CHƯƠNG 3 NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN VỊ TRÍ CỬA LẤY NƯỚC VÀO SÔNG ĐÁY
3.2 Ứng dụng mô hình toán MIKE3FM mô phỏng chế độ thủy lực, diễn biến lòng dẫn khu vực cửa vào sông Đáy
3.2.8 Kết quả đánh giá khả năng lấy nước của cống Cẩm Đình hiện trạng
Các kết quả tính toán được trình bày chi tiết trong phần phụ lục báo cáo luận án, ở đây chỉ đi sâu phân tích kết quả tính toán, cụ thể như sau:
a. Đánh giá khả năng cấp nước theo mùa kiệt với lưu lượng cấp nước Qc=30 m3/s - 100m3/s
Tính toán xác định mực nước tại Cẩm Đình theo năm kiệt điển hình và đánh giá khả năng lấy nước vào sông Đáy trường hợp hiện trạng với trường hợp cấp nước mùa kiệt tính với trường hợp năm kiệt điển hình 2003-2004 như sau:
107
Hình 3.18. Mực nước nhỏ nhất tính toán dọc sông Đáy ứng với các mức đưa nước vào sông Đáy từ 30-100m3/s - Trường hợp kiệt 2003-2004.
Hình3.19. Quá trình mực nước tại cống Cẩm Đình trong năm kiệt 2003-2004.
108
Hình 3.20.Mực nước sông Hồng tại cửa cống Cẩm Đình và lưu lượng vào sông Đáy năm kiệt 2003-2004
Bảng 3. 1: Khả năng lấy nước qua cống Cẩm Đình tính toán trong 5 tháng mùa kiệt các năm kiệt điển hình (từ 1/12 đến 30/4 năm sau).
STT Năm
Số ngày không lấy được nước
Số ngày lấy được nước theo cấp lưu lượng 0-10 m3/s 10-20
m3/s 20-36 m3/s >36 m3/s
1 1990-1991 4 130 12 0 5
2 1992-1993 2 137 11 0 1
3 1993-1994 4 146 1 0 0
4 1998-1999 107 38 3 1 1
5 2003-2004 4 134 7 3 4
6 2004-2005 14 122 9 5 1
7 2007-2008 21 116 12 3 0
8 2009-2010 97 36 4 12 1
109
Kết quả tính toán cho thấy cống Cẩm Đình chịu ảnh hưởng từ quá trình xả của các hồ chứa thượng nguồn trong đó hồ Hòa Bình là chủ yếu. Thực tế vận hành trong trường hợp phát điện với công suất đảm bảo, lưu lượng xả hồ Hòa Bình không nhỏ hơn 600 m3/s, trong các tháng mùa kiệt tần suất từ 65%-85% lưu lượng xả lớn nhất xuống hạ du bình quân tháng I, II không vượt quá giá trị từ 800m3/s -850 m3/s. Theo kết quả trên, nếu vận hành các hồ chứa như hiện nay và lưu lượng xả hồ Hòa Bình nhỏ hơn 800m3/s khó có thể nâng được mực nước tại cống Cẩm Đình. Trong các năm kiệt điển hình từ năm 1990 đến 2010 mực nước trong mùa kiệt trước cửa cống Cẩm Đình luôn thấp hơn cao trình mực nước thiết kế của cống là +5,35m, số ngày có mực nước thấp hơn cao trình +5,35m lớn hơn 120 ngày, rơi chủ yếu vào 4 tháng mùa kiệt từ tháng I tới tháng IV. Trong các năm kiệt 2007-2008 và 2009-2010 mực nước còn xuống thấp hơn cả cao trình đáy cống là +3m.
Kết quả tính toán mực nước trên sông Hồng tại cửa cống Cẩm Đình cho thấy với cùng cấp lưu lượng mùa kiệt tại Sơn Tây trong những năm gần đây (từ sau năm 2004 đến 2010) mực nước có xu hướng giảm từ 0,5-1,0m, mức độ giảm mực nước tại Cẩm Đình nhỏ hơn mức giảm tại Hà Nội. Thời gian kiệt 1999, 2008 mực nước đã xuống xấp xỉ cao trình đáy cống Cẩm Đình, năm kiệt nhất 2010 mực nước giảm xuống dưới cao trình đáy cống. Như vậy, diễn biến mực nước trước cống Cẩm Đình làm cho cống rất khó lấy được lưu lượng nước thiết kế 36,24m3/s tương ứng với mực nước thiết kế trước cống.
Mực nước tại Cẩm Đình trong các năm từ 1991 đến 2010 vào các tháng kiệt hầu hết không đạt cao trình mực nước thiết kế. Để đưa nước vào sông Đáy (lòng dẫn sông chưa được cải tạo) thì mực nước trước cống Cẩm Đình cần phải đạt cao trình ít nhất là +4,0m. Trong khi đó mực nước sông Hồng ở mức dưới cao trình +4,0m ngày càng có xu hướng tăng lên có lúc còn xuống dưới cao trình đáy cống Cẩm Đình là +3,0m. Thời điểm kiệt điển hình nhất năm 2010 có số ngày mực nước sông Hồng tại Cẩm Đình thấp hơn cao trình đáy cống là 12 ngày, số ngày mực nước thấp hơn cao trình mực nước thấp nhất yêu cầu là 90 ngày. Như vậy hầu như trong mùa kiệt 2009-2010 đã không lấy được nước vào sông Đáy.Mùa kiệt năm 2007-2008 có 21 ngày sông Đáy không lấy được nước, 123 ngày lấy được từ 0-10m3/s, 18 ngày lấy được từ 10 -
110
20m3/s,16 ngày lấy được 20-36m3/s và 188 ngày lấy được lớn hơn 36m3/s. Mùa kiệt năm 2009-2010 có 97 ngày sông Đáy không lấy được nước.
Thống kê trong 5 tháng mùa kiệt cho thấy số ngày mà sông Đáy có thể lấy được lưu lượng từ 0-10m3/s là nhiều nhất. Tính riêng cho năm 2007-2008 số ngày mà sông Đáy lấy nước không đạt thiết kế là 152 ngày, trong đó có 21 ngày không lấy được nước, 116 ngày lấy được lưu lượng từ 0-10m3/s, 12 ngày lấy được 10-20m3/s, 3 ngày lấy được từ 20-36m3/s, còn lại không có ngày nào lấy được lưu lượng lớn hơn 36m3/s, thời gian không lấy được nước từ khoảng ngày 1/02/2008 đến cuối tháng 4/2008.
Tương tự với năm kiệt điển hình 2009-2010 cũng cho thấy số ngày mà sông Đáy không lấy được nước lên tới 97 ngày từ đầu tháng 12/2009 đến cuối tháng 4/2010. Các tháng không lấy được nước trùng với thời kỳ cần nước đổ ải vụ đông xuân trên lưu vực sông Hồng, sông Đáy nên gây ảnh hưởng không nhỏ đối với sản xuất nông nghiệp.
b. Đánh giá khả năng cấp nước thường xuyên với lưu lượng Q-450m3/s
Tính toán xác định mực nước tại Cẩm Đình theo năm kiệt điển hình và đánh giá khả năng lấy nước vào sông Đáy trường hợp hiện trạng với trường hợp cấp nước thường xuyên tính với lưu lượng 450m3/s như sau:
Hình 3.21.Mực nước nhỏ nhất tính toán dọc sông Đáy ứng với các mức đưa nước vào sông Đáy từ 450m3/s
111
Khi đưa nước với lưu lượng Q= 450m3/s mực nước lớn nhất tại Ba Thá hmax=6,53m, chênh lệch mực nước khi đưa các cấp lưu lượng khác nhau khá ổn định từ 0,4 -0,5m.
Tại Phủ Lý: Mực nước lớn nhất vào ngày 16/08/1996 (12h). Khi đưa các cấp lưu lượng khác nhau mực nước thay đổi nằm trong khoảng 0,3- 0,1m, đưa từ 400m3/s lên 800m3/s mực nước thay đổi 0,28m - mức thay đổi nhỏ.
Đưa nước thường xuyên với lưu lượng Q = 600, 800, 1.000m3/s đã xảy ra hiện tượng tràn đê tại hai vị trí là Mai Lĩnh và Ba Thá, gây ngập sâu tại các bãi sông dọc sông Đáy về hạ lưu
Đưa nước với các mức từ 400 - 1.000 m3/s làm khả năng lưu thông nước từ hạ lưu đập Đáy về đến cửa biển kém do tác động co hẹp mặt cắt tại Tân Lang và Gián Khẩu.
Đưa nước vào sông Đáy với Q= 600 m3/s, tất cả các tháng mùa lũ mực nước tại Ba Thá đều vượt mức 6,0m (mực nước khống chế tiêu nội đồng cho lưu vực sông Nhuệ, sông Đáy).
Vì vậy cần thiết phải cải tạo lòng dẫn sông Đáy phục vụ cấp nước sinh hoạt, sản xuất, phát triển kinh tế xã hội và góp phần cải thiện môi trường. Lưu lượng lớn nhất cho phép đưa vào sông Đáy để không ảnh hưởng tới bãi nằm trong khoảng 400- 500m3/s.
c. Đánh giá khả năng phân lũ vào sông Đáy với lưu lượng Q = 2.500m3/s
Phân lũ vào sông Đáy với lưu lượng Q = 2.500m3/s (lũ 500năm), mực nước tại Hà Nội giảm xuống 12,94m, giảm 0,46m so với trường hợp lòng dẫn chưa cải tạo, đảm an toàn cho các vùng đồng bằng sông Hồng (dưới 13,10m). Khi cải tạo với B= 100m, đê tả Đáy không phải tôn cao, đê hữu Đáy cần tôn cao đoạn từ Tân Hoà đến Ba Thá dài 29,5km, độ gia tăng từ 0,5-2,0m; đoạn từ Ba Thá đến Tân Lang dài 40km với độ gia tăng từ 0,4-1,5m.