CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.3 Các giải pháp duy trì dòng chảy tối thiểu vùng hạ du sông Mã
3.3.1 Giải pháp điều hành hồ chứa
Hiện nay trên hệ thống sông Mã đã xây dựng một loạt các bậc thang, tuy nhiên trong số đó chỉ có 3 công trình Cửa Đạt, Hủa Na (nhánh sông Chu), hồ Trung Sơn (dòng chính sông Mã) có khả năng thể điều tiết để tăng lưu lượng dòng chảy cho hạ du trong mùa cạn. Trong nghiên cứu này đề xuất giải pháp duy trì DCTT cho hạ du sông Mã nhƣ sau:
Điều hành các công trình trên sông Mã theo quy trình vận hành liên hồ chứa trên lưu vực sông Mã đã được Chính phủ ban hành theo Quyết định số 214/QĐ-TTg ngày 13 tháng 02 năm 2018, nội dung vận hành của quy trình nhƣ sau:
- Hồ Trung Sơn trên dòng chính sông Mã: Trong mùa cạn từ tháng 1 đến tháng 5 xả từ 60÷66,7 m3/s; Các công trình khác vận hành xả nước với lưu lượng không nhỏ hơn lưu lƣợng đến hồ. Khi vận hành theo quy trình 214/QĐ-TTg, dòng chảy đến kiệt nhất tại trạm thủy văn Cẩm Thủy năm 1999 (năm kiệt nhất) có lưu lượng 68,6÷75,3 m3/s.
- Hồ Cửa Đạt trên sông Chu:
+ Vận hành xả qua Tuynel Dốc Cáy từ tháng 1 đến tháng 5 với lưu lượng 15÷18 m3/s để tưới cho 31.084 ha canh tác vùng Nam sông Mã - Bắc sông Chu. Trong đó, tưới thay thế cho các trạm bơm lấy nước trên sông Mã, sông Chu và sông Cầu Chày. Đối với các trạm bơm trên sông Mã được tưới thay thế có 64 trạm bơm của huyện Cẩm Thủy và Yên Định tỉnh Thanh Hóa (bao gồm cả trạm bơm Nam sông Mã) với 9.843 ha, tương đương lưu lượng bơm là 15,42 m3/s [5]. Hệ thống kênh lấy nước từ hồ Cửa Đạt hiện đang đƣợc đầu tƣ bằng nguồn vốn WB5, dự kiến hoàn thành vào cuối năm 2018.
+ Hồ Hủa Na vận hành xả về hạ lưu từ 8÷40 m3/s, tùy theo từng điều kiện quy định trong Quy trình vận hành liên hồ chứa trên lưu vực sông Mã.
Từ phương án bổ sung nguồn nước cho hạ du sông Mã, nghiên cứu tiến hành tính toán, kiểm lưu lượng, mực nước vùng hạ du ứng với năm kiệt nhất 1999 cho 2 trường hợp:
- Trường hợp 1: Điều hành các công trình theo Quy trình vận hành liên hồ chứa trên lưu vực sông Mã theo Quyết định số 214/QĐ-TTg.
- Trường hợp 2: Điều hành các công trình theo Quy trình vận hành liên hồ chứa trên lưu vực sông Mã theo Quyết định số 214/QĐ-TTg, các trạm bơm phía Hữu sông Mã được tưới thay thế bằng hệ thống kênh Cửa Đạt (diện tích 9.843 ha, tổng lưu lượng
123 được tưới thay thế là 15,42 m3/s).
Bảng 3.23 Các trạm bơm trên sông Mã được kênh Cửa Đạt tưới thay thế [5], [94]
Địa điểm Nguồn
Nước Ký hiệu Ftưới (ha) Qbơm/ lấy
(m3/s) Cụm trạm bơm từ Cẩm Ngọc ÷ Cẩm Yên Sông Mã Nút 1 1.219,1 1,78 Cụm trạm bơm Cẩm Vân, Cẩm Phong Sông Mã Nút 2 667,9 1,28
Trạm bơm Nam sông Mã Sông Mã Nút 6 4.821,0 7,62
Trạm bơm Đồn Trang Sông Mã Nút 7 1.400,0 2,21
Cụm trạm bơm nhỏ huyện Yên Định Sông Mã Nút 8 1.735,0 2,53
Tổng số 9.843,0 15,42
Kết quả tính toán lưu lượng cho 2 trường hợp ở hạ du sông Mã như sau:
Bảng 3.24 Kết quả tính toán lưu lượng tại một số vị trí trên sông trong mùa cạn năm 1999 cho các trường hợp
Vị trí
Lưu lượng tính toán mùa cạn 1999 (m3/s)
Trường hợp 1 Trường hợp 2
T. bình mùa cạn
T. bình 3 tháng kiệt
T. bình tháng min
Nhỏ nhất
T. bình mùa cạn
T. bình 3 tháng kiệt
T. bình tháng min
Nhỏ nhất Cẩm Thủy 102,19 83,00 74,05 67,23 102,76 83,57 74,62 67,80 Lý Nhân 99,97 81,06 72,09 65,95 102,80 83,88 74,94 67,77 Sét Thôn 101,94 68,96 56,88 53,79 117,39 80,40 70,30 61,93 - Đối với trường hợp 1: Điều hành các công trình theo Quy trình vận hành liên hồ chứa trên lưu vực sông Mã theo Quyết định số 214/QĐ-TTg, cho thấy:
+ Lưu lượng trung bình mùa cạn tại Lý Nhân tăng 5,07 m3/s (từ 94,9 m3/s lên 99,97 m3/s), lưu lượng bình quân 3 tháng kiệt nhất tăng 14,96 m3/s (từ 66,1 m3/s lên 81,06 m3/s), lưu lượng tháng kiệt nhất tăng 14,99 m3/s (từ 57,1 m3/s lên 72,09 m3/s), lưu lượng nhỏ nhất đạt 65,95 m3/s (lưu lượng ở ngưỡng 66÷67 m3/s xảy ra trong khoảng 79 giờ (3,3 ngày) từ 19h ngày 31/3 đến 16h ngày 4/4/1999).
+ Tại Sét Thôn lưu lượng trung bình mùa cạn, 3 tháng kiệt nhất, tháng kiệt nhất tăng lần lượt là 13,04 m3/s, 14,86 m3/s, 14,88 m3/s; Lưu lượng nhỏ nhất đạt 53,79 m3/s.
Với trường hợp chưa xây dựng xong kênh Cửa Đạt, các hồ chứa vận hành theo Quy trình 214/QĐ-TTg: Lưu lượng ở hạ du dòng chính sông Mã được đảm bảo theo yêu cầu DCTT của các đoạn sông. Trong đó, trong cả mùa cạn tại Lý Nhân dòng chảy nhỏ nhất xấp xỉ ngƣỡng DCTT xảy ra trong khoảng 79 giờ (chiếm 2,2% thời lƣợng mùa cạn), tại
124
Sét Thôn xảy ra trong khoảng 118 giờ (chiếm 3,3% thời lƣợng mùa cạn).
- Đối với trường hợp 2: Vận hành các hồ chứa theo Quy trình 214/QĐ-TTg, vùng Nam sông Mã - Bắc sông Chu được tưới bằng nguồn nước hồ Cửa Đạt, trong đó, tưới thay thế cho 64 trạm bơm bờ hữu sông Mã (tổng lưu lượng 16,82 m3/s) cho thấy: Lưu lượng tại Lý Nhân và Sét Thôn tăng lên so với trường hợp 1 từ 5,5÷13,1 m3/s. Như vậy, trong trường hợp 2 càng đảm bảo duy trì DCTT ở hạ du sông Mã.
Từ những phân tích trên cho thấy trong cả 2 trường hợp, khi tính toán dòng chảy kiệt nhất đã từng xảy ra (1999), dòng chảy trên sông đều đáp ứng đƣợc yêu cầu DCTT đặt ra cho các đoạn sông ở hạ du sông Mã.
- Đối với đoạn sông 4 từ Giàng đến cầu Hàm Rồng, có một số trạm bơm nhỏ lấy nước tưới với tổng lưu lượng 1,25 m3/s. Hiện nay, trong mùa cạn các trạm bơm chỉ bơm đƣợc 4÷12 giờ/ngày, những năm hạn nhƣ 1999 thì nồng độ mặn tại Hàm Rồng hầu nhƣ đều vượt ngưỡng 1‰ nên không thể lấy được nước. Với việc có các hồ chứa Hủa Na, Cửa Đạt và Trung Sơn bổ sung nước cho hạ du và tưới thay thế cho các trạm bơm (trường hợp 2) thì mặn được cải thiện khá tốt ở hạ du. Xét điển hình cho năm 1999, nồng độ mặn tại cầu Hàm Rồng đều vƣợt 1‰, nhƣng khi có giải pháp điều hành hồ chứa (trường hợp 1) thì tại vị trí này có thể lấy được nước từ 6÷12 giờ/ngày (Hình 3.8).
Hình 3.8: Nồng độ mặn tại cầu Hàm Rồng năm 1999 khi không có hồ và có hồ bổ sung lưu lượng trong mùa cạn
S (g/l)
Không có hồ Có 3 hồ
125
Như vậy, khi có hồ Cửa Đạt, Hủa Na và Trung Sơn bổ sung lưu lượng trong mùa cạn nồng độ mặn sẽ đƣợc cải thiện để các trạm bơm từ Giàng đến cầu Hàm rồng có thể tranh thủ lấy được nước để cấp cho nông nghiệp.
Kết quả tính toán mực nước nhỏ nhất tại một số vị trí ở hạ du sông Mã như sau:
Bảng 3.25 Mực nước nhỏ nhất trên sông Mã tại các mặt cắt từ ngã ba Vĩnh Khang đến ngã ba Bông với 2 trường hợp tính toán
Tên mặt cắt
Cao trình đáy sông
(m)
Bề rộng sông tương ứng (m)
Cao trình mực nước ứng với độ sâu 2,3m
Cao trình mực nước năm 1999 - trường hợp 1
Cao trình mực nước năm 1999 - trường hợp 2
Ghi chú
DDM20 -2,16 44,0 0,14 2,28 2,35 Hạ lưu Vĩnh Khang
MCM16 -1,64 57,7 0,66 2,10 2,16
DDSM21 -0,50 44,7 1,80 1,82 1,84 Sét Thôn
DDSM22 -6,15 44,0 -3,85 1,82 1,85
MCM17 -4,82 38,9 -2,52 1,81 1,83 Trạm bơm Vĩnh Hùng
DDSM23 -3,66 49,9 -1,36 1,79 1,80
DDSM24 -2,74 43,0 -0,44 1,73 1,74
DDSM25 -3,50 44,0 -1,20 1,59 1,59
DDSM26 -5,84 47,9 -3,17 1,02 1,08
DDSM27 -5,47 89,0 -4,70 0,79 0,86
DDSM28 -7,00 89,0 -4,70 0,75 0,81 Thượng lưu Bông
Kết quả tại Bảng 2.25 cho thấy cao trình mực nước tại các vị trí trên sông đoạn từ ngã ba Vĩnh Khang đến ngã ba Bông, trong 2 trường hợp tính toán năm 1999 đều cao hơn cao trình mực nước yêu cầu cho giao thông thủy của đoạn sông này.
Bảng 3.26 Mực nước nhỏ nhất trên sông Mã tại các mặt cắt từ ngã ba Bông đến cầu Hoàng Long với 2 trường hợp tính toán
Tên mặt cắt
Cao trình đáy sông
(m)
Bề rộng sông tương ứng (m)
Cao trình mực nước ứng với độ sâu 2,8m
Cao trình mực nước năm 1999 - trường hợp 1
Cao trình mực nước năm 1999 - trường hợp 2
Ghi chú
DDSM29 -3,56 49,3 -0,76 0,57 0,63 Hạ lưu ngã ba Bông
DDSM30 -4,49 53,2 -1,69 0,13 0,21
DDSM31 -6,65 42,3 -3,85 -0,24 -0,18
DDSM32 -4,10 52,5 -1,30 -0,83 -0,70
DDSM34 -4,57 53,4 -1,77 -0,84 -0,71 Thủy văn Giàng
MCM23 -13,40 43,9 -10,60 -0,84 -0,71
DDSM36 -5,33 61,1 -2,53 -0,95 -0,85
DDSM37 -6,96 70,1 -4,16 -1,47 -1,37
DDSM38 -5,35 51,2 -2,55 -1,62 -1,56 Cầu Hoàng Long
Mực nước tại các vị trí từ ngã ba Bông đến cầu Hoàng Long năm 1999 tính cho 2
126
trường hợp (Bảng 3.26), đều cao hơn rất nhiều so với cao trình mực nước yêu cầu của giao thông thủy của đoạn sông này.
Như vậy, khi có giải pháp duy trì được lưu lượng dòng chảy tối thiểu trên sông đoạn hạ du sông Mã đã đƣợc xác định, yêu cầu về giao thông thủy cũng đƣợc đảm bảo đối với trường hợp năm kiệt nhất như năm 1999.