Nghiên cứu này đánh giá ảnh hưởng của các hồ chứa trong và ngoài lãnh thổ đến sự thay đổi dòng chảy trên sông Đà đến trạm Tạ Bú bằng phương pháp thống kê và sử dụng mô hình HEC–HMS mô phỏng dòng chảy tự nhiên bằng số liệu mưa vệ tinh (IMERG) so sánh với số liệu thực đo (khi các hồ đi vào hoạt động) để đánh giá sự thay đổi dòng chảy trong mùa lũ và mùa cạn và dòng chảy năm. Mời các bạn cùng tham khảo!
TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN Bài báo khoa học Đánh giá ảnh hưởng hồ chứa đến dòng chảy sông Đà Bùi Huyền Linh1, Trần Anh Phương1* Viện Khoa học tài nguyên nước, Bộ Tài nguyên Môi trường; wri@monre.gov.vn; phuongtran.monre@gmail.com; linhb.dctv@gmail.com *Tác giả liên hệ: phuongtran.monre@gmail.com; Tel.: +84–961776683 Ban Biên tập nhận bài: 12/8/2021; Ngày phản biện xong: 8/9/2021; Ngày đăng bài: 25/11/2021 Tóm tắt: Nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng hồ chứa lãnh thổ đến thay đổi dịng chảy sơng Đà đến trạm Tạ Bú phương pháp thống kê sử dụng mơ hình HEC–HMS mơ dịng chảy tự nhiên số liệu mưa vệ tinh (IMERG) so sánh với số liệu thực đo (khi hồ vào hoạt động) để đánh giá thay đổi dòng chảy mùa lũ mùa cạn dòng chảy năm Kết cho thấy suy giảm tổng lượng dòng chảy năm hồ vào hoạt động làm tăng dòng chảy mùa cạn giảm dịng chảy mùa lũ Từ khóa: Hồ chứa; Sơng Đà; Dịng chảy; Ngồi lãnh thổ; Mưa vệ tinh; HEC–HMS Mở đầu Lưu vực sông Hồng lưu vực sông lớn thứ hai Việt Nam sau hệ thống sơng Mê Cơng với tổng diện tích lưu vực khoảng 149.760 km2, 73,812 km2 nằm lãnh thổ nước ta 75.948 km2 nằm nước ngồi Sơng Đà chi lưu lớn sơng Hồng, có diện tích lưu vực 52.900 km2, phần lưu vực lãnh thổ Trung Quốc chiếm 49% diện tích lưu vực Trước năm 2007, sơng Đà có thủy điện Hịa Bình xây dựng vào vận hành năm 1989 với công suất lắp máy 1.920 MW Giai đoạn 2007–2009, dòng thuộc địa phận Trung Quốc có 11 cơng trình vào vận hành, phục vụ mục đích phát điện Từ năm 2010 đến nay, phần lãnh thổ Việt Nam, số thuỷ điện lớn thủy điện Sơn La, Lai Châu, Bản Chát Huội Quảng xây dựng vào hoạt động Tuy nhiên, việc xây dựng vận hành hồ chứa sông Đà làm thay đổi chế độ dịng chảy tự nhiên sơng, thay đổi hình thái lịng dẫn sơng làm ảnh hưởng đến mơi trường sinh thái lưu vực Vì việc đánh giá ảnh hưởng hồ chứa đến chế độ dịng chảy sơng Đà cần thiết Đánh giá thay đổi chế độ dòng chảy hoạt động hồ chứa nhà nghiên cứu nước thực Chẳng hạn, nước ngoài, [1] đánh giá tác động Hồ chứa Tam Hiệp (TGR) đến chế độ dòng chảy chuyển nước hạ du sử dụng mơ hình dịng chảy tối giản [2] sử dụng mơ hình SWAT WEAP đánh giá tác động hồ chứa biến đổi khí hậu đến chế độ thủy văn sông Sê San–Srêpôk Kết nghiên cứu cho thấy việc vận hành hồ chứa làm tăng lưu lượng dịng chảy mùa khơ giảm lưu lượng dịng chảy mùa mưa Biến đổi khí hậu có khả gây thay đổi đáng kể dòng chảy, thay đổi tương đối thấp so với thay đổi vận hành hồ chứa gây Trong nước, số nghiên cứu đánh giá tác động hệ thống hồ chứa thượng nguồn đến thay đổi thủy văn, thủy lực lòng dẫn hạ du sông Mê Công [3–4] Nghiên cứu phân tích đánh giá thay đổi dịng chảy hàng năm lượng Tạp chí Khí tượng Thủy văn 2021, 731, 97-107; doi:10.36335/VNJHM.2021(731).97-107 http://tapchikttv.vn/ Tạp chí Khí tượng Thủy văn 2021, 731, 97-107; doi:10.36335/VNJHM.2021(731).97-107 98 dòng chảy mùa khô châu thổ Mê Công qua chuỗi số liệu lịch sử từ 1924 đến 2015, lượng hóa thay đổi dịng chảy mùa khơ theo giai đoạn, chứng minh gia tăng tác động điều tiết nước hồ chứa lưu vực từ mùa mưa sang mùa khơ, đồng thời lượng hóa gia tăng điều tiết năm gần (từ 2001 đến 2014) Trên lưu vực sơng Hồng, có nhiều nghiên cứu đánh giá tác động hệ thống hồ chứa đến biến đổi chế độ thủy văn, thủy lực lòng dẫn hạ du lưu vực sơng Đà– Thao–Lơ [5–9] Kết phân tích cho thấy biến đổi lớn chế độ thủy văn lòng dẫn hạ du sau hệ thống hồ chứa thượng nguồn vào hoạt động Trên sông Hồng, [6] nghiên cứu đánh giá tác động hệ thống hồ chứa sơng Đà, sơng Lơ đến dịng chảy mùa cạn hạ lưu sông Hồng đề xuất giải pháp đảm bảo nguồn mở cho hạ du Một số nghiên cứu sử dụng mơ hình NAM ứng dụng nghiên cứu đánh giá tác động hồ chứa Lai Châu, Sơn La Hịa Bình đến dịng chảy mùa cạn sông Đà [10–11] Trong nghiên cứu [12] đánh giá lượng dịng chảy sơng Đà từ Trung Quốc vào Việt Nam phục vụ cho toán quy hoạch quản lý tài nguyên nước sông Đà Các nghiên cứu thay đổi lớn chế độ dòng chảy hạ lưu mùa lũ mùa cạn hồ chứa vào vận hành điều tiết Tuy nhiên, nghiên cứu đánh giá sơ ảnh hưởng hệ thống hồ thượng lưu hồ hạ lưu mà chưa phân tách, đánh giá ảnh hưởng hệ thống hồ lãnh thổ Việt Nam Đồng thời, nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng hồ chứa đến thay đổi dịng chảy sơng Đà thường dùng phân tích thống kê từ số liệu thực đo trạm thủy văn lưu vực với số liệu tương đối hạn chế Trong nghiên cứu này, phân tách, đánh giá ảnh hưởng hệ thống hồ chứa lãnh thổ Việt Nam đến chế độ dịng chảy sơng Đà (đến trạm Tạ Bú), góp phần phục vụ cơng tác dự báo quản lý tổng hợp tài nguyên nước lưu vực sông Đà sử dụng đồng thời phương pháp mơ hình tốn phân tích thống kê Nghiên cứu sử dụng kết hợp công cụ HEC–GeoHMS mơ hình thuỷ văn HEC–HMS để mơ dịng chảy tự nhiên sông Đà từ số liệu mưa vệ tinh số liệu bốc trạm Sau đó, sử dụng phương pháp phân tích thống kê, nghiên cứu so sánh, đánh giá khác biệt dòng chảy tự nhiên giai đoạn hồ lãnh thổ Trung Quốc Việt Nam vào hoạt động, phục vụ đánh giá tác động hồ chứa đến chế độ dịng chảy sơng Đà tỉ lệ đóng góp mùa lũ, mùa cạn tổng lượng dịng chảy năm Hình Bản đồ lưu vực sơng Đà đến hồ Hồ Bình Tạp chí Khí tượng Thủy văn 2021, 731, 97-107; doi:10.36335/VNJHM.2021(731).97-107 99 Phương pháp nghiên cứu 2.1 Phương pháp mơ hình Để hồn ngun q trình dịng chảy tự nhiên sơng Đà, nghiên cứu sử dụng công cụ HEC–GeoHMS [13] mô hình HEC–HMS [14] Cục cơng binh Hoa Kỳ Cơng cụ HEC–GeoHMS tảng ArcGIS sử dụng để phân chia tính tốn đặc trưng hình thái tiểu lưu vực thiết lập mạng lưới sông kết nối tiểu lưu vực với từ số liệu địa hình DEM với độ phân giải 30 m Các tiểu lưu vực mạng lưới sông sử dụng mơ hình HEC–HMS để mơ q trình mưa–dịng chảy lưu vực (Hình 2) HEC–HMS bao gồm nhiều phương pháp phục vụ cho nhiều mục đích khác [15] Phù hợp với nghiên cứu mơ dịng chảy liên tục nhiều năm, nghiên cứu lựa chọn sử dụng phương pháp SMA (Soil Moisture Accounting) để tính tổn thất, phương pháp đường đơn vị không thứ nguyên SCS để tính tốn dịng chảy mặt cửa lưu vực, phương pháp baseflow recession để diễn tốn dịng chảy sở phương pháp Muskingum để diễn tốn dịng chảy sơng Đầu vào mơ hình chuỗi số liệu mưa bốc hơi, đầu mô hình lưu lượng cửa tiểu lưu vực tồn lưu vực Mơ hình HEC–HMS sử dụng rộng rãi Mỹ nhiều nước giới khả mô tương đối xác q trình mưa–dịng chảy lưu vực, có giao diện người dùng thân thiện phần mềm mở [16–19] Hình Sơ đồ phân chia tiểu lưu vực mơ hình HEC–HMS 2.2 Dữ liệu đầu vào mơ hình Các số liệu dùng nghiên cứu bao gồm: số liệu DEM, số liệu mưa vệ tinh, số liệu bốc số liệu lưu lượng đo trạm khí tượng thủy văn lưu vực Số liệu DEM dùng để phân chia tiểu lưu vực mạng lưới sông suối sông Đà số liệu (Shuttle Radar Topography Mission - SRTM) NASA có độ phân giải 30 m Số liệu đầu vào cho mơ hình HEC–HMS số liệu mưa vệ tinh IMERG số liệu bốc trạm giai đoạn 2003–2020 Số liệu bốc thu thập trạm Lai Châu, Điện Biên Mộc Châu Số liệu mưa dùng nghiên cứu số liệu mưa vệ tinh Tạp chí Khí tượng Thủy văn 2021, 731, 97-107; doi:10.36335/VNJHM.2021(731).97-107 100 toàn cầu IMERG (Integrated Multi–satellitE Retrievals for Global Precipittion Measurement) với độ phân giải 0.1o Lý sử dụng số liệu mưa vệ tinh toàn cầu IMERG nghiên cứu mật độ trạm đo mưa phần lãnh thổ Việt Nam tương đối thưa thớt số liệu mưa phần lưu vực ngồi lãnh thổ khơng có Số liệu mưa vệ tinh IMERG xác định cách kết hợp quan trắc từ vệ tinh quan vũ trụ Nhật Bản (JAXA) quan vũ trụ Mỹ (NASA) quan vũ trụ quốc tế khác [20], xem nguồn liệu mưa vệ tinh đáng tin cậy nay, Việt Nam có nhiều nghiên cứu sử dụng số liệu mưa IMERG [21–22] Đồng thời, nghiên cứu thu thập số liệu lưu lượng trạm Lai Châu Tạ Bú từ 1961– 2020 để hiệu chỉnh kiểm định mơ hình HEC–HMS đánh giá biến động chế độ dòng chảy ảnh hưởng hoạt động hồ chứa 2.3 Các bước tiến hành Các bước tiến hành đánh giá ảnh hưởng hệ thống hồ chứa sơng Đà đến chế độ dịng chảy trình bày Hình Sau mơ hình mưa–dịng chảy sông Đà từ thượng lưu (bao gồm phần lưu vực lãnh thổ) đến trạm Tạ Bú thiết lập, hiệu chỉnh kiểm định, nghiên cứu sử dụng mơ hình hồn ngun q trình dịng chảy tự nhiên, qua với số liệu lưu lượng thực đo, so sánh, đánh giá ảnh hưởng hồ chứa đến chế độ dòng chảy sơng Đà Để phục vụ mục đích này, nghiên cứu tiến hành mô phỏng, so sánh ba giai đoạn: Giai đoạn dịng chảy tự nhiên 1961–2006: Đây thời kì dịng chảy từ thượng lưu đến trạm Tạ Bú khơng bị ảnh hưởng hồ chứa lãnh thổ Trung Quốc Việt Nam coi giai đoạn để đánh giá ảnh hưởng hồ chứa đến chế độ dòng chảy Giai đoạn ảnh hưởng hồ chứa: Ở giai đoạn nghiên cứu xem xét giai đoạn khác vị trí khác Tại trạm Lai Châu, nghiên cứu xem xét giai đoạn 2007– 2014 (khi hồ chứa Trung Quốc hoạt động) giai đoạn 2015–2020 (khi có thêm hồ chứa Lai Châu vào hoạt động) Tại trạm Tạ Bú, nghiên cứu xem xét giai đoạn 2007– 2020 hồ chứa Việt Nam Trung Quốc vào hoạt động Giai đoạn sử dụng để phân tích ảnh hưởng tổng hợp hồ chứa nước đến thay đổi dịng chảy sơng Đà Kết thảo luận 3.1 Hệ thống hồ chứa lưu vực sông Đà xem xét nghiên cứu Hệ thống hồ chứa sông Đà thuộc lãnh thổ Trung Quốc: Từ thượng nguồn sông Đà xuống gần biên giới nước ta có 11 cơng trình thủy điện xây dựng xong bao gồm thủy điện: Chung Ái Kiều (Chongaiqiao), Phổ Tú Kiều (Puxiqiao), Tam Giang Khẩu (Sangjiangkou), Tứ Nam Giang (Shinanjiang), Tọa Dương Sơn (Yajiangsan), Thạch Môn Khảm (Si menkan), Tân Bình Trại (Xinpingsai), Long Mã (Long Ma), Phổ Độ (Jupudu), Cách lan tan (Gelantan) Thổ Khả Hà (Tukate) (Hình 1) Các hồ chứa có chiều cao đập từ 60–135m; dung tích từ 80–590 triệu m3; cơng suất lắp máy dao động khoảng 68–450 MW Tổng dung tích hồ chứa nước khoảng 2,5 tỷ m3 [23] Hệ thống hồ chứa sông Đà lãnh thổ Việt Nam: Hiện sơng Đà phía Việt Nam nhiều hồ chứa thuỷ điện xây dựng Tuy nhiên, đa số hồ chứa nhỏ, có hồ chứa lớn dịng sơng Đà hồ Hịa Bình (1989), Sơn La (2010) Lai Châu (2015) hồ chứa dịng nhánh với cơng suất 200 MW Bản Chát Huội Quảng Các hồ chứa ngồi nhiệm vụ phát điện cịn nhiệm vụ chống lũ cho hạ du cấp nước phục vụ sản xuất sinh hoạt Vị trí số hồ chứa lớn Trung Quốc Việt Nam thể Hình Tạp chí Khí tượng Thủy văn 2021, 731, 97-107; doi:10.36335/VNJHM.2021(731).97-107 101 Thu thập liệu đầu vào Hecgeo-Hms Phân chia lưu vực thiết lập mạng lưới sông Nhập số liệu cho mô hình Số liệu lưu lượng Số liệu mưa vệ tinh (GPM) Mơ dịng chảy Số liệu bốc Hiệu chỉnh mơ hình Hec- Hms Kiểm định mơ hình Xác định thơng số Mơ dịng chảy tự nhiên Phân tích số liệu thực đo Đánh giá ảnh hưởng hệ thống hồ chứa sông Đà đến thay đổi dịng chảy sơng Hình Sơ đồ bước nghiên cứu 3.2 Kết hiệu chỉnh, kiểm định mơ hình Nghiên cứu sử dụng số liệu giai đoạn 1/1/2003–31/12/2004 để hiệu chỉnh 1/1/2005–31/12/2006 để kiểm định mơ hình HEC–HMS Hình 4–5 Bảng thể kết hiệu chỉnh, kiểm định mơ hình trạm Lai Châu Hịa Bình Kết hiệu chỉnh, kiểm định cho thấy trạm Tạ Bú, Lai Châu với số Nash, Pbias mức tốt cho thấy mơ hình hồn tồn đáng tin cậy phù hợp để mơ phịng dịng chảy cho lưu vực sơng Đà Hình cho thấy nhìn chung q trình dịng chảy thực đo tính tốn phù hợp tương đối tốt, lưu lượng đỉnh lũ thực đo cao mô Nguyên nhân nghiên cứu sử dụng số liệu mưa ngày nên đỉnh mưa ngày không xem xét lưu lượng đỉnh lũ mơ thấp thực đo Kết hiệu chỉnh, kiểm định cho phép khẳng định số liệu mưa toàn cầu IMERG có chất lượng tương đối tốt hồn tồn sử dụng làm đầu vào cho mơ hình mưa–dịng chảy lưu vực thiếu khơng có số liệu Tạp chí Khí tượng Thủy văn 2021, 731, 97-107; doi:10.36335/VNJHM.2021(731).97-107 Kết hiệu chỉnh trạm Lai Châu 102 Kết kiểm định trạm Lai Châu 8000 10000 6000 8000 4000 6000 2000 4000 1-Jan-03 2000 1-Jul-03 1-Jan-04 Lưu lượng thực đo 1-Jul-04 1-Jan-05 1-Jul-05 1-Jan-06 1-Jul-06 Lưu lượng thực đo Lưu lượng mô Lưu lượng mơ Hình Kết hiệu chỉnh kiểm định trạm Lai Châu Kết hiệu chỉnh trạm Tạ Bú Kết kiểm định trạm Tạ Bú 15000 8000 6000 10000 4000 5000 2000 1-Jan-03 1-Jul-03 1-Jan-04 Lưu lượng thực đo 1-Jan-05 1-Jul-05 1-Jan-06 1-Jul-06 Lưu lượng thực đo Lưu lượng mô 1-Jul-04 Lưu lượng mơ Hình Kết hiệu chỉnh kiểm định trạm Tạ Bú Bảng Bảng kết hiệu chỉnh kiểm định mơ hình trạm sơng Đà Chỉ tiêu Nash (NSE) RMSE PBIAS (%) Trạm Tạ Bú Hiệu Chỉnh Kiểm Định 0,818 0,749 0,4 0,5 –1,00 Trạm Lai Châu Hiệu Chỉnh Kiểm Định 0,756 0,711 0,5 0,5 –4,57 1,38 –5,74 3.3 Đánh giá ảnh hưởng hồ chứa Trung Quốc Việt Nam đến chế độ dịng chảy sơng Đà Sau mơ hình HEC–HMS hiệu chỉnh kiểm định, nghiên cứu sử dụng mơ hình mơ phỏng, hồn ngun q trình dòng chảy tự nhiên từ năm 2003 đến năm 2019 Do thiếu số liệu thực đo thuộc phần lãnh thổ Trung Quốc nên nghiên cứu sử dụng nguồn số liệu thực đo trạm Lai Châu để so sánh đánh giá ảnh hưởng hồ chứa Trung Quốc sử dụng Trạm Tạ Bú để đánh giá ảnh hưởng hệ thống hồ chứa toàn lưu vực sơng Đà Hình so sánh q trình dịng chảy thực đo dịng chảy tự nhiên mô trạm Lai Châu Tạ Bú Ngồi đường lưu lượng đo đạc tính tốn, hình vẽ cịn thể hiệu số lưu lượng đo đạc tính tốn tự nhiên Qtính tốn tự nhiên – Q đo đạc để đánh giá biến động đại lượng theo thời gian, qua đánh giá ảnh hưởng hồ chứa đến dòng chảy tự nhiên Để đánh giá định lượng ảnh hưởng hồ chứa lên chế độ dòng chảy, nghiên cứu sử dụng số trung bình tuyệt đối sai số tương đối tính theo cơng thức sau: SSTD = N ∑N i=1 |Qiobs −Qisim | Qiobs (1) Tạp chí Khí tượng Thủy văn 2021, 731, 97-107; doi:10.36335/VNJHM.2021(731).97-107 103 𝑖 𝑖 Trong SSTD số trung bình tuyệt đối sai số tương đối, 𝑄𝑜𝑏𝑠 and 𝑄𝑠𝑖𝑚 lưu lượng đo đạc mô thời điểm ith N độ dài chuỗi số liệu đánh giá Có thể nhận thấy so với giai đoạn trước năm 2006, đại lượng Qtính tốn tự nhiên – Qđo đạc giai đoạn sau 2007 có biến đổi lưu lượng với biên rộng hơn, đặc biệt mùa lũ Tại trạm Lai Châu, kết tính tốn cho thấy thời kì đầu chưa có tác động hồ chứa thời kì dịng chảy tự nhiên (2003–2006) đường q trình dịng chảy thực đo mô trùng khớp, số Nash hiệu chỉnh kiểm định 0,7, số SSTD thời kì 0,32 Từ sau năm 2007 dịng phía thượng nguồn xây dựng cơng trình hồ chứa, dịng chảy có thay đổi rõ nét (Hình 6) Chỉ số SSTD lên tới 0,48 giai đoạn 2007–2009 0.67 giai đoạn 2010-2019 Tại trạm Tạ Bú, giai đoạn 2003–2006 SSTD 0,37 Giai đoạn 2007–2009 hồ Trung Quốc vận hành, SSTD 0,41 Từ năm 2010–2019, có thêm hồ chứa nước ta vào hoạt động SSTD tăng lên 0,73 Điều chứng tỏ hồ chứa vào hoạt động q trình dịng chảy tự nhiên sông Đà bị điều tiết tương đối mạnh Các Hình cho thấy tổng lượng dịng chảy có suy giảm đáng kể đặc biệt mùa lũ Trong mùa lũ, đại lượng Qtính toán tự nhiên – Qđo đạc (phần đồ thị trục hoành) tăng dần qua giai đoạn với lượng giảm tương đối lớn, mùa kiệt Qtính toán tự nhiên – Qđo đạc (phần đồ thị trục hoành) tăng với lượng tăng nhỏ nhiều Do đó, tổng lượng dịng chảy năm giảm 12000 Dòng chảy tự nhiên 9000 Hệ thống hồ chứa Trung Quốc vận hành Vận hành hồ Lai Châu Q(m3/s) 6000 3000 -3000 -6000 Hiệu số lưu lượng thực đo mô Lưu lượng thực đo Lưu lượng mơ Hình So sánh dịng chảy tự nhiên (mơ phỏng) dịng chảy thực đo trạm Lai Châu 16000 12000 Dòng chảy tự nhiên Hệ thống hồ chứa Vận hành hồ Lai Châu Vận hành Q(m3/s) 8000 4000 -4000 -8000 Hiệu số lưu lượng thực đo mô Lưu lượng thực đo Lưu lượng mơ Hình So sánh dịng chảy tự nhiên (mơ phỏng) dịng chảy thực đo trạm Tạ Bú Tạp chí Khí tượng Thủy văn 2021, 731, 97-107; doi:10.36335/VNJHM.2021(731).97-107 104 Để phân tích kỹ thay đổi dịng chảy sơng Đà, nghiên cứu tiến hành tính tốn biến động đóng góp dịng chảy tháng mùa vào dòng chảy năm trong giai đoạn từ 1961–2020 sử dụng số liệu thực đo trạm Lai Châu Tạ Bú Các hình thể đóng góp tháng đóng góp mùa mưa mùa khơ vào dịng chảy năm qua thời kì Các hình vẽ cho thấy thấy suy giảm tổng lượng dòng chảy qua thời kì hồ Trung Quốc Việt Nam vận hành So với thời kì dịng chảy tự nhiên (1961–2006), sau 2007 hồ chứa Trung Quốc sông Đà xây dựng vào vận hành làm tăng đóng góp cho dịng chảy tháng mùa khơ giảm đóng góp cho tháng mùa mưa Sau hồ Sơn La Lai Châu vận hành, mức độ đóng góp dịng chảy mùa mưa tiếp tục giảm mùa khô tiếp tục tăng, cụ thể: Tại trạm Lai Châu (Hình 9), so với thời kì 1961–2006 từ 2007–2014 thời kì chịu ảnh hưởng hệ thống hồ Trung Quốc Tổng lượng dịng chảy thời kì giảm mạnh, làm dịng chảy mùa khơ tăng mùa mưa dịng chảy giảm Mùa khơ, dịng chảy tăng từ 22,74% (1961–2006) lên 29,34% (2007–2014) mùa mưa tỷ lệ giảm từ 77,26% xuống 70,66% tổng lượng dòng chảy Từ năm 2015 tác động hồ Trung Quốc dịng Việt Nam có thêm hồ Lai Châu hoạt động vào điều tiết, tháng mùa khơ dịng chảy tăng cao tháng mùa mưa dịng chảy giảm mạnh so với thời kì trước Đóng góp dịng chảy mùa mưa vào tổng dịng chảy năm giảm xuống cịn 63,88% mùa khơ tăng lên 36,12% Tại trạm Tạ Bú, so sánh thời kì từ 1961–2006 thời kì dịng chảy tự nhiên từ năm 2007–2020 thời kì chịu ảnh hưởng toàn hồ chứa Trung Quốc đặc biệt điều tiết hồ chứa Việt Nam Tổng lượng dịng chảy thời kì giảm 2,99% khoảng tỷ.m3 so với thời kì trước Có ngun nhân dẫn đến tổng lượng dịng chảy năm bị suy giảm Thứ giai đoạn 2007–2020, đặc biệt giai đoạn 2007–2009 giai đoạn nước Thứ hai hồ chứa tích nước lượng nước tổn thất bốc ngấm xuống đất tăng lên làm giảm tổng lượng dòng chảy Dịng chảy mùa khơ tăng dịng chảy mùa mưa giảm Mùa mưa dòng chảy giảm từ 77,28% (1961–2006) xuống 65,75% (2007–2020), mùa khơ tăng từ 22,71% lên 32,25% (Hình 11) Theo tháng, đóng góp tháng III vào dịng chảy năm tăng từ 1,91% lên 4,69% tháng IV tăng từ 2,03% lên 5,68% Các tháng dòng chảy lớn tháng VII VIII đóng góp cho dòng chảy giảm tương đối lớn từ 22,34% xuống 17,43% với tháng VII từ 21,84% xuống 16,55% với VIII (Hình 10) % TỔNG LƯỢNG DỊNG CHẢY THÁNG TRẠM LAI CHÂU 1961-2006 2007-2014 2015-2020 25% W(%) 20% 15% 10% 5% 0% 10 11 12 1961-2006 003% 002% 002% 002% 004% 011% 022% 022% 013% 009% 006% 004% 2007-2014 003% 003% 003% 003% 005% 010% 022% 021% 013% 007% 006% 004% 2015-2020 005% 004% 004% 005% 005% 008% 013% 017% 014% 011% 008% 006% Hình Đóng góp dịng chảy tháng vào dòng chảy năm trạm Lai Châu Tạp chí Khí tượng Thủy văn 2021, 731, 97-107; doi:10.36335/VNJHM.2021(731).97-107 TỔNG LƯỢNG DÒNG CHẢY THEO MÙA TRẠM LAI CHÂU % TỔNG LƯỢNG DÒNG CHẢY THEO MÙA TRẠM LAI CHÂU mùa mưa mùa khô 105 mùa mưa mùa khô 3,5 077% 2,5 W(%) W(%) 064% 071% 023% 029% 036% 1961-2006 2007-2014 2010-2020 1,5 0,5 1961-2006 2007-2014 2010-2020 Hình Đóng góp dịng chảy mùa mưa mùa khơ vào dịng chảy năm trạm Lai Châu % TỔNG LƯỢNG DÒNG CHẢY THÁNG TRẠM TẠ BÚ 25% 1961-2006 2007-2020 W(%) 20% 15% 10% 5% 0% 1961-2006 003% 002% 002% 002% 004% 011% 022% 022% 013% 10 009% 11 006% 12 004% 2007-2020 004% 003% 005% 006% 007% 009% 017% 017% 012% 009% 006% 005% Hình 10 Đóng góp dịng chảy tháng vào dòng chảy năm Tạ Bú % TỔNG LƯỢNG DÒNG CHẢY THEO MÙA TẠI TRẠM TẠ BÚ mùa mưa mùa khô mùa mưa 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 3,5 077% 068% 2,5 W() W(%) mùa khô TỔNG LƯỢNG DÒNG CHẢY THEO MÙA TẠI TRẠM TẠ BÚ 1,5 023% 032% 0,5 1961-2006 2007-2020 1961-2006 2007-2020 Hình 11 Đóng góp dịng chảy mùa mưa mùa khơ vào dòng chảy năm Tạ Bú Kết luận Nghiên cứu đánh giá thay đổi dòng chảy sông Đà tác động riêng rẽ tổng hợp hệ thống hồ chứa Trung Quốc Việt Nam qua phân tích số liệu dịng chảy thực đo mơ dịng chảy trước sau năm 2007 hệ thống hồ chứa vào vận hành Kết nghiên cứu cho thấy sai số tổng lượng dịng chảy tự Tạp chí Khí tượng Thủy văn 2021, 731, 97-107; doi:10.36335/VNJHM.2021(731).97-107 106 nhiên mô thực đo tăng lên đáng kể hồ chứa vào hoạt động, chứng tỏ chế độ dòng chảy tự nhiên bị thay đổi tương đối lớn Sau 2007 hệ thống hồ chứa vào hoạt động làm tăng đóng góp dịng chảy mùa khơ giảm đóng góp dịng chảy mùa mưa, dịng chảy năm có suy giảm rõ rệt qua thời kì Tại trạm Lai Châu, mùa khơ, dịng chảy tăng từ 22,74% (1961–2006) lên 29,34% (2007–2014) hồ chứa Trung Quốc hoạt động lên 36,12% có thêm hồ chứa lãnh thổ Việt Nam Tại trạm Tạ Bú, dòng chảy mùa mưa giảm từ 77,28% (1961–2006) xuống 65,75%, mùa khô tăng từ 22,71% lên 32,25% giai đoạn hồ chứa Việt Nam Trung Quốc vào vận hành (2007–2020) Tổng lượng dòng chảy đến Tạ Bú giảm tỉ m3 so với thời kì trước giai đoạn từ 2007–2020 giai đoạn nước với việc tích nước hồ chứa với dung tích lớn thượng nguồn lưu vực, lượng nước thất thoát bốc ngấm lòng hồ làm cho dòng chảy bị suy giảm Nghiên cứu góp phần làm sáng tỏ tác động hệ thống hồ chứa đến thay đổi dịng chảy lưu vực sơng Đà, nâng cao hiệu vận hành hồ chứa quản lý tổng hợp tài nguyên nước lãnh thổ Việt Nam, đảm bảo an ninh nguồn nước điều kiện biến đổi khí hậu gia tăng hoạt động khai thác tài nguyên nước quốc gia thượng nguồn Những đánh giá nghiên cứu dựa vào so sánh kết mơ từ mơ hình HEC-HMS sử dụng nguồn số liệu mưa vệ tinh IMERG cung cấp từ 2003 số liệu trạm bốc lưu vực thuộc lãnh thổ Việt Nam Trong nghiên cứu tiếp theo, xem xét sử dụng số liệu bốc từ nguồn số liệu tồn cầu, giúp cải thiện độ xác kết mơ dịng chảy phần lãnh thổ nước ngồi vào Việt Nam Đóng góp tác giả: Xây dựng ý tưởng nghiên cứu: T.A.P.; Lựa chọn phương pháp nghiên cứu: T.A.P.; Xử lý số liệu: B.H.L.; Viết thảo báo: T.A.P., B.H.L.; Chỉnh sửa báo: T.A.P., B.H.L Lời cam đoan: Tập thể tác giả cam đoan báo cơng trình nghiên cứu tập thể tác giả, chưa công bố đâu, không chép từ nghiên cứu trước đây; khơng có tranh chấp lợi ích nhóm tác giả Tài liệu tham khảo Ngo, L.A.; Masih, I.; Jiang, Y.; Douven, W Impact of reservoir operation and climate change on the hydrological regime of the Sesan and Srepok Rivers in the Lower Mekong Basin Clim Change 2018, 149(1), 107–119 Zhaohua, S.; Xiang, F.; Xuefeng, C Assessing the impacts of reservoir operation on downstream water diversions using a simplified flow model Hydrol Sci J 2019, 64(12), 1488–1503 Tơ, Q.T Phân tích ảnh hưởng hồ đập thượng lưu đến thay đổi thủy văn dòng chảy mùa khô châu thổ sông Mê Công, 2016 Tô , Q.T.; Tăng, Đ.T Nghiên cứu đánh giá thay đổi thủy văn dịng chảy châu thổ Mê Cơng qua chuỗi số liệu lịch sử từ 1924 đến Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Thủy lợi 2014, 17–23 Giáp, N.Đ Tác động hệ thống hồ chứa thượng nguồn đến thay đổi thủy văn, thủy lực lịng dẫn hạ du Tạp chí Khoa học Công nghệ thuỷ lợi 2016, 32, 1–8 Châu, N.L.C Đánh giá tác động hệ thống hồ chứa sơng Đà, sơng Lơ đến dịng chảy mùa cạn hạ lưu sông Hồng đề xuất giải pháp đảm bảo nguồn mở cho hạ du Trung tâm Dự báo KTTV TW, 2010, tr 244 Tuyển, H.M Đề tài nghiên cứu khoa học cấp Nghiên cứu diễn biến, xác định nguyên nhân thay đổi tỷ lệ phân phối dịng chảy sơng Hồng sang sơng Đuống để xuất định hướng giải pháp nhằm đảm bảo tỷ lệ phân phối dịng chảy hợp lý 2013 Tạp chí Khí tượng Thủy văn 2021, 731, 97-107; doi:10.36335/VNJHM.2021(731).97-107 107 Anh, L.T Đề tài nghiên cứu khoa học cấp Nghiên cứu tác động việc sử dụng nước phía thượng lưu đến tài nguyên nước lưu vực sông Hồng, 2011 Hà V.K.; Huệ, V.M Phân tích ảnh hưởng hồ chứa thượng nguồn địa phận Trung Quốc đến dịng chảy hạ lưu sơng Đà, sơng Thao Tạp chí Khoa học thuỷ lợi Mơi trường 2012, 38, 3–8 10 Huệ, V.M.; Phượng, Đ.K Nghiên cứu đánh giá tác động hồ chứa Lai Châu, Sơn La Hịa Bình đến dịng chảy mùa kiệt sơng Đà, 2017 11 Anh, T.V Nghiên cứu đánh giá lượng dịng chảy sơng Đà từ Trung Quốc vào Việt Nam phục vụ cho toán quy hoạch quản lý tài ngun nước sơng Đà Tạp Chí Khí tượng thủy văn 2017, 57, 4–9 12 Phương, T.T.; Dũng, L.H.; Tác động hệ thống hồ chứa lớn đến dòng chảy hệ thống sơng Hồng Tạp chí Khoa học Công nghệ Việt Nam 2017, 18(7), 5–9 13 https://www.hec.usace.army.mil/software/hec-geohms/ 14 https://www.hec.usace.army.mil/software/hec-hms/downloads.aspx 15 Fleming, M.J User’s manual, hydrologic modeling system HEC–HMS Version 3.5 HQ US Army Corps of Engineers, 2001, 1–318 16 HEC Applications Guide Hydrologic Modeling System HEC–HMS V.2.01 US Army Corps of Enginenring Center, 2008, 118, 11–107 17 Evaluation of HEC–HMS and WEPP for simulating watershed runoff using remote sensing and geographical information system 18 Li, Z Watershed modeling using arc hydro based on DEMs: a case study in Jackpine watershed Environ Syst Res 2014, 3, 11 19 Hướng dẫn sử dụng mơ hình HEC–HMS, Giáo trình, Đại học thủy lợi, 2005 20 https://gpm.nasa.gov/data/imerg 21 Nguyên, L.B Nghiên cứu đánh giá sản phẩm mưa từ nhiệm vụ đo mưa toàn cầu (GPM) cho miền Bắc Việt Nam, 2020 22 Nam, B.C Nghiên cứu đánh giá liệu mưa quan trắc vệ tinh từ GPM PERSIANN phục vụ cảnh báo mưa thành phố Hồ Chí Minh Tạp Chí Khí tượng thủy văn 2017, 679, 27–33 23 Xuân,T.T.; Tuyển; H.M Vai trò hồ chứa khai thác, quản lý tài nguyên nước mặt Việt Nam Nhà xuất Khoa học kỹ Thuật 2019, 183(19–28), 67– 77 Assessment of the impact of reservoirs on flow variations on the Da River Bui Huyen Linh1, Tran Anh Phuong1* Water Resouces Institute, Ministry of Natural Resources and Environment; wri@monre.gov.vn; phuongtran.monre@gmail.com; linhb.dctv@gmail.com Abstract: This research evaluates the influence of reservoirs inside and outside the territory on the flow change on Da river to Ta Bu station by statistical method and using HEC–HMS model to simulate natural flow numerically Satellite rainfall data (IMERG) is compared with real measured data (when the reservoirs come into operation) to assess flow changes during the flood and dry seasons and annual flow The results show that the decrease in the total annual flow when the reservoirs come into operation increases the dry season flow and decreases the flood season flow Keywords: Da River; Reservoirs; Flow regime; Global saterllite precipitation; HEC– HMS ... hình HEC–HMS đánh giá biến động chế độ dòng chảy ảnh hưởng hoạt động hồ chứa 2.3 Các bước tiến hành Các bước tiến hành đánh giá ảnh hưởng hệ thống hồ chứa sông Đà đến chế độ dịng chảy trình bày... kì dịng chảy từ thượng lưu đến trạm Tạ Bú không bị ảnh hưởng hồ chứa lãnh thổ Trung Quốc Việt Nam coi giai đoạn để đánh giá ảnh hưởng hồ chứa đến chế độ dòng chảy Giai đoạn ảnh hưởng hồ chứa: Ở... nhiên – Q đo đạc để đánh giá biến động đại lượng theo thời gian, qua đánh giá ảnh hưởng hồ chứa đến dòng chảy tự nhiên Để đánh giá định lượng ảnh hưởng hồ chứa lên chế độ dòng chảy, nghiên cứu sử