BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP & PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI NGUYỄN THẾ TOÀN NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH HỆ THỐNG HỒ CHỨA THƯỢNG NGUỒN ĐẾN CHẾ ĐỘ CẤP NƯỚC, DIỄN BIẾN SẠT LỞ LÒNG DẪN VÀ XÂM NHẬP MẶN TRÊN HỆ THỐNG SÔNG ĐỒNG NAI – SÀI GÒN LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Hà Nội, 2013 BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP & PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI NGUYỄN THẾ TOÀN NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH HỆ THỐNG HỒ CHỨA THƯỢNG NGUỒN ĐẾN CHẾ ĐỘ CẤP NƯỚC, DIỄN BIẾN SẠT LỞ LÒNG DẪN VÀ XÂM NHẬP MẶN TRÊN HỆ THỐNG SÔNG ĐỒNG NAI - SÀI GÒN Chuyên ngành: Phát triển nguồn nước Mã số:604492 LUẬN VĂN THẠC SĨ Người hướng dẫn khoa học: 1.TS Lê Hùng Nam 2.PGS.TS Phạm Thị Hương Lan Hà Nội, 2013 Mẫu gáy bìa luận văn: NHUYỄN THẾ TOÀN LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI – 2013 LỜI CẢM ƠN Luận văn “Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ vận hành hệ thống hồ chứa thượng nguồn đến chế độ cấp nước, diễn biến sạt lở lòng dẫn và xâm nhập mặn trên hệ thống sông Đồng Nai - Sài Gòn” được hoàn thành ngoài sự cố gắng nỗ lực của bản thân tác giả còn được sự giúp đỡ nhiệt tình của các Thầy, Cô, cơ quan, bạn bè và gia đình. Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Giáo viên hướng dẫn: PGS TS. Phạm Thị Hương Lan và TS. Lê Hùng Nam đã giảng dạy và tận tình hướng dẫn cũng như cung cấp tài liệu, thông tin khoa học cần thiết cho Luận văn. Xin trân trọng cảm ơn các thầy, cô giáo trong khoa Thủy văn Tài nguyên nước - Trường Đại học Thuỷ Lợi đã tận tình giảng dạy và giúp đỡ tác giả trong suốt quá trình học tập, cũng như quá trình thực hiện Luận văn này. Xin trân trọng cảm ơn Cục Quản lý tài nguyên nước – Bộ Tài nguyên và Môi trường; Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Đồng Nai, thành phố Hồ Chí Minh, Biên Hòa đã tận tình giúp đỡ, cung cấp tài liệu để Luận văn được chính xác và có tính cấp thiết. Đặc biệt, để hoàn thành Luận văn, tác giả đã nhận được sự cổ vũ, động viên khích lệ thường xuyên và giúp đỡ về nhiều mặt của gia đình và bạn bè trong và ngoài lớp cao học 18PN. Xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, ngày 24 tháng 05 năm 2013 Tác giả Luận văn NGUYỄN THẾ TOÀN LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Những nội dung và kết quả trình bày trong Luận văn là trung thực và chưa được ai công bố trong bất kỳ công trình khoa học nào. Tác giả Nguyễn Thế Toàn MỞ ĐẦU I. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Hệ thống sông Đồng Nai là một trong những hệ thống sông lớn ở Việt Nam, về tiềm năng thủy điện đứng thứ hai sau sông Đà, về tiềm năng nguồn nước đứng vị trí độc tôn của khu vực Nam Bộ. Tổng lượng nước trung bình năm đạt đến 35.7 km P 3 P (chỉ có 4 km P 3 P là từ Campuchia chảy vào ). Các công trình hồ chứa lớn trên lưu vực sông Đồng Nai có vai trò rất đặt biệt không chỉ đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế trong phạm vi lưu vực mà có ảnh hưởng lớn đối với vùng, quốc gia, đáng kể như hồ thủy điện Đa Nhim (1964), thủy điện Trị An (1988), Đại Ninh (2000) trên dòng chính sông Đồng Nai; Thác Mơ (1994), Cần Đơn (2003), Srock Phu Miêng (2005) trên sông Bé; Hàm Thuận, Đa Mi (2001) trên sông La Ngà; Dầu Tiếng (1985) trên sông Sài Gòn. Hầu hết các hồ đều có nhiệm vụ chính là phát điện, ngoại trừ công trình hồ Dầu Tiếng, và Phước Hòa. Các công trình này đem lại hiệu quả kinh tế - xã hội rất lớn trong quá trình hình thành và phát triển như cung cấp phần lớn nguồn điện năng cho các tỉnh thành khu vực miền Đông Nam Bộ và vùng kinh tế trọng điểm phía Nam, tăng cường dòng chảy về mùa khô cho vùng hạ lưu đáp ứng nhu cầu đẩy mặn phục vụ cho việc cấp nước dân sinh, công nghiệp và nhu cầu tưới. Bên cạnh đó, các công trình này còn tham gia giảm thiểu ngập lũ cũng như tham gia phòng chống ô nhiễm ở vùng hạ lưu khá hiệu quả. Tuy nhiên một vấn đề đặt ra là các công trình hồ chứa được xây dựng và đưa vào hoạt động gây ra rất nhiều ảnh hưởng đến vùng hạ du, như thay đổi chế độ dòng chảy do ảnh hưởng chế độ vận hành, thay đổi chế độ bùn cát về hạ du gây ra diễn biến xói lở lòng dẫn, đặc biệt khi các hồ chứa xả lũ ảnh hưởng rất lớn đến vấn đề ngập lụt hạ du và xói lở lòng dẫn cục bộ ở hạ du công trình. Tuy nhiên những nghiên cứu về ảnh hưởng của các hồ chứa đặc biệt là ảnh hưởng chế độ vận hành của hồ chứa đến hạ du lại mới chỉ dừng lại nghiên cứu xem xét những tác động riêng lẻ của từng hồ mà chưa có những nghiên cứu ảnh hưởng đầy đủ của chế độ vận hành của cả hệ thống hồ chứa. 1 - Trong khi đó nhu cầu sử dụng nước trong lưu vực sông Đồng Nai là rất lớn và ngày càng tăng cao cả về lượng và chất cũng như tính ổn định của nó. Việc xây dựng quy trình vận hành liên hệ thống các hồ chứa cần phải được thực hiện, nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của hệ thống hồ chứa đến hạ du sẽ là cơ sở quan trọng cho việc xây dựng quy trình vận hành liên hồ đảm bảo đáp ứng được yêu cầu nước cho dân sinh-công nghiệp, nông nghiệp và bảo vệ môi trường ở vùng hạ du sông Đồng Nai-Sài Gòn nói riêng và vùng kinh tế trọng điểm nói phía Nam nói chung ngày một gia tăng cả về khối lượng và chất lượng. - Xâm nhập mặn cũng là yếu tố quan trọng đáng chú ý đối với vùng hạ lưu sông ĐN-SG. Do chịu tác động của triều biển Đông nên mặn cũng xâm nhập vào các sông rạch ở vùng hạ lưu làm ảnh hưởng đến sinh hoạt và sản xuất của nhân dân, do vậy khi nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của việc vận hành hệ thống hồ hết sức chú ý ảnh hưởng của việc xả nước, đẩy mặn. Xuất phát từ thực tế trên, luận văn sẽ tiếp cận với tên đề tài là “ Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ vận hành hệ thống hồ chứa thượng nguồn đến chế độ cấp nước, diễn biến sạt lở lòng dẫn và xâm nhập mặn trên hệ thống sông Đồng Nai Sài Gòn”. II. MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI  Giới thệu hệ thống sông Đồng Nai Sài Gòn cùng với hệ thống hồ chứa thượng nguồn.  Nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng vận hành hệ thống hồ chứa đến vấn đề cấp nước trong mùa kiệt  Nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của vận hành hồ chứa đến vấn đề xâm nhập mặn.  Nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng chế độ vận hành đến sạt lở lòng dẫn hạ du. III. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU - Về không gian nghiên cứu: Toàn bộ lưu vực sông Đồng Nai - Sài Gòn 2 - Về đối tượng nghiên cứu: Luận văn tập trung xây dựng, tính toán mô phỏng các phương án vận hành hệ thống hồ chứa và đánh giá ảnh hưởng của chế độ vận hành hệ thống hồ chứa đến hạ du . IV. CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Cách tiếp cận của luận văn là đi từ những vấn đề cụ thể, qua phân tích, tổng hợp, xác định lựa chọn các nhân tố có tác động chính, quyết định đặc điểm thủy văn - thủy lực của toàn hệ thống hồ chứa trên lưu vực sông. Từ đó, xác định mức độ ảnh hưởng, tác động của từng nhân tố. Sau cùng là tiến hành thiết lập bộ thông số mô hình thủy văn - thủy lực, đề xuất và mô phỏng các kịch bản vận hành hệ thống. Để đạt được mục đích nghiên cứu trên, luận văn đã áp dụng các phương pháp tiếp cận, nghiên cứu, phân tích đánh giá sau đây: - Phương pháp điều tra khảo sát thực địa: Điều tra khảo sát thực địa để có tầm nhìn tổng thể về lưu vực nghiên cứu nhằm đánh giá đặc điểm dòng chảy sông ngòi, nhu cầu sử dụng nước và kết quả điều tra cũng là cơ sở để hiệu chỉnh các thông số đặc trưng lưu vực khi dùng các mô hình toán để mô phỏng, tính toán. - Phương pháp thống kê và xử lý số liệu: Phương pháp này được sử dụng trong việc xử lý các tài liệu về địa hình , khí tượng, thủy văn, thuỷ lực phục vụ cho các phân tích, tính toán của luận văn. - Phương pháp mô hình toán: Mô hình được dùng để tính toán, mô phỏng chế độ vận hành điều tiết hồ làm cơ sở đánh giá ảnh hưởng chế độ vận hành hệ thống hồ chứa đến các vấn đề hạ du như cấp nước, xâm nhập mặn, sạt lở lòng dẫn - Phương pháp phân tích hệ thống: Việc nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng chế độ vận hành của hệ thống hồ chứa đối với hạ du là một bài toán vừa mang tính vận hành hợp lý vừa mang tính lợi dụng tổng hợp dựa trên chuỗi số liệu biến đổi theo không gian và thời gian. V. BỐ CỤC CỦA LUẬN VĂN Luận văn được trình bày với bố cục như sau: 3 - Mở đầu - Chương 1: Tổng quan về lưu vực sông Đồng Nai – Sài Gòn và tình hình nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của chế độ vận hành hệ thống hồ chứa đến hạ du trong và ngoài nước - Chương 2: Thiết lập bài toán và lựa chọn mô hình. - Chương 3: Mô phỏng chế độ vận hành của hệ thống hồ chứa trên lưu vực Đồng Nai – Sài Gòn làm cơ sở cho việc đánh giá ảnh hưởng đến cấp nước hạ du, xâm nhập mặn và sạt lở lòng dẫn. - Chương 4: Đánh giá ảnh hưởng của chế độ vận hành hệ thống hồ chứa trên lưu vực Đồng Nai – Sài Gòn đến cấp nước hạ du và xâm nhập mặn. - Chương 5: Đánh giá ảnh hưởng của chế độ vận hành hệ thống hồ chứa trên lưu vực Đồng Nai – Sài Gòn đến sạt lở lòng dẫn. - Kết luận và kiến nghị - Tài liệu tham khảo 4 [...]... VỰC SÔNG ĐỒNG NAI – SÀI GÒN VÀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH HỆ THỐNG HỒ CHỨA ĐẾN HẠ DU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC 1.1 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH HỆ THỐNG HỒ CHỨA ĐẾN HẠ DU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC 1.1.1 Tình hình nghiên cứu ngoài nước Nghiên cứu chế độ vận hành hệ thống hồ chứa đa mục tiêu và đánh giá ảnh hưởng chế độ vận hành hồ chứa đến. .. hưởng chế độ vận hành của các hồ chứa đến hạ du, tuy nhiên những nghiên cứu mới chỉ dừng lại đánh giá ảnh hưởng chế độ vận hành riêng lẻ của từng hồ đến hạ du mà chưa xem xét sự ảnh hưởng của của cả hệ thống đến hạ du Do vậy trong luận văn sẽ tiếp cận nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ vận hành của cả hệ thống đến hạ du Bài toán sẽ gồm 2 phần Phần 1 thiết lập chế độ vận hành của các hồ chứa trên hệ thống. .. thuỷ sản v.v…trong mùa cạn Các nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của hệ thống hồ chứa ở Việt Nam trong những năm gần đây đã được tập trung nghiên cứu và nhiều công trình đã đi sâu đánh giá ảnh hưởng của hệ thống hồ chứa đối với hạ du như nghiên cứu ảnh hưởng hệ thống hồ chứa trên sông Đà đến chế độ cấp nước mùa cạn trên sông Hồng… 1.2 TỔNG QUAN VỀ LƯU VỰC SÔNG ĐỒNG NAI – SÀI GÒN 1.2.1 Điều kiện tự nhiên... trong vận hành khai thác hệ thống hồ chứa Vận hành hệ thống liên hồ chứa ở Việt Nam nói chung mới bắt đầu được tập trung nghiên cứu Một số nghiên cứu liên quan đã được các cơ quan nghiên cứu được tiến hành chủ yếu tập trung vào nhiệm vụ chống lũ Một số nghiên cứu vận hành hồ điều tiết cấp nước mới tập trung vào các mục tiêu cấp nước đơn lẻ Đặc biệt, các nghiên cứu chưa mang tính hệ thống liên hồ, và phục... triều tại Đồng Tranh vµ mực nước triều tại Vùng Tàu cã hệ số tương quan đạt 95% Hình 1 4: Diễn biến thủy triều vùng cửa sông Đồng Tranh tháng 10-2000 2 Sự truyền triều trong sông và nội đồng Chế độ nước vùng hạ du sông Đồng Nai-Sài Gòn phụ thuộc vào chế độ nước của thượng nguồn, sự truyền triều vào sâu trong sông, mưa và dòng chảy cục bộ, ảnh hưởng của gió chướng và nước dâng và hoạt động của con người... phục vụ đa mục tiêu Hiện nay, ở Việt Nam các hồ chứa trên các hệ thống sông đã và đang được tiến hành nghiên cứu, xây dựng quy trình liên hồ, phục vụ đa mục tiêu, như hệ thống hồ chứa trên sông Hồng, sông Ba, sông Sê San, sông Đồng Nai, sông Vu Gia - Thu Bồn và sông Srêpôk v.v Các hồ chứa này làm nhiệm vụ chính là cắt lũ vào mùa lũ, sau đó là phát điện, cung cấp nước tưới cho nông nghiệp, nước cho sinh... giá khả năng cấp nước của từng hồ trong hệ thống, xác định lưu lượng xả của các hồ nằm dưới cùng của hệ thống làm số liệu đầu vào để đánh giá ảnh hưởng chế độ vận hành của các hồ đến hạ du Phần 2 lấy kết quả tính toán phần 1 làm đầu vào cho tính toán toán thủy lực hạ du Sơ đồ tổng quát của bài toán được trình bày trên hình 2.1 Hình 2 1 : Sơ đồ khối tính toán đánh giá ảnh hưởng vận hành hồ chứa 2.2 PHÂN... yếu trên lưu vực sông Vàm Cỏ, hạ lưu sông Đồng Nai, hạ lưu sông Sài Gòn và thượng - trung lưu của một số lưu vực sông độc lập ven biển Đông Nam Bộ Nguồn: Viên khoa học thủy lợi Miền Nam Hình 1 2 Bản đồ địa hình lưu vực sông Đồng Nai – Sài Gòn 1.2.1.3 Hệ thống sông ngòi- kênh rạch Nằm ở hạ lưu của lưu vực sông Đồng Nai nên xét về mặt thuỷ văn, dòng 13 chảy trong khu vực luôn chịu tác động mạnh bởi chế độ. .. thống hồ chứa bao gồm tính toán cân bằng nước của đầu vào, đầu ra hồ chứa và biến đổi lượng trữ Kỹ thuật mô phỏng đã cung cấp cầu nối từ các công cụ giải tích trước đây cho phân tích hệ thống hồ chứa đến các tập hợp mục đích chung phức tạp Các mô hình mô phỏng có thể cung cấp các biểu diễn chi tiết và hiện thực hơn về hệ thống hồ chứa và quy tắc điều hành chúng.Thời gian yêu cầu để chuẩn bị đầu vào,... vật có ảnh hưởng lớn đến quá trình xói mòn, rửa trôi trên mặt đất và từ đó ảnh hưởng đến chất lượng nước sông cũng như hoạt động lâu bền của các hồ chứa Đặc điểm địa hình còn có mối quan hệ khăn khít với đặc điểm khí hậu, ảnh hưởng chi phối đến lưu vực hứng nước và môđun dòng chảy bề mặt Ngoài ra, độ dốc bề mặt địa hình còn liên quan đến tiềm năng thuỷ điện của các dòng sông Do vậy, việc nghiên cứu các . văn Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ vận hành hệ thống hồ chứa thượng nguồn đến chế độ cấp nước, diễn biến sạt lở lòng dẫn và xâm nhập mặn trên hệ thống sông Đồng Nai - Sài Gòn được hoàn thành. TOÀN NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH HỆ THỐNG HỒ CHỨA THƯỢNG NGUỒN ĐẾN CHẾ ĐỘ CẤP NƯỚC, DIỄN BIẾN SẠT LỞ LÒNG DẪN VÀ XÂM NHẬP MẶN TRÊN HỆ THỐNG SÔNG ĐỒNG NAI - SÀI GÒN Chuyên. TOÀN NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH HỆ THỐNG HỒ CHỨA THƯỢNG NGUỒN ĐẾN CHẾ ĐỘ CẤP NƯỚC, DIỄN BIẾN SẠT LỞ LÒNG DẪN VÀ XÂM NHẬP MẶN TRÊN HỆ THỐNG SÔNG ĐỒNG NAI – SÀI GÒN