Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng việc xả lũ hồ chứa Dầu Tiếng lên hạ du sông Sài Gòn

Bài báo sử dụng công cụ mô hình MIKE FLOOD phân tích ngập lụt hạ du sông Sài Gòn do ảnh hưởng của việc xả lũ của hồ Dầu Tiếng. Các tài liệu lưu lượng đầu vào được mô phỏng từ mưa bằng mô hình NAM. Bộ thông số mô hình kết nối 1-2 chiều được hiệu chỉnh và kiểm định với các chuỗi số liệu thực đo vào tháng 9, 10 các năm 2000 đến 2007.

KHOA HỌC CÔNG NGHỆ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG VIỆC XẢ LŨ HỒ CHỨA DẦU TIẾNG LÊN HẠ DU SƠNG SÀI GỊN TS Phạm Văn Song, ThS Đặng Đức Thanh, ThS Lê Xuân Bảo Trường Đại học Thủy lợi Tóm tắt: Bài báo sử dụng cơng cụ mơ hình MIKE FLOOD phân tích ngập lụt hạ du sơng Sài Gòn ảnh hưởng việc xả lũ hồ Dầu Tiếng Các tài liệu lưu lượng đầu vào mơ từ mưa mơ hình NAM Bộ thơng số mơ hình kết nối 1-2 chiều hiệu chỉnh kiểm định với chuỗi số liệu thực đo vào tháng 9, 10 năm 2000 đến 2007 Ngoài mơ hình kiểm định với số liệu đo tăng cường vào tháng năm 2009 tháng năm 2013 Dựa kết tính tốn thủy lực ứng với tổ hợp xả lũ hồ Dầu Tiếng với điều kiện mưa triều hạ du, báo xác định khu vực ảnh hưởng xả lũ, triều vùng ảnh hưởng triều lũ kết hợp sông Sài Gòn Việc phân vùng ảnh hưởng sở cho việc xây dựng quy trình vận hành đảm bảo an tồn hạ du cơng trình hồ Dầu Tiếng, hỗ trợ quan hữu quan đưa giải pháp chống ngập thích hợp với vùng Từ khóa: Ngập lụt hạ du, xả lũ, hồ Dầu Tiếng Summary: This paper uses the MIKE FLOOD hydraulic model to analyse flooding at the downstream of the Saigon River caused by the flood discharge of the Dau Tieng reservoir The discharge inputs are simulated from rainfall data by the NAM model The coupled 1-2 dimentions model is calibrated and tested with the real measured data series in the September and October of the years 2000 to 2007 In addition, the model was also tested with the intensive measurements in June 2009 and April 2013 Based on the simulation results corresponding to the combination between different discharge levels of the Dau Tieng spillway and the rainfall, tidal conditions at the downstream, the paper will identify main affected area by the flow discharge, tides or both of them on the Saigon River The affected partition is the fundentmental for the development of an operational procedure to ensure public safety for the downstream of the Dau Tieng reservoir, as well as assisting the authorities to make appropriate measures against flooding for each area Keywords: flooding at the downstream, flood discharge, Dau Tieng reservoir I ĐẶT VẤN ĐỀ1 Hồ Dầu Tiếng nói riêng hồ chứa thủy lợi khác xây dựng phục vụ đa mục tiêu cấp nước sinh hoạt, phịng lũ, cấp nước nơng nghiệp, du lịch, thủy sản, đẩy mặn phát điện Tuy có nhiều lợi ích, hồ chứa cơng trình dễ bị Người phản biện: PGS.TS Đinh Công Sản Ngày nhận bài: 11/7/2013, Ngày thông qua phản biện: 29/8/2013, Ngày duyệt đăng: 16/12/2013 tổn thương vào mùa lũ xuất điều kiện thời tiết bất thường khác mưa lớn, bão hay áp thấp nhiệt đới Để đảm bảo an toàn, hồ chứa phải tiến hành xả tràn có lũ theo quy trình thiết lập từ trước Điều thường làm cho mực nước hạ du cơng trình đột ngột dâng cao làm cho tượng ngập lụt xảy ra, đe dọa nghiêm trọng đến đời sống, tính mạng, tài sản dân cư vùng hạ du Như trường hợp hồ Dầu Tiếng năm 2000, TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 19 - 2013 55 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ hồ tiến hành xả lũ Qmax=600 m3/s thấp so với mức thiết kế Q0,1%=2.800 m3/s gây ngập lụt nghiêm trọng cho vùng hạ du bao gồm tỉnh Tây Ninh, Bình Dương TP.Hồ Chí Minh [3] Đến nay, có nhiều đề tài khoa học cấp, dự án, điều tra, nghiên cứu chế độ xả lũ hồ Dầu Tiếng, ảnh hưởng việc xả lũ tới hạ du sơng Sài Gịn Một số nghiên cứu cho khả lũ phần hạ du sơng Sài Gòn giảm sút tác động q trình phát triển, sơng Sài Gịn với hệ thống đê bao Tp HCM đảm bảo khả xả lũ 500 m3/s [9] Trong lưu lượng xả lũ thiết kế hồ mức 2.800 m3/s Hơn số nghiên cứu cho chế độ thủy văn thủy lực lưu vực hồ có nhiều thay đổi phần lớn diện tích rừng đầu nguồn giảm sút, phát triển sở hạ tầng không theo quy hoạch làm cho hệ thống sông suối bị bồi lắng thay đổi hướng dịng chảy ảnh hưởng biến đổi khí hậu Những kết luận tác động mạnh mẽ tới việc vận hành quản lý điều hành hồ chứa Hình 1: Hồ Dầu Tiếng khu vực hạ du sơng Hình 2: Tiểu lưu vực hạ du hồ Dầu Tiếng Sài Gòn Vùng hạ du hồ Dầu Tiếng bao gồm tỉnh Tây Ninh, Bình Dương thành phố Hồ Chí Minh vốn khu vực kinh tế động nước với mức độ tập trung cao người Để đảm bảo an tồn hạ du, ngồi biện pháp cơng trình việc xây dựng hệ thống cống, đê, cơng trình chứa lũ, chậm 56 lũ phân lũ, người ta cịn sử dụng biện pháp phi cơng trình quy trình xả lũ an tồn, cảnh báo lũ sớm, kế hoạch ứng phó khẩn cấp di tản, quy hoạch đô thị phù hợp Tuy nhiên, để áp dụng giải pháp phòng lũ cách hiệu cần phải xét đến mức độ ảnh hưởng lũ lên TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 19 - 2013 KHOA HỌC khu vực Trong đó, cơng trình nằm vùng chịu ảnh hưởng lũ cần phải đảm bảo quy trình xả lũ phù hợp, sơng kênh khu vực cần có lịng dẫn đủ rộng để tiêu tồn lưu lượng xả chí cần xây dựng khu chứa lũ, chậm lũ để đảm bảo an toàn hạ du Những vùng chịu ảnh hưởng triều lại cần phải có biện pháp cơng trình chống triều hệ thống đê, cống trạm bơm Để tính tốn mơ ngập lụt cho vùng, người ta thường ứng dụng phương pháp mơ hình số Đây phương pháp ngày phát triển mạnh mẽ nhờ thành tựu khoa học máy tính tốn học; phương pháp ứng dụng rộng rãi cho nghiên cứu tương tự nước [1][2][3][5][6][7] Bài báo ứng dụng mơ hình thủy văn dịng chảy NAM mơ hình thủy lực MIKE FLOOD phát triển Viện Thủy lực Đan Mạch (DHI) để mơ tính tốn ngập lụt hạ du Sơng Sài Gịn ảnh hưởng xả lũ hồ Dầu Tiếng triều biển Đơng, từ xác định vùng chịu ảnh hưởng lũ thượng lưu triều hạ lưu vùng Thông qua phân tích kết mơ ngập lụt với cấp xả hồ Dầu Tiếng đưa kết luận khả chịu tải sơng Sài Gịn xả lũ hồ Dầu Tiếng Mơ hình MIKE FLOOD có ưu điểm kết hợp mơ hình chiều cho dịng chảy sơng mơ hình hai chiều dịng chảy tràn [4] Do đó, mơ hình tận dụng tốc độ mơ hình chiều xét ảnh hưởng hệ thống sông xung quanh lên vùng nghiên cứu Trong đó, dịng chảy tràn bờ đảm bảo mơ thơng qua mơ hình hai chiều Dựa vào kết nghiên cứu này, chủ đập quan có liên quan đưa quy trình vận hành hồ hợp lý, đảm bảo an toàn hạ du giảm thiều tối đa ảnh hưởng bất lợi CÔNG NGHỆ xả lũ lên hoạt động sản xuất đảm bảo tính mạng người dân vùng hạ du Ngoài ra, thơng qua việc phân khu vực ảnh hưởng đề giải pháp cơng trình, nạo vét sơng kênh cho phù hợp với yêu cầu tiêu, thoát trữ nước cần thiết II ĐẶC TRƯNG VÙNG NGHIÊN CỨU Hồ chứa nước Dầu Tiếng thuộc huyện Dương Minh Châu, Tân Châu, tỉnh Tây Ninh phần Bến Cát, tỉnh Bình Dương Hồ trải dài từ 11012’ tới 12000’ vĩ độ Bắc 106030’ tới 116010’ kinh độ Đông Hồ Dầu Tiếng hồ thủy lợi lớn Việt Nam với sức chứa khoảng 1,58 tỉ m3 Diện tích lưu vực hồ Dầu Tiếng khoảng 2.700 km2 với lưu lượng lũ thiết hồ Q0,1%=4910 m3/s, lượng lũ đến trữ lại phần hồ dòng chảy hạ du trường hợp lũ lớn thường xun vượt q khả tải sơng Sài Gịn, gây tràn bờ ngập lụt nhiều vị trí Lưu vực sơng Sài Gịn vùng nghiên cứu nằm khu vực khí hậu nhiệt đới gió mùa với hai mùa rõ rệt: mùa mưa tháng đến tháng 11 với hướng gió thịnh hành hướng Tây Nam, mùa khô tháng 12 đến tháng năm sau với hướng gió thịnh hành hướng Đơng Bắc Lượng mưa trung bình năm lưu vực khoảng 1.800 mm với trung bình 150 ngày mưa/năm [4] Phạm vi nghiên cứu tính tốn thủy lực vùng hạ du chịu ảnh hưởng việc xả lũ hồ Dầu Tiếng, vùng chịu ảnh hưởng tương đối rộng bao gồm từ đập tràn cửa sơng Sài Gịn với chiều dài 140 km bao gồm huyện Trảng Bàng, Dương Minh Châu thuộc tỉnh Tây Ninh, huyện Bến Cát, TX Thủ Dầu Một, Thuận An thuộc tỉnh Bình Dương quận, huyện thành phố Hồ Chí Minh Củ Chi, Hóc Mơn, Q.1, Q.2, Q.4, Q.7, Q.12 quận Bình Thạnh (xem hình hình 2) Đây khu vực phát triển kinh tế trọng điểm đông dân TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 19 - 2013 57 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ nước Theo số liệu Tổng cục thống kê, riêng TP.Hồ Chí Minh dân số năm 2012 7,75 triệu người [8] Địa hình khu vực có độ cao trung bình thấp hướng biển với khoảng 512.273,8 có cao trình m Việc san lấp vùng trũng lấy đất xây dựng cơng trình đê ngăn lũ, ngăn triều, ngăn mặn dọc sơng làm dịng chảy, dịng triều tập trung vào sông, làm dâng cao mức nước đỉnh triều hạ thấp mức nước chân triều, làm thời gian truyền triều từ biển vào bị giảm, lượng triều tăng lên Trong khu vực tồn hệ thống sông kênh chằng chịt chịu ảnh hưởng hệ thống sơng ngịi miền Đơng Nam Bộ hệ thống sơng Mê Cơng chế độ thủy văn thủy lực phức tạp III ỨNG DỤNG MƠ HÌNH MIKE FLOOD MƠ PHỎNG NGẬP LỤT HẠ DU HỒ DẦU TIẾNG Với đặc điểm địa hình biến đổi từ đồi núi chuyển qua đồng tới vùng trũng ven biển, thêm vào mạng sơng suối gồm nhiều nhánh liên kết với nhau, để mô chế độ thủy lực vùng hạ du hồ Dầu Tiếng cần phải dùng công cụ kết hợp nhiều mô-đun khác như: mạng lưới kênh rạch tự nhiên, vùng trữ, thủy động lực ven biển, mưa nông nghiệp đô thị Nghiên cứu sử dụng phần mềm MIKE FLOOD công cụ đánh giá cao áp dụng rộng rãi để mô ngập lụt hạ du Về mơ hình MIKE FLOOD giải phương trình Saint Vernant cho tốn chiều sơng Tuy nhiên, dịng chảy bắt đầu tràn bờ, khu vực tràn bờ giải theo phương trình cho dịng chảy chiều Mơ hình MIKE FLOOD thực kết nối mơ hình MIKE 11 (tính tốn thủy lực mạng sơng chiều) với mơ hình MIKE 21 (mơ dịng chảy nước nơng chiều theo 58 phương ngang) loại kết nối: a) kết nối tiêu chuẩn: sử dụng nhánh sông chiều đổ trực tiếp vào vùng ngập chiều; b) kết nối bên: sử dụng nhánh sông nằm kề vùng ngập, mực nước sơng cao cao trình bờ kết nối với lưới tương ứng mơ hình chiều; c) kết nối cơng trình (ẩn): sử dụng dạng liên kết qua cơng trình; d) kết nối khô (zero flow link): kết nối khơng cho dịng chảy tràn qua [4] Trong nghiên cứu sử dụng kết nối bên, dịng chảy sơng hạ du hồ Dầu Tiếng mơ hình hóa mơ hình chiều, cịn dịng chảy tràn bãi mơ mơ hình chiều Q trình dịng chảy từ mưa mơ mơ hình NAM Dựa theo đặc trưng mạng lưới sông suối gia nhập đặc điểm địa hình, vùng hạ du hồ Dầu Tiếng chia thành 312 tiểu lưu vực (hình 2) Các tiểu lưu vực liên kết với hệ thống sông suối tính đồng thời với mơ hình thủy lực Các tiểu vùng đóng vai trị quan trọng việc hứng nước mưa trữ nước 3.1 Thiết lập mơ hình Mơ hình thủy lực mơ ngập lụt vùng nghiên cứu xây dựng theo ba bước: Bước – Xây dựng mơ hình thủy lực chiều MIKE 11 hệ thống sông kênh vùng nghiên cứu (hình 3.a) Bước – Xây dựng mơ hình thủy lực chiều cho vùng nghiên cứu: để đảm bảo mô chi tiết chế độ thủy lực tương tác nhiều yếu tố như: dịng chảy sơng, triều dịng chảy ven bờ; mơ hình thủy lực cửa sơng ven biển (MIKE 21FM) với dạng lưới Flexible Mesh lựa chọn xây dựng cho toàn vùng nghiên cứu (hình 3.b) Bước – Kết nối hai mơ hình thủy lực vào với mô-đun MIKE FLOOD (hình 4) Phạm vi sơ đồ tính xác định từ phía sau đập hồ Dầu Tiếng sơng Sài Gịn, phía sau chân đập hồ thủy điện Trị An sông Đồng Nai, sông Bé tới vị trí đập hồ Phước TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 19 - 2013 KHOA HỌC Hòa, sông Vàm Cỏ Đông lấy từ sau trạm thủy văn Cần Đăng, sông Vàm Cỏ Tây từ Mộc Hóa tới biển Đơng Do đó, biên tính toán bao gồm biên lưu lượng Trị An sơng Đồng Nai, Dầu Tiếng sơng Sài Gịn, Bến Đá sông Vàm Cỏ Đông, biên mực nước Vũng Tàu biên mưa bao CÔNG NGHỆ gồm trạm Biên Hòa, Thủ Dầu Một, Tân Sơn Nhất, Bến Lức Trạm Nhà Bè Tài liệu địa hình lịng sơng tài liệu thực đo năm 2013, số liệu địa hình phần dự án “Quy trình vận hành hồ Dầu Tiếng có bổ sung nước từ hồ Phước Hịa” [3] mà tác giả chủ nhiệm dự án Untitled 1260000 1250000 1240000 1230000 1220000 1210000 1200000 1190000 1180000 1170000 1160000 1150000 1140000 1130000 580000 600000 620000 640000 660000 (a) 680000 700000 720000 740000 (b) Hình 3: Sơ đồ thủy lực MIKE 11 (a) sơ đồ thủy lực MIKE 21 (b) Hình 4a: Sơ đồ thủy lực MIKE FLOOD hạ du hồ Dầu Tiếng TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 19 - 2013 59 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 3.2 Hiệu chỉnh kiểm định mơ hình Sau xây dựng sơ đồ mạng lưới tính tốn, việc hiệu chỉnh thơng số đặc trưng hệ số nhám, thời gian bước thời gian tính toán thực phương pháp thử dần Trong hệ số nhám Manning (n): phân nhiều đoạn sơng khác có xét đến thay đổi nhám lịng, bờ bãi; mơ hình chiều MIKE 21 n xây dựng đồ sử dụng đất cho khu vực tỉ lệ 1:10.000; nhìn chung dao động khoảng từ 0,022÷0,035 Mơ hình thủy lực hiệu chỉnh kiểm định với trạm thủy văn sau: Hình 4b: Mơ hình DEM hạ du Dầu Tiếng Bảng 1: Vị trí hiệu chỉnh kiểm định mực nước H, lưu lượng Q TT Vi Trí Tên sơng 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 Biên Hòa Đồng Nai H H H H H H H H TDM Sài Gòn H H H H H H H H Phú An Sài Gòn H H H H H H H H Nhà Bè Nhà Bè H H H H H H H H Bến Lức Vàm Cỏ Đông H,Q H H H H H H H Tân An Vàm Cỏ Tây H,Q H H H H H H H Kiểm định H, Q đo đạc tăng cường vào tháng năm 2009 Kiểm định H, Q đo đạc tháng năm 2013 Năm chọn để hiệu chỉnh năm có lũ lớn thơng số tính tốn, chọn chuỗi số liệu đầy đủ số liệu thực đo toàn hệ thống thực đo vào tháng 9, 10 năm 2000 đến sông vùng nghiên cứu vùng lân cận Căn 2007 để kiểm định mơ hình Ngồi tiến vào yếu tố trên, thời gian mùa lũ từ tháng hành kiểm định với số liệu đo tăng cường đến tháng 11 năm 2000 chọn làm năm vào tháng năm 2009 tháng năm 2013 hiệu chỉnh mơ hình Sau hiệu chỉnh dùng chuỗi số liệu quan Kết kiểm nghiệm mô hình với số liệu thực trắc độc lập với thời gian hiệu chỉnh để kiểm đo cho thấy mực nước mơ mơ hình định mơ hình Để đảm bảo tính ngẫu phù hợp, chênh lệch kết mô nhiên đánh giá mức độ phù hợp hình thực đo trạm thủy văn nhỏ 60 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 19 - 2013 KHOA HỌC CƠNG NGHỆ Đường q trình mực nước tính tốn thực tế tương đối đồng pha Như kết luận sở liệu đầu vào mơ hình thủy lực MIKE FLOOD xây dựng đủ tin cậy để áp dụng vào tính tốn mô yếu tố thủy lực mạng sông suối hạ lưu hồ Dầu Tiếng, phục vụ tốt cho việc nghiên cứu Kết kiểm định mực nước lưu lượng số vị trí vào số thời điểm thể hình 5, 6, 7, 8, 10 Hình 5: Kết kiểm định mực nước Thủ Dầu Một tháng 10 năm 2006 Hình 6: Kết kiểm định mực nước Nhà Bè tháng 10 năm 2007 Hình 7: Kết kiểm định mực nước Phú An tháng năm 2009 Hình 8: Kết kiểm định lưu lượng Rạch Tra tháng năm 2009 Hình 9: Kết kiểm định mực nước Bến Súc tháng năm 2013 Hình 10: Kết kiểm định lưu lượng Bến Súc tháng năm 2013 IV PHÂN TÍCH CÁC KẾT QUẢ MƠ PHỎNG 4.1 Kết tính tốn mực nước sơng Sài Gịn Mục tiêu đề nghiên cứu mô chế độ mực nước lớn hạ du hồ Dầu Tiếng xả lũ Khi đó, hồ chứa Dầu Tiếng xả cấp lưu lượng khác từ Qxả = 200 m3/s đến lưu lượng thiết kế Qxả = 2.800 m3/s ứng với trường hợp triều cao triều hạ du Đường trình xả lũ hồ Dầu Tiếng đưa vào dựa quy trình vận hành tràn xả lũ theo cấp lưu lượng Với biên thượng lưu khác, hồ Trị An, Phước Hòa sơng Vàm Cỏ Đơng, Vàm TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 19 - 2013 61 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ Cỏ Tây lấy với điều kiện lũ năm 2000, thời điểm có lũ bất lợi toàn đồng ghi nhận Các giá trị xả lũ không thay đổi tổ hợp với mức xả từ hồ Dầu Tiếng để tạo thuận lợi cho việc so sánh ảnh hưởng mức xả khác từ hồ Dầu Tiếng lên vùng hạ du sơng Sài Gịn Ảnh hưởng mưa, bốc hơi, thấm, nước ngầm, gió lấy theo mạng lưới trạm khí tượng thuỷ văn Quốc gia hạ du lưu vực sông bao gồm: Tân Sơn Nhất, Biên Hịa, Tây Ninh, Tân An Mộc Hóa Theo QCVN 04-05:2012/BNNPTNT, mưa tiêu lưu vực lấy với tần suất 10% Một số kết tính tốn thủy lực hạ du hồ Dầu Tiếng thể hình 11, hình 12 hình HỒ DẦU TIẾNG XẢ LŨ Qmax = 600 m3/s HỒ DẦU TIẾNG XẢ LŨ Qmax = 2800 m3/s 12.0 Triều cường 1.0 4.0 Triều Phú An Đôn Thuận Cầu Dầu Tiếng 6.0 Cầu Láng Thé 2.0 8.0 Mực nước (m) Cửa sơng Sài Gịn Phú An Thủ Dầu Một Phú Mỹ Hưng 3.0 Cầu Dầu Tiếng Mực nước (m) 4.0 Cầu Láng Thé 10.0 Đôn Thuận 5.0 Thủ Dầu Một Triều Phú Mỹ Hưng Triều cường Cửa sơng Sài Gịn 6.0 2.0 0.0 0.0 0.0 20.0 40.0 60.0 80.0 Khoảng cách (km) 100.0 120.0 140.0 0.0 20.0 40.0 60.0 80.0 Khoảng cách (km) (a) 100.0 120.0 140.0 (b) Hình 11: Đường mực nước lớn dọc sơng Sài Gịn từ hồ Dầu Tiếng đến cửa sơng Sài Gịn theo cấp xả 600 m3/s (a) 2.800 m3/s (b) tổ hợp với triều triều cường hạ du HỒ DẦU TIẾNG XẢ LŨ TRONG THỜI KỲ TRIỀU KÉM HỒ DẦU TIẾNG XẢ LŨ TRONG THỜI KỲ TRIỀU CƯỜNG 12.0 12.0 Không xả Qmax = 2.800 m3/s Qmax = 2.800 m3/s 2.0 Cửa sơng Sài Gị Phú An Thủ Dầu Một 4.0 Cầu Láng Thé Phú Mỹ Hưng Đôn Thuận 6.0 Cầu Dầu Tiếng Mực nước (m) Cửa sơng Sài Gịn Phú An Thủ Dầu Một 4.0 8.0 Cầu Láng Thé Phú Mỹ Hưng 6.0 Đôn Thuận Cầu Dầu Tiếng 8.0 Mực nước (m) Không xả 10.0 10.0 2.0 0.0 0.0 20 40 60 80 Khoảng cách (km) 100 120 140 0.0 20.0 (a) 40.0 60.0 80.0 Khoảng cách (km) 100.0 120.0 140.0 (b) Hình 12: Đường mực nước lớn dọc sơng Sài Gịn từ hồ Dầu Tiếng đến cửa sơng Sài Gịn theo cấp xả 200 m3/s 2.800 m3/s tổ hợp với triều (a) triều cường (b) hạ du Các kết mơ cho thấy, địa hình dọc theo sơng Sài Gịn dạng gị đồi chuyển sang đồng vùng trũng ven biển nên mức độ ảnh hưởng hồ Dầu Tiếng lên đoạn sông khác Khi hồ Dầu Tiếng xả lũ với lưu lượng Qxả max = 600 m3/s, mực nước lớn vị trí K20+000 ứng với ngày triều cường 62 Zmax=+3,07m ứng với ngày triều Zmax=+2,81m; chênh lệch 0,26m Trong đó, vào ngày triều kém, mực nước lớn hồ xả lưu lượng Qmax=+2.800 m3/s, Zmax=+8,07m; vào ngày triều cường Zmax=+8,18m, chênh lệch 0,11m Có thể thấy rằng, phía hạ lưu chênh lệch mực nước lớn cấp xả nhỏ, đối TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 19 - 2013 KHOA HỌC với trường hợp xả vào ngày triều cường chênh lệch nhỏ 0,10m Do đó, xem vùng chịu ảnh hưởng lũ chủ đạo Khu vực bao gồm thị trấn Dầu Tiếng thuộc huyện Bến Cát, tỉnh Bình Dương CƠNG NGHỆ xã Bến Củi, Phước Minh, huyện Dương Minh Châu, tỉnh Tây Ninh Bảng thể mực nước lớn số vị trí dọc sơng Sài Gịn theo số kịch hồ Dầu Tiếng xả lũ với số cấp lưu lượng từ 200 đến 600 m3/s Bảng 2: Bảng mực nước số vị dọc sơng Sài Gịn theo số kịch hồ Dầu Tiếng xả lũ với số cấp lưu lượng từ 200 đến 600 m3/s trường hợp triều cường Khoảng cách 0,00 8,00 28,00 34,00 44,50 54,00 73,82 76,00 88,00 95,00 111,23 129,00 131,12 143,69 Lưu lượng xả Q (m3/s) 400 600 4,17 5,07 3,83 4,74 2,26 2,53 2,20 2,44 2,10 2,19 2,03 2,12 1,84 1,94 1,83 1,91 1,73 1,79 1,71 1,75 1,65 1,67 1,59 1,59 1,58 1,59 1,58 1,59 200 2,91 2,71 2,09 2,05 1,99 1,93 1,79 1,78 1,70 1,69 1,64 1,58 1,58 1,58 2800 11,38 10,81 6,85 6,55 5,06 4,67 2,48 2,33 2,03 1,96 1,82 1,70 1,69 1,67 Ghi Tràn hồ Dầu Tiếng Cầu Dầu Tiếng Sóc Lào Đôn Thuận Cầu Bến Súc Phú Mỹ Hưng Cầu Láng Thé Cửa sơng Thị Tính Trung tâm Thủ Dầu Một Lái Thiêu Cửa Rạch Tra Vàm Thuật Phú An Cửa sơng Sài Gịn ĐƯỜNG MỰC NƯỚC LỚN NHẤT DỌC SƠNG SÀI GỊN THEO MỘT SỐ CẤP XẢ TỪ HỒ DẦU TIẾNG ĐẾN NGÃ BA ĐÈN ĐỎ TRƯỜNG HỢP KHÔNG CÓ HỆ THỐNG CHỐNG NGẬP TP.HCM THEO QD1547 (KB1) Q = 800m3/s Q = 1000m3/s Q = 1200m3/s Q = 1400m3/s Q = 1600m3/s Q = 1800m3/s Q = 2000m3/s Q = 2200m3/s Q = 2400m3/s Q = 2600m3/s Q = 2800m3/s Phú An 4.00 Q = 400m3/s Q = 600m3/s Lái Thiêu 6.00 Thủ Dầu Một Cầu Láng The Phú Mỹ Hưng Sóc Lào 8.00 Mực nước (m) Đơn Thuận 10.00 Q = 200m3/s Cửa sơng Sài Gịn Cầu Dầu Tiếng 12.00 2.00 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0.00 Khoảng cách (km) Hình 13: Đường mực nước lớn dọc sơng Sài Gịn từ hồ Dầu Tiếng đến ngã ba Đèn Đỏ theo số cấp xả từ 200–2.800 m3/s trường hợp triều cường TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 19 - 2013 63 KHOA HỌC CƠNG NGHỆ Kết mơ hình 12.a 12.b cho thấy đoạn sơng Sài Gịn sau Thủ Dầu Một chịu ảnh hưởng việc xả lũ hồ Dầu Tiếng nhỏ Trong thời kỳ triều kém, trường hợp không xả lũ mực nước lớn Thủ Dầu Một Zmax = +1,48m hồ Dầu Tiếng xả với lưu lượng thiết kế Qmax=+2.800 m3/s, mực nước Thủ Dầu Một Zmax=+1,90m chênh lệch Z = 0,42m, vị trí cầu Dầu Tiếng, mực nước chênh lệch 8,02m Đặc biệt Phú An, ảnh hưởng việc xả lũ Dầu Tiếng nhỏ, chênh lệch 1cm với cấp xả thay đổi từ 200m3/s đến 600m3/s, chênh lệch 8cm cấp xả thay đổi từ 600m3/s đến 28003/s (xem Bảng 2) Hình 13 cho thấy ảnh hưởng dịng chảy từ phía thượng lưu có tác động đến Thủ Dầu Một lưu lượng lớn 600 m3/s Như khu vực từ Thủ Dầu Một đến cửa sơng Sài Gịn KM140+300 xem vùng chịu ảnh hưởng triều Đây địa phận bao gồm tồn quận, huyện địa bàn Tp.Hồ Chí Minh (trừ huyện Củ Chi) huyện Thuận An, phần thị xã Thủ Dầu Một (Bình Dương) Khu vực nằm KM20+000 đến Thủ Dầu Một xem vùng ảnh hưởng lũ triều gồm phần huyện Dương Minh Châu, Trảng Bàng tỉnh Tây Ninh, Bến Cát, Thủ Dầu Một, huyện Hóc Mơn, Củ Chi Kết tính tốn cho thấy, trường hợp biên triều lớn (với triều 1994), hồ Dầu Tiếng không xả lũ, biên thượng lưu hồ Trị An, Phước Hịa sơng Vàm Cỏ Đơng, Vàm Cỏ Tây lấy với điều kiện lũ năm 2000, mực nước đạt mức báo động +1,5m Phú An +1,3m Thủ Dầu Một Trong trường hợp triều (tần suất 75%) mực nước Phú An đạt 1,4m (mức báo động 2) hồ Dầu Tiếng xả 600m3/s xấp xỉ 1,5m (mức báo động 3) hồ xả 2800m3/s Điều cho thấy mực nước khu vực Tp Hồ Chí Minh (hạ du sơng Sài 64 Gịn) định chủ yếu chế độ triều 4.2 Kết tính toán ngập lụt Việc xây dựng đồ ngập lụt công cụ quan trọng để quan chức xây dựng đồ kế hoạch di tản, quy hoạch sử dụng đất v.v…, qua giúp giảm thiệt hại người bão lũ xảy ra, giúp cơng tác phịng tránh thiên tai đạt hiệu cao Bản đồ ngập lụt định nghĩa đồ thể phần đất từ khu vực mép sơng đến vị trí mép nước cao Bản đồ ngập lụt khu vực hạ du hồ Dầu Tiếng xây dựng sở sau đây: - Dữ liệu địa hình địa vật khu vực tiềm ẩn nguy chịu ảnh hưởng lũ bao gồm toàn phạm vi nghiên cứu (khu vực dọc sơng Sài Gịn dài bắt nguồn từ hồ Dầu Tiếng đến cửa sơng Sài Gịn - tuyến xả tràn hồ Dầu Tiếng) Đây khu vực bao gồm tỉnh Tây Ninh, Bình Dương, Tp.Hồ Chí Minh; - Tài liệu địa giới hành huyện, xã khu vực nghiên cứu; - Các trị số mực nước tính tốn Kết xây dựng đồ ngập lụt cho khu vực hạ du TP.Hồ Chí Minh cho trường hợp hồ Dầu Tiếng xả lũ với lưu lượng Qmax=600 m3/s Qmax=2.800 m3/s thể hình 10.a 10.b Các đồ ngập lụt cho thấy đoạn đầu từ chân đập km đến km 20 bãi sông rộng khoảng 1km, hạ du chiều rộng ngập lụt tăng đến km 33 bãi sông ngập lụt mở rộng khoảng 2km, đến km 49 bãi ngập mở rộng khoảng 5km , đến km 76 chỗ nối bãi sơng Sài Gịn với bãi sơng Thị Tính phân lưu sơng Sài Gòn chiều rộng khu ngập 5km Đoạn từ cửa sơng Thị Tính cửa sơng Sài Gịn bãi sông mở rộng vùng trũng rộng lớn, ngập lụt không riêng xả lũ lớn gây mà cịn thủy triều TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 19 - 2013 KHOA HỌC Kết tính tốn theo kịch hồ Dầu Tiếng xả lũ lớn gây ngập lụt cho hạ du: Đoạn từ km đến km 76,0 tăng độ sâu ngập lụt, bề rộng diện tích ngập lụt tăng không đáng kể Đoạn từ Km76 cửa sơng Sài Gịn diện tích ngập lụt tăng lên, song vùng ngập nông, độ sâu ngập theo kịch thay đổi không đáng kể V KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Việc ứng dụng mơ hình tính tốn thủy lực ngập lụt cho thấy diễn biến chế độ mực nước sông Sài Gòn hồ chứa Dầu Tiếng xả lũ với cấp lưu lượng khác Các thông số mơ hình thủy lực MIKE FLOOD hiệu chỉnh kiểm định đảm bảo kết tính tốn mơ hình phù hợp với số liệu điều tra thực tế Nghiên cứu phân chia vùng ảnh hưởng việc xả lũ hồ Dầu Tiếng, vùng ảnh hưởng triều biển Đơng vùng vừa chịu ảnh hưởng từ lũ triều Kết tính tốn cho thấy ảnh hưởng triều đến khu vực Tp HCM lớn, trường hợp biên triều lớn (với triều 1994), hồ Dầu Tiếng không xả lũ, biên thượng lưu hồ Trị An, Phước Hịa sơng Vàm Cỏ Đơng, Vàm Cỏ Tây lấy với điều kiện lũ năm 2000, mực nước đạt mức báo động +1,5m Phú An, trường hợp lưu lượng xả lũ Dầu Tiếng không ảnh hưởng lớn đến mực nước Phú An Kết tính tốn cho thấy, để trì mực nước sơng Sài Gịn giới hạn cho phép Thủ Dầu Một (không vượt mức báo động 3) lưu lượng xả DầuTiếng nằm khoảng 600 m3/s Kết nghiên cứu sở cho việc xây dựng giải pháp chống ngập cho khu vực hạ du sơng Sài Gịn tương lai Trong khu vực chịu ảnh hưởng lũ tiến hành biện pháp nạo vét cải tạo lòng dẫn, xây dựng phạm vi đê hợp lý để tăng CƠNG NGHỆ diện tích trữ lũ, truyền lũ Các khu vực chịu ảnh hưởng triều tiến hành giải pháp xây dựng đê bao cơng trình ngăn triều Kiến nghị Để kiểm sốt lưu lượng xả lũ qua hồ Dầu Tiếng xuống hạ du cần đưa tiêu chí khống chế ngập lụt hạ du Bộ tiêu chí phải xác định sở tổng hợp yếu tố tần suất bảo vệ vùng hạ du có lũ thượng nguồn, rủi ro chấp nhận vùng hạ du trường hợp có lũ xảy cụ thể hóa mực nước, độ sâu ngập chấp nhận, thời gian ngập chấp nhận cho vùng bảo vệ Đề tài cấp nhà nước “Nghiên cứu lập quy trình điều hành hệ thống liên hồ chứa lưu vực sơng Đồng Nai – Sài Gịn nhằm chống ngập úng cho khu vực Thành phố Hồ Chí Minh” Viện Quy hoạch Thủy lợi Miền Nam chủ trì nghiệm thu năm 2012 [9] tính tốn đánh giá lưu lượng lũ đến hồ Dầu Tiếng tương ứng với tần suất thiết kế QP=0.1%=3952.22m3/s < QtkP=0.1% = 4900m3/s lưu lượng phê duyệt thức thiết kế cơng trình Kết tính tốn số đề tài, dự án khác cho thấy lưu lượng lũ đến thiết kế hồ Dầu Tiếng nhỏ 4900m3/s nhiều chưa thống giá trị cụ thể Cần có phân tích làm rõ để đề xuất lựa chọn giá trị cụ thể làm sở tính tốn điều tiết lũ hồ Dầu tiếng phù hợp với thực tế Hơn số nghiên cứu cho chế độ thủy văn thủy lực lưu vực hồ có nhiều thay đổi phần lớn diện tích rừng đầu nguồn giảm sút, phát triển sở hạ tầng không theo quy hoạch làm cho hệ thống sông suối bị bồi lắng thay đổi hướng dòng chảy ảnh hưởng biến đổi khí hậu Vì cần có đánh giá lại q trình dịng chảy đến hồ (dòng chảy năm, dòng chảy lũ) theo trạng từ tính tốn lại điều tiết lũ hồ TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 19 - 2013 65 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Viện Thủy lợi Môi trường 2009, Kế hoạch ứng phó khẩn cấp hạ du hồ Dầu Tiếng, tỉnh Tây Ninh, Bình Dương, Long An TP.HCM [2] Viện Thủy lợi Mơi trường 2013, Quy trình cảnh báo lũ hạ du hồ Lịng Sơng, tỉnh Bình Thuận [3] Viện Thủy lợi Mơi trường 2013, Quy trình vận hành hồ Dầu Tiếng có bổ sung nước từ hồ Phước Hòa [4] Denmark Hydraulic Institute (DHI) 2012, MIKE FLOOD user guide [5] Anh TN, Đức ĐĐ, Anh NT, Sơn NT Bình HT, Mơ ngập lụt khu vực hạ lưu đập Cửa Đạt đến Bái Thượng, Hội thảo quốc gia Khí tượng Thủy văn, mơi trường Biến đổi khí hậu [6] Bình HT, Anh TN Khá ĐĐ 2010, Ứng dụng mơ hình MIKE FLOOD tinh tốn ngập lụt hệ thống sơng Nhật Lệ tỉnh Quảng Bình, Tạp chí khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên Công nghệ Tập 26, số 3S, tr.285-294 [7] T.Mulder, S.Zaragosi, J.N.Jouanneau, G.Bellaiche J.Queneau 2009, Deposits related to the failure of the Malpasset Dam in 1959: An analogue for hyperpycnal deposits from jökulhlaups, theo trang www.elsevier.com, truy cập ngày 01/03/2013 [8] Tổng cục Thống kê 2012, theo trang Gso.gov.vn, truy cập ngày 04/06/2013 [9] Viện Quy hoạch Thủy lợi Miền Nam 2012, Báo cáo tổng kết khoa học công nghệ - Đề tài độc lập cấp nhà nước: Nghiên cứu lập quy trình điều hành hệ thống liên hồ chứa lưu vực sông Đồng Nai – Sài Gòn nhằm chống ngập úng cho khu vực Tp HCM [10] Sơng Sài Gịn khơng kham lũ Dầu Tiếng, Báo Sài Gòn tiếp thị 19/11/2008, http://sgtt.vn/Thoi-su/68497/Song-Sai-Gon-khong-kham-noi-lu-Dau-Tieng.html 66 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 19 - 2013 ... điều tra, nghiên cứu chế độ xả lũ hồ Dầu Tiếng, ảnh hưởng việc xả lũ tới hạ du sơng Sài Gịn Một số nghiên cứu cho khả lũ phần hạ du sơng Sài Gòn giảm sút tác động trình phát triển, sơng Sài Gịn... lý điều hành hồ chứa Hình 1: Hồ Dầu Tiếng khu vực hạ du sơng Hình 2: Tiểu lưu vực hạ du hồ Dầu Tiếng Sài Gòn Vùng hạ du hồ Dầu Tiếng bao gồm tỉnh Tây Ninh, Bình Dương thành phố Hồ Chí Minh vốn... Sơng Sài Gòn ảnh hưởng xả lũ hồ Dầu Tiếng triều biển Đơng, từ xác định vùng chịu ảnh hưởng lũ thượng lưu triều hạ lưu vùng Thơng qua phân tích kết mô ngập lụt với cấp xả hồ Dầu Tiếng đưa kết luận