CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU VỀ CÔNG TRÌNH LẤY NƯỚC TRÊN SÔNG
1.3 Tổng quan khu vực nghiên cứu
Lưu vực sông Đáy có phần lớn diện tích thuộc tỉnh Hà Tây (cũ) nay là Hà Nội có cửa vào tại Hát Môn và cửa ra tại Như Tân với diện tích lưu vực khoảng 5.800km2. Đi qua 6 tỉnh gồm: Hà Nội, Hòa Bình, Hà Nam, Nam Định, Ninh Bình và có các chi lưu chính là sông Hồng tại Hát Môn, sông Hoàng Long, sông Nhuệ và sông Đào, toàn bộ lưu vực sông Đáy được giới hạn bởi:
- Phía Bắc và phía Đông là sông Hồng kể từ ngã ba Trung Hà tới cửa Ba Lạt với chiều dài 242km.
- Phía Tây Bắc là sông Đà từ Ngòi Lát tới Trung Hà với chiều dài 33km.
- Phía Tây và Tây Nam là đường phân lưu giữa sông Hồng và sông Mã bởi các dãy núi Cúc Phương, Tam Điệp, núi Mai An Tiêm đến sông Càn, phân chia ranh giới giữa tỉnh Ninh Bình và Thanh Hoá. Ranh giới lưu vực kết thúc tại cửa sông Càn đổ ra biển.
29
- Phía Đông và Đông Nam là biển Đông có chiều dài bờ biển khoảng 95km từ cửa Ba Lạt đến cửa sông Càn.
Lưu vực nằm trải dài theo hướng Tây Bắc - Đông Nam, có vị trí địa lý từ vĩ độ 20°34’
÷ 21°09’, từ kinh độ 105°34’ ÷ 105°48’ và được giới hạn bởi sông Hồng ở phía Đông Bắc, sông Đà ở phía Tây Bắc, ranh giới lưu vực sông Hồng và sông Mã ở phía Tây Nam và đổ ra biển Đông ở phía Đông Nam tại cửa Đáy.
Chiều dài bình quân lưu vực khoảng 70km, chiều rộng bình quân 7,0km.
Khu vực nghiên cứu nằm trên đoạn sông Hồng khu vực cửa vào sông Đáy từ Km30 - Km47+500 đê hữu sông Hồng, đoạn sông dài 27km cụ thể như sau:
Hình 1. 1. Lưu vực sông Đáy và vị trí khu vực nghiên cứu
Phạm vi khu vực nghiên cứu
30 1.3.2 Đặc điểm địa hình
Địa hình lưu vực dốc theo hướng Tây Bắc – Đông Nam. Vùng thượng nguồn là cửa vào sông Đáy tại Hát Môn có cao độ biến đổi từ 3,0 ÷ 10m, vùng cửa ra tại Như Tân từ 0,3 ÷ 5,0m. Cao độ đất ruộng từ sông Hồng đến quốc lộ 6 trung bình là 4,06,0m, nơi cao nhất 9,0 10m. Từ quốc lộ 6 đến Phủ Lý cao độ trung bình từ 3,0 1,5m, dưới Phủ Lý ra biển trung bình từ 0,5 3,0m nhưng cao độ tập trung nhất là 0,5 1,5m. Cao độ mặt đất tự nhiên dao động từ +11,8m ÷ 10,7m, các khu đồng ruộng ngập nước sâu từ +1,0m ÷ +2,0m.Cao độ mặt đê tràn Vân Cốc đoạn từ vị trí K0 đến K3+300 là +15,0m ÷ +17,3m.Cao độ mặt đê Ngọc Tảo ở vị trí K2 là +17,0m. Vực Sanh ở sát hạ lưu đê Ngọc Tảo tại vị trí K2 có cao độ đáy vực là -2,0m. Vùng bãi sông phía tả Đáy có cao độ trung bình phân bố thấp dần từ +10,0m (huyện Đan Phượng) đến +4,5m (huyện Ứng Hoà).
1.3.3 Đặc điểm địa chất, địa mạo
Lưu vực là có phần lớn diện tích thuộc đồng bằng châu thổ sông Hồng nên các đặc điểm địa chất gắn liền với sự hình thành của địa chất sông Hồng. Vùng đồi núi phía Tây Nam có cấu tạo Cacxtơ đá vôi chịu sự tác động mạnh mẽ của các điều kiện tự nhiên, nhiệt độ, gây ra phong hoá đất đá tạo ra nền địa chất nham thạch. Nham thạch ở đây phân bố phức tạp, diệp thạch, sa diệp thạch chiếm phần lớn độ cao trung bình từ 500 ÷ 1.500m. Vùng đồng bằng là các lớp trầm tích bồi tụ, các tầng sét cát dày 0,8 ÷ 1,0m có kết cấu chặt chẽ. Lòng sông gồm có trầm tích với tầng cát thô có màu vàng nhạt, lớp thực vật chưa phân hoá hết, phía trên có lớp phù sa nông, đường kính trung bình hạt lòng sông đoạn qua Sơn Tây vào khoảng d50 = 0,029mm.
Về địa chất thủy văn: Nước ngầm lưu vực sông Đáy tồn tại trong lớp cát hạt nhỏ - vừa và lớp hỗn hợp cuội sỏi cát chứa sét, hỗn hợp cuội sỏi cát đến hỗn hợp cát cuội sỏi có nguồn gốc bồi tích thềm sông là lớp thấm nước mạnh, có hệ số thấm lớn (K = 5
103cm/s). Cao độ mực nước ngầm xuất hiện từ 4,5 ÷ 6,5m. Cao độ mực nước ổn định từ 6,5 ÷ 11,0m.
31
Nhìn chung nước dưới đất tồn tại trong lớp 5 và 7, thuộc loại nước có áp thấp, chiều cao cột nước áp lực từ 0,0m ÷ 1,0m đến 4,0m ÷ 6,0m. Mực nước ngầm dao động theo mùa và có quan hệ thủy lực với nước sông Hồng.
1.3.4 Đặc điểm khí tượng, thủy văn
Trên lưu vực sông Đáy có 13 trạm khí tượng, 36 trạm đo mưa trong đó có một số trạm không còn hoạt động như Kim Sơn, Văn Lý,... Một số trạm được xây dựng và đo đạc từ rất sớm như Ba Vì, Sơn Tây, Láng, Nho Quan, Ninh Bình, Nam Định (phụ lục hình 1)
Các trạm khí tượng và đo mưa trên lưu vực có số liệu khá tin cậy và liên tục tuy nhiên các số liệu trước năm 1954 bị ảnh hưởng nhiều do chiến tranh nên không đảm bảo độ tin cậy gây khó khăn cho việc xử lý số liệu. Các trạm khí tượng và đo mưa phân bố khá đều trên địa bàn các tỉnh với mật độ lưới trạm đạt ~ 10 trạm/1.000 km2, đây là mật độ cao so với cả nước (chỉ đạt 1,5 trạm/1.000km2).
Trạm đo mực nước, lưu lượng: Trong lưu vực sông Đáy có 6 trạm đo lưu lượng nhưng cho tới nay chỉ còn 3 trạm là Lâm Sơn trên sông Bùi, Nam Định trên sông Đào, Trực phương trên sông Ninh Cơ còn đo lưu lượng một số tháng mùa lũ và kiệt từ 2001 tới nay, các trạm còn lại đã ngừng đo.
Các trạm thủy văn trên thuộc Trung tâm khí tượng thủy văn thuộc Bộ Tài nguyên và Môi trường quản lý có chất lượng tài liệu tốt, tin cậy.
Lưu vực sông Đáy mang tính chất khí hậu nhiệt đới gió mùa, có hai mùa rõ rệt:
Thời tiết mùa hè gắn liền với gió mùa mùa hạ, có nhiều thời kỳ mưa lớn kèm theo bão, lượng mưa mùa hạ chiếm 80% tổng lượng mưa cả năm. Thời kỳ mưa tập trung là các tháng VII, VIII, IX, mỗi tháng đều có vài đợt mưa liên tiếp kéo dài 2 ÷ 3 ngày, có những đợt mưa lớn kéo dài 5 ÷ 7 ngày gây úng ngập cho mùa màng.
Thời tiết mùa khô là thời kỳ ít mưa với độ ẩm nhỏ hơn 60%, có khi đạt 30 ÷ 40%, khiến cho lượng bốc hơi tăng nhanh nên vào vụ đông xuân rất thiếu nước tưới, nhất là các khu vực thượng lưu sông Đáy như vùng sông Tích - Thanh Hà, vùng sông Nhuệ, vùng sông Bôi. Có những năm nước cạn kiệt như vụ xuân năm 1998 - 1999, năm 2001
32
mực nước của sông Hồng xuống thấp, các khu vực lấy nước tự chảy như cống Liên Mạc, Phù Sa, Trung Hà rất hạn chế công suất lấy nước. Hơn nữa nguồn nước đến từ các sông giảm thì nguy cơ mặn sẽ xâm nhập sâu vào các khu lấy nước tưới, nồng độ nước mặn tăng nhanh sẽ ảnh hưởng đến chất lượng nước tưới.
Nhiệt độ trung bình nhiều năm là 23,30 ÷ 23,50C. Nhiệt độ trung bình tháng I thấp nhất trong năm đạt từ 15,0 ÷ 16,70C, nhiệt độ trung bình tháng cao nhất tháng VII từ 28,0 ÷ 29,40C.
Độ ẩm tương đối trung bình trong các tháng đều vượt trên 80%.Độ ẩm giữa tháng ẩm nhất và tháng khô nhất chỉ chênh nhau từ 5% đến 10%.Những ngày mùa Đông khô hanh, độ ẩm có thể giảm xuống dưới 20%, những ngày mưa phùn, độ ẩm không khí có thể tăng lên đến trên 90%.
Mưa chia làm hai mùa trong năm mùa khô bắt đầu từ tháng XI năm trước đến hết tháng IV năm sau, trong các tháng này có số ngày mưa rất ít và lượng mưa tháng cũng rất nhỏ. Mùa mưa từ (V ÷ X) trong thời kỳ này hay xảy ra những trận mưa từ mưa vừa đến mưa to, có khi mưa rất to.
Lượng mưa lũ rất lớn, lượng mưa 1 ngày lớn nhất đạt từ 300 ÷ 550mm, ba ngày lớn nhất đạt 450 ÷ 770mm, lượng mưa 5 ngày lớn nhất đạt từ 500 ÷ 836mm. Năm xuất hiện mưa lớn thường không đồng bộ giữa các vùng. Vùng thượng và trung lưu sông Đáy lượng mưa 5 ngày lớn nhất xuất hiện vào tháng XI năm 2008 và tháng XI/1984, vùng hạ du lượng mưa 5 ngày lớn nhất xuất hiện vào năm 1980, vùng lưu vực sông Hoàng Long lượng mưa 5 ngày lớn nhất xuất hiện vào tháng IX/1985 gây nên lũ lịch sử trên sông Hoàng Long.
Sông Đáy trước đây là một phân lưu của sông Hồng, nhưng do cửa sông bị bồi nên chỉ khi mực nước tại Hà Nội vượt quá 6,0m thì mới có nước tràn vào sông Đáy. Trong trận lũ tháng 8/1932, lưu lượng lớn nhất phân vào đập Đáy đạt khoảng 3.000m3/s khi đó mực nước lũ tại Phủ lý đạt 4,32m gây khó khăn cho việc tiêu nước.
Năm 1937, đập Đáy được xây dựng để ngăn nước lũ từ sông Hồng vào, sông Đáy chỉ còn tháo nước lũ của sông Tích, Bùi, Thanh Hà và sông Hoàng Long. Lưu lượng của
33
sông Tích chỉ khoảng vài trăm m3/s và được điều tiết dọc sông nên khi về tới Ba Thá lưu lượng lớn nhất cũng chỉ đạt 300 - 400m3/s. Mực nước cao nhất tại Ba Thá trung bình giảm hơn 3,0m, ở Phủ Lý giảm hơn 1,0m so với khi chưa có đập Đáy.
1.3.5 Cụm công trình cống Cẩm Đình – Hiệp Thuận
Cụm công trình Cẩm Đình - Hiệp Thuận gồm: Kênh dẫn từ sông Hồng vào tới thượng lưu cống Cẩm Đình, Cống lấy nước Cẩm Đình, kênh dẫn Cẩm Đình - Hiệp Thuận.
Hình 1. 2. Hình Cụm công trình đầu mối phân lũ sông Đáy
Cống Cẩm Đình: Cống hở 2 tầng bằng bê tông cốt thép, chiều dài thân cống 24m, gồm 3 khoang trong đó 2 khoang lấy nước có kích thước b x h = (6 x 5) m và 1 khoang thông thuyền rộng B = 8m. Tầng dưới để lấy nước trong mùa kiệt có cao trình ngưỡng +3,0m. Tầng trên để lấy nước trong mùa lũ, cao trình ngưỡng +9,5m. Cống có kết hợp giao thông tải trọng H30-XB80, bề rộng cầu 8m.
Cống Hiệp Thuận: Cống hở bằng bê tông cốt thép, có 3 khoang trong đó 2 khoang lấy nước có kích thước (b x h) = (6 x 5) m và 1 khoang thông thuyền rộng B = 8m, cao trình ngưỡng +2,0m chiều dài thân cống 36m, chiều rộng móng cống 28m.
34
Kênh dẫn Cẩm Đình - Hiệp Thuận: Kênh dẫn lưu lượng thiết kế Q = 36,24 m3/s, mặt cắt kênh hình thang, chiều rộng đáy kênh B = 22m, tuyến kênh tại vị trí K0 có cao trình đáy kênh 3,0m, cao trình đáy cuối kênh 2,0m.
Nhiệm vụ của cụm công trình gồm:
+ Lấy nước từ sông Hồng vào sông Đáy, cùng với các cửa lấy nước khác (như cống Liên Mạc, Tắc Giang) khôi phục lại dòng chảy về mùa kiệt của sông Đáy, cấp bổ sung nước cho hạ du phục vụ sản xuất và sinh hoạt cải tạo môi trường sinh thái, kết hợp phát triển giao thông vận tải thủy.
+ Tham gia phân lũ sông Hồng vào sông Đáy.
Các Văn bản liên quan đến cụm công trình:
Các Quyết đinh của Bộ trưởng Bộ nông nghiệp và Phát triển nông thôn số 514/QĐ- BNN-XDCB ngày 08/02/2001 phê duyệt Báo cáo Nghiên cứu khả thi; số 3.205/ QĐ- BNN-XD ngày 18/10/2006 phê duyệt điều chỉnh, bổ sung Dự án đầu tư xây dựng công trình Dự án hợp phần Cụm công trình đầu mối Hát Môn (Cẩm Đình) - đập Đáy (Hiệp Thuận), tỉnh Hà Tây thuộc Dự án Cải tạo và nâng cấp hệ thống thoát lũ sông Đáy.
Quyết định của Bộ trưởng Bộ nông nghiệp và Phát triển nông thôn số 3.279/ QĐ- BNN-XD ngày 01/11/2006 phê duyệt điều chỉnh Thiết kế kỹ thuật + Tổng dự toán Dự án hợp phần Cụm công trình đầu mối Hát Môn (Cẩm Đình) - đập Đáy (Hiệp Thuận), tỉnh Hà Tây thuộc Dự án Cải tạo và nâng cấp hệ thống thoát lũ sông Đáy.
Quyết định của Uỷ ban nhân dân tỉnh Hà Tây số 372 QĐ/UB ngày 7/4/2004 thu hồi 192.116m2 đất thuộc 2 xã Võng Xuyên và Cẩm Đình, huyện Phúc Thọ giao Ban Quản lý dự án Thủy lợi 401 xây dựng cụm công trình đầu mối Hát Môn - Đập Đáy.
Quyết định số 443 QĐ/UB ngày 26/4/2005 của Uỷ ban nhân dân tỉnh Hà Tây thu hồi 160.850m2 đất thuộc địa bàn xã Hiệp Thuận, huyện Phúc Thọ giao Ban Quản lý dự án Thủy lợi 401 xây dựng cống Hiệp Thuận.
35
Quyết định số 1832 QĐ/UBND ngày 5/12/2005 của Uỷ ban nhân dân tỉnh Hà Tây thu hồi 2.230.547m2 đất thuộc địa bàn 12 xã, huyện Phúc Thọ giao Ban Quản lý dự án Thủy lợi 401 xây dựng hạng mục kênh dẫn Cẩm Đình - Hiệp Thuận.