Hiện tượng Elnino đó gia tăng trong một số năm gần đõy, dẫn đến hạn hỏn nhiều vựng của lưu vực sụng Hồng. Mưa hàng năm cú xu thế mưa muụn và tắt sớm, dẫn đến lượng mưa và dũng chảy đều bị thiếu hụt so với trung bỡnh nhiều năm, đồng thời lượng bốc hơi cũng tăng thờm nhiều. Những năm gần đõy, nguồn nước trong lưu vực những năm qua cú nhiều biến động phức tạp, mựa lũ lượng trữ nước ở cỏc hồ thủy lợi khụng đầy, năm 2004 chỉ đạt 65-80% thiết kế. Cỏc hồ thủy điện lớn mực nước cũng thấp hơn thiết kế.
Dũng chảy trờn cỏc sụng suối đều ở mức thấp hơn từ 20-30% so với TBNN (20 ngày đầu thỏng 02/2004 sụng Thao tại Yờn Bỏi lưu lượng bỡnh quõn là 218m3/s hụt 26% so với TBNN, sụng Lụ tại Tuyờn Quang 168m3/s hụt 28%).. Mực
19
nước cỏc sụng Thương, Cầu, Lục Nam thuộc sụng Thỏi Bỡnh thấp hơn TBNN từ 0,5-0,8 m. Tại cỏc vựng cửa sụng mặn xõm nhập sõu vào nội địa từ 10 ữ20km, độ mặn tăng cao so với trung bỡnh nhiều năm từ 4-5%.
Mực nước, lưu lượng đến tại cỏc hồ trờn lưu vực trong mựa cạn đều thấp hơn nhiều so với trung bỡnh nhiều năm cựng kỳ của cỏc năm trước. Lưu lượng đến trung bỡnh trong thỏng I/2004 của hồ Hoà Bỡnh chỉ đạt 405m3/s bằng 35% mức thỏng I năm 2003 và bằng 72% mức trung bỡnh nhiều năm. Ngày 13/I/2004 đạt mức thấp nhất so với cựng kỳ kể từ khi cú hồ đến nay là 109,35m. Trong khi đú, lưu lượng đến trong thỏng I của năm 2004 của hồ Thỏc Bà chỉ đạt 48,2m3/s, bằng 52% so với thỏng I năm 2003 và bằng 89% so với trung bỡnh nhiều năm
Nhưng đõy khụng phải là nguyờn nhõn chớnh vỡ cỏc hồ thủy điện là hồ điều tiết nhiều năm, nờn tuy cú sụt giảm lượng nước đến nhưng vẩn đủ để phỏt điện và cung cấp nước cho hạ du như đó tớnh toỏn khi thiết kế.
1.3.4. Ảnh hưởng của sự hạ thấp đỏy sụng do hiện tượng xúi nước trong lan truyền và khai thỏc cỏt tự do
Để dễ hỡnh dung được quỏ trỡnh xúi lũng dẫn sụng Hồng, xin dẫn chứng tài liệu thực đo mặt cắt ngang sụng Hồng tại Hà Nội của Phũng Thớ Nghiệm Trọng Điểm Quốc Gia- Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam từ năm 1976 đến năm 2000 như hỡnh dưới đõy.
20
Hỡnh 1 - 3: Sơ đồ minh họa đường mặt nước bị xúi
Hỡnh 1 - 4: Biểu đồ quan hệ Q=f(z) mựa khụ ở trạm Hà Nội
Việc mực nước sụng Hồng hạ thấp do nhà mỏy thủy điện thượng nguồn xả khụng đỳng lưu lượng thiết kế, thậm chớ cú thời điểm khụng xả vỡ kế hoạch phỏt điện, làm cho mực nước sụng Hồng ở Hà nội hạ thấp quỏ mức thỡ dễ hiểu, vỡ lưu lượng giảm mạnh thỡ mực nước giảm mạnh.
Cõu hỏi đậm nột đặt ra là qua cỏc bảng lưu lượng nờu trờn cho thấy vỡ sao lỳc chưa cú cỏc hồ chứa, lưu lượng tự nhiờn của cả lưu vực chảy về Hà Nội trong nhiều thời gian chỉ cú 500m3/s đến 600m3/s, thỡ mực nước ở Hà nội lớn hơn 2m. thậm chớ nhiều lỳc thấp hơn 400m3/s, nhưng mực nước Hà Nội chưa bao giờ thấp hơn mức 1,8m. Cỏc bảng thống kờ lưu lượng và mực nước nhỏ nhất tại Hà Nội từ năm 1956 đến năm 1988 cho thấy trước đõy ở Hà Nội chỉ cần lưu lượng khoảng 700m3/s - 800m3/s thỡ mực nước đó đạt 2,5m, cũn bõy giờ muốn cú mực nước Hà Nội 2,5m thỡ lưu lượng phải lớn hơn 2000m3/s .Cũng từ cỏc bảng số liệu thực đo ở Hà Nội nờu trờn, cỏc con số dưới đõy càng làm chỳng ta ngạc nhiờn: Ngày 12 thỏng 2 năm 2008 lưu lượng đo được 377 m3/s, mực nước chỉ đo được 0,8m, nhưng năm 1960 ngày 30 thỏng 4 lưu lượng cũng chỉ 366m3/s nhưng mực nước lờn tới 1,85m; Năm
21
2009 ngày 31 thỏng I lưu lượng 752m3/s nhưng mực nước chỉ 1,16m, ngày 1 thỏng II lưu lượng 662m3/s, mực nước 0,96m, ngày 16 thỏng III lưu lượng 645m3/s mực nước 0,92m, ngày 2 thỏng IV lưu lượng 906m3/s, mực nước 1,48m.. Với lưu lượng từ 645m3/s đến 902m3/s của cỏc năm trước đõy mực nước Hà Nội phải từ 2m đến 2,7m, nhưng hiện nay chỉ được 0,92m đến 1,48m . Một dẫn chỳng nữa tại Hà Nội ngày 31 thỏng 1năm 1962 lưu lượng nhỏ nhất là 1045 m3/s, đó ứng với mực nước 3,04m. Hiện nay qua cỏc đợt xả nước thấy rằng để Hà Nội cú mực nước 3m thỡ phải cú lưu lượng khoảng 2700- 3000m3/s.
Từ cỏc bảng lưu lượng và mực nước kiệt ở Hà Nội cỏc năm từ 1956 đến năm 1988 qua cỏc thời kỳ tỏc giả cú nhận xột như sau:
-Thời kỳ1956-1965 tại Hà Nội cú 11thỏng trong 40 thỏng mựa khụ lưu lượng nhỏ hơn 600m3/s, nhưng mực nước chưa bao giờ xuống dưới mức 1,8m, đặc biệt ngày 30-thỏng 4 năm 1960 lưu lượng chỉ cú 366m3/s, nhưng mực nước vẩn ở mức 1,85m.
-Thời kỳ 1966-1975 cũng tại Hà Nội cú 11thỏng trong 40 thỏng mựa khụ lưu lượng nhỏ hơn 600m3/s nhưng mực nước đều lớn hơn mức 2m, chỉ cú ngày 21 thỏng 4 năm 1967 mực nướ 199m, ứng với lưu lượng 525m3/s.
-Thời kỳ 1976- 1985 cũng tại Hà Nội cú 7 thỏng trong 40 thỏng mựa khụ cú lưu lượng nhỏ hơn 600m3/s và mực nước đều lớn hơn 2m, nhỏ nhất là ngày 25 thỏng 4 năm 1980, mực nước 2,05m ứng lưu lượng 417m3/s.Từ năm 1978 hồ Thỏc bà đi vào khai thỏc, nhưng lưu lượng điều tiết nhỏ nờn tỏc dụng khụng rừ.
- Thời kỳ 1986-1995 cũng tại Hà nội cú 9 thỏng trong 40 thỏng mựa khụ lưu lượng nhỏ hơn 600m3/s, chỉ cú 2ngày là 23 thỏng 3 mực nước 1,96m, ứng với lưu lượng 448m3/s và ngày 14 thỏng 4 mực nước 1,96m ứng với lưu lượng 462m3/s.Từ năm1988hồ Hũa bỡnh bắt đầu hoạt động.
- Thời kỳ 1996-2005 chỉ cú 1thỏng trong 40 thỏng mựa khụ, lưu lượng nhỏ hơn 600m3/s nhưng cú tới 5 ngày mực nước dưới mức 2m, đỏng chỳ ý là ngày 31 thỏng 3 năm 2004 khi lưu lượng đạt tới 723m3/s mà mực nước chỉ được 1,96m và ngày 6 thỏng 4 khi lưu lượng đạt tới 656m3/s nhưng mực nước chỉ đạt 1,86m, với lưu lượng này trước đõy mực nước phải tới 2,3- 2,5m.
22
- Thời kỳ 2006- 2009 cú 11trong 16 thỏng lưu lượng nhỏ hơn 600m3/s và cú 16ngày mực nước dưới 1,66m cú ngày nhỏ nhất là 0,8m ứng lưu lượng 377 m3/s Đõy là thời gian cạn kiệt nhất của sụng Hồng từ trước tới nay.
Từ những điều trỡnh bày ở trờn cú thể khẳng định rằng nếu cỏc hồ chứa thủy điện ở nước ta trờn sụng Hồng vận hành như thiết kế ( trong điều kiện nguồn nước về cho phộp) vớ dụ hồ Hũa Bỡnh 680m3/s, Thỏc Bà 100m3/s và Tuyờn Quang 300m3/s,tổng cả ba hồ 1080m3/s thỡ mực nước sụng Hồng tại Hà Nội hiện nay cũng khụng đạt được theo yờu cầu thiết kế cuả cỏc cụng trỡnh lấy nước phục vụ sản xuất và đời sống, vỡ mực nướcchỉ đạt được khoảng 1,5m.
Khi quan tõm tới sự cạn kiệt của sụng Hồng, khụng chỉ quan tõm tới lưu lượng và tổng lượng nước đến mà cũn phải quan tõm đến mực nước trờn sụng Hồng vỡ cao trỡnh lấy nước của cỏc hệ thống thủy nụng thuộc sụng Hồng đều đó xõy dựng theo điều kiện mực nước tự nhiờn của sụng Hồng trước đõy khi chưa cú cỏc hồ chứa thượng nguồn. Vỡ vậy hiểu sự cạn kiệt sụng Hồng ở đõy khụng chỉ cú thiếu lưu lượng mà cả thiếu đầu nước.
Khi nhỡn hỡnh vẽ trờn về diễn biến đỏy sụng Hồng thấy rừ tại một mặt cắt sụng Hồng đoạn Hà Nội bị xúi sõu 5m, cú tài liệu viết sụng Hồng bị xúi sõu bỡnh quõn 2m và sụng Đuống xúi mạnh hơn. Điều đú cũng được minh chứng rừ ràng qua cỏc đợt xả nước là phải xả lưu lượng gấp đụi thỡ mới cú đủ mực nước yờu cầu như trước đõy. Điều đú cho chỳng ta dễ dàng nhận ra rằng nguyờn nhõn chớnh làm cho mực nước hạ thấp là do đỏy sụng bị hạ thấp trờn toàn tuyến. Đỏy sụng bị hạ thấp chắc chắn do hai nguyờn nhõn: Thứ nhất là hiện tượng xúi nước trong lan truyền sau khi xõy dựng cỏc hồ thượng nguồn; Thứ hai cũng được nhiều ý kiến nờu ra là nạn khai thỏc cỏt tự do. Hiện tượng xúi nước trong lan truyền đó được dự bỏo trước khi xõy dựng hồ Hũa Bỡnh. Nú xẩy ra từ từ và kộo dài hàng chục năm mới ổn định, từ khi hồ Hũa Bỡnh vận hành đến nay đó 25 năm, xúi lan truyền đó gần đến cửa biển. Những năm đầu xúi lan truyền chưa đến vựng hạ du nờn chưa ảnh hưởng đến đường mặt nước, chỉ khi xúi toàn tuyến mới xẩy ra hiện tượng tụt mực nước. Đú là nguyờn nhõn chủ yếu, theo dự bỏo sau 30 năm ở Hà Nội sẽ xúi chung sõu 0,8m,
23
nhưng hiện nay mới 25 năm theo một số tài liệu ở Hà Nội đó cú xúi chung đó tới 2m. Cũn ở sụng Đuống lại bị xúi mạnh hơn nhiều.Cỏc nghiờn cứu mới đõy cho rằng hiện tượng diễn biến xúi lớn như vậy so với dự bỏo là do chế độ vận hành cỏc hồ thủy điện. Cũn ảnh hưởng của khai thỏc cỏt tự do đến hạ thấp lũng sụng thỡ chưa được định lượng, nhưng cũng là nguyờn nhõn khụng thể bỏ qua, vỡ dọc hai bờ sụng Hồng hàng năm nhiều cồn cỏt cao như nỳi đó thường xuyờn tồn tại.
1.3.5.Ảnh hưởng của thảm phủ thực vật suy giảm mạnh
Trong những năm gần đõy, do nạn chặt phỏ rừng bừa bói , thảm phủ thực vật suy giảm mạnh đó làm ảnh hưởng đến cỏc yếu tố thủy văn trờn lưu vực, cụ thể làm tăng dũng chảy lũ và làm giảm dũng chảy kiệt. Cỏc năm gần đõy lượng dũng chảy của lưu vực chảy về cỏc hồ hàng năm giảm mạnh nhiều hồ khụng tớch đủ nước , phần nào đó tỏc động xấu đến việc cấp nước trong thời kỳ mựa kiệt cho hạ du.
1.3.6. Sự phối hợp giữa cỏc ngành dựng nước chưa chặt chẽ
Sự phối hợp giữa cỏc ngành nhất là ngành điện, nụng nghiệp, giao thụng để điều tiết cỏc hồ chứa lớn như Hũa Bỡnh, Thỏc Bà trong mựa kiệt cú những thời điểm chưa chặt chẽ dẫn đến khú khăn trong những giai đoạn nhất định.
1.4. Kết luận nguyờn nhõn cạn kiệt mựa khụ ở sụng Hồng
Trờn đõy đó nờu ra sỏu nguyờn nhõn gõy ra cạn kiệt sụng Hồng trong mựa khụ từ thỏng 1 đến thỏng 4. Trong sỏu nguyờn nhõn cú thể chia hai nhúm: Nhúm nguyờn nhõn trực tiếp gồm cỏc nguyờn nhõn thứ hai, thứ tư và thứ 6; Nhúm nguyờn nhõn giỏn tiếp gồm cỏc nguyờn nhõn thứ nhất, thứ ba và thứ năm. Nhúm nguyờn nhõn trực tiếp là những nguyờn nhõn chỳng ta cú thể khắc phục được, thậm chớ là khắc phục được ngay như: Cần điều tiết nước ở cỏc hồ thủy điện của Việt Nam theo yờu cầu cấp nước, thỡ ta đó thực hiện bằng cỏch xả nước tăng cường ; Cần cú giải phỏp khắc phục hiện tượng hạ thấp đỏy sụng Hồng; Cần cú sự phối hợp chặt chẽ giữa cỏc ngành.Đõy là nhúm nguyờn nhõn cơ bản, cú khả năng thực hiện bằng khả năng hiện thực của đất nước ta.
Cũn nhúm nguyờn nhõn giỏn tiếp cú tớnh chất cảnh bỏo mà chỳng ta khú khắc phục được cả trước mắt và lõu dài, nhưng phải được biết để tỡm cỏch thớch
24
nghi và tỡm giải phỏp đối phú như: Sự điều tiết ở cỏc hồ chứa thượng nguồn sụng Hồng ngoài lónh thổ Việt nam; Sự cạn kiờt nguồn nước do biến đổi khớ hậu; sự suy giảm thảm phụ thực vật của cả lưu vực.
Trước hết núi về điều tiết cỏc hồ chứa thượng nguồn sụng Hồng ngoài lónh thổ, hiện tại đõy là vấn đề bất khả khỏng vỡ sự tranh chấp nguồn nước giữa cỏc nước cú chung một con sụng chưa cú luật nào bảo hộ, chỉ cú dựa vào thương lượng mà thương lượng thỡ rất phức tạp đầy khú khăn, do khụng cú cấp trờn nào chủ trỡ giải quyết. Bởi vỡ khi nước họ cũng thiếu nguồn nước thỡ khụng dễ gỡ họ san sẻ bớt cho ta. Ngay trong nước ta việc điều tiết nguồn nước ở hồ thủy điện cho cỏc ngành kinh tế cũng khụng đơn giản, khi bức xỳc chớnh phủ phải đứng ra giải quyết.
Khi bàn đến nguyờn nhõn thứ ba, do biến đổi khớ hậu gõy cạn kiệt thỡ khụng riờng gỡ lưu vực sụng Hồng mà là vấn đề chung của toàn cầu, nhưng phải biết để tỡm cỏch tiết kiệm nước tối đa cho cỏc hồ thượng nguồn sụng Hồng, đồng thời phải biết để tuyờn truyền, hưởng ứng lời kờu gọi bảo vệ mụi trường của Liờn Hiệp Quốc.
Về nguyờn nhõn thứ năm, do suy giảm thảm phủ thực vật gõy cạn kiệt dũng chảy. Đõy là nguyờn nhõn cần nờu ra cho mọi người thấy để cú chớnh sỏch khuyến khớch và để tuyờn truyền vận động trồng và bảo vệ rừng, nhất là cỏc rừng phũng hộ ở cỏc hồ chứa thượng nguồn của sụng Hồng cũng như cỏc hồ chứa khỏc. Trồng và bảo vệ rừng, tăng thảm phủ thực vật trờn lưu vực tuy quan trọng nhưng phải chờ thời gian dài mới phỏt huy được, nờn vẩn coi là giải phỏp giỏn tiếp.
Vậy cú thể kết luận rằng tỡm nguyờn nhõn là để tỡm cỏch khắc phuc hiện tượng cạn kiệt mựa khụ ở sụng Hồng một cỏch cú hiệu quả. Ở đõy nờu đủ sỏu nguyờn nhõn để thấy được tớnh tổng hợp, nhưng thực tế chỉ cú ba nguyờn nhõn trực tiếp thứ hai, thứ tư và thứ sỏu cho phộp chỳng ta cú khả năng khắc phục, cũn cỏc nguyờn nhõn giỏn tiếp thứ nhất, thứ ba cú thể núi là chỳng ta khụng khắc phục được, nguyờn nhõn thứ năm sẽ được khắc phục dần trong thời gian dài ở phạm vi lónh thổ nước ta khoảng 60% lưu vực sụng Hồng. Nguyờn nhõn cú thể khắc phục được ngay vỡ đú là thực hiện nhiệm vụ thiết kế cụng trỡnh. Để khắc phục nguyờn
25
nhõn hạ thấp lũng sụng thỡ phải nghiờn cứu làm cỏc cụng trỡnh điều tiết ở hạ du. Khi khắc phục được hai nguyờn nhõn này thỡ hoàn toàn đỏp ứng được yờu cầu nước cho phỏt triển kinh tế xó hội và mụi trường sinh thỏi cả đồng bằng sụng Hồng, đồng thời tiết kiệm được ớt nhất mỗi năm 2,5 tỷ m3 nước.
1.5. Kết luận chương 1
Trong chương này từ tài liệu nghiờn cứu của nhiều tài liệu,tỏc giả nờu ra ảnh hưởng nghiờm trọng của cạn kiệt Sụng Hồng đến sản xuất,đời sống….Cũng trong chương này tỏc giả trỡnh bày nguyờn nhõn chớnh gõy cạn kiệt mựa khụ ở sụng Hồng là do đỏy sụng bị hạ thấp bởi hiện tượng xúi nước trong và cú thể do cả khai thỏc cỏt tự do.
Từ đú tỏc giả thấy là phải làm cụng trỡnh điều tiết nước Sụng Hồng để khụi phục mực nước cho cỏc hệ thống thủy lợi như trước khi chưa cú cụng trỡnh thủy điện thượng nguồn,cũn giải phỏp xả nước cưỡng bức thỡ cú nhiều nhược điểm.
26
Chương 2.CÁC LOẠI CỬA VAN ỨNG DỤNG TRONG CễNG
TRèNH ĐIỀU TIẾT NƯỚC SễNG HỒNG
2.1. Tổng quan cỏc loạicụng trỡnh điều tiết
Cú những kiểu kết cấu cụng trỡnh thủy cụng truyền thống cú thể ứng dụng để xõy dựng cống điều tiết, nhưng những kiểu cụng trỡnh đú cú nhiều nhược điểm về kết cấu và cụng nghệ thi cụng, nờn phải lựa chọn những cụng nghệ ngăn sụng kiểu mới là đập trụ đỡ và đập xà lan để xõy dựng cỏc cụng trỡnh điều tiết cú hiệu quả cao hơn.
Đập trụ đỡ: Ưu điểm nổi bật của cụng nghệ đập trụ đỡ là cỏc kết cấu này đều