Q (m3/s) 200 300 400 500 600 800 900 1000 1200
Hnăm 2008 (cm) 186 245 300 351 398 480 515 546 596
Hnăm 2009 (cm) 150 208 262 312 358 439 473 503 552
Hnăm 2008 - Hnăm 2009 -36 -37 -38 -39 -40 -41 -42 -43 -44
Kết quả tính tốn cho thấy mực nước tại trạm Bình Điền giảm đáng kể so với cùng cấp lưu lượng. Cùng một trị số lưu lượng, mực nước đã hạ thấp trung bình 40 cm so với khi chưa có hồ. Do chỉ có số liệu khảo sát 1 năm sau khi hồ Bình Điền đi vào vận hành nên chưa phản ánh đầy đủ và chính xác nguyên nhân hạ thấp mực
nước tại trạm Bình Điền, nhưng sơ bộ cho thấy hồ Bình Điền đã có tác động nhất định đến sự thay đổi bùn cát ở hạ lưu, là một trong những nguyên nhân làm xói lở
lịng sơng, làm cho các quan hệ thủy văn - thủy lực biến đổi.
Đập Thảo Long cũng có tác động đến dịng chảy bùn cát sơng Hương. Đập
xây dựng chắn ngang sông làm phân bố lưu tốc dòng chảy trước và sau đập thay
đổi, và góp phần làm hạn chế sự vận chuyển bùn cát từ thượng lưu đưa ra đầm phá,
cửa biển. Tác động của đập thể hiện rõ ở việc gây ra hiện tượng xói lở - bồi tụ cục bộ ở hai phía sát với tuyến đập: phía thượng lưu, do lưu tốc giảm, bùn cát sẽ lắng
đọng gây bồi; ngược lại, phía hạ lưu đập do lưu tốc tăng, gây ra hiện tượng xói lở và
hình thành hố xói ngay sau chân cơng trình.
Tóm lại, tác động của các cơng trình thủy lợi – thủy điện đến vấn đề thay đổi
bùn cát hạ lưu là rất phức tạp, tài liệu thực đo ít và khơng được cập nhật. Từ kết quả nghiên cứu ban đầu cho thấy quan hệ Q-H tại Bình Điền có sự thay đổi, song các
năm này chưa có vận hành hồ Tả Trạch, do đó có thể nhận định, khi có thêm hồ Tả
Trạch vận hành, diễn biến quan hệ Q-H ở hạ lưu các hồ chứa sẽ còn nhiều thay đổi.
Thêm vào đó, hoạt động khai thác tận thu cát sỏi lịng sơng nếu khơng được kiểm sốt chặt chẽ, càng làm mất cân bằng bùn cát, tình trạng xói lở bờ sơng Hương sẽ diễn ra ngày nghiêm trọng hơn.
3.3 ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP ĐỊNH HƯỚNG GIẢM THIỂU TÁC ĐỘNG TIÊU CỰC VÀ TĂNG HIỆU QUẢ CÁC CƠNG TRÌNH ĐỘNG TIÊU CỰC VÀ TĂNG HIỆU QUẢ CÁC CƠNG TRÌNH THỦY LỢI - THỦY ĐIỆN
3.3.1 Mục tiêu và cơ sở đề xuất các giải pháp
3.3.1.1 Mục tiêu giải pháp
Các kết quả nghiên cứu của luận án đã cho thấy tác động của các cơng trình thủy lợi - thủy điện trên lưu vực sông Hương đến một số yếu tố thủy văn - thủy lực hạ lưu là rất đáng kể. Trong đó có những tác động có lợi như ngăn mặn và nâng cao mực nước trung bình mùa cạn ở khu vực hạ lưu, hay giảm đỉnh lũ ở hạ lưu khi qui
trình vận hành điều tiết lũ hợp lý,... Tuy nhiên các cơng trình thủy lợi – thủy điện cũng có những tác động bất lợi đối với khu vực hạ lưu. Thực tế hồ Bình Điền có dung tích phịng lũ chỉ 70 triệu m3 và hồ Hương Điền khơng có dung tích phòng lũ sẽ làm tăng nguy cơ rủi ro và có thể gây gia tăng lũ ở hạ lưu khi vận hành xả lũ thiếu hợp lý; hay khi xả lũ lớn sẽ kéo dài thời gian ngập lũ hạ lưu; một tác động
đáng kể nữa là các hồ chứa thượng lưu sẽ làm giảm bùn cát, phù sa đến khu vực hạ lưu dẫn đến diễn biến phức tạp tại hai cửa Thuận An và Tư Hiền trong mùa cạn,...
Do vậy các mục tiêu của các giải pháp đề xuất gồm:
- Giảm nhẹ các tác động bất lợi của các cơng trình thủy lợi - thủy điện đến vùng hạ lưu trong mùa lũ và mùa cạn nhằm phát triển kinh tế - xã hội và bảo vệ môi trường;
- Nâng cao hiệu quả của các cơng trình thủy lợi - thủy điện trên lưu vực nhằm giải quyết các mâu thuẫn giữa năng lượng và phòng chống lũ, an toàn và giảm nhẹ thiệt hại cho vùng hạ lưu.
3.3.1.2 Những cơ sở khoa học và thực tiễn đề xuất giải pháp
(1) Điều kiện đặc thù tự nhiên vùng hạ lưu
Khu vực hạ lưu sơng Hương có địa hình bằng phẳng, hệ thống sông, kênh
dày đặc, nơi tập trung của các sông nhánh lớn. Trong đó hệ thống đầm phá Tam (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Giang – Cầu Hai với diện tích 220 km2, là một khu vực đặc thù của ven biển miền
Trung, là nơi chứa nước từ thượng nguồn về trong mùa mưa lũ trước khi đổ ra biển. Nhưng hệ đầm phá này chịu tác động của chế độ thủy triều đặc biệt với biên độ nhỏ
nhất Việt Nam và diễn biến cửa Thuận An, Tư Hiền khơng thuận lợi cho tiêu thốt lũ. Khi lũ lớn từ thượng lưu về thường dẫn đến ngập úng kéo dài cho vùng đồng bằng sông Hương.
Cố đô Huế là di sản văn hóa thế giới đã được UNESCO cơng nhận, nhưng do nằm trong đồng bằng sông Hương và rất dễ bị tác động của lũ lụt, nhiều năm gần đây
(2) Vai trị của các cơng trình thủy lợi – thủy điện
Kết quả nghiên cứu của luận án cho thấy trong mùa lũ, vai trò giảm lũ ở hạ
lưu của hồ Tả Trạch là rất rõ, tuy nhiên hai hồ Bình Điền và Hương Điền có tác động giảm lũ hạ lưu khơng đáng kể với qui trình vận hành hiện nay, thậm chí nếu
vận hành khơng hợp lý cịn có thể làm gia tăng lũ ở hạ lưu.
Trong mùa kiệt, tất cả các cơng trình thủy lợi – thủy điện đều có vai trị làm
ổn định và tăng dịng chảy trong mùa kiệt. Trong đó đập Thảo Long có vai trị quyết định trong việc ngăn ảnh hưởng của triều vào khu vực hạ lưu sông Hương và giữ nước ngọt cho khu vực.
(3) Yêu cầu phát triển bền vững và bảo vệ môi trường lưu vực
Theo kế hoạch phát triển kinh tế - xã hội, cơ cấu kinh tế của tỉnh Thừa Thiên Huế đến năm 2020 sẽ có tỷ trọng: dịch vụ 47,4%, cơng nghiệp - xây dựng 47,3% và nông – lâm – ngư nghiệp 5,3%. Như vậy có nghĩa đến năm 2030, kinh tế nông -
lâm - ngư nghiệp chiếm tỷ trọng rất thấp, sẽ tập trung vào chất lượng, dẫn đến nhu cầu về số lượng và chất lượng nguồn nước tăng lên.
Trong mấy chục năm qua trên lưu vực sông Hương mưa lũ và lũ gia tăng kể cả về mức độ ác liệt và tần số xuất hiện, vì vậy cần có các giải pháp giảm thiểu tác
động bất lợi của thiên tai do dòng chảy gây ra, nâng cao hiệu quả khai thác của các
cơng trình thủy lợi – thủy điện để góp phần bảo đảm an ninh nguồn nước, an ninh
năng lượng, phục vụ phát triển kinh tế - xã hội của tỉnh đạt mục tiêu đã đề ra.
Là lưu vực dễ bị tổn thương bởi tác động của thiên tai, biến đổi khí hậu,
nước biển dâng cũng như các hoạt động phát triển kinh tế - xã hội nên yêu cầu bảo
vệ môi trường và phát triển bền vững cho lưu vực sông Hương là hết sức cấp thiết,
đặc biệt là vùng đồng bằng hạ lưu, cửa sông, ven biển.
3.3.2 Các giải pháp phi cơng trình
Giải pháp phi cơng trình với mục tiêu hài hịa giữa các hoạt động phát triển và bảo vệ môi trường trên lưu vực, do vậy cần thực hiện đồng bộ các giải pháp sau đây.
3.3.2.1 Tăng cường thảm phủ trên lưu vực:
Vai trò của thảm phủ thực vật (chủ yếu là rừng) là rất quan trọng đối với quản lý, khai thác tài nguyên và bảo vệ môi trường lưu vực sông, đặc biệt là đối với
tài nguyên nước. Để xây dựng cơ sở khoa học cho giải pháp tổng hợp phi cơng
trình, trong luận án tập trung xem xét những thay đổi sử dụng đất và thảm phủ rừng
trên lưu vực, là hai yếu tố có tác động đáng kể đến việc hình thành, chế độ dịng
chảy trên lưu vực sơng Hương.
Trong chương II đã ứng dụng mơ hình tốn thủy văn, thủy lực HEC-HMS và (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
HEC-RAS để mơ phỏng dịng chảy lưu vực sơng Hương, trong đó chỉ số CN phản ánh tình hình sử dụng đất và thảm phủ rừng trên lưu vực. Vì vậy, sử dụng đất và thảm phủ rừng thay đổi có nghĩa chỉ số CN thay đổi, điều này đồng nghĩa với khả
năng phát sinh và điều tiết dòng chảy bị thay đổi. Trên cơ sở này, luận án nghiên
cứu một số kịch bản thay đổi sử dụng đất và lớp phủ rừng trong tương lai để dự tính sự biến đổi dịng chảy đến các hồ chứa ở thượng lưu, từ đó tính tốn được thay đổi dịng chảy ở khu vực hạ lưu sông Hương làm cơ sở cho đề xuất giải pháp tăng
cường thảm phủ trên lưu vực.
Căn cứ vào kế hoạch phát triển kinh tế xã hội của Thừa Thiên Huế đến năm
2020 và tầm nhìn 2030, với ước tính đến năm 2050, ba kịch bản thay đổi sử dụng
đất và thảm phủ rừng để xây dựng bản đồ chỉ số CN được xem xét:
- Tính đến năm 2020: Sử dụng qui hoạch sử dụng đất tỉnh Thừa Thiên Huế
đến năm 2020 đã được Chính phủ phê duyệt (2013) [8], kịch bản lớp phủ rừng với độ che phủ bình quân lưu vực là 60%, chất lượng rừng dựa theo kết quả kiểm kê
rừng năm 2006 [30].
- Tính đến năm 2030: Tình hình sử dụng đất như năm 2020, diện tích rừng
gia tăng thông qua thay đổi chất lượng rừng các loại rừng nghèo được phát triển
- Tính đến năm 2050: Tình hình sử dụng đất, diện tích rừng được cải thiện
đáng kể ước tính từ các số liệu của các năm thực tế (2006) và các kịch bản 2020,
2030, chỉ số CN bình quân lưu vực được giảm khoảng 5 đơn vị so với năm 2030.
Việc xác định chỉ số CN bình quân lưu vực dựa trên lớp bản đồ phân loại
đất, sử dụng đất qua các thời kỳ của lưu vực, bảng tra giá trị CN và phần mềm Arc-
GIS 10.0, kết quả ước tính được các chỉ số CN trung bình lưu vực theo các kịch bản
như bảng 3.14.
Bảng 3.14: Chỉ số CN trung bình lưu vực sơng Hương ước tính theo các kịch bản
Kịch bản (năm) 1983 2020 2030 2050
Chỉ số CN trung bình lưu vực 72 75 68 63
Từ các chỉ số CN theo các kịch bản thay đổi sử dụng đất và thảm phủ rừng nêu trên, ứng dụng mơ hình thủy văn HEC-HMS ước tính được dịng chảy lũ đến các tuyến hồ chứa trên lưu vực từ lũ năm 1983 bằng cách điều chỉnh chỉ số CN trên
các lưu vực hồ chứa. Kết quả tính tổng lưu lượng trung bình trận lũ và tổng lượng nước lũ đến ba hồ chứa như trong bảng 3.15. Trên cơ sở kết quả tính tốn, sơ bộ ước tính phương trình tương quan giữa chỉ số CN và tổng lưu lượng lũ đến các hồ
chứa y = 13,19x+2676, hệ số tương quan R2 = 0,994.
Bảng 3.15: Ảnh hưởng của thay đổi sử dụng đất và che phủ rừng đến dòng chảy lũ
năm 1983 đến 3 tuyến hồ chứa trên lưu vực sông Hương
Kịch bản Q(m3/s) ΔQ so với 1983 Wlũ ΔW so với 1983 (m3/s) (%) (106m3) (106m3) (%) 1983 3.739 2.585 2020 3.657 - 82 - 2,2 2.528 - 57 - 2,2 2030 3.571 - 168 - 4,5 2.468 - 117 - 4,5 2050 3.512 - 227 - 6,1 2.428 - 157 - 6,1
Quan hệ này thể hiện mối liên quan giữa lớp thảm phủ rừng với dòng chảy lũ
rừng và sử dụng đất hợp lý để CN bình quân lưu vực giảm 20 đơn vị thì tổng lưu (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
lượng dòng chảy lũ đến ba hồ chứa sẽ giảm 264 m3/s, tức giảm khoảng 7,0%. Điều này là tương đối phù hợp với kết quả nghiên cứu gần đây của Vũ Tấn Phương và nnk (2007) [30] trên lưu vực sông Bồ “mức giảm tổng lượng dòng chảy lưu vực sông Bồ là 9,3% khi tăng độ che phủ rừng lên 20%”. Một lần nữa cho thấy vai trò
của độ che phủ rừng đến dòng chảy lũ trên lưu vực sơng Hương.
Ứng dụng bộ mơ hình HEC-HMS và HEC-RAS, luận án đã đánh giá sự thay đổi dòng chảy lũ năm 1983 ở hạ lưu theo các kịch bản thay đổi sử dụng đất và mức
thảm phủ rừng. Kết quả mực nước đỉnh lũ tại Kim Long và Phú Ốc ở bảng 3.16.
Bảng 3.16: Ảnh hưởng của thay đổi sử dụng đất và che phủ rừng đến dòng chảy lũ
năm 1983 ở hạ lưu sông Hương
Năm Kim Long Phú Ốc
Hmax (m) ΔH (m) Qmax (m3/s) ΔQ (m3/s) Hmax (m) ΔH (m) Qmax (m3/s) ΔQ (m3/s) 1983 5,00 5.907 4,73 1.801 2020 5,00 0,00 5.898 -9 4,73 0,00 1.797 -4 2030 5,00 0,00 5.891 -16 4,71 -0,02 1.776 -25 2050 4,98 -0,02 5.880 -27 4,69 -0,04 1.759 -42
Như vậy, các kết quả nghiên cứu cho thấy có tác động của lớp phủ rừng và
sử dụng đất trên lưu vực đến dòng chảy lũ, tuy nhiên mức độ là khác nhau ở các khu vực, ở khu vực thượng lưu vai trò này rõ rệt hơn so với khu vực hạ lưu. Đối với khu vực hạ lưu dòng chảy lũ còn chịu tác động của nhiều yếu tố mạnh như lượng mưa
vùng đồng bằng, tổ hợp lũ của các sông nhánh, địa hình, kênh rạch và đầm phá,
thủy triều,...
Từ các cơ sở khoa học nêu trên, để giảm thiểu tác hại của lũ, tăng khả năng trữ nước, điều hòa dòng chảy và bảo vệ môi trường lưu vực cần thiết phải tăng
cường thảm phủ rừng trên lưu vực cả về diện tích và chất lượng rừng, cụ thể diện
- Các vùng thượng nguồn các hồ chứa thủy lợi - thủy điện (kể cả các hồ chứa nhỏ), đặc biệt là trên lưu vực ba hồ chứa lớn Bình Điền, Hương Điền và Tả Trạch
với nhiệm vụ phòng hộ, chống xói mịn, sạt lở đất để giảm bồi lấp lịng hồ, đảm bảo dung tích hiệu dụng của các hồ chứa.
- Trồng rừng, trồng cây ở các vành đai dọc sông hạ lưu và dải ven biển,
nhằm ngăn chặn sạt lở đất, chống cát bay, cát nhảy gây bồi lấp đất đai và các vùng
đất nông nghiệp, nuôi trồng thủy sản. Các dải cát ven biển vùng hạ lưu sông Hương
hiện tại cịn nhiều tiềm ẩn về mơi trường, kể cả vấn đề nước ngầm. Đồng thời qui hoạch và phát triển rừng ngập mặn vùng cửa sông ven biển, khai thác sử dụng hệ
đầm phá Tam Giang – Cầu Hai trong vấn đề liên quan đến sinh thái vùng ngập lũ.
- Cùng với trồng và bảo vệ rừng là quản lý tổng hợp lưu vực, trong đó quản lý tài nguyên nước là trung tâm. Rừng và nước có mối quan hệ rất chặt chẽ với nhau
trên lưu vực sông, do vậy quản lý, khai thác bền vững tài nguyên nước cũng góp
phần vào bảo vệ, phát triển thảm phủ rừng. Ở vùng hạ lưu sông Hương, hai cửa chính là Thuận An và Tư Hiền khơng ổn định, ln bị xói lở và bồi lấp, hiện tượng này có một phần ảnh hưởng của chế độ thủy văn - thủy lực của sông Hương, cũng có nghĩa các cơng trình thủy lợi- thủy điện trên lưu vực có tác động đến ổn định của hai cửa này.
Nhằm tăng hiệu quả và tính khả thi của giải pháp phát triển, bảo vệ rừng và quản lý lưu vực, cần thực hiện quản lý tổng hợp đối với vùng cửa sông, ven biển hạ
lưu sông Hương đạt tới các tiêu chí:
(1)- Đảm bảo phát triển bền vững, phù hợp với phát triển chung của toàn lưu