Đập dâng Bồng Sơn, tỉnh BìnhĐịnh được xây dựng trên sông Lại Giang, vị trí tuyến đập dự kiến nằm cách cầu đường bộ Bồng Sơn (QL1A cũ) khoảng 3,2 Km về phía hạ lưu theo chiều dài sông. Vị trí tuyến đập có tọa độ địa lý theo hệ tọa độ quốc gia VN-2000 như sau :
X= 1.596.320,21 m ; Y= 585.330,80 m Vị trí tuyến đập theo hệ tọa độ UTM như sau :
1090 02' 30" Kinh độ Đông ; 140 26' 18" Vĩ độ Bắc
Đầu bờ phải tuyến đập nằm ở thôn Định Trị - xã Hoài Mỹ, bờ phải thuộc địa phận thôn Song Khánh xã Hoài Xuân - huyện Hoài Nhơn.
1.3.2. Sự cần thiết đầu tư và n hiệm vụ công trình 1.3.2.1. Sự cần thiết đầu tư
a/ Yêu cầu phát triển kinh tế:
Những năm gần đây, tình hình kinh tế xã hội trong khu vực ngày càng phát triển. Vì vậy nhu cầu dùng nước cho các ngành kinh tế quốc dân càng tăng lên, đặc biệt nước phục vụ cho ngành công nghiệp, nông nghiệp địa phương, nước sinh hoạt cho khu đô thị Bồng Sơn trong tương lai và gần đây là ngành nuôi tôm tăng sản với mặt thoáng của bãi bồi, đất trống phát triển rất mạnh. Việc tạo nguồn nước cho vùng hưởng lợi ngày càng trở nên bức xúc.
Công trình Đập dâng Bồng Sơn, tỉnh BìnhĐịnh khi được xây dựng sẽ có tác dụng ngăn xâm nhập mặn, giữ ngọt, tạo nguồn ổn định cho diện tích tưới 900 ha của các xã Hoài Đức, Hoài Xuân và Hoài Mỹ và cấp nước ngọt cho 155 ha diện tích nuôi trồng thuỷ sản ở hạ du thuộc xã Hoài Mỹ và Hoài Hải, đảm bảo việc ổn định phát triển sản xuất nông nghiệp, cải tạo cơ cấu cây trồng hiệu quả hơn nhằm nâng cao đời sống cho nhân dân trong vùng.
Công trình sẽ bổ trợ nguồn nước ngầm cho khu vực dự án cũng như cung cấp nước cho các nhà máy nước sinh hoạt cấp nước cho 47.000 dân khu vực Đông Nam huyện Hoài Nhơn, cung cấp nước cho ngành công nghiệp đồng thời dâng nước tạo được cảnh quan cho thị trấn Bồng Sơn hiện tại cũng như khu đô thị Bồng Sơn trong tương lai. Cải tạo tiểu khí hậu môi trường sinh thái trong vùng.
b/ Yêu cầu phát triển xã hội:
Khu vực thị trấn Bồng Sơn và các xã phía Nam huyện Hoài Nhơn được hình thành và phát triển qua các thời kỳ lịch sử, là khu vực có quy mô dân số tập trung lớn, nhân dân có truyền thống lao động cần cù, sáng tạo , là vùng có truyền thống Văn hoá- Lịch sử lâu đời, là vùng trung tâm phát triển của khu vực Bắc BìnhĐịnh qua nhiều thời kỳ và tốc độ phát triển đô thị cao.
Nhu cầu về nguồn nước để đảm bảo khu đô thị mới phát triển cân đối và bền vững các ngành kinh tế nhằm nâng cao đời sống nhân dân trong vùng là rất lớn.
Việt Nam là một trong nhóm 5 nước bị ảnh hưởng nặng nề nhất khi nước biển dâng do ảnh hưởng của biến đổi khí hậu. Về lâu dài,ảnh hưởng của biến đổi khí hậu cũng sẽ tác động rất lớn tới chât lượng nguồn nước tại vùng cửa sông, với các dự báo về mực nước biển dâng và nguồn nước đến từ nguồn ngày càng giảm đi, mặn sẽ có điều kiện xâm nhập sâu vào trong đất liền. Do đó việc xây dựng các công trình ngăn mặn ở vùng cửa sông là hết sức cần thiết.
Xây dựng Đập dâng Bồng Sơn, tỉnh BìnhĐịnh sẽ tạo cho vùng thượng lưu có một mực nước ổn định vào các tháng kiệt. Đoạn sông từ đập ngăn mặn trở lên sẽ được ngọt hóa và không bị nhiễm mặn vào mùa khô nên việc lấy nước ngọt phục vụ cho sản xuất nông nghiệp ở hai bên bờ sông, nước phục vụ nước cho sinh hoạt của nhân dân sẽ đáp ứng được yêu cầu và chủ động hoàn toàn.
Vì những nguyên nhân nêu trên, sự cần thiết phải đầu tư cho Đập dâng Bồng Sơn, tỉnh Bình Định trên sông Lại Giang là hết sức cấp bách và phù hợp với quy hoạch phát triển đô thị trong tương lai.
1.3.2.2. Nhiệm vụ công trình
Ngăn mặn, giữ ngọt, tạo nguồn cấp nước tưới cho 900 ha đất sản xuất;
Tạo nguồn nước ngọt cấp cho 155 ha nuôi trồng thuỷ sản ở hạ lưu;
Bổ trợ nước ngầm, tạo thuận lợi cấp nước sinh hoạt cho thị trấn Bồng Sơn và vùng Đông Nam Hoài Nhơnvới tổng số dân 47.000 người;
Cải tạo môi trường sinh thái, đảm bảo cảnh quan khu vực;
Kết hợp giao thông qua lại giữa 02 bờ sông khu vực dự án.
1.3.3. Các đặc trưng khí tượng thủy văn và nguồn nước [3]
1.3.3.1 Các đặc trưng khí tượng thuỷ văn a.Đặc trưng lưu vực :
Các đặc trưng lưu vực sông Lại Giang tính đến tuyến Đập dâng Bồng Sơn:
Diện tích lưu vực : F = 1300 km2.
Chiều dài sông chính : L = 75,7 km.
Độ dốc lòng sông : Js = 10,3 ‰.
Sông Lại Giang bắt nguồn từ các dãy núi có độ cao từ 900 ÷ 1000m, gồm 2 nhánh sông lớn là sông An Lão và sông Kim Sơn.
Mạng lưới sông suối lưu vực Lại Giang tương đối dày. Ngoài 2 nhánh sông lớn là sông An Lão và sông Kim Sơn, còn có rất nhiều các nhánh sông suối nhỏ phân bố dạng nan quạt đổ vào sông Lại Giang.
b.Đặc điểm thảm phủ thực vật
Thượng lưu Sông Lại Giang là vùng núi cao, rừng tự nhiên còn phong phú, phần trung lưu là rừng mới trồng do ảnh hưởng của khai thác. Nhìn chung bề mặt lưu vực thảm phủ của lưu vực Sông Lại Giang đã bị khai thác nhiều của con n gười nên đã tácđộng đáng kể đến sự điều tiết dòng chảy của lưu vực.
c.Đặc điểm thuỷ văn
Khí hậu vùng dự án chịu ảnh hưởng chế độ nhiệt đới gió mùa, được chia làm hai mùa: mùa mưa và mùa khô.
Lượng mưa năm lưu vực sông Lại Giang tương đối lớn tuy nhiên phân bố rất không đều theo không gian và thời gian. Thời gian mưa nhiều tập trung vào 4 tháng cuối năm (tháng 9 - tháng 12). Từ tháng 1 đến tháng 8 là mùa khô kéo dài, lượng mưa nhỏ, gây ra rất nhiều khó khăn cho sản xuất nông nghiệp.
Từ những điều kiện khí hậu đã hình thành 2 mùa lũ - kiệt tương ứng trong năm: Mùa lũ bắt đầu từ tháng 9 đến tháng 12, lượng mưa lớn, tốc độ tập trung nước nhanh dễ gây nên lũ lụt, ngập úng và thường xảy ra vào tháng 10 và tháng 11. Mùa kiệt kéo dài từ tháng 1 đến tháng 8, thời kỳ này lượng mưa nhỏ, rải rác, dòng chảy sinh ra chủ yếu do sự điều tiết của lưu vực, đến tháng 5 tháng 6 được bổ sung những trận mưa tiểu mãn nên nguồn nước trong 2 tháng này có dồi dào hơn và sau đó lượng dòng chảy giảm dần về tháng 7 tháng 8 theo đườn g nước rút lưu vực. Trong mùa kiệt nguồn nước nhỏ gây nhiều trở ngại cho sản xuất và sinh hoạt cộng đồng.
1.3.3.2. Các đặc trưng khí tượng
Trạm khí tượng Hoài Nhơn năm trong lưu vực, đo đạc đầy đủ các đặc trưng khí tượng, chất lượng đảm bảo, liệt tài liệu dài nên chọn để tính toán các yếu tố khí tượng.
- Nhiệt độ không khí
Bảng 1-1 : Phân phối các đặc trưng nhiệt độ không khí
Tháng I II III IV V VI VII VIII I X X XI XII Năm Tcp
(0C) 22,0 23,5 25,3 26,9 28,3 28,6 28,5 28,9 27,2 26,0 24,4 22,6 26,0 Tmax
(0C) 33,0 36,9 37,9 41,1 40,6 42,4 40,1 40,9 38,4 34,9 32,6 31,7 42,4 Tmin
(0C) 13,2 15,1 15,7 18,8 22,4 22,1 22,0 20,8 21,0 17,0 15,9 14,9 13,2
-Độ ẩm không khí
Bảng 1-2 : Phân phối các đặc trưng độ ẩm tương đối
Tháng I II III IV V VI VII VIII I X X XI XII Năm
Ucp(%) 84 85 83 82 81 77 75 77 85 87 87 85 82
Ucpmin(%
) 49 54 48 42 37 43 40 44 53 54 52 47 37
- Nắng
Bảng 1-3 : Phân phối số giờ nắng trong năm Thán
g
I II III IV V VI VII VIII I X X XI XII Nă
m S(giờ
)
148, 6
181, 9
224, 5
243, 6
248, 1
236, 1
241, 0
221, 1
181, 8
163, 7
130, 0
105, 4
232 6 - Gió
Bảng 1-4 : Vận tốc gió trung bình các tháng trong năm
Tháng I II III IV V VI VII VIII I X X XI XII Năm
V(m/s) 2,3 1,9 2,0 2,0 2,0 2,0 2,1 2,1 1,6 2,2 2,9 2,8 2,2 Bảng 1-5 : Vận tốc gió thiết kế theo 8 hướng chính
P (%) 2 4 10 20 50 Thông số
N (m/s) 34,22 29,78 23,96 19,61 14,00 Vtb= 16,0; Cv= 0,39; Cs= 2,14 NE (m/s) 20,75 18,70 15,86 13,56 10,09 Vtb= 10,8; Cv= 0,35; Cs= 1,25
P (%) 2 4 10 20 50 Thông số
E (m/s) 19,55 16,52 12,70 10,03 7,09 Vtb= 8,5; Cv= 0,42; Cs= 2,89 SE (m/s) 13,87 12,89 11,43 10,12 7,79 Vtb= 7,9; Cv= 0,34; Cs= 0,34 S (m/s) 14,54 13,21 11,35 9,82 7,45 Vtb= 7,9; Cv= 0,33; Cs= 1,10 SW (m/s) 16,18 14,99 13,21 11,59 8,67 Vtb= 8,8; Cv= 0,38; Cs= 0,26 W (m/s) 21,58 19,07 15,59 12,74 8,34 Vtb= 9,2; Cv= 0,52; Cs= 1,14 NW (m/s) 25,73 22,71 18,45 14,93 9,37 Vtb= 10,4; Cv= 0,58; Cs= 1,02
- Bốc hơi
Bảng 1-6 : Phân phối lượng bốc hơi trong năm
Tháng I II III IV V VI VII VIII I X X XI XII Năm
Zpiche 67,5 66,0 82,0 87,8 96,8 114,5 129,1 117,2 67,3 59,4 60,7 67,0 1015,3 -Lượng mưa trung bình nhiều năm lưu vực
Tính toán lượng mưa trung bình lưu vực Đập ngăn mặn trên sông Lại Giang theo 2 phương pháp: Phương pháp theo bản đồ đẳng trị mưa và Phương pháp đa giácThái Sơn
So sánh kết quả tính toán lượng mưa trung bình nhiều năm theo 2 phương pháp trên cho thấy kết quả tính toán sai khác nhau không nhiều (3%). Để an toàn trong cấp nước, chọn lượng mưa năm lưu vực Đập ngăn mặn trên sông Lại Giang:
Xolv = 2440 mm
-Lượng mưa khu tưới
Khu tưới của dự án thuộc địa bàn các xã Hoài Xuân, Lại Khánh, Bình Chương, Định Bình, Hoài Mỹ và Hoài Hải (nuôi tôm), nằm xung quanh thị trấn Bồng Sơn, do vậy lượng mưa khu tưới được tính toán dựa trên số liệu mưa thực đo trạm khí tượng Hoài Nhơn có số liệu từ 1977 đến nay, kết quả cụ thể như sau:
Bảng 1-7: Lượng mưa khu tưới Đập ngăn mặn trên sông Lại Giang(SL trạm Hoài Nhơn)
Hạng mục X 50% X 75% X 85% Đặc trưng
Xp (mm) 2011,5 1664,5 1500,8
Xtb=2074,6mm;
Cv=0,27 ; Cs=
0,67
Phân phối mưa khu tưới năm 75% được thu phóng theo mô hình trung bình nhiều năm, kết quả cụ thể như sau:
Bảng 1-8: Bảng tổng hợp kết quả thu phóng mưa khu tưới
Thỏng I II III IV V VI VII VIII I X X XI XII Năm
Xkt
75% 66,6 20,6 21,7 25,7 87,0 68,4 47,7 86,3 224,4 461,1 388,2 166,9 1664,5 1.3.3.3. Các đặc trưng dòng chảy năm
Sông Lại Giang do 2 nhánh sông Kim Sơn và An Lão nhập chung và từ vị trí nhập lưu này về đến cửa biển gọi là sông Lại Giang.
Lưu vực sông Lại Giang tính đến tuyến Đập dâng Bồng Sơn là 1300 Km2, trong đó Sông An Lão tính đến tuyến đập dâng Lại Giang (thượng lưu ngã ba sông Kim Sơn- An Lão), có diện tích lưu vực là 656,4 Km2, sông Kim Sơn tính đến ngã ba Kim Sơn - An Lão là 587,5 Km2, diện tích khu giữa từ Đập Lại Giang về đến đập dâng Bồng Sơn là 56,1 Km2. Hiện nay trên toàn bộ lưu vực Lại Giang và Kim Sơn đã có hệ thống các công trình thủy lợi và cấp nước, do đó dòng chảy năm được tính toán cho 02 trường hợp:
+ Lưu vực toàn bộ sông Lại Giang đến tuyến công trình, Flv=1300 Km2;
+ Lưu vực còn lại sau khi đã trừ đi lưu vực đập Lại Giang (nhánh sông An Lão) và các lưu vực thuộc nhánh sông Kim Sơn đã xây dựng công trình tưới, trong đó có kể đến lượng nước hồi quy. Lưu vực còn lại tính toán dòng chảy về đến Đập dâng Bồng Sơn là 591.6 Km2 .
- Chuẩn dòng chảy năm :
Bảng 1-9: Các đặc trưng dòng chảy sông Lại Giang lưu vực 1300Km2
Đặc trưng Flv(Km2) Xo(mm) Yo(mm) Qo(m3/s) Mo(l/s.km2) Wo(106m3) o
Giá trị 1300 2440 1482,2 61,2 47,05 1926,9 0,61
Bảng 1-10: Các đặc trưng dòng chảy đến tuyến đập ngăn mặn (591.6km2).
Đặc trưng Flv(Km2) Xo(mm) Yo(mm) Qo(m3/s) Mo(l/s.km2) Wo(106m3) o
Giá trị 591,6 2440 1482,2 27,85 47,05 878,3 0,61
-Dòng chảy năm thiết kế
Phân phối dòng chảy năm thiết kế 75% và 85% theo mô hình năm 1991 trạm
An Hòa thuộc nhóm năm nước kiệt (Qtbn=17,45 m3/s, tương đương với tần suất P=85%), tỷ lệ mùa lũ chiếm xấp xỉ 70%.
Bảng 1-11: Bảng kết quả dòng chảy năm thiết kế toàn lưu vực 1300Km2
P(%) 50 75 80 85 90 95 Các thông số
Qp(m3/s) 59,4 43,0 39,2 34,9 29,6 22,2 Q0=61,2 m3/s; Cv=0,42;
Cs=Cv Bảng 1-12: Bảng kết quả tính toán dòng chảy năm thiết kế
đến dâng
P(%) 50 75 80 85 90 95 Các thông số
Qp(m3/s)
27,04 19,58 17,86 15,88 13,47 10,11
Q0=27,85 m3/s; Cv=0,42;
Cs=Cv
Bảng 1-13: Bảng phân phối dòng chảy năm thiết kế toàn lưu vực1300km2
Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Năm
Q75% 43,0 5
36,5 8
29,8 7
24,7 2
10,1 3
10,3
4 8,24 7,61 10,40 92,13 82,97
157,9
5 43,00 Q85% 34,9
4
29,6 9
24,2 4
20,0
7 8,22 8,39 6,68 6,17 8,44 74,78 67,34
128,1
9 34,90 Bảng 1-14: Bảng phân phối dòng chảy năm thiết kế đập dâng
(591.6km2)
Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Năm
Q50% 27,07 23,00 18,78 15,55 6,37 6,50 5,18 4,78 6,54 57,94 52,18 99,32 27,04 Q75% 19,60 16,66 13,60 11,26 4,61 4,71 3,75 3,46 4,73 41,95 37,78 71,92 19,58 Q85% 15,90 13,51 11,03 9,13 3,74 3,82 3,04 2,81 3,84 34,02 30,64 58,33 15,88
- Dòng chảy mùa kiệt thiết kế:
Bảng 1-15: Bảng kết quả tính toán dòng chảy mùa kiệt thiết kế (tháng 1- 8)
P(%) Flv 50 75 80 85 90 95 Các thông số
QAH(m3/s) 384 10,14 7,49 6,96 6,40 5,78 5,01 Qtbk= 11,1m3/s;
Cv= 0,44; Cs= 1,20 QL
Giang(m3/s) 1300 19,28 14,25 13,24 12,17 10,99 9,53 Qtbk= 21,1m3/s;
Cv= 0,44; Cs= 1,20 Đập Bồng
Sơn 556,9 8,25 6,11 5,66 5,22 4,72 4,08 Qtbk= 9,03m3/s;
Cv= 0,44; Cs= 1,20
-Các đặc trưng dòng chảy lũ :
Đập dâng Bồng Sơn nhiệm vụ ngăn mặn, nâng đầu nước tạo thành hồ cảnh quan trong thị trấn, đồng thời phục vụ tưới cho 1 số diện tích canh tác và NTTS ở khu hưởng lợi (hiện vẫn được tưới bằng hệ thống bơm điện), các đặc trưng thủy văn ảnh hưởng trực tiếp đến việc thiết kế quy mô công trình chủ yếu là đặc trưng dòng chảy lũ, do vậy cần được nghiên cứu chuyên sâu.
Mùa lũ của lưu vực sông Lại Giang kéo dài từ tháng X đến tháng XII, tuy nhiên cá biệt có năm lũ có thể xảy ra từ tháng IX và sang đếntháng I vẫn có lũ .
+ Xác định lưu lượng đỉnh lũ bằng công thức kinh nghiệm Socolovsky Bảng 1-16 : Kết quả tính toán Qmax theo công thức Xocolopski
P% 0,2 0,5 1,0 1,5 2,0 5,0 10,0
Q
(m3/s) 10897 9979 8943 8305 7775 6723 5799
+ Phương pháp xác định lưu lượng đỉnh lũ bằng công thức triết giảm:
Bảng 1-17 : Kết quả tính toán Qmax theo công thức Socolovsky
P% 0,2 0,5 1,0 1,5 2,0 5,0 10,0
Q
(m3/s) 13338 11736 10503 9771 9247 7538 6191
Bảng 1-18 : Kết quả chọn lưu lượng đỉnh lũ thiết kế tại tuyến đập
P% 0,2 0,5 1,0 1,5 2,0 5,0 10,0
Q
(m3/s) 9337 8215 7352 6840 6473 5277 4334
- Tổng lượng lũ thiết kế :
Bảng 1-19 : Tổng lượng lũ thiết kế đến tuyến đập
P% 0,20 0,5 1,0 1,5 2,0 5,0 10,0
W1(106m3) 341,4 303,5 274,4 257,0 244,7 204,2 172,4 W3(106m3) 559,4 503,3 460,1 434,5 416,1 356,3 309,1
-Các đặc trưng dòng chảy rắn
+ Mật độ bùn cát lơ lửng : Xác định theo tài liệu trạm An Hoà
o= 90 g/m3
+ Dung tích bùn cát hàng năm :
Vbc = Vll + Vdd= 0,272 x 106 m3/năm.
-Lưu lượng lớn nhất mùa cạn
Bảng 1-20 : Kết quả tính toán Qmax trong mùa cạn tại đập ngăn mặn
Tháng 1 2 3 4 5-6 7 8
Qmax 5% (m3/s) 1623 334 200 263 1249 158 576
Qmax 10%(m3/s) 1041 260 159 182 862 130 387
Qtb 5%(m3/s) 393 186 97 76 115 59 73
Qtb 10%(m3/s) 327 155 86 66 96 51 60
- Quan hệ Q = f(H):
+ Nhằm xác định các thông số về mực nước, lưu lượng tại một số vị trí đầu mối thủy lực của tuyến công trình, phải xây dựng đường quan hệ Q=f(H).
+ Tài liệu sử dụng tính toán đường quan hệ Q=f(H) được thực hiện bởi Công ty Cổ phần tư vấn xây dựng thủy lợi 3 (HEC3) tháng 5/2017.