4.1.2.1. Đặc điểm dòng chảy năm
a. Kết quả tính toán dòng chảy năm
Dƣới đây là kết quả tính toán dòng chảy năm theo hai phƣơng pháp Phƣơng pháp tƣơng tự thủy văn và Phƣơng pháp Quy phạm thủy lợi QPTL.C- 6-77. Kết quả cụ thể đƣợc thể hiện trong bảng sau:
Bảng 4.3. Tổng hợp kết quả tính dòng chảy năm theo hai phƣơng pháp
TT Phƣơng pháp Tuyến CT FLV (km2) Qo (m3/s) Mo (l/s,km2)
1 Mô hình Tank với LVTT Phiêng Hiềng Đập Suối Sập 1 225 8,92 39,64 2 Công thức kinh nghiệm C6-77 Đập Suối Sập 1 225 9,44 41,95
* Nhận xét:
Từ các phƣơng pháp tính toán dòng chảy trên cho thấy các phƣơng pháp chênh lệch nhau không nhiều. Mỗi phƣơng pháp đều có những ƣu nhƣợc điểm nhất định:
- Phƣơng pháp 1: Phƣơng pháp này dựa vào các tài liệu thực đo của trạm lân cận tại vùng nghiên cứu phản ánh tƣơng đối chính xác tình hình dòng chảy tại khu vực. Trong đó, việc kéo dài tài liệu trạm tƣơng tự Phiềng Hiềng theo phƣơng pháp mô hình Tank, sử dụng tài liệu mƣa và bốc hơi của các trạm lân cận lƣu vực cho kết quả tƣơng đối tin cậy;
- Phƣơng pháp 2: Là phƣơng pháp tính toán dựa trên các công thức kinh nghiệm tổng hợp theo các vùng thủy văn nên chỉ dùng để so sánh, tham khảo.
Từ những phân tích trên có thể thấy rằng phƣơng pháp lƣu vực tƣơng tự sử dụng mô hình Tank để kéo dài dòng chảy có ƣu thế hơn cả do phản ảnh đƣợc đầy đủ kiều kiện tự nhiên khu vực tính toán, đồng thời tận dụng đƣợc các số liệu thực đo có thể có đƣợc của các trạm lân cận. Do đó, kiến nghị chọn phƣơng pháp tính toán dòng chảy năm theo lƣu vực tƣơng tự Phiềng Hiềng (với chuỗi dòng chảy đƣợc kéo dài theo mô hình Tank từ mƣa, bốc hơi các trạm thuộc vùng nghiên cứu).
b. Phân bố dòng chảy năm
Phân mùa dòng chảy theo năm thủy văn dựa vào chỉ tiêu vƣợt trung bình.
0 2 4 6 8 10 12 14 16 Q năm Q tháng min Q 3 tháng min Q mùa kiệt
Phân phối dòng chảy năm thiết kế theo phƣơng pháp năm điển hình: Xây dựng đƣờng tần suất lý luận dòng chảy năm đến tuyến công trình theo năm thủy văn xác định đƣợc các tham số thống kê nhƣ sau: QTB = 8,89 m3/s, Cv = 0,19 và Cs = 0,41.
Dòng chảy năm theo năm thủy văn ứng với tần suất thiết kế P là:
+ Qn P=10% = 11,3 m3/s, chọn năm 1972-1973 đại diện cho năm nhiều nƣớc; + Qn P=50% = 8,79 m3/s, chọn năm 2002-2003 đại diện năm trung bình nƣớc; + Qn P=90% = 6,65 m3/s, chọn năm 1997-1998 đại diện cho năm ít nƣớc.
Bảng 4.4. Phân phối dòng chảy năm ứng với các tần suất thiết kế (m3/s)
Năm VI VII VIII IX X XI XII I II III IV V Qnăm
Q(10%) 8,85 17,47 32,31 21,97 14,23 6,86 4,74 4,78 4,60 3,67 4,78 3,93 11,3 Q(50%) 12,47 17,33 22,44 14,47 11,27 6,36 4,25 3,57 3,54 2,78 3,14 3,86 8,79 Q(90%) 7,83 18,92 14,68 9,91 7,38 4,44 3,35 2,84 2,61 1,93 1,65 4,25 6,65
4.1.2.2. Đặc điểm dòng chảy lũ
Kết quả tính toán dòng chảy lũ cho lƣu vực Suối Sập theo ba công thức đƣợc thể hiện trong bảng sau:
Bảng 4.5. Lƣu lƣợng đỉnh lũ tuyến đập, tuyến nhà máy Suối Sập I theo 3 công thức: triết giảm, Xôkôlôpski, Alecxâyep
Công thức tính
Lƣu lƣợng tuyến Công trình
Qp - Lƣu lƣợng đỉnh lũ ứng với các tần suất thiết kế
0,1% 0,2% 0,5% 1% 3% 5% 10%
Triết giảm
Qmax Tuyến đập (m3/s) 752,3 704,5 614,8 553,6 460,3 415,2 353,0 Qmax Tuyến nhà máy (m3/s) 760,3 712,0 621,3 559,5 465,1 419,6 356,8 Xôkôlôpski
Qmax Tuyến đập (m3/s) 1794,9 1614,5 1346,1 1192,5 949,5 851,3 713,1 Qmax Tuyến nhà máy (m3/s) 1814,0 1631,7 1360,4 1205,2 959,6 860,4 720,7 Alecxâyep
Qmax Tuyến đập (m3/s) 1755,3 1540,4 1277,0 1117,0 896,9 795,3 670,2 Qmax Tuyến nhà máy (m3/s) 1774,0 1556,8 1290,6 1128,9 906,5 803,7 677,3
Nhận xét:
Các phƣơng pháp tính toán đều cho kết quả xấp xỉ nhau. Tuy nhiên, qua phân tích thấy rằng đặc điểm dòng chảy lũ tại lƣ vực suối Sập cũng giống nhƣ lƣu vực nhỏ khác, nguyên nhân chủ yếu gây ra lũ trên lƣu vực là do mƣa lớn từ các hình thế thời tiết nhƣ bão và áp thấp nhiệt đới. Địa hình vùng tuyến nhỏ hẹp và dốc nên lũ thƣờng xuất hiện đột ngột - đỉnh nhọn có thời gian lũ lên rất nhanh so với thời gian lũ xuống. Mặt khác, lƣu vực nghiên cứu không có tài liệu thực đo, diện tích hứng nƣớc nhỏ hơn nhiều so với lƣu vực khống chế của các trạm thủy văn lân cận. Do đó, việc tính toán dòng chảy lũ thiết kế đƣợc chọn theo phƣơng pháp tính từ tài liệu mƣa là phù hợp hơn cả. Đối với lƣu vực có diện tích nhỏ (Flv = 225 km2) nhƣ công trình Suối Sập I, kiến nghị chọn kết quả tính toán theo phƣơng pháp cƣờng độ giới hạn Alecxâyep.
4.1.2.3. Dòng chảy kiệt
Theo phân mùa dòng chảy năm tại tuyến công trình thủy điện Suối Sập I thì mùa kiệt kéo dài từ tháng XI đến tháng V năm sau, trong đó 3 tháng liên tục kiệt nhất là II, III, IV; tháng kiệt nhất là tháng III. Đặc trƣng dòng chảy mùa kiệt, dòng chảy 3 tháng kiệt nhất và dòng chảy tháng kiệt nhất ứng với các tần suất thiết kế đƣợc tính toán dựa trên chuỗi dòng chảy bình quân tháng đến tuyến đập Suối Sập I.
Các đặc trƣng dòng chảy mùa kiệt ứng với các tần suất thiết kế tại tuyến đập đầu mối Suối Sập I đƣợc thống kê trong bảng dƣới.
Bảng 4.6. Đặc trƣng dòng chảy mùa kiệt tại tuyến đập Suối Sập I
Thời đoạn Đặc trƣng thống kê Qp% (m3/s)
Qtb(m3/s) Cv Cs P=75% P=80% P=85% P=90% P=95%
Mùa kiệt 4,07 0,22 0,39 3,47 3,34 3,20 3,02 2,77 3 tháng kiệt nhất 2,90 0,25 0,81 2,37 2,28 2,17 2,05 1,89 Tháng kiệt nhất 2,33 0,26 0,82 1,89 1,81 1,72 1,62 1,49
4.2. Ảnh hưởng của thuỷ điện Suối Sập I đến chất lượng nước phía hạ lưu 4.2.1. Đánh giá ảnh hưởng của thuỷ điện Suối Sập I đến chất lượng nước phía hạ lưu
Để đánh giá ảnh hƣởng của nhà máy thủy điện Suối Sập I đến chất lƣợng nƣớc hạ lƣu nhà học viên đã tiến hành lấy mẫu và phân tích một số thông số cơ bản tại 05 vị trí trên lƣu vực: 01 điểm tại vị trí đập; 01 điểm nƣớc mặt tại hạ lƣu sau nhà máy; 01 điểm nƣớc mặt tại hạ lƣu cách nhà máy 500 m; 01 điểm nƣớc mặt tại hạ lƣu cách nhà máy 1.000 m; 01 điểm nƣớc mặt tại hạ lƣu cách nhà máy 1.500 m. Việc lấy mẫu theo chiều dòng chảy nhƣ vậy sẽ đánh giá đƣợc sự thay đổi chất lƣợng nƣớc trƣớc và sau khi đi qua nhà máy thủy điện. Kết quả phân tích đƣợc so sánh với QCVN 08-MT:2015/BTNMT- Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lƣợng nƣớc mặt - Cột A2).
Nhìn chung tác động tiêu cực của nhà máy đối với chất lƣợng nƣớc mặt khu vực không lớn. Thông số bị thay đổi nhiều nhất là tổng chất rắn lơ lửng do áp lực của dòng chảy làm xói mòn hai bên bờ dòng suối làm tăng hàm lƣợng TSS trong dòng nƣớc. Các chỉ tiêu cơ bản trong nƣớc mặt của suối Sập đều nằm trong giới hạn cho phép của QCVN 08- MT:2015/BTNMT- Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lƣợng nƣớc mặt - Cột A2. Kết quả phân tích một số chỉ tiêu cơ bản trong nƣớc mặt tại suối Sập cụ thể nhƣ sau:
- Thông số TSS: Trong các thông số chịu ảnh hƣởng nhiều nhất đó là thông số TSS. Kết quả về sự ảnh hƣởng của nhà máy thủy điện Suối Sập I đến TSS trong nƣớc mặt đƣợc thể hiện trong biểu đồ sau:
Biểu đồ 4.2. Sự thay đổi TSS theo dòng chảy từ đập nhà máy đến hạ lƣu
- Thông số DO: Thông số chịu tác động của việc đắp đập và hình thành hồ chứa. Kết quả cho thấy DO tại vị trí trƣớc đập có kết quả 4,9 mg/L không đạt giới hạn cho phép của QCVN 08-MT:2015/BTNMT. Nguyên nhân là do việc đắp đập không còn dòng chảy xáo trộn khếch tán không khí vào nƣớc và việc phân hủy các chất hữu cơ trong lòng hồ làm giảm lƣợng oxy trong nƣớc. Nhƣng tại các điểm phía sau kết quả đo DO đều đạt do dòng chảy lại tiếp tục đƣợc duy trì làm tăng lƣợng oxy hòa tan.
Biểu đồ 4.3. Sự thay đổi DO theo dòng chảy từ đập nhà máy đến hạ lƣu
27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 Điểm tại vị trí đập Điểm nƣớc mặt tại hạ lƣu sau nhà máy Điểm nƣớc mặt tại hạ lƣu cách nhà máy 500m Điểm nƣớc mặt tại hạ lƣu cách nhà máy 1000m Điểm nƣớc mặt tại hạ lƣu cách nhà máy 1500m TSS QCVN 08- MT:2015/BTNMT 4,6 4,7 4,8 4,9 5 5,1 5,2 5,3 5,4 5,5 Điểm tại vị trí đập Điểm nƣớc mặt tại hạ lƣu sau nhà máy Điểm nƣớc mặt tại hạ lƣu cách nhà máy 500m Điểm nƣớc mặt tại hạ lƣu cách nhà máy 1000m Điểm nƣớc mặt tại hạ lƣu cách nhà máy 1500m DO QCVN 08- MT:2015/BTNMT
Ngoài ra kết quả phân tích một số chỉ tiêu cơ bản khác thì nhận thấy hoạt động của thủy điện Suối Sập I không làm thay đổi chất lƣợng nƣớc nhiều. Kết quả cụ thể đƣợc thể hiện trong bảng 2.1 sau:
Bảng 4.7. Kết quả chất lƣợng nƣớc tại 5 vị trí mà công ty tiến hành quan trắc chất lƣợng nƣớc vào tháng 4/2018 TT Chỉ tiêu phân tích Đơn vị tính Kết quả phân tích QCVN 08 - MT:2015/B TNMT (Cột A2) M1 M2 M3 M4 M5 1 pH - 7,0 7,1 7,1 7,1 7,0 6-8,5
2 Ôxy hòa tan (DO) mg/L 4,9 5,4 5,3 5,3 5,2 ≥ 5 3 Tổng chất rắn lơ lửng (TSS) mg/L 30 35 32 31 30 30 4 BOD5 (20oC) mg/L < 4,0 < 4,0 < 4,0 < 4,0 < 4,0 6 5 COD mg/L < 9,0 < 9,0 < 9,0 < 9,0 < 9,0 15 6 Amoni (NH4 +) (tính theo N) mg/L < 0,30 < 0,30 < 0,30 < 0,30 < 0,30 0,3 7 Nitrit (NO2 -) (tính theo N) mg/L < 0,05 < 0,05 < 0,05 < 0,05 < 0,05 0,05 8 Nitrat (NO3 - ) (tính theo N) mg/L < 0,40 < 0,40 < 0,40 < 0,40 < 0,40 5 9 Phosphat (PO4 3- ) (tính theo P) mg/L < 0,08 < 0,08 < 0,08 < 0,08 < 0,08 0,2 10 Kẽm (Zn) mg/L < 0,10 < 0,10 < 0,10 < 0,10 < 0,10 1,0 11 Sắt (Fe) mg/L 0,62 0,75 0,74 0,70 0,65 1
4.2.2. Đánh giá tác động của việc khai thác sử dụng nước đối với hạ lưu nhà máy thủy điện suối Sập I
4.2.2.1. Tác động đến nguồn nước
Công trình thủy điện Suối Sập I xây dựng trên suối Sập, sau khi đi vào vận hành thì việc tích nƣớc hồ chứa và chế độ vận hành của nhà máy sẽ làm thay đổi sâu sắc chế độ dòng chảy của suối Sập. Trên suối Sập sẽ xuất hiện 2 chế độ dòng chảy khác biệt ở thƣợng lƣu hồ chứa Suối Sập I và đoạn suối từ hồ chứa đến nhà máy (dài 1,3 km) và hạ lƣu nhà máy. Do phạm vi nghiên cứu của luận văn là tác động đến hạ lƣu nhà máy thủy điện suối Sập I. Nên bài luận văn chỉ đề cập đến những tác động điển hình của việc khai thác sử dụng của công trình đến chế độ thủy văn hạ lƣu nhà máy suối Sập I. Cụ thể đƣợc đánh giá nhƣ sau:
Khi xây dựng đập ngăn dòng chảy sẽ ảnh hƣởng đến lƣu lƣợng dòng chảy phía sau đập. Hồ chứa thủy điện Suối Sập I vận hành theo chế độ điều tiết ngày và không có chức năng điều tiết lũ năm nên hình thái dòng chảy không có biến động rõ ràng nhƣ các hồ chứa điều tiết lũ năm khác. Tuy nhiên, một số ảnh hƣởng có thể nhận thấy đƣợc đó là:
- Khi hồ chứa nƣớc tích nƣớc, lƣu lƣợng nƣớc kể từ chân đập xuống phía hạ nguồn sẽ giảm đi nhiều, điều này đồng nghĩa với mực nƣớc mặt hạ lƣu suối Sập giảm xuống trong thời gian điều tiết của hồ;
- Về mùa mƣa, lũ: Với sự có mặt của hồ chứa, một phần lƣợng nƣớc đến sẽ đƣợc tích lại trong hồ đến MNDBT (560 m) để phát điện, một phần tràn qua đập tràn xuống hạ lƣu. Sự gia tăng lƣu lƣợng và mực nƣớc chỉ tác động đến đoạn sau đập, tuy nhiên, năng lƣợng dòng nƣớc sau khi qua đập đã đƣợc tiêu năng bằng hố xói làm cho năng lƣợng dòng nƣớc xả tràn có vận tốc giảm mạnh và có xu hƣớng trở lại trạng thái bình thƣờng khi không có đập thủy điện;
Đoạn sông hạ lƣu nhà máy, mặc dù hồ chứa thủy điện Suối Sập I không có chức năng tích nƣớc mùa lũ, xả nƣớc mùa khô để phục vụ tƣới tiêu nông nghiệp nhƣ các hồ điều tiết mùa hay năm, nhƣng với chế độ điều tiết ngày đêm, mực nƣớc trong ngày ở hạ lƣu đập vào những giờ phát điện sẽ cao hơn mực nƣớc bình thƣờng trong mùa khô. Tuy nhiên, vào những giờ nhà máy ngừng phát điện để tích nƣớc thì dòng chảy sau nhà máy sẽ bị suy giảm so với dòng chảy tự nhiên.
Để giảm thiểu tác động của công trình tới dòng chảy đoạn sông từ sau đập đến nhà máy và đoạn hạ lƣu nhà máy Suối Sập I thì chủ đầu tƣ đã kiến nghị xả dòng chảy tối thiểu là 1 m3/s vào những giờ nhà máy ngừng phát điện để duy trì dòng chảy ở hạ lƣu đập.
4.2.2.2. Tác động đến môi trường
a. Khả năng bồi lắng lòng hồ và tại các đập dâng của các công trình thủy điện phía hạ lưu
Theo tính toán thiết kế cơ sở, tổng lƣợng bùn cát trung bình mỗi năm đi vào hồ chứa tại các vị trí đập thuỷ điện. Nếu nhƣ không có biện pháp không chế hiện tƣợng bồi lắng thì toàn bộ dung tích của các thuỷ điện sẽ bị bồi lắng hoàn toàn sau một khoảng thời gian sơm hơn so với tuổi thọ của công trình.
Tác động này tuy có thể xảy ra nhƣng không nghiêm trọng và có thể khống chế đƣợc. Quá trình bồi lắng cũng có thể diễn ra ngay tại cửa vào đập chứa do sự giảm tốc độ dòng chảy làm cản trở dòng chảy, gây ra hiệu ứng nƣớc ngƣợc, ứ đọng nƣớc ở thƣợng lƣu. Tuy nhiên, vì địa hình suối tƣơng đối dốc, tốc độ dòng chảy khá cao (đặc biệt vào mùa lũ) nên tác động này là không đáng kể.
Quá trình bồi lắng tác động đến các hoạt động của công trình thủy điện Suối Sập I, gây tác động tiêu cực đến hoạt động và tuổi thọ của các công trình này nếu không có các biện pháp khắc phục hiệu quả. Tuy nhiên, Cụm dự án
thủy điện suối Sập đã đƣợc UBND tỉnh Sơn La giao cho một chủ đầu tƣ là Công ty TNHH Xuân Thiện Ninh Bình. Đây là một thuận lợi do Công ty sẽ chủ động đƣợc kế hoạch xây dựng, vận hành các công trình thủy điện bậc thang (Háng Đồng A, Háng Đồng A1, Suối Sập I) để giảm thiểu các ảnh hƣởng tiêu cực đến nhau.
b. Ô nhiễm hồ
Chất lƣợng nƣớc trong hồ chứa thủy điện Suối Sập I trong vài năm đầu sẽ bị ô nhiễm do việc phân hủy xác thực vật còn lại trong hồ sau khi tích nƣớc. Chất lƣợng nƣớc phía ngay sau đập phụ thuộc hoàn toàn vào chất lƣợng nƣớc trong hồ. Tuy nhiên, quá trình này chỉ kéo dài khoảng 2 - 3 năm đầu, sau đó chất lƣợng nƣớc dần đi vào ổn định. Ngoài ra, hồ chứa cũng sẽ là nơi tích tụ phân hoá học, thuốc bảo vệ thực vật bị cuốn theo dòng chảy tập trung vào hồ. Nhƣng vì dung tích hồ khá lớn, hoạt động canh tác trong khu vực lại không phát triển mạnh nên có thể nói tác động này là không đáng kể.
Trong giai đoạn tích nƣớc hồ, sẽ hình thành một khối nƣớc tĩnh dẫn đến tình trạng phân tầng nhiệt độ trong hồ. Phần nƣớc sâu bên dƣới sẽ thiếu ánh sáng oxy và có nhiệt độ thấp, nhiệt độ chênh lệch từ 1 - 5oC. Sự phân tầng kéo theo sự thay đổi nhiệt độ và lƣợng ôxy lớp nƣớc đáy giảm đáng kể vào giai đoạn đầu hồ tích nƣớc, nguyên nhân là do sự có mặt của chất hữu cơ và chất