ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ SỬ DỤNG NƯỚC CỦA HỆ THỐNG HỒ NÚI CỐC BẰNG PHƯƠNG PHÁP KẾ TOÁN NƯỚC
3.1.1 Điều kiện tự nhiờn
1. Vị trớ địa lý, nhiệm vụ cụng trỡnh
Hệ thống cụng trỡnh hồ chứa Nỳi Cốc nằm ở phớa Tõy Nam thành phố Thỏi Nguyờn, cỏch trung tõm thành phố 15km, cú vị trớ hành chớnh như sau :
- Phớa Bắc giỏp huyện Đại Từ
- Phớa Đụng và Nam giỏp thành phố Thỏi Nguyờn và huyện Phổ Yờn - Phớa Tõy là dóy nỳi Tam đảo giỏp Tỉnh Vĩnh Phỳc.
Khu vực hưởng lợi của cụng trỡnh bao gồm 4 huyện, thành, và thị xó là: - Thành phố Thỏi Nguyờn
- Thị xó Sụng Cụng - Huyện Phỳ Bỡnh - Huyện Phổ Yờn.
Vị trớ địa lý và hành chớnh của hệ thống được biểu thị ở hỡnh 3.1.
Hệ thống hồ Nỳi cốc gồm cú đập chớnh Nỳi Cốc ngăn dũng sụng Cụng, sụng Cụng là nhỏnh cấp I đổ vào phớa bờ hữu của sụng Cầu cửa nhập ở Phự Lụi, cỏch đập Thỏc Huống 54,5km theo đường sụng về phớa hạ lưu. Hướng chảy của sụng Cụng đoạn thượng nguồn dũng chớnh, sụng Cụng chảy theo hướng Bắc - Nam và đến Nỳi Hồng thỡ đổi dũng chảy theo hướng Tõy Bắc - Đụng Nam. Hướng bờn phải của sụng Cụng là sụng Phú Đỏy. Hướng bờn trỏi của Sụng Cụng là sụng Cầu. Ngăn cỏch giữa sụng Cụng và sụng Phú Đỏy là dóy Tam Đảo cú đỉnh cao nhất 1.591m, ngăn cỏch giữa sụng Cụng và sụng Cầu là những nỳi thấp hơn, cỏc đỉnh cao chừng 400- 500m.
Hỡnh 3.1 : Bản đồ vị trớ của hệ thống hồ Nỳi Cốc Lưu vực sụng Cụng ở vào khoảng:
- 21P0 0 P 20’ ữ 21P 0 P 52PPvĩ độ Bắc. - 105P 0 P 27’ ữ 105P 0 P 54’ kinh độ Đụng Diện tớch lưu vực của Hồ Nỳi Cốc : F = 535 kmP
2P P Chiều dài lưu vực là: L = 54Km
Độ dốc sụng chớnh: J%R0R = 1.62 Cụm cỏc cụng trỡnh đầu mối bao gồm :
- 1 đập chớnh bằng đất đắp chắn ngang sụng Cụng dài 480 m, cao 26 m. - 7 đập phụ bằng đất đắp cú tổng chiều dài 1640 m.
- 2 tràn xả lũ cú 5 cửa điều tiết: BRTrànR = 5 x 8 = 40 mP 2
- 1 cống lấy nước dưới đập chớnh cú khẩu diện 2φ 170 cm, cú đường vũm phục vụ cụng việc kiểm tra bảo vệ.
Hệ thống kờnh tưới gồm: - 18 km kờnh Chớnh.
- 43 km kờnh cấp I
- 504 km kờnh cỏc cấp trong đú 300 km kờnh cấp II và cấp III cũn lại là kờnh nội đồng.
- 2070 cụng trỡnh xõy lắp trờn toàn bộ hệ thống kờnh cỏc cấp. Cụng trỡnh hồ Nỳi Cốc được khởi cụng xõy dựng năm 1972.
- Năm 1978 bắt đầu đưa cụng trỡnh vào sử dụng.
- Năm 1980 đào thờm kờnh tiếp nguồn cho hệ thống thuỷ nụng Sụng Cầu, vị trớ đầu kờnh tiếp nguồn từ K6+700 trờn kờnh chớnh.
- Năm 1983 xõy dựng xong hoàn toàn cụng trỡnh kể cả đầu mối hệ thống kờnh tưới. Theo quyết định số 324 TTg ngày 16/11/1971 của Thủ Tướng Chớnh phủ phờ duyệt thiết kế hồ chứa nước Nỳi Cốc và Quyết định bổ sung số 95 QĐ/ KH ngày 25 thỏng 11 năm 1980 của bộ thuỷ lợi, hồ nỳi cốc cú nhiệm vụ sau:
Tưới cho diện tớch canh tỏc FRCTR= 12.000 ha gồm cỏc huyện: Đồng Hỷ, Phổ Yờn, Phỳ Bỡnh, Thành phố Thỏi Nguyờn và thị xó Sụng Cụng.
Năm 2006, do cải tạo, nõng cấp nhiệm vụ cuả cụng trỡnh được UBND tỉnh Thỏi Nguyờn phờ duyệt tại Quyết định 2812/QĐ - UBND ngày 15 thỏng 12 năm 2006: Theo đú hồ Nỳi Cốc cú nhiệm vụ cung cấp nước cho sản xuất nụng nghiệp của tỉnh Thỏi Nguyờn gồm: Cấp nước tưới cho 12.000 ha lỳa và rau mầu, tạo nguồn tưới cho 4.500 ha cõy cụng nghiệp cỏc loại.
- Cung cấp nước cho sản xuất cụng nghiệp thị xó Sụng Cụng QRCNR =1,51 m3/s. - Cấp nước cho sinh hoạt gồm: Nhà mỏy nước Thỏi Nguyờn và nhà mỏy nước Tớch Lương với tổng cụng suất là 40.000m3/ng.đờm. Đảm bảo cung cấp nước sạch phục vụ cho sinh hoạt ở mức 100lớt/người/ngày.
- Tiếp nguồn cho hệ thống nụng giang sụng cầu hàng năm trung bỡnh là 30 triệu m3/năm.
- Từ năm 2009, hồ Nỳi Cốc cũn cú nhiệm vụ tận dụng nguồn năng lượng nước tưới để phỏt điện cho nhà mỏy Thuỷ điện Nỳi Cốc với cụng xuất 2MW, lưu lượng đảm bảo cho phỏt điện 21 m3/s, đầu thỏng 8/2009 nhà mỏy chớnh thức phỏt điện hũa lưới điện quốc gia.
Hỡnh 3.2: Nhà mỏy thủy điện hồ Nỳi Cốc
- Kết hợp nuụi trồng thuỷ sản trong hồ và cấp nước nuụi, thả cỏ cho ao hồ trong khu vực hưởng lợi.
2. Địa hỡnh, Địa chất, khớ tượng thủy văn cụng trỡnh
a. Địa hỡnh
Thỏi Nguyờn là tỉnh trung du, miền nỳi cú nhiều nỳi cao và rừng rậm thuộc cỏc huyện : Định Hoỏ, Phỳ Lương, Vừ Nhai, Đại Từ. Ruộng đất phõn tỏn ở những sườn đồi, chõn nỳi, ở những bờ khe ven suối và ở cỏc thung lũng hẹp, phõn bố từ cao trỡnh + 25 đến + 100. Tuy thế nhưng cũng cú những thung lũng cú diện tớch ruộng đất hơn 100 ha như ở Đại Từ, Quảng Cao, Tõn Phỳ Thượng, Phấn Mễ vv... Đặc biệt ở vựng Vừ Nhai đất rộng cú nhiều nỳi đỏ vụi. Phớa nam là vung trung du gồm 3 huyện: Đồng Hỷ, Phổ Yờn và Phỳ Bỡnh cú nhiều đồi trọc cõy cối thấp và thưa rất ớt khe và suối. Ruộng đất tương đối thấp trung bỡnh từ cao trỡnh +10 đến cao trỡnh +30. Cú nhiều cỏt nặng năng xuất cõy trồng kộm nhất là vựng giữa Sụng Cụng và Sụng Cầu.
Vựng lưu vực hồ Nỳi Cốc cú độ dốc tương đối lớn, chiều dài sụng chớnh chiếm hơn một nửa chiều dài sụng Cụng. Trong lưu vực cú nhiều thung lũng, cỏc thung
lũng lớn tập trung ở vựng thượng lưu như thung lũng Phỳ Nghĩa, Đại Từ, Vạn Yờn. Càng về phớa hạ lưu nỳi và thung lũng càng ớt, thấp và hẹp hơn.
Xung quanh hồ là cỏc dóy đồi đất liờn tiếp cú cao trỡnh từ +40 m đến +100m như khu vực phớa bắc hồ giỏp với huyện Đại Từ, phớa Nam và Đụng Nam giỏp huyện Đồng Hỷ và thành phố Thỏi Nguyờn .
Phớa tõy nam cú dóy Tam Đảo với đỉnh cao nhất 1.590 m, cỏc vỏch nỳi dựng đứng và kộo dài theo hướng Tõy bắc - Đụng nam. Ngoài dóy nỳi trờn cũn cú dóy Ngõn Sơn bắt đầu từ Bắc Kạn chạy theo hướng Đụng bắc - Tõy nam đến Vừ Nhai và dóy nỳi Bắc Sơn cũng chạy theo hướng Tõy bắc - Đụng nam. Cả ba dóy nỳi Tam Đảo, Ngõn Sơn, Bắc Sơn đều là những dóy nỳi cao che chắn giú mựa Đụng bắc. Thỏi Nguyờn là một tỉnh trung du miền nỳi nhưng địa hỡnh lại khụng phức tạp lắm so với cỏc tỉnh trung du, miền nỳi khỏc, đõy là một thuận lợi của Thỏi Nguyờn cho canh tỏc nụng lõm nghiệp và phỏt triển kinh tế - xó hội núi chung so với cỏc tỉnh trung du miền nỳi khỏc.
- Huyện đại Từ
Huyện được bao bọc bởi cỏc dóy nỳi, phớa tõy và tõy nam cú dóy nỳi Tam Đảo với độ cao từ 300-600 m, phớa bắc cú nỳi Hồng và nỳi Chỳa, phớa nam cú nỳi Thằn Lằn thấp dần từ bắc xuống nam. Địa hỡnh phức tạp mang đặc trưng của vựng nỳi, trung du và đồng bằng. Hướng chủ đạo địa hỡnh của huyện theo hướng Tõy bắc- Đụng nam, chia thành cỏc loại địa hỡnh sau:
+ Cụm 1 là địa hỡnh dóy Tam Đảo chạy theo hướng tõy bắc - đụng nam, song song với hướng giú mựa đụng nam. Phớa Bắc của dóy nỳi Tam đảo cú cỏc ngọn nỳi cao 300-600m. Đỉnh cao nhất là đốo Khế cú độ cao 1.591m. Phớa nam dóy Tam Đảo cú cỏc ngọn nỳi thấp cú độ cao 300-500m
+ Cụm 2 nằm ở phớa đụng và đụng bắc của huyện cú cỏc ngọn nỳi thấp với độ cao 150-300m thuộc phần cuối của cỏnh cung sụng Gõm. Phớa đụng nam cú cỏc ngọn nỳi cao hơn 400m thuộc cỏnh cung Ngõn Sơn.
+ Cụm 3 là vựng thung lũng hẹp song song với dóy Tam Đảo, chịu ảnh hưởng của giú mựa đụng nam và dũng địa hỡnh ở phớa đụng dóy tam đảo nờn cú lượng mưa lớn đạt 1900 mm/năm.
- Huyện Phổ Yờn
Phổ Yờn cú địa hỡnh xen kẽ phức tạp giữa địa hỡnh của vựng đồng bằng và cỏc đồi, nỳi thoải lượn súng nghiờng từ Tõy Bắc xuống Đụng Nam. Độ cao trung bỡnh so với mực nước biển toàn huyện là +13,8, nơi cú địa hỡnh cao nhất là +596. Địa hỡnh Phổ Yờn vừa mang tớnh chất miền nỳi, vừa mang tớnh chất miền trung du, được phõn thành hai vựng chủ yếu:
+ Dạng địa hỡnh vựng đồng bằng: Gồm cỏc xó, thị trấn nằm ở phớa Đụng của huyện như: Bói Bụng, Ba Hàng, Nam Tiến, Tõn Hương, Thuận Thành, Trung Thành, Tõn Phỳ, Đụng Cao, Tiờn Phong, Tiờn Phong, Hồng Tiến, Đắc Sơn, Vạn Phỏi. Ở vựng này địa hỡnh cũn một số nột mang dỏng dấp của vựng trung du do cỏc đồi sút xen kẽ, nhưng nhỡn chung bằng phẳng. Điều kiện địa hỡnh thuận lợi cựng với sự phỏt triển của cơ sở hạng tầng đó thỳc đẩy sự phỏt triển mạnh mẽ sự phỏt triển kinh tế xó hội của vựng.
+ Dạng địa hỡnh vựng đồi nỳi thấp: Gồm cỏc xó, thị trấn phớa Tõy của huyện như: Phỳc Tõn, Phỳc Thuận, Bắc Sơn, Minh Đức, Thành Cụng. Vựng này mang tớnh chất điển hỡnh trung du, địa hỡnh chủ yếu là những dóy đồi đỉnh trũn bỏt ỳp, càng về phớa Nam thỡ độ cao giảm dần và địa hỡnh càng dốc thoải. Địa hỡnh phức tạp dẫn đến phỏt triển kinh tế và phõn bố dõn cư khụng đồng đều giữa cỏc vựng và tập trung chủ yếu ở vựng đồng bằng.
- Thị xó Sụng Cụng
Địa hỡnh của thị xó Sụng Cụng được chia thành 2 khu vực: vựng đồi thấp, đồng bằng và vựng đồi nỳi. Tổng quỹ đất của thị xó Sụng Cụng là 8.364 ha, trong đú diện tớch đất trồng cho nụng nghiệp là 4426,25ha , chiếm 52,92% tổng diện tớch đất của thị xó. Đất nụng nghiệp của thị xó chủ yếu bao gồm đất trồng lỳa, trồng cõy trờn cạn, đất vườn.
- Thành phố Thỏi Nguyờn:
Địa hỡnh nỳi thấp cú diện tớch chiếm tỷ lệ lớn, hầu như chiếm trọn vựng đụng bắc của tỉnh. Địa hỡnh nỳi thấp được cấu tạo bởi 5 loại đỏ chớnh: đỏ vụi, đỏ trầm tớch biến chất, đỏ bazơ và siờu bazơ, đỏ trầm tớch phun trào và đỏ xõm nhập axit. Địa
hỡnh nhõn tỏc ở thành phố Thỏi Nguyờn chỉ cú một kiểu là cỏc hồ chứa nhõn tạo, cỏc hồ lớn như hồ Nỳi Cốc, Cõy Si.
Như vậy, mặc dự nằm trong vựng trung du miền nỳi nhưng địa hỡnh thành phố Thỏi Nguyờn khụng phức tạp so với cỏc huyện, thị khỏc trong tỉnh và cỏc tỉnh khỏc trong vựng. Đõy cũng là một trong những thuận lợi cho việc canh tỏc nụng - lõm nghiệp, phỏt triển kinh tế - xó hội núi chung và cụng tỏc thu gom, xử lớ rỏc thải núi riờng so với nhiều địa phương khỏc trong vựng trung du miền nỳi Bắc Bộ.
- Huyện Phỳ Bỡnh
Địa hỡnh của Phỳ Bỡnh thuộc nhúm cảnh quan địa hỡnh đồng bằng và nhúm cảnh quan hỡnh thỏi địa hỡnh gũ đồi.
+ Nhúm cảnh quan địa hỡnh đồng bằng kiểu đồng bằng aluvi, rỡa đồng bằng Bắc bộ với độ cao địa hỡnh 10-15m. Kiểu địa hỡnh đồng bằng xen lẫn đồi nỳi thoải dạng bậc thềm cổ cú diện tớch lớn hơn, độ cao địa hỡnh từ 20-30m và phõn bố dọc theo sụng Cầu.
+ Nhúm cảnh quan hỡnh thỏi địa hỡnh gũ đồi thuộc cảnh quan gũ đồi thấp, trung bỡnh dạng bỏt ỳp với độ cao tuyệt đối từ 50-70m.
Địa hỡnh của huyện cú chiều hướng dốc dần từ Đụng bắc xuống Đụng nam, với độ dốc 0,04% và độ cao trung bỡnh 1,1 m/km dài. Độ cao trung bỡnh so với mực nước biển là 14m, thấp nhất là 10 m thuộc xó Dương Thành; đỉnh cao nhất là đốo Búp thuộc xó Tõn Thành cú chiều cao +250.
Túm lại: Địa hỡnh vựng nghiờn cứu mang hai hỡnh thỏi rừ nột của vựng trung
du và miền nỳi. Vựng địa hỡnh miền nỳi mang sắc thỏi nỳi cao, rừng rậm, ruộng đất phõn tỏn, cú
nhiều khe vực hẹp và dốc, cao độ phổ biến từ + 50 đến +100 .
Địa hỡnh dạng trung du phổ biến là cỏc đồi thấp, ớt phức tạp, cú nhiều cõy thấp và thưa rất ớt khe và suối. Ruộng đất tương đối thấp trung bỡnh từ cao trỡnh +10 đến cao trỡnh +30, xen kẽ là dạng địa hỡnh cú độ cao thấp hơn từ +10 đến +15, mang đặc trưng của địa hỡnh vựng đồng bằng, là vựng phỏt triển cỏc cõy lương thực.
b. Địa chất
Địa chất vựng hồ và đầu mối Nỳi cốc thuộc vào thời đại hạ cố sinh PR ZIR. Cấu tạo tuổi Jura với những nham thạch thường gặp là sa thạch, alorụlit, gravilit điệp thạch vv...
Theo tài liệu khảo sỏt được của Viện thiết kế Thuỷ lợi Thủy điện từ năm 1962 - 63, 1968- 69 và đến nay, Đội địa chất 2 cũng xỏc nhận trầm tớch vựng này thuộc tuổi jura gồm sa thạch, alorolit, điệp thạch vv... Sự hỡnh thành cỏc loại trầm tớch này là do trầm tớch cơ học, cỏc kết cấu của nham thạch bị biến chất vỡ vụn khe nứt phỏt triển lote. Trong toàn vựng chưa thấy xuất hiện uốn nếp và đứt góy rừ rệt. San trang cú hướng D8-TN (280P 0 P - 500P 0 P
) hướng dốc độ về phớa nam (190P 0 P - 210P 0 P ), gúc dốc 30 - 60P 0 P .
Cỏc diện mạo chung về địa chất thuỷ văn khu cụng trỡnh :
+ Nước ngầm trong khu vực tuyến Nỳi cốc: Nước ngầm nằm trong cỏc tầng khỏc nhau. Nước ngầm nằm trong khe nứt của đỏ gốc kốm phong hoỏ thay đổi rừ rệt theo mựa. Nước ngầm nằm trong lớp pha tàn tớch thường xuất hiện ở chõn đồi, dưới cỏc thung lũng và dọc cỏc khe suối. Nước ngầm ở những tầng cuội sỏi xung tớch thờm sụng là loại nước phong phỳ nhất tạo thành một guồng nước ngầm thống nhất cú hướng nghiờng đổ ra bờ sụng chếch về phớa hạ lưu sõu từ 2 ữ 4m. Nước ngầm thường xuyờn cung cấp nước cho sụng trong mựa kiệt, về mựa lũ khi nước sụng dõng lờn, nước sụng dõng lờn nõng cao mực nước ngầm.
+ Tớnh chất hoỏ học của nước: Nước sụng là loại nước hyđrụ carbụnat, độ khỏng hoỏ 5,5mg/l tớnh acid tương đối yếu (PH = 6,5 ữ 6,7). Nước ở thềm cuội sỏi xung tớch cú liờn quan trực tiếp với nước sụng nờn cú tớnh chất giống như nước sụng. Nước trong lớp pha tàn tớch là loại elorvaeulfat. Tớnh acid khỏ cao (PH = 5,2) cú tớnh xõm thực HCOR5R, COR2R, đụi khi cú xõm thực CaSOR4R, xõm thực xi măng pocland và chống sulfat.
Nước trong đỏ gốc là loại hydrocarbonat cú tớnh acid cao (PH = 5,5) một số trường hợp lại cú tớnh bazơ yếu. Riờng hai hố khoan NC4 và NC12 ở những độ sõu 23m nước cú tớnh bazơ mạnh (PH = 11). Hàm lượng COR 2Rxõm thực thấp.
+ Tớnh ngấm của nham thạch trong vựng hồ :
Phần trờn do nờu nham thạch trong lũng hồ là sa thạch, alorụlit, cú khe nứt cú chất nhột bằng đất sột đất thịt nờn thấm nước ớt. Thỉnh thoảng cú lớp gravilit cú khả năng thấm nước nhiều nhưng khụng đỏng kể, lớp kẹp này mỏng nằm xen kộp với những nham thạch khỏc.
Tầng phủ trong lũng hồ tương đối dày trong đú cú lớp đất thịt pha sột dày 3 ữ 5 m cú hệ số thấm K = A.10P -3 P ữ A.10P -5 Pcm/s, bờn trờn là tầng đất thịt pha cỏt dày từ 1 - 2m cú hệ số thấm K = A.10P -3 P ữ A.10P -5
Pcm/s tạo thành một màng phủ ngăn nước tốt. Chung quanh Hồ là những ngọn đồi cú lớp phủ bằng đất thịt pha sột lẫn cuội sỏi, hệ số thấm K = A.10P