Đánh giá tác động của tổ hợp cạn bất lợi đến hệ thống thủy lợi và giao thông thủy vùng hạ du sông hồng

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - NGUYỄN MINH THÀNH ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA TỔ HỢP CẠN BẤT LỢI ĐẾN HỆ THỐNG THỦY LỢI VÀ GIAO THÔNG THỦY VÙNG HẠ DU SÔNG HỒNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – Năm 2014 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Nguyễn Minh Thành ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA TỔ HỢP CẠN BẤT LỢI ĐẾN HỆ THỐNG THỦY LỢI VÀ GIAO THÔNG THỦY VÙNG HẠ DU SÔNG HỒNG Chuyên ngành: Thủy văn học Mã số: 60 44 02 24 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS TRẦN NGỌC ANH TS VŨ THỊ THU LAN Xác nhận học viên chỉnh sửa theo góp ý hội đồng Giáo viên hướng dẫn Chủ tịch hội đồng chấm luận văn thạc sĩ khoa học TS Vũ Thị Thu Lan PGS.TS Nguyễn Thanh Sơn Hà Nội – Năm 2014 LỜI CẢM ƠN Luận văn thạc sỹ khoa học “Đánh giá tác động tổ hợp cạn bất lợi đến hệ thống thủy lợi giao thơng thủy vùng HDSH” hồn thành khoa Khí tượng – Thủy văn – Hải dương học thuộc trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội tháng 12 năm 2014, hướng dẫn trực tiếp PGS TS Trần Ngọc Anh, trường Đại học Khoa học tự nhiên TS Vũ Thị Thu Lan, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam Học viên xin trân trọng cảm ơn PGS TS Trần Ngọc Anh TS Vũ Thị Thu Lan tận tình hướng dẫn suốt trình nghiên cứu luận văn Học viên xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới Thầy, Cơ giáo khoa Khí tượng Thủy văn Hải dương học, bác, anh chị em đồng nghiệp phòng Địa lý thủy văn, Viện Địa lý giúp đỡ, tạo điều kiện tốt cho tác giả trình học tập, nghiên cứu Cuối tác giả xin gửi lời cảm ơn tới gia đình bạn bè giúp đỡ, động viên tác giả nhiều suốt trình học tập thực luận văn Do thời gian kinh nghiệm cịn hạn chế nên luận văn khơng tranh khỏi thiếu sót Vì vậy, học viên mong nhận đóng góp q báu từ thầy độc giả quan tâm Học viên Nguyễn Minh Thành MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG iii DANH MỤC HÌNH iv BẢNG KÝ HIỆU CHỮ VIẾT TẮT vii MỞ ĐẦU .1 Chương – KHÁI QUÁT ĐẶC ĐIỂM ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ PHÁT TRIỂN KINH TẾ - XÃ HỘI VÙNG HẠ DU SÔNG HỒNG 1.1 Đặc điểm điều kiện tự nhiên .4 1.1.1 Vị trí địa lý 1.1.2 Đặc điểm địa hình, địa mạo 1.1.3 Khí hậu 1.1.4 Thuỷ văn 1.1.5 Hải văn 1.1.6 Thổ nhưỡng .9 1.1.7 Thực vật 11 1.2 Đặc điểm kinh tế - xã hội .11 1.2.1 Dân cư lao động 11 1.2.2 Đặc điểm phát triển kinh tế .12 1.3 Khái quát đặc điểm hệ thống thủy lợi hạ du sông Hồng 16 1.3.1 Vùng sông Lô - Gâm .16 1.3.2 Vùng sông Cầu - sông Thương 17 1.3.3 Vùng hữu sông Hồng .17 1.3.4 Vùng tả sông Hồng 18 1.3.5 Vùng hạ du sơng Thái Bình .19 1.4 Khái quát đặc điểm mạng lưới giao thông thủy vùng hạ du sông Hồng 21 Chương - XÁC ĐỊNH TỔ HỢP CẠN BẤT LỢI ĐẾN HẠ DU SÔNG HỒNG 26 2.1 Đặc điểm dịng chảy cạn vùng hạ du sơng Hồng 26 i 2.2 Đánh giá đồng đặc trưng dịng chảy cạn sơng Hồng .29 2.2.1 Cơ sở liệu đánh giá .29 2.2.2 Đánh giá đồng thời gian xuất dịng chảy cạn nhánh sơng 30 2.2.3 Đánh giá đồng mức độ cạn 35 2.3 Lựa chọn hợp cạn bất lợi 45 Chương – ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA TỔ HỢP CẠN BẤT LỢI ĐẾN HỆ THỐNG THỦY LỢI VÀ GIAO THÔNG THỦY VÙNG HDSH 46 3.1 Ứng dụng mơ hình MIKE 11-HD mơ dịng chảy kiệt hệ thống sơng Hồng theo năm cạn bất lợi .46 3.1.1 Cơ sở lý thuyết mơ hình MIKE 11-HD .46 3.1.2 Thiết lập, hiệu chỉnh kiểm định thơng số mơ hình .50 3.2 Đánh giá tác động tổ hợp cạn bất lợi đến hệ thống thủy lợi vùng hạ du 59 3.3 Đánh giá tác động tổ hợp cạn bất lợi đến giao thông thủy vùng hạ du 63 KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO 72 DANH MỤC BẢNG Bảng 1 Phân loại đất vùng HDSH Bảng Kích thước đường thủy nội địa theo cấp kỹ thuật 22 Bảng Cấp kỹ thuật tuyến đường thủy vùng HDSH 23 Bảng Các tuyến giao thông thủy quan trọng vùng HDSH .24 Bảng Dịng chảy trung bình mùa cạn lưu vực sơng Hồng – Thái Bình 28 Bảng 2 Tổng hợp mực nước Hà Nội thấp tháng mùa cạn từ 20012011 (Đơn vị: cm) .29 Bảng Thời gian xuất đặc trưng dịng chạy cạn tuyến sơng Đà, Thao, Lô hạ lưu Hồng .31 Bảng Năm xuất trạng thái đồng tuyến sông .34 Bảng Tổ hợp dòng chảy cạn tuyến theo đặc trưng dòng chảy năm ứng với mức đặc biệt cạn Hà Nội 35 Bảng Tổ hợp dòng chảy cạn tuyến theo đặc trưng dòng chảy mùa cạn ứng với mức đặc biệt cạn Hà Nội 37 Bảng Tổ hợp dòng chảy cạn tuyến theo đặc trưng dòng chảy tháng ứng với mức đặc biệt cạn Hà Nội 39 Bảng Tổ hợp dòng chảy cạn tuyến theo đặc trưng dòng chảy tháng ứng với mức đặc biệt cạn Hà Nội 41 Bảng Đặc trưng dòng chảy trạm lưu vực sơng Hồng năm 2009-2010 45 Bảng Kết so sánh giá trị thực đo tính toán theo số Nash 58 iii DANH MỤC HÌNH Hình 1 Vị trí địa lý vùng HDSH Hình Bản đồ hệ thống thủy lợi vùng HDSH 21 Hình Sơ đồ tuyến vận tải thủy vùng HDSH 24 Hình Sơ đồ tuyến vận tải thủy quan trọng vùng HDSH .25 Hình Tương quan dịng chảy năm trạm Hịa Bình trạm Sơn Tây 36 Hình 2 Tương quan dịng chảy năm trạm Yên Bái trạm Sơn Tây 36 Hình Tương quan dịng chảy năm trạm Vụ Quang trạm Sơn Tây .37 Hình Tương quan dịng chảy mùa cạn trạm Hịa Bình trạm Sơn Tây 38 Hình Tương quan dòng chảy mùa cạn trạm Vụ Quang trạm Sơn Tây 38 Hình Tương quan dịng chảy mùa cạn trạm Yên Bái trạm Sơn Tây 39 Hình Tương quan dịng chảy tháng nhỏ Hịa Bình Sơn Tây 40 Hình Tương quan dịng chảy tháng nhỏ Vụ Quang Sơn Tây .40 Hình Tương quan dòng chảy tháng nhỏ Yên Bái Sơn Tây 41 Hình 10 Tương quan dòng chảy tháng nhỏ Hịa Bình Sơn Tây 42 Hình 11 Tương quan dòng chảy tháng nhỏ Vụ Quang Sơn Tây .42 Hình 12 Tương quan dịng chảy tháng nhỏ Yên Bái Sơn Tây 43 Hình 13 Tương quan dịng chảy tháng tháng Hịa Bình 43 Hình 14 Tương quan dịng chảy tháng tháng Yên Bái 44 Hình 15 Tương quan dịng chảy tháng tháng Vụ Quang .44 Hình 16 Tương quan dòng chảy tháng tháng Sơn Tây 44 Hình Sơ đồ sai phân hữu hạn điểm ẩn Abbott .47 Hình Sơ đồ sai phân hữu hạn điểm ẩn Abbott; Sơ đồ sai phân điểm ẩn Abbott mặt phẳng x~t 48 Hình 3 Nhánh sơng với điểm lưới xen kẽ 48 Hình Sơ đồ sai phân hữu hạn điểm ẩn Abbott; 48 Hình Cấu trúc điểm lưới mạng vịng 49 Hình Sơ đồ mặt mạng sơng tính tốn vị trí mặt cắt .51 Hình Biên lưu lượng ứng mùa cạn năm 1998-1999 53 Hình Biên lưu lượng ứng mùa cạn năm 2003 - 2004 53 Hình Biên lưu lượng ứng mùa cạn năm 2004 - 2005 53 Hình 10 Biên mực nước ứng mùa cạn năm 1998-1999 .53 Hình 11 Biên mực nước ứng mùa cạn năm 2003 - 2004 .53 Hình 12 Biên mực nước ứng mùa cạn năm 2004 - 2005 .53 Hình 13 Kết kiểm tra mực nước tính tốn trạm Sơn Tây mùa cạn 1998 1999 54 Hình 14 Kết kiểm tra mực nước tính tốn trạm Hà Nội mùa cạn 1998 1999 54 Hình 15 Kết kiểm tra mực nước tính tốn trạm Thượng Cát mùa cạn 1998 - 1999 .54 Hình 16 Kết kiểm tra mực nước tính tốn trạm Hưng Yên mùa cạn 1998 1999 54 Hình 17 Kết kiểm tra mực nước tính tốn trạm Sơn Tây mùa cạn 20032004 55 Hình 18 Kết kiểm tra mực nước tính tốn trạm Hà Nội mùa cạn 20032004 55 Hình 19 Kết kiểm tra mực nước tính tốn trạm Thượng Cát mùa cạn 2003-2004 56 Hình 20 Kết kiểm tra mực nước tính tốn trạm Hưng n mùa cạn 20032004 56 Hình 21 Kết kiểm tra mực nước tính tốn trạm Sơn Tây mùa cạn 20042005 56 Hình 22 Kết kiểm tra mực nước tính tốn trạm Hà Nội mùa cạn 20042005 56 Hình 23 Kết kiểm tra mực nước tính tốn trạm Thượng Cát mùa cạn 2004-2005 57 v Hình 24 Kết kiểm tra mực nước tính toán trạm Hưng Yên mùa cạn 20042005 57 Hình 25 Biên lưu lượng ứng mùa cạn năm 2009-2010 59 Hình 26 Biên mực nước mùa cạn năm 2009-2010 59 Hình 27 Đường trình mực nước TB Bạch Hạc 60 Hình 28 Đường trình mực nước cống Liên Mạc 61 Hình 29 Đường trình mực nước cống Xuân Quan 63 Hình 30 Độ sâu cột nước thấp mùa cạn dọc sơng Đà 64 Hình 31 Độ sâu cột nước thấp mùa cạn dọc sông Lơ 64 Hình 32 Độ sâu cột nước thấp mùa cạn dọc sông Hồng 65 Hình 33 Độ sâu cột nước thấp mùa cạn dọc sông Đuống 65 Hình 34 Độ sâu cột nước thấp mùa cạn dọc sông Đáy 66 Hình 35 Độ sâu cột nước thấp mùa cạn dọc sơng Kinh Thầy 66 Hình 36 Độ sâu cột nước thấp mùa cạn dọc sơng Đá Bạch 67 Hình 37 Độ sâu cột nước thấp mùa cạn dọc sơng Lai Vu 67 Hình 38 Độ sâu cột nước thấp mùa cạn dọc sông Lạch Tray 68 Hình 39 Sơ đồ vị trí bất lợi cho giao thơng thủy ứng với tổ hợp cạn năm 2009 -2010 69 Hình 25 Biên lƣu lƣợng ứng mùa cạn năm 2009-2010 Hình 26 Biên mực nƣớc mùa cạn năm 2009-2010 3.2 Đánh giá tác động tổ hợp cạn bất lợi đến hệ thống thủy lợi vùng hạ du Như trình bày phần 1.3, cơng trình lấy nước HDSH phụ thuộc nhiều vào nguồn nước sông Hồng, đặc biệt mực nước Trong khuôn khổ Luận văn, học viên đánh giá tổ hợp cạn bất lợi đến vấn đề lấy nước vào hệ thống cơng trình thủy lợi vị trí dịng sơng Hồng: (i) Trạm bơm Bạch Hạc, (ii) Cống Liên Mạc (iii) Cống Xuân Quan Theo nông lịch, thời kỳ lấy nước phục vụ cho đổ ải vụ Đông xuân từ khoảng (20/1- 10/2) theo diễn biến mực nước nêu trên, thời kỳ mực nước sông Hồng thường xuống thấp nên việc lấy nước vào hệ thống gặp khó khăn Mực nước sơng Hồng thường xun xuống thấp, nhiều khu vực phải chuyển đổi từ việc lấy nước qua cống dịng thành trạm bơm tạo nguồn ví dụ cống Liên Mạc (hệ thống sông Nhuệ), Long Tửu (hệ thống Ngũ Huyện Khê) Xuân Quan (hệ thống Bắc Hưng Hải) Vì vậy, học viên tập trung đánh giá tác động bất lợi tháng – (i) Trạm bơm Bạch Hạc Trạm bơm Bạch Hạc đưa vào phục vụ sản xuất từ năm 1965, lấy nước sông Lô, gần ngã ba sông Lô – Hồng thuộc phân khu thủy lợi sông Lô - Gâm Theo thiết kế, trạm bơm có nhiệm vụ cung cấp nước tưới cho 7.138ha thuộc địa giới 59 hành huyện Vĩnh Tường Yên Lạc tỉnh Vĩnh Phúc với thông số sau: + Lưu lượng thiết kế: Q = 11,2m3/s + Mực nước bể hút nhỏ nhất: + 5,47m + Cao trình đáy bể hút: + 3,08m + Mực nước bể xả: + 14,50m + Cao trình đáy bể xả: +10,55m + Mực nước lũ kiểu tra ứng với P = 1%: H = +9,03m Mùa khô năm 2009 – 2010 mực nước xuống thấp, kết tính tốn cho thấy mực nước sơng Lơ ngã ba Bạch Hạc giảm xuống mức thấp 5,2m So với mực nước yêu cầu bể hút trạm bơm Bạch Hạc +5,47m khoảng thời gian từ 14/2 – 21/2/2010 trạm bơm hoạt động Kết khiến 3.250ha lúa xuân muộn khu vực bị ảnh hưởng, 200ha vùng khó khăn lấy nước phải chuyển sang trồng loại trồng khác đậu tương Đường trình mực nước mùa cạn năm 2009 - 2010 trạm bơm Bạch Hạc 9.00 H tính tốn (m) 8.50 H thiết kế (m) 8.00 7.50 7.00 6.50 6.00 5.50 5.00 4.50 4.00 11/1/2009 12/1/2009 1/1/2010 2/1/2010 3/1/2010 4/1/2010 5/1/2010 Hình 27 Đƣờng trình mực nƣớc TB Bạch Hạc (ii) Cống Liên Mạc Theo thiết kế, hệ thống Sông Nhuệ lấy nước từ sông Hồng sông Nhuệ thiết kế tưới cho 81,148 nghìnha hệ số tưới mặt ruộng 0,2-0,9 l/s/ha Nguồn cung cấp nước cho toàn hệ thống chủ yếu nước sông Hồng (chủ yếu tưới vụ Đơng Xn) Sơng Nhuệ sơng trục tưới kết hợp hệ thống, lấy nước tưới từ sông Hồng qua cống đầu mối Liên Mạc (là cống đầu mối cấp đặc biệt, với lưu lượng tưới thiết kế 36,25 m3/s, mực nước thiết kế thượng lưu 3,4m, cống có nhiệm vụ cấp nước tưới cho 60 nghìnha canh tác TP.Hà Nội Hà Nam [8]), ngồi cịn số cống hỗ trợ khác cống Mộc Nam, cống Bá Giang Hầu hết sông trục hệ thống làm nhiệm vụ tưới tiêu kết hợp Toàn hệ thống chia thành vùng tưới chính: + Vùng tưới tự chảy: nằm dọc bờ sơng Nhuệ, sơng Vân Đình Duy Tiên vùng phía Nam hệ thống có cao độ thấp +3 m + Vùng tưới động lực: Nằm ven sơng Đáy, sơng Hồng có cao độ mặt ruộng lớn +3 m Thời kỳ mùa cạn năm 2009 – 2010 mực nước sơng Hồng trung bình tháng từ tháng 12/2009 đến tháng 3/2010 thấp mực nước thiết kế cống Mực nước thấp rơi vào tháng 2/2010, đạt 2,3m Xét trung bình 10 ngày có từ 21/1 – 10/2/2010 mực nước sơng Hồng đảm bảo đủ thiết kế Đường trình mực nước mùa cạn năm 2009 - 2010 cống Liên Mạc 7.0 H tính tốn H thiết kế 6.0 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 0.0 10/1/2009 11/1/2009 12/1/2009 1/1/2010 2/1/2010 3/1/2010 4/1/2010 5/1/2010 Hình 28 Đƣờng trình mực nƣớc cống Liên Mạc Với mực nước diễn biến mực nước trên, khu vực lấy nước từ sông 61 Nhuệ thuộc huyện Từ Liêm, Thanh Oai, Ứng Hịa, Thanh Trì, Thường Tín, Phú Xun quận Hồng Mai, Hà Đơng có khoảng 11.000ha gặp khó khăn nước tưới (iii) Tại cống Xuân Quan Cống Xn Quan cơng trình đầu mối lấy nước sơng Hồng cung cấp nước tưới cho hệ thống Thủy nông Bắc Hưng Hải với diện tích tưới 135.000ha Cống Xuân Quan xây dựng năm 1959 đưa vào khai thác sử dụng từ năm 1960 đến Cống có cửa lấy nước rộng 3,5 m cao m cửa âu thuyền rộng m cao m, đáy cống đặt cao trình -1,00 m, mực nước thiết kế lấy nước + 1,85m Kênh ngồi đưa nước từ sơng Hồng vào cống Xn Quan, đáy rộng 50 m, dài 1250 m Mùa kiệt năm 2009 – 2010 mực nước sông Hồng thượng lưu cống Xuân Quan thường trì mức từ 0,6 - 1,4m, kéo dài nhiều ngày thấp nhiều so với mực nước thiết kế khiến mực nước trạm bơm Văn Giang, Văn Lâm, Như Quỳnh… thấp, khơng có nước để bơm hết số máy, nhiều vùng phải bơm cấp Ngoài ra, hệ thống Bắc Hưng Hải phải lấy nước ngược qua Cầu Xe, An Thổ số cống đê bổ sung nguồn nước chất lượng (ước tính lấy nước ngược bổ sung khoảng 40 - 50% lượng nước toàn hệ thống) Xét lưu lượng, hệ thống Bắc Hưng Hải lấy nước sông Hồng qua cống Xuân Quan với lưu lượng thiết kế 75 m3/s, thực tế đạt 40m3/s nên diện tích tưới tự chảy đạt 70 - 80%, kinh phí để phục vụ nước cho nông nghiệp tăng (do bơm động lực) Do không khai thác nguồn nước đến đạt thiết kế, huyện Văn Giang, Khoái Châu Hưng Yên địa phương bị hạn nặng địa bàn, lượng nước phục vụ đổ ải cần lớn phục vụ sản xuất cho khoảng 37.000ha lúa 4.000ha trồng cạn Đường trình mực nước mùa cạn năm 2009 - 2010 cống Xuân Quan 4.5 H tính tốn 4.0 H thiết kế 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 10/1/2009 11/1/2009 12/1/2009 1/1/2010 2/1/2010 3/1/2010 4/1/2010 5/1/2010 Hình 29 Đƣờng trình mực nƣớc cống Xuân Quan 3.3 Đánh giá tác động tổ hợp cạn bất lợi đến giao thông thủy vùng hạ du Kết mô tổ hợp cạn bất lợi dùng để đánh giá tác động tổ hợp cạn bất lợi đến giao thông thủy vùng HDSH Tiêu chuẩn đánh giá sử dụng Quy định cấp kỹ thuật đường thủy nội địa ban hành theo thông tư số 36/2012/TT-BGTVT ngày 13 tháng năm 2012 Bộ Giao thông vận tải (bảng 1.3) Độ sâu cột nước tính tốn tuyến sông so sánh với độ sâu cột nước theo cấp kỹ thuật qui định thông tư Ở vị trí, thời điểm độ sâu cột nước thấp so với u cầu không đảm bảo tiêu chẩn thiết kế lưu thông thủy Kết tính tốn cho thấy vào mùa cạn, có 10/25 tuyến giao thơng thủy với 97 vị trí khơng đảm bảo yêu cầu thiết kế Các tuyến sông không đảo bảo thiết kế vào mùa cạn gồm có: sơng Đà, sơng Lơ, sơng Hồng, sơng Đuống, sơng Thái Bình, sông Kinh Thầy, sông Đá Bạch, sông Lai Vu, sông Lạch Tray, sông Đáy + Sông Đà đoạn từ trạm Hịa Bình Việt Trì có 12 vị trí khơng đảm bảo thiết kế lưu thông thủy vào thời điểm dòng chảy cạn Độ sâu tối thiểu vị trí từ 1,1m đến 2,4m 63 Độ sâu cột nước thấp dọc sơng Đà 8.0 h tính toán (m) 7.0 h yêu cầu (m) 6.0 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 57960 54390 50720 44590 40650 38336 35176 32076 29676 26516 22207 19315 17689 15798 13639 11388 8850 6638 5346 4540 3618 2799 1127 0.0 Hình 30 Độ sâu cột nƣớc thấp mùa cạn dọc sông Đà + Sông Lô đoạn từ Vụ Quang ngã ba Bạch Hạc có 09 vị trí có độ sâu thấp vào mùa cạn không đảm so với yêu cầu thiết kế Độ sâu thấp vào mùa kiệt vị trí 0,6m 10.0 Độ sâu cột nước thấp dọc sông Lô h tính tốn (m) h u cầu (m) 8.0 6.0 4.0 2.0 0.0 Hình 31 Độ sâu cột nƣớc thấp mùa cạn dọc sơng Lơ + Trên dịng sơng Hồng từ ngã Việt Trì đến cửa Ba Lạt có 19 vị trí độ sâu cột nước khơng đảm bảo thiết kế Trong riêng đoạn từ Hà Nội lên Việt Trì có 15 vị trí, 04 vị trí cịn lại thuộc địa phận Hưng n Các vị trí từ Hà Nội ngược lên thượng du có độ sâu cột nước từ 1,5m đến 2,8m Độ sâu cột nước vị trí cịn lại từ 2,5m đến 3,8m, mặc đù độ sâu lớn với yêu cầu độ sâu tối thiểu đoạn sông 4,0m chưa đảm bảo yêu cầu Độ sâu cột nước thấp dọc sông Hồng 10.0 9.0 h tính tốn (m) h u cầu (m) 8.0 7.0 6.0 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 5170 10082 15912 28037 33027 37377 42027 45937 51857 58287 62002 67262 71432 74252 79197 81672 87078 93411 100921 109311 119506 127146 140003 146623 156553 165728 175538 189168 196573 207288 222318 228953 0.0 Hình 32 Độ sâu cột nƣớc thấp mùa cạn dọc sơng Hồng + Trên sơng Đuống có 04 vị trí khơng đảm bảo độ sâu u cầu, nhiên có vị trí cách trạm thủy văn Thượng Cát 25km thấp 1m so với yêu cầu, vị trí cịn lại thấp khơng đáng kể Độ sâu cột nước thấp dọc sông Đuống 10.0 9.0 8.0 7.0 6.0 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 0.0 h tính tốn (m) h u cầu (m) Hình 33 Độ sâu cột nƣớc thấp mùa cạn dọc sông Đuống 65 + Trên sông Đáy, gần tồn đoạn sơng quanh thị trấn Vân Đình ngược lên đập Đáy độ sâu cột nước không đảo bảo lưu thông thủy độ sâu đạt 0,5m đến 1m, chí có đoạn cạn trơ đáy Độ sâu cột nước thấp dọc sơng Đáy 12.0 h tính toán (m) h yêu cầu (m) 10.0 8.0 6.0 4.0 2.0 3297 9671 15410 20257 25765 29813 35345 39306 41835 44866 49676 53797 60008 65281 70017 76721 81549 86750 94094 100106 104320 109400 115500 121290 125722 132492 139216 145623 150712 158052 168517 179950 0.0 Hình 34 Độ sâu cột nƣớc thấp mùa cạn dọc sông Đáy + Trên sơng Kinh Thầy có 05 vị trí khơng đảm bảo độ sâu cột nước so với yêu cầu Độ sâu thấp vị trì dao động từ 2m đến 2,3m Độ sâu cột nước thấp dọc sơng Kinh Thầy Hình 35 Độ sâu cột nƣớc thấp mùa cạn dọc sông Kinh Thầy 48400 47050 45650 43450 41350 38950 37400 35300 33400 31500 30000 27400 h yêu cầu (m) 23900 21800 20100 18200 16900 13500 13500 9100 10950 7300 5600 4000 2400 1400 h tính tốn (m) 27400 10.0 9.0 8.0 7.0 6.0 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 0.0 + Trên sơng Đá Bạch có vị trí khơng đảm bảo độ sâu cột nước so với yêu cầu Tại vị trí cách đầu sơng 4.000m độ sâu 3m, cách 14.450m có độ sâu 2,7m Độ sâu cột nước thấp dọc sơng Đá Bạch 9.0 h tính tốn (m) 8.0 h yêu cầu (m) 7.0 6.0 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 0.0 500 3100 4000 7150 7650 8450 10150 12950 14450 16250 18850 21050 Hình 36 Độ sâu cột nƣớc thấp mùa cạn dọc sơng Đá Bạch + Trên sơng Lai Vu có vị trí khơng đảm bảo độ sâu cột nước so với u cầu Tại vị trí cách đầu sơng 6.650m cách 9.200m có độ sâu 2,4m Độ sâu cột nước thấp dọc sông Lai Vu 14.0 h tính tốn (m) h u cầu (m) 12.0 10.0 8.0 6.0 4.0 2.0 0.0 Hình 37 Độ sâu cột nƣớc thấp mùa cạn dọc sông Lai Vu + Trên sơng Lạch Tray có 02 vị trí không đảm bảo độ sâu cột nước so với 67 yêu cầu Độ sâu cột nước thấp vị trí dao động từ 1,8m đến 2,5m Độ sâu cột nước thấp dọc sông Lạch Tray 10.0 9.0 h tính tốn (m) h u cầu (m) 8.0 7.0 6.0 5.0 4.0 3.0 2.0 0.0 1100 2000 4850 6250 9550 11… 14… 16… 17… 18… 20… 22… 22… 25… 26… 28… 29… 30… 31… 33… 35… 36… 38… 40… 1.0 Hình 38 Độ sâu cột nƣớc thấp mùa cạn dọc sơng Lạch Tray Có thể thấy thấy với tổ hợp cạn năm 2009 – 2010 giao thông thủy tuyến sông Đà từ Hịa Bình Việt Trì, sơng Lơ từ Vụ Quang ngã ba Bạch Hạc, sông Hồng từ Việt Trì Hà Nội, sơng Đáy quanh thị trấn Vân Đình chịu ảnh hưởng nặng nề nhất, độ sâu cột nước giảm xuống thấp, chí có đoạn cạn trơ đáy Những tuyến sơng cịn lại độ sâu cột nước không đảm bảo so với tiêu chuẩn thiết kế với độ sâu cột nước 1m đến 3m đảm bảo cho tàu bè cỡ vừa lưu thơng bình thường Dựa vào kết tính tốn vị trí mặt cắt có độ sâu cột nước không đảm bảo yêu cầu, báo cáo xây dựng sơ đồ vị trí bất lợi giao thông thủy ứng với tổ hợp cạn năm 2009 - 2010 hình 3.39 Hình 39 Sơ đồ vị trí bất lợi cho giao thơng thủy ứng với tổ hợp cạn năm 2009 -2010 69 KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ Kết luận Nằm lưu vực sông Hồng – Thái Bình (lưu vực sơng lớn thứ đất nước), vùng HDSH với mạng lưới sơng ngịi dày đặc, tiềm nguồn nước phong phú thuận lợi cho phát triển kinh tế - xã hội đặc biệt ngành nông nghiệp, giao thông thủy Trong bối cảnh tồn cầu hóa biến đổi khí hậu, đòi hỏi việc khai thác triệt để nguồn tài nguyên thiên nhiên, có tài nguyên nước nên vùng phải đối mặt với suy thoái, hạn hán thiếu nước mùa cạn Qua đánh giá khả xuất hạn kiệt tổ hợp cạn bất lợi sông thượng du, học viên rút kết luận sau: 1) Qua phân tích tổ hợp dịng chảy cạn mức độ cạn kiệt từ năm 1960 – 2011 cho thấy mức độ tác động phụ lưu lớn (sông Đà, sơng Thao, sơng Lơ) đến dịng chảy cạn dịng sơng Hồng Có số năm đặc biệt, cạn kiệt xẩy kết hợp năm đặc biệt cạn cạn dòng chảy mùa cạn mức cạn đặc biệt cạn Tuy nhiên có số năm dịng chảy mùa cạn xuất đồng phụ lưu nên dòng chảy dịng sơng Hồng cạn Trên sở đó, học viên xác định tổ hợp cạn năm 2009 – 2010 tổ hợp cạn bất lợi hệ thống sơng Hồng (tần suất dịng chảy cạn Hịa Bình 93%, n Bái, Vụ Quang 90%, Sơn Tây 95%) đến mực nước hạ du 2) Với cơng cụ mơ hình MIKE 11, Luận văn diễn tốn thủy lực dịng chảy kiệt sông HDSH ứng với số liệu tổ hợp cạn năm 2009 – 2010 Kết tính tốn cho thấy: + Với thơng số thiết kế trạm bơm Bạch Hạc, cống Liên Mạc, sơng Xn Quan suốt mùa kiệt từ tháng 12/2009 đến 3/2010 mực nước sông Hồng phần lớn thời gian không đạt so với thiết kế Chỉ khoảng thời gian hồ Hịa Bình xả nước cao trình mực nước sông Hồng đảm bảo thiết kế công trình Việc khơng đảo bảo so với thiết kế cống đầu mối khiến toàn hệ thống thủy lợi nội đồng không cung cấp đủ nước cho diện tích lúa hoa màu vùng Huyện Vĩnh Tường, Yên Lạc tỉnh Vĩnh Phúc lấy nước từ trạm bơm Bạch Hạc có 3.450ha diện tích lúa xuân hoa màu bị ảnh hưởng Khu vực sông Nhuệ có 11.000ha bị thiếu nước, khu vực Bắc Hưng Hải đảm báo tưới 70% so với thiết kế + Đối với giao thông vận tải đường thủy, tuyến sông bị mắc cạn tập trung khu vực sơng Hồng từ Hà Nội Việt Trì mực nước sông Hồng hạ thấp Học viên xây dựng sơ đồ vị trí khơng đảm bảo thiết kế giao thông thủy ứng với tổ hợp cạn năm 2009 – 2010 Như thấy tổ hợp cạn lưu vực thượng lưu ảnh hưởng lớn đến mực nước sông Hồng mùa cạn nguyên nhân gây hạn hán cho ngành nông nghiệp ngừng trệ giao thơng thủy sơng Kiến nghị + Mơ hình tốn MIKE 11 HD phù hợp với điều kiện thực tế hệ thống sông Hồng cho kết tương đối phù hợp; nhiên để tăng cường độ xác mơ hình cần liên tục cập nhật mặt cắt địa hình hệ thống lịng sơng + Để giảm thiểu tác động bất lợi tổ hợp cạn sơng thượng lưu tới dịng chảy cạn vùng hạ du, cần xây dựng quy trình vận hành liên hồ chứa sông vùng thượng lưu hợp lý nhằm đảm bảo trì dịng chảy vùng hạ du đáp ứng tiêu chí sử dụng nước 71 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Cục Quản lý tài nguyên nước (2006), Báo Cáo điều tra tài nguyên nước, tình hình khai thác xả nước thải vào nguồn nước vùng kinh tế trọng điểm Bắc Bộ Nguyễn Lập Dân (2010), Nghiên cứu sở khoa học quản lý hạn hán sa mạc hóa để xây dựng hệ thống quản lý, đề xuất giải pháp chiến lược giảm thiểu tác hại: Nghiên cứu điển hình cho đồng sơng Hồng Nam Trung Bộ, Báo cáo tổng kết đề tài khoa học cơng nghệ trọng điểm cấp Nhà nước thuộc Chương trình KC 08/06-10 Bộ giao thông vận tải (2012), Thông tư số 36/2012/TT-BGTVT ngày 13 tháng năm 2012 Quy định cấp kỹ thuật đường thủy nội địa Nguyễn Văn Hạnh (2010), “Nghiên cứu xác định dòng chảy môi trường hệ thống sông Hồng - sông Thái Bình đề xuất giải pháp trì dịng chảy môi trường phù hợp với yêu cầu phát triển bền vững tài nguyên nước”, Báo cáo tổng kết đề tài khoa học công nghệ trọng điểm cấp Nhà nước thuộc Chương trình KC 08/06-10 Lê Thị Hiệu (2012), Nghiên cứu đánh giá hạn hán vùng đồng sông Hồng, Luận văn thạc sĩ khoa học, trường Đại học Khoa học tự nhiên – ĐHQGHN Trần Đình Hoà nnk (2011), Báo cáo tổng hợp kết nghiên cứu đề tài cấp nhà nước “Nghiên cứu giải pháp cơng trình điều tiết hệ thống sơng Hồng mùa kiệt phục vụ phát triển kinh tế đồng Bắc Bộ”, Viện Thủy cơng Nguyễn Đình Ninh (2007), Tình hình hạn hán biện pháp phịng chống giảm nhẹ thiệt hại hạn hán gây ra, Trang tin điện tử Hội Đập lớn Việt Nam (www.vncold.vn) Bùi Nam Sách (2014), Nghiên cứu xây dựng quy trình vận hành hệ thống liên hồ Sơn La, Hịa Bình, Thác Bà Tuyên Quang mùa kiệt, Báo cáo tổng hợp kết KHCN đề tài độc lập cấp Nhà nước, Hà Nội Tổng cục Thống kê (2014), Niên giám thống kê Việt Nam 2013 10 Viện Khí tượng thủy văn (1985), Đặc trưng hình thái lưu vực sơng Việt Nam, Hà Nội 11 Viện Khí tượng thủy văn môi trường (2009), Nghiên cứu xây dựng đề xuất quy trình vận hành điều tiết nước mùa cạn hệ thống hồ chứa sông Hương, Hà Nội 12 Viện Qui hoạch thủy lợi ( 2012), Quy hoạch Thủy lợi vùng đồng sông Hồng giai đoạn 2012-2020 định hướng đến năm 2050 điều kiện biến đổi khí hậu, nước biển dâng, Hà Nội 13 Mô ̣t số trang web chin ́ h: - http://vi.wikipedia.org - http://www.baomoi.com - http://www.hdr.undp.gov - http://www.vawr.org.vn Tiếng Anh 14 DHI (2007), “MIKE 11 User Guide”, 514 pp 15 DHI (2007), “MIKE 11 Reference Manual”, 318 pp 73 ... kiểm định thông số mơ hình .50 3.2 Đánh giá tác động tổ hợp cạn bất lợi đến hệ thống thủy lợi vùng hạ du 59 3.3 Đánh giá tác động tổ hợp cạn bất lợi đến giao thông thủy vùng hạ du 63 KẾT LUẬN... bất lợi đến hệ thống thủy lợi giao thông thủy vùng HDSH” Mục tiêu luận văn - Xác định tổ hợp cạn bất lợi sơng thượng du đến dịng chảy cạn HDSH - Đánh giá ảnh hưởng tổ hợp cạn bất lợi đến hệ thống. .. Nguyễn Minh Thành ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA TỔ HỢP CẠN BẤT LỢI ĐẾN HỆ THỐNG THỦY LỢI VÀ GIAO THÔNG THỦY VÙNG HẠ DU SÔNG HỒNG Chuyên ngành: Thủy văn học Mã số: 60 44 02 24 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC