Hồ chứa Hiện tại Đề xuất
Vpl (106m3) % Vhi Vpl (106m3) % Vhi Tả Trạch 435,9 125,8 435,9 125,8 Bình Điền 70 20,3 150 43,6
Hương Điền 0 0 200 57,0
Biểu đồ điều phối hồ Bình Điền 50 60 70 80 90 M ự c n ư ớ c h ồ ( m )
Đường phòng tháo thừa 53 63.6 80.4 83.6 82.8 80.7 78.1 75.1 71.7 70.6 66.2 61 53
Đường hạn chế cấp nước 53 58.1 72.9 75.5 75.7 73.7 70.1 64.9 63.2 61.5 57.4 53 53 1-X 31-X 31-XI 31-XII 31-I 28-II 31-III 30-IV 31-V 30-VI 31-VII 31-VIII
Vùng B: Điều tiết theo công suất đảm bảo Vùng C: Vùng gia tăng cấp nước Vùng C: Vùng gia tăng cấp nước Vùng A: Vùng hạn chế cấp nước
Hình 3.15: Biểu đồ điều phối vận hành hồ Bình Điền [2]
Biểu đồ điều phối hồ Hương Điền
40 45 50 55 60 M ự c n ư ớ c h ồ ( m )
Đường phòng tháo thừa 46 50 56 58 58 57.3 56 54.4 53.4 51.7 49.4 47.2 46
Đường hạn chế cấp nước 46 46 50.3 56 56 55.3 54 52 51.4 49.5 47 46 46
1-X 31-X 31-XI 30-XII 31-I 28-II 31-III 30-IV 31-V 30-VI 31-VII 31-VIII 30-IX Vùng B: Điều tiết theo công
suất đảm bảo Vùng C: Vùng gia
tăng cấp nước Vùng C: Vùng gia tăng cấp nước
Vùng A: Vùng hạn chế cấp nước
Hình 3.16: Biểu đồ điều phối vận hành hồ Hương Điền [3]
Như vậy tổng dung tích phịng lũ đề xuất cho hệ thống là 785,9 triệu m3, chiếm khoảng 75,4% tổng dung tích hữu ích của các hồ chứa, đạt 30,4% tổng lượng dòng chảy của trận lũ 1983.
Để đánh giá hiệu quả giải pháp tăng dung tích cơng trình này, luận án đã tính
tốn với các điều kiện vận hành cụ thể sau đây:
là +65,03m. Khi bắt đầu lũ về hồ cắt lũ để mực nước hồ đạt +85,0 m, sau đó bắt đầu xả lũ theo ràng buộc: (i)- nếu mực nước Kim Long dưới BĐ1 thì xả với lưu lượng lớn nhất qua tuốc bin (72 m3/s); (ii)- khi mực nước Kim Long trên BĐ1 và dưới
BĐ3 thì xả bằng lưu lượng đến hồ; và (iii)- khi mực nước Kim Long trên BĐ3 mà
mực nước hồ vẫn tiếp tục tăng, vận hành để xả bằng lưu lượng đến hồ vào thời điểm mực nước Kim Long đạt BĐ3; (iv)- khi mực nước hồ vượt +85,0m thì xả lũ qua cả tràn và tuốc bin sao cho mực nước hồ ≤ +85,96 m (MNGC).
(2) Hồ Hương Điền với dung tích phịng lũ 200 triệu m3, ứng với mực nước
trước lũ là + 51,63 m. Khi lũ về, hồ tích nước để mực nước hồ đạt +58,0 m, bắt đầu
xả lũ theo ràng buộc chống lũ hạ du tại Phú Ốc: (i)- khi mực nước dưới BĐ1, xả theo khả năng lớn nhất qua tuốc bin (196,2 m3/s); (ii)- khi mực nước trên BĐ1 và
dưới BĐ3, xả bằng lưu lượng đến hồ; (iii)- khi mực nước trên BĐ3 mà mực nước
hồ vẫn tiếp tục tăng thì xả bằng lưu lượng đến vào thời điểm mực nước đạt BĐ3; (iv)- khi mực nước hồ vượt quá +58,0 m phải điều tiết chống lũ cho cơng trình, xả lũ sao cho mực nước hồ không vượt quá +59,93 m (MNGC).
(3) Hồ Tả Trạch với dung tích phịng lũ 435,9 triệu m3 mực nước trước lũ +25,0 m. Khi lũ về, hồ bắt đầu tích nước đến mực nước +46,97 m thì bắt đầu xả lũ và phối hợp với mực nước báo động lũ tại Kim Long: (i)- khi mực nước dưới BĐ1, xả bằng lưu lượng tối đa qua tuốc bin; (ii)- khi mực nước trên BĐ1 và dưới BĐ3, xả bằng lưu lượng đến hồ; (iii)- khi mực nước trên BĐ3 mà mực nước hồ vẫn tiếp tục
tăng thì xả bằng lưu lượng đến vào thời điểm mực nước đạt BĐ3; (iv)- khi mực nước hồ vượt +46,97m phải điều tiết chống lũ cho cơng trình, xả lũ sao cho mực nước hồ ≤ +53,07 m (MNGC).
(4) Đập Thảo Long mở hồn tồn để thốt lũ lớn.
Với các điều kiện vận hành nêu trên, tính toán cho hai trận lũ lớn và điển hình trên lưu vực là lũ 1983 và lũ 1999 cho hai trường hợp: (i)- giữ nguyên dung tích phịng lũ và vận hành độc lập (TH2-PAI); (ii)- tăng dung tích phịng lũ và có phối hợp vận hành với ràng buộc chống lũ hạ lưu (TH2-PAIII). Các kết quả cho thấy như bảng 3.19.
Bảng 3.19: Hiệu quả giảm lũ hạ lưu sông Hương khi các hồ vận hành phối hợp và tăng
dung tích phịng lũ so với giữ nguyên dung tích phịng lũ và vận hành độc lập (m)
Lũ 1983 Lũ 1999 Tuyến TH2- PAI TH2- PAIII Mức giảm TH2- PAI TH2- PAIII Mức giảm Kim Long 4,70 3,56 -1,14 5,81 5,10 -0,71 Phú Ốc 4,43 4,30 -0,13 4,60 4,47 -0,13
Như vậy có thể thấy khi tăng tổng dung tích phịng lũ cho các hồ thượng lưu
(Bình Điền và Hương Điền) và vận hành phối hợp thì hiệu quả giảm lũ ở hạ lưu là rất rõ ràng cho cả lũ năm 1983 và lũ năm 1999, đặc biệt là mực nước đỉnh lũ trên dịng
chính sơng Hương (Kim Long) giảm tới 1,14 m (lũ 1983) và 0,71 m (lũ 1999) so với trường hợp giữ nguyên dung tích phịng lũ và vận hành độc lập. Cả 2 PAII (vận hành
phối hợp) và PAIII (vận hành phối hợp và tăng dung tích phịng lũ) làm giảm mực
nước đỉnh lũ năm 1983 tại Kim Long từ 1,19 – 1,44 m. Với mức giảm đó, mực nước đỉnh lũ tại Kim Long đạt cao trình +3,69 m (PAII) và +3,44 m (PAIII), đáp ứng tiêu
chuẩn giảm lũ chính vụ năm 1983 cho thành phố Huế (≤ +3,71m).
Các kết quả nghiên cứu cho thấy giải pháp tăng tổng dung tích phịng lũ cho các hồ thượng lưu như trên là có thể chấp nhận được. Tuy nhiên cần có những nghiên cứu sâu hơn, chi tiết hơn, cùng với việc nghiên cứu giải quyết hài hịa lợi ích chống lũ và phát điện của các cơng trình thủy điện do tư nhân đầu tư để đưa ra những cơ sở vững chắc và khả thi cho việc triển khai thực hiện sau này. Trong đó cần quan tâm đến vấn đề lắng đọng bùn cát trong các hồ chứa, điều này dẫn đến các
ảnh hưởng tới ổn định lịng sơng, bãi sông, hệ thống kênh rạch, đầm phá và đặc biệt
là hai cửa Thuận An và Tư Hiền.
3.3.3.2 Cải tạo nâng cấp các tuyến tiêu thoát lũ, nâng cấp đê biển
Đồng thời với tăng thêm tổng dung tích hồ chứa thượng lưu, ở vùng hạ lưu
và cửa sông ven biển cũng cần có những giải pháp cơng trình bổ sung nhằm tăng hiệu quả của giải pháp đã đề xuất, trong đó cần thực hiện những hoạt động như:
(1)- Cải tạo, nâng cấp các tuyến tiêu thoát lũ: Trong tương lai, tác động của
biến đổi khí hậu, nước biển dâng, mực nước khu vực hạ lưu sẽ có gia tăng mặc dù các hồ chứa thượng lưu đã có tác động giảm đỉnh lũ, nhưng thời gian nước lũ ở mực
nước cao lại kéo dài. Do vậy việc cải tạo, mở rộng các tuyến sơng hói ở khu vực hạ lưu là cần thiết nhằm tăng khả năng thoát lũ như các tuyến sông Diên Hồng, An Xuân, Kim Đôi (bắc sông Hương), các sông Như Ý, Phổ Lợi, Đại Giang (Nam sông Hương) và các kênh, hói nội đồng hiện đang bị bồi lấp. Sau khi có qui trình vận
hành liên hồ chứa trên lưu vực sơng Hương chính thức được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt và đi vào thực hiện, nghiên cứu từng bước tháo bỏ các cống đập ngăn mặn khơng cịn tác dụng như cống Phú Cam, đập La Ỷ, đập Đá; cải tạo, nâng cấp các cống tiêu và trạm bơm tiêu cùng các tuyến tràn trên đê ven phá Tam Giang- Cầu Hai...
(2)-Nâng cấp và kiên cố hóa các tuyến đê ven biển và ổn định cửa sơng:
Theo chương trình củng cố, bảo vệ và nâng cấp đê biển (Quyết định 58/2006/QĐ-
TTg của Thủ tướng Chính phủ), tỉnh Thừa Thiên Huế có tổng chiều dài các tuyến
đê biển cần nâng cấp là 181 km, tuy nhiên đến năm 2013 mới nâng cấp được
khoảng 42 km, còn lại 139 km đê đang bị xuống cấp [37]. Các tuyến đê cần nâng cấp gồm tuyến đông phá Tam Giang, tây Phá Tam Giang, tuyến đê ven đầm Sam – Thủy Tú - Cầu Hai,... để đảm bảo ngăn mặn, giữ ngọt, chống lũ và ngăn nước biển dâng. Để ổn định các cửa sông (Thuận An và Tư Hiền), các cơng trình ổn định phải
đảm bảo thốt lũ mùa mưa cho khu vực hạ lưu và ổn định sinh thái cho khu vực phá
Tam Giang- Cầu Hai trong điều kiện chịu tác động của các cơng trình thủy lợi - thủy điện và biến đổi khí hậu. Hiện nay có hai cửa tiêu thốt nước chính của sơng
Hương là Thuận An và Tư Hiền, trong đó cửa Thuận An ở phía bắc đã có cơng trình
kè mỏ hàn ổn định luồng tàu. Riêng cửa Tư Hiền ở phía nam đầm Cầu Hai, hiện
diễn biến rất phức tạp, thường xuyên bị bồi lấp, dẫn đến việc tiêu thoát nước kém và
ảnh hưởng đến nhiều vấn đề của khu vực như bồi lấp luồng tàu, ngăn cản lưu thông nước giữa đầm và biển, ngập lụt,... Do vậy rất cần thiết phải xây dựng cơng trình ổn định cửa này để hỗ trợ giảm thiểu và thích ứng với các tác động.
3.3.4 Nhận xét hiệu quả của các giải pháp đề xuất
trên lưu vực sông Hương đến một số yếu tố thủy văn – thủy lực sông Hương, để giảm thiểu tác động bất lợi và tăng cường hiệu quả của hệ thống cơng trình đối với phịng lũ và cấp nước phục vụ phát triển, bảo vệ môi trường, luận án đã đề xuất 5 giải pháp cụ thể, trong đó có 3 giải pháp mang tính “phi cơng trình” và 2 giải pháp “cơng trình”. Thực tế bất kỳ một giải pháp được đề nghị cũng phải xuất phát từ điều kiện cụ thể của lưu vực và phải phối hợp nhiều giải pháp với nhau thì mới hiệu quả và bền vững.
- Giải pháp tăng cường thảm phủ trên lưu vực: Chủ trương phát triển, bảo
vệ thảm phủ rừng, thay đổi sử dụng đất hợp lý nhằm cải thiện điều kiện hình thành và phân bố tài nguyên nước được coi là một trong những biện pháp mang tính cơ bản, lâu dài đối với phịng tránh thiên tai, bảo vệ mơi trường tồn lưu vực.
Với Thừa Thiên Huế, trong nhiều năm qua diện tích rừng cơ bản có xu thế
tăng khá nhanh về tổng diện tích, nhưng thơng tin chất lượng rừng là vấn đề cần được đánh giá kỹ. Điều kiện địa hình, thổ nhưỡng trên lưu vực sông Hương là phù
hợp với phát triển các loại rừng. Hiện nay trên lưu vực và lân cận đã có các khu bảo tồn và vườn Quốc gia như Khu bảo tồn thiên nhiên Phong Điền với diện tích 41.508
ha, Vườn Quốc gia Bạch Mã với diện tích 37.487 ha (trong đó Thừa Thiên Huế
34.380 ha, Quảng Nam 3.107 ha). Vùng cửa sông ven biển thường xuyên bị sạt lở, bồi lấp, vùng nội đồng thường xảy ra hiện tượng cát bay, cát nhảy bồi lấp ruộng
đồng, trong khi đồng bằng sơng Hương đang địi hỏi các điều kiện thuận lợi hơn cho phát triển các ngành kinh tế không gây ô nhiễm. Đây là những điều kiện thuận lợi để triển khai giải pháp tăng cường thảm phủ trên toàn lưu vực.
Trên quan điểm kỹ thuật và thủy văn sinh thái, rừng nói riêng và thảm phủ trên lưu vực nói chung là yếu tố quyết định cấu trúc của “chu trình thủy văn” trên lưu vực. Các nghiên cứu và tính tốn của luận án đã khẳng định vai trò của thảm phủ là quan trọng đối với khu vực thượng lưu, nhất là thượng nguồn các hồ chứa.
Hơn nữa trong kế hoạch phát triển kinh tế - xã hội của Thừa Thiên Huế đến 2020 đã đặt mục tiêu diện tích thảm phủ rừng là 60%, điều này cũng phù hợp với chủ trương
nghĩa đối với lưu vực sơng Hương có tài nguyên nước phong phú nhưng thiên tai lũ lụt lại rất ác liệt.
Với những phân tích trên cho thấy giải pháp “tăng cường thảm phủ rừng”
trên lưu vực sông Hương là khả thi và có hiệu quả nhiều mặt, trong đó có giảm
thiểu tác động bất lợi và tăng hiệu quả khai thác cho tất cả các cơng trình thủy lợi - thủy điện trên lưu vực. Hiệu quả của giải pháp sẽ được tăng thêm nếu phối hợp, liên kết được với quản lý tổng hợp lưu vực, quản lý tổng hợp tài nguyên nước, đặc biệt là quản lý tổng hợp vùng ven biển.
- Qui hoạch, xây dựng và bảo vệ hành lang bảo vệ nguồn nước hồ, nguồn
nước sông, đầm phá: Qui hoạch, xây dựng hành lang bảo vệ nguồn nước đem lại
nhiều lợi ích về lâu dài, khơng chỉ góp phần bảo vệ tài nguyên nước mà cịn góp phần đảm bảo an ninh nguồn nước, an ninh năng lượng, góp phần nâng cao chất
lượng cuộc sống nhân dân. Đối với lưu vực sông Hương, ngồi nguồn nước sơng,
hồ cịn có nguồn nước đầm, phá với diện tích lớn nhất khu vực Đông Nam Á, là nguồn tài nguyên thiên nhiên hết sức quý giá đồng thời là nguồn sinh kế trực tiếp của hàng vạn người dân, do đó việc bảo vệ nguồn nước gắn liền với bảo vệ nguồn lợi thủy sản đặt ra nhiều thách thức khó khăn. Hiệu quả của giải pháp được thấy rất rõ, nhưng cần nghiên cứu chi tiết để có lộ trình thực hiện phù hợp, đồng bộ với thực hiện tái định canh, định cư, đào tạo nghề, cải thiện sinh kế và nâng cao nhận thức
cho người dân.
- Xây dựng qui trình vận hành liên hồ chứa và cơng trình thủy lợi – thủy
điện lưu vực sông Hương: Khi trên lưu vực (cùng chung và cùng sử dụng, khai
thác một nguồn nước) có nhiều các cơng trình điều tiết nước bao gồm các hồ chứa
thủy lợi- thủy điện, các cơng trình đập dâng, đập ngăn triều, mặn,... thì sẽ có nhiều mâu thuẫn và hiệu quả khai thác cơng trình khơng cao nếu khơng có một qui trình vận hành phối hợp với nhau.
Trong nghiên cứu của đề tài chỉ xem xét ba hồ chứa lớn ở thượng lưu (Bình
Điền, Hương Điền và Tả Trạch) và một đập ngăn mặn – Thảo Long trong giới hạn một số trường hợp và phương án tính tốn. Tuy vậy bài tốn vận hành “liên hồ” hay
“có phối hợp” là rất phức tạp bởi chúng có rất nhiều ràng buộc với nhau. Qui trình
đề xuất trong vận hành các cơng trình đã cơ bản đưa vào được các ràng buộc chính như mực nước trước lũ của các hồ chứa, dung tích phịng lũ, mực nước gia cường,
mực nước báo động lũ ở hạ lưu,... Đây là giải pháp không tốn kém vốn đầu tư,
nhưng cần nguồn lực về con người và khoa học công nghệ tiên tiến.
Hiện nay Chính phủ đang triển khai chương trình xây dựng các qui trình vận hành liên hồ chứa cho các lưu vực sông lớn ở Việt Nam, nguồn lực con người đang
được phát triển và đào tạo, các mơ hình tốn và các cơng cụ khoa học công nghệ là đủ cho việc triển khai xây dựng và thực hiện các qui trình này.
Trên lưu vực sơng Hương với một qui trình đề xuất sơ bộ cũng đã cho thấy
những hiệu quả và tính khả thi của nó. Với qui trình đề xuất, các kết quả nghiên cứu cho thấy khả năng tăng hiệu quả chống lũ hạ lưu là rất rõ ràng và cụ thể, đặc biệt trên dịng chính sơng Hương (Kim Long). Tuy nhiên đây là kết quả nghiên cứu đề xuất ban đầu nên cần được tiếp tục đầu tư nghiên cứu với các số liệu, thơng tin và mơ hình tốt hơn.
- Giải pháp tăng thêm dung tích phịng lũ hồ Bình Điền và Hương Điền:
Đây thực chất là bài toán xác định và phân bổ dung tích phịng lũ cho các hồ chứa thượng lưu. Với những kết quả nghiên cứu ban đầu của luận án cho thấy việc tăng
thêm 80 triệu m3 cho hồ Bình Điền và giao cho hồ Hương Điền 200 triệu m3 để