh p l u Qu ng Hu sông Thu B n T khố: khố nh h ng dòng ch y h l u, mơ hình MIKE BASIN, dòng ch y t i thi u, l u v c Vu Gia - Thu B n TV N H th ng Vu Gia - Thu B n h th ng sông l n nh t c a t nh Qu ng Nam thành ph N ng, c ng m t 13 h th ng sông l n nh t c a Vi t Nam Di n tích tồn b l u v c Vu Gia —Thu B n tính t th ng ngu n n c a sông 10.350 km2 L u v c có a hình bi n i ph c t p b chia c t m nh qua nhi u th i k ki n t o nên dòng sơng có r t nhi u g nh thác V i c u trúc a hình nh v y t o thu n l i nhi u vi c khai thác th y n ng nh ng n m g n ây l u v c ã có nhi u cơng trình th y i n c a vào xây d ng, khai thác s d ng nh th y i n sông Tranh (công su t l p máy 190 MW, v n hành n m 2010), ak Mi (148 MW, v n hành n m 2011), A V ng (2.100 MW, v n hành n m 2009), Sông Bung (57 MW, v n hành n m 2012), Sông Bung (26 MW, v n hành n m 2013), Sông Côn (57 MW, v n hành n m 2009), ak Mi (58 MW, v n hành n m 2012), ak Mi (98 MW, v n hành n m 2013), ak Mi (45 MW, v n hành n m 2012), Sông Bung (100 MW, v n hành n m 2013), Sông Bung (156 MW, v n hành n m 2014) M c dù ã có nhi u cơng trình nghiên c u v ch th y v n, th y l c, phân b s d ng ngu n n c l u v c sông Vu Gia -Thu B n nh ng t n m 2009 n nay, sau cơng trình th y i n l n c xây d ng dòng su i ak Mi, Sơng Bung, Sơng Tranh i vào v n hành vi c nghiên c u ánh giá t ng quan v khai thác s d ng n c có s b c thang cơng trình th y i n nêu có tính n ngu n cung s d ng ngu n n c nhi u h n ch Nghiên c u s d ng công c mô hình MIKE BASIN ánh giá cân b ng n c toàn l u v c tr ng h p có khơng có b c thang cơng trình th y i n, t ó làm c s ánh giá m c nh h ng n dòng ch y mùa ki t yêu c u x m b o dòng ch y t i thi u vùng h l u Vin Quy hoch Thy li NÔNG NGHIệP Và PHáT TRIểN NÔNG THÔN - Tháng 1/2016 81 KHOA H C CÔNG NGH th i gian t 1978 n 2012 cho tr ng h p khơng có cơng trình th y i n có b c thang cơng trình th y i n n n m 2014 Hình quy ho ch b c thang th y i n B n h th ng Vu Gia - Thu B n Toàn l u v c c chia thành vùng th y l i v i 32 khu s d ng n c cho nông nghi p, 18 khu s d ng n c cho ngành công nghi p, th y s n, dân sinh, 30 nút cơng trình h ch a, nút cơng trình th y i n có dung tích lòng h l n bao g m th y i n ak Mi 4, Sông Tranh 2, Sông Bung 3, Sông Bung 5, Sông Bung 4, Sông Bung 6, A V ng Sơng Con V trí cơng trình th y i n a vào s tính cân b ng n c hình v s 2 M C TIÊU, PH NG PHÁP VÀ C S KHOA H C NGHIÊN C U 2.1 M c tiêu M c tiêu c a nghiên c u xây d ng mơ hình cân b ng n c MIKE BASIN tồn l u v c sơng Vu Gia - Thu B n nh m ki m soát ngu n n c c a l u v c tr ng h p có khơng có b c thang cơng trình th y i n Trên c s k t qu tính tốn c a mơ hình s phân tích ánh giá m c nh h ng n dòng ch y h l u mùa ki t yêu c u x t u cơng trình th y i n m b o dòng ch y t i thi u h l u ng pháp c s khoa h c nghiên c u Hình tính S tính tốn tốn cân b ng n c MIKE BASIN l u v c sông Vu Gia - Thu B n Nghiên c u ã l a ch n b cơng c MIKE BASIN tính tốn cân b ng n c l u v c ÁNH GIÁ TÁC NG N DÒNG CH Y VÀ YÊU C U X M B O DÒNG CH Y T I THI U VÙNG H DU 2.2 Ph Các s li u v khí t ng thu v n, s li u v tình hình phát tri n dân sinh kinh t , tình hình v phát tri n ngu n n c c thu th p n n m 2012 tính toán s li u u vào cho vi c thi t l p mơ hình C n c vào c i m t nhiên, c i m m ng l i sông su i, hi n tr ng l i tr m o m a, khí t ng, th y v n l u v c sông Vu Gia - Thu B n c chia thành vùng tính mơ s dòng ch y ó vùng (1) h l u Vu Gia — Túy Loan, (2) h l u Thu B n — Ly Ly, (3) Thu B n n Giao Th y, (4) Vu Gia n Thành M , (5) Vu Gia - Thành M n Ái Ngh a L ng n c n l u v c ã c tính b ng mơ hình NAM c mô ph ng th i gian t 1993 n 1996, ki m nh th i gian t 1990 n 1993 Mơ hình tính tốn cân b ng n c ã c l p ti n hành ki m nh mơ hình n m 2010 Sau mô ph ng ki m nh, b thơng s c a mơ hình ã c áp d ng tính tốn cân b ng n c 82 3.1 3.1 Tác ng i v i dòng dòng ch y h l u xem xét tác ng i v i dòng ch y h l u sơng, ã tính tốn phân tích dòng ch y h l u tr ng h p có khơng có b c thang cơng trình th y i n n n m 2014 Nhu c u s d ng n c cho ngành nông nghi p, công nghi p, th y s n, dân sinh c tính cho hi n tr ng n m 2012 Trong s cơng trình th y i n v a l n c xây d ng sông Vu Gia - Thu B n có cơng trình tr n c v h l u sơng, ch có cơng trình th y i n ak Mi chuy n n c t l u v c sông Vu Gia sang sông Thu B n Do th y i n ak Mil chuy n n c t sông Vu Gia sang sông Thu B n b c thang cơng trình th y i n tác ng n dòng ch y h l u ph thu c vào công su t phát i n nên ã xem xét tác ng n dòng ch y mùa ki t t tháng n tháng t i hai tr m th y v n Nông S n sông Vu Gia Thành M sơng Thu B n Dòng ch y mùa ki t t i Nụng S n v Thnh M NÔNG NGHIệP Và PHáT TRIểN NÔNG THÔN - Tháng 1/2016 KHOA H C CƠNG NGH tr ng h p có khơng có b c thang cơng trình th y i n hình sau: + Trên sơng Thu B n t i tr m th y v n Nông S n v mùa ki t, có i u ti t dòng ch y t th y i n Sơng Tranh b sung dòng ch y truy n t sông Vu Gia sang sông Thu B n b i th y i n ak Mi nên dòng ch y sơng Thu B n t ng trung bình kho ng 44 m3/s + Trên sơng Vu Gia, có b c thang th y i n sông Bung 3, 4, 5, s làm gia t ng dòng ch y h l u mùa ki t kho ng 10 m3/s Nh ng sông Vu Gia b m t l ng dòng ch y th y i n ak Mi chuy n n c kh i l u v c sang sông Thu B n nên dòng ch y h l u sơng Vu Gia mùa ki t gi m trung bình kho ng 26,91 m3/s 3.3 3.3 Yêu c u x c a h du m b o dòng dòng ch y t i thi u Theo phân tích tính tốn c a th y v n, l u l ng t i thi u m b o nhu c u dùng n c cho h du t n su t 85% t ng ng v i n m 1993 sông Vu Gia tr c phân l u Qu ng Hu c n 91 m3/s th i k c p n c gia t ng tháng 62 m3/s tháng l i Trên sơng Thu B n tr c nh p l u Qu ng Hu l u l ng t i thi u c n 117 m3/s th i k c p n c gia t ng tháng 80 m3/s tháng l i Khi khơng có h th ng cơng trình th y i n, dòng ch y trung bình tháng sông Vu Gia Thu B n u không th a mãn nhu c u dùng n c t i thi u c a h du Dòng ch y t n su t 85% so v i nhu c u dùng n c t i thi u sơng Vu Gia t i v trí tr c phân l u Qu ng Hu thi u 438,62 tri u m3 sông Thu B n t i v trí tr c nh p l u Qu ng Hu thi u 686,06 tri u m3 Th i gian thi u n c t p trung tháng, t tháng n tháng Hình Dòng ch y mùa ki t t i Nông S n Thành M Phân tích k t qu gi a tr ng h p có khơng có b c thang cơng trình th y i n cho th y: Tính n n m 2014, h th ng b c thang cơng trình th y i n v a l n l u v c sông Vu Gia Thu B n ã b sung n c tháng mùa ki t cho h du T i v trí tr c phân l u Qu ng Hu sông Vu Gia, ch tháng t tháng n tháng b thi u n c v i t ng l ng thi u 163,44 tri u m3, gi m 275,18 tri u m3 so v i b c thang cơng trình th y i n T i v trí tr c nh p l u Qu ng Hu sơng Thu B n, ch tháng tháng b thi u n c v i t ng l ng n c thi u 192,21 tri u m3, gi m 493,54 tri u m3 so v i khơng có b c thang cơng trình th y i n C th tháng thi u n c có khơng có b c thang cơng trình th y i n so v i yờu c u nh sau: NÔNG NGHIệP Và PHáT TRIểN NÔNG THÔN - Tháng 1/2016 83 KHOA H C CễNG NGH B ng Nhu c u n c tháng khi có khơng có b c thang cơng trình trình th y i n so v i yêu c u Q Vu Gia tr c phân l u Q Vu Gia thi u QThu B n tr c nh p l u QThu B n thi u 3 Qu ng Hu (m /s) (m /s) Qu ng Hu (m /s) (m3/s) Tháng Không Không Khơng Khơng Có h Qyc Có h Có h Qyc Có h h h h h 138,11 163,71 62 76,11 101,71 195,99 161,45 80 115,99 81,45 91,11 73,26 62 29,11 11,26 127,59 72,93 80 47,59 -7,07 77,70 33,75 62 15,70 -28,25 111,09 44,87 80 31,09 -35,13 73,70 18,72 62 11,70 -43,28 80,66 44,11 80 0,66 -35,89 125,93 59,92 91 34,93 -31,08 79,82 44,97 117 -37,18 -72,03 58,92 54,91 62 -3,08 -7,09 83,82 47,61 80 3,82 -32,39 42,74 42,69 62 -19,26 -19,31 88,39 49,41 80 8,39 -30,59 21,29 21,79 62 -40,71 -40,21 43,03 28,43 80 -36,97 -51,57 163,91 225,67 62 101,91 163,67 139,91 99,86 80 59,91 19,86 10 505,34 824,40 62 443,34 762,40 807,84 906,97 80 727,84 826,97 11 408,57 522,16 62 346,57 460,16 820,31 721,47 80 740,31 641,47 12 910,47 1.024,46 62 848,47 962,46 1.164,92 1.048,32 80 1.084,92 968,32 6 W thi u (10 m ) -163,44 -438,62 W thi u (10 m ) -192,21 -686,06 Nh v y, có b c thang cơng trình th y i n, sơng Vu Gia t i v trí tr c phân l u sang sông Qu ng Hu v n b thi u n c tháng 6, 7, v i t ng l ng thi u 163,44 tri u m3 sông Thu B n t i v trí tr c nh p l u sông Qu ng Hu v n b thi u n c tháng 5, v i t ng l ng thi u 192,21 tri u m3 B c thang cơng trình th y i n v a l n l u v c sông Vu Gia - Thu B n tính n n m 2014 có th y i n Sơng Tranh 2, ak Mi 4, Sông Bung 3, Sông Bung 4, Sông Bung 5, Sông Bung 6, A V ng Sông Con ã c xây d ng v n hành Trong s cơng trình th y i n ã xây d ng ch có cơng trình ak Mi 4, A V ng, Sông Bung Sông Tranh có dung tích hi u ích l n có th tham gia i u ti t c p n c b sung cho h du v mùa ki t Dung tích h u ích c a th y i n ak Mi t 158,03 tri u m3/310,32 tri u m3 tồn b Dung tích h u ích c a th y i n A V ng t 266,5 tri u m3/343,55 tri u m3 toàn b Dung tích h u ích c a th y i n Sông Tranh t 521,1 tri u m3/733,4 tri u m3 tồn b Dung tích h u ích c a th y i n Sông Bung t 234 tri u m3/510,8 tri u m3 toàn b Các cơng trình th y i n l i Sông Bung 3, Sông Bung 5, Sông Bung 6, Sông Con có dung tích hi u d ng nh kho ng vài ch c tri u m3 ho c dung tích h u ích, ch s d ng dòng ch y c b n phát i n nên khơng có kh n ng i u ti t c p n c cho h du 84 Th y i n ak Mi 4, A V ng Sông Bung n m th ng du sông Vu Gia nh ng phát i n ch có dòng ch y c a A V ng Sông Bung v h l u sơng Vu Gia dòng ch y qua th y i n ak Mi c chuy n v h l u sông Thu B n Trên sơng Thu B n có th y i n sơng Tranh phát i n dòng ch y s v h l u sông Thu B n Nh v y h l u sông Vu Gia ch c nh n n c t th y i n A V ng Sơng Bung 4, h l u Thu B n s nh n c l ng n c t th y i n Sông Tranh th y i n ak Mi Trên sông Vu Gia, theo tính tốn t ng l ng thi u mùa ki t (T tháng n tháng 9) mb o dòng ch y t i thi u t i v trí tr c phân l u sơng Qu ng Hu tr ng h p có cơng trình th y i n 163,44 tri u m3 tr ng h p khơng có cơng trình th y i n 438,62 tri u m3 T ng dung tích h u ích c a h th y i n A V ng Sông Bung 500,5 tri u m3, l n h n t ng nhu c u thi u c a h du tr ng h p khơng có cơng trình th y i n kho ng 62 tri u m3 T ng l ng n c th a tháng n tháng tháng t g n 700 tri u m3 Nh v y có th v n hành th y i n A V ng Sông Bung m b o áp ng nhu c u dòng ch y t i thi u c a sông Vu Gia tr c phân l u sông Qu ng Hu Trên sơng Thu B n, theo tính toán t ng l ng thi u mùa ki t (T thỏng n thỏng 9) mb o NÔNG NGHIệP Và PHáT TRIểN NÔNG THÔN - Tháng 1/2016 KHOA H C CƠNG NGH dòng ch y t i thi u t i v trí tr c nh p l u sơng Qu ng Hu tr ng h p có cơng trình th y i n 192,21 tri u m3 tr ng h p khơng có cơng trình th y i n 686,06 tri u m3 T ng dung tích h u ích c a h th y i n Sông Tranh ak Mi 679,13 tri u m3 Nh v y tr c n m t n su t 85% x y ra, riêng h th y i n Sông Tranh ak Mi tích y n c Khi cơng trình th y i n ak Mi Sông Tranh v n hành m b o m c tiêu phát i n tháng t tháng n tháng 4, 6, th a n c T ng l ng n c th a Tháng mùa ki t tháng t tháng n tháng 4, 6, t 693,22 tri u m3 Nh v y có th v n hành th y i n ak Mi Sông Tranh 2, gi m l ng x tháng th a n c (tháng 1, 2, 3, 4, 6, 7, 9) c p bù cho tháng tháng thi u n c m b o áp ng nhu c u dòng ch y t i thi u c a sông Thu B n tr c nh p l u sông Qu ng Hu L u l ng u c u x t cơng trình th y i n m b o dòng ch y t i thi u vùng h du B ng L u l ng yêu c u x Yêu c u x t cơng trình th y i n (m3/s) Sơng Tranh ak Mi AV ng Sông Bung L u l ng sông (m3/s) Vu Gia tr c Thu B n tr c Ái Ngh a Giao Th y 127,7 188,97 47,45 30,47 23,43 47,94 21,63 13,52 17,86 21,75 65,4 85,33 31,54 17,57 14,84 36,65 62,96 80,80 43,79 6,59 19,04 36,87 62,6 80,96 74,54 11,56 15,09 27,64 99,0 117,00 45,54 1,58 7,45 2,25 62,47 80,36 44,55 2,55 5,81 20,64 62,25 81,25 32,79 29,15 40,48 1,01 68,20 82,33 29,26 40,26 31,93 Do vi c thay i yêu c u x theo tháng m b o dòng ch y t i thi u nên l ng i n trung bình tháng theo tháng ng v i t n su t 85% c a cơng trình c ng thay i, nh ng t ng l ng i n trung bình n m t n su t 85% g n nh không thay i V i vi c i u ti t dòng ch y gi a tháng m b o theo yêu c u t i thi u ch làm thay i l ng i n phát gi a tháng mà g n nh không làm thay i s n l ng i n c a cơng trình ng v i n m t n su t 85%, s n l ng i n c a cơng trình th y i n ak Mi t kho ng 435 kWh, Sông Tranh t kho ng 550 kWh n 566 kWh, A V ng t kho ng 611 kWh n 621 kWh th y i n Sông Bung t kho ng 493 kWh n 509 kWh K T LU N B ng vi c s d ng mơ hình MIKE BASIN, nghiên c u ã tính tốn cân b ng n c phân tích nh h ng c a b c thang cơng trình th y i n l n n m 2014 l u v c sông Vu Gia - Thu B n i v i dòng ch y mùa ki t yêu c u x t b c thang th y 40,85 156,7 139,96 i n m b o dòng ch y t i thi u vùng h du c a l u v c sông Vu Gia - Thu B n B c thang công trình th y i n có tác ng n dòng ch y mùa ki t h l u V i vi c th y i n ak Mi chuy n n c t sông Vu Gia sang sông Thu B n v i tác ng c a h th ng cơng trình th y i n A V ng, Sông Tranh b c thang công trình th y i n sơng Bung s làm gia t ng dòng ch y mùa ki t sông Thu B n t i tr m Nông S n kho ng 44 m3/s làm gi m dòng ch y sông Vu Gia t i tr m Thành M kho ng 26,9 m3/s k Dung tích hi u d ng c a b c thang cơng trình th y i n hi n có mb o c p cho nhu c u t i thi u c a h du mùa ki t B ng vi c v n hành gi m l ng x tháng th a n c c p bù tháng thi u n c mà không b nh h ng nhi u n s n l ng i n trung bình n m c a cơng trình th y i n Tuy nhiên b c th i gian mơ hình m i tính theo th i o n tháng nên k t qu tính tốn m i ch cho th y t ng th mà ch a ph n ỏnh ỳng c th c NÔNG NGHIệP Và PHáT TRIểN NÔNG THÔN - Tháng 1/2016 85 KHOA H C CÔNG NGH t vi c vân hành c ng nh nhu c u l y n c th c t c a h du Do v y c n nghiên c u xây d ng quy trình v n hành chi ti t c a h th ng b c thang cơng trình th y i n mùa ki t nh ng nghiên c u ti p theo TÀI LI U THAM KH O Quy trình v n hành liên h ch a l u v c sông Vu Gia - Thu B n 1537/Q -TTg ngày 07/09/2015 Nghiên c u c s khoa h c th c ti n xây d ng quy trình v n hành liên h ch a l u v c sông Vu Gia - Thu B n Vi n Quy ho ch Th y l i, 2011 “Nghiên ch y t i N ct tài nghiên c u khoa h c c p Nhà n c c u xác nh kh n ng ch u t i dòng thi u c a sơng Vu Gia - Thu B n” Vi n i tiêu Môi tr ng, 2015 IMPACTS OF CASCADE HYDROPOWER PLANTS ON FLOWS IN DOWNSTREAM AND WATER DISCHARGE TO MAINTAIN MINIMUM FLOWS IN VU GIAGIA-THU BON RIVER BASIN Tran Thi Nhung, Nguyen Van Tuan Summary Vu Gia - Thu Bon is one of the largest river systems in Vietnam In the basin, many hydropower plants have been built to exploit water resources in the main flow - upstream and midstream of the river This study chose MIKE BASIN toolkit to calculate the water balance in the entire basin regarding various water uses, i.e agriculture, livestock, fisheries, industry, domestic use, environment, etc., taking into account impacts of the cascade hydropower plants on water resources, then evaluated the impacts on flows in the downstream and water discharge to maintain minimum flows The water balance model analyzed the impacts of hydropower plants with relatively large reservoirs, including ak Mi 4, Sông Tranh 2, Bung River 3, Bung River 5, Bung River 4, Bung River 6, A V ng and Con River The results show that the existance of the aforementioned hydropower plants has increased the average flows in the dry season on Thu Bon river at Nong Son station (about 44 m3/s) and reduced the flow on Vu Gia river at Thanh My station (about 26.9 m3/s) To maintain the minimum flows in the downstream, the cascade hydropower plants should give an additional discharge of m3/s to 40 m3/s in June, July and August before the diversion to Quang Hue river on Vu Gia river, and about 37 m3/s in May and August before the intersection of Quang Hue river into Thu Bon river Keywords: Impacts on flows in the downstream, MIKE BASIN model, minimum flow, Vu Gia — Thu Bon river basin Ng i ph n bi n: PGS.TS Tr n Vi t n Ngày nh n bài: 27/10/2015 Ngày thông qua ph n bi n: 27/11/2015 Ngy t ng: 4/12/2015 86 NÔNG NGHIệP Và PHáT TRIểN NÔNG THÔN - Tháng 1/2016 ... n n c t l u v c sông Vu Gia sang sông Thu B n Do th y i n ak Mil chuy n n c t sông Vu Gia sang sơng Thu B n b c thang cơng trình th y i n tác ng n dòng ch y h l u ph thu c vào công su t phát i... h du 84 Th y i n ak Mi 4, A V ng Sông Bung n m th ng du sông Vu Gia nh ng phát i n ch có dòng ch y c a A V ng Sông Bung v h l u sông Vu Gia dòng ch y qua th y i n ak Mi c chuy n v h l u sông Thu. .. n t sông Vu Gia sang sông Thu B n b i th y i n ak Mi nên dòng ch y sơng Thu B n t ng trung bình kho ng 44 m3/s + Trên sơng Vu Gia, có b c thang th y i n sông Bung 3, 4, 5, s làm gia t ng dòng