Đánh giá ảnh hưởng tác động của đập dâng Vĩnh Điện đến xâm nhập mặn trên lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:4

Thêm vào BST

Báo xấu

14
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết Đánh giá ảnh hưởng tác động của đập dâng Vĩnh Điện đến xâm nhập mặn trên lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn đánh giá diễn biến xâm nhập mặn vùng hạ lưu sông VGTB khi có đập ngăn mặn trên sông Vĩnh Điện, và có xét đến sự vận hành của hồ chứa nhà máy thủy điện thượng nguồn làm cơ sở để Quảng Nam và Đà Nẵng có giải pháp hài hòa, nhằm giảm thiểu thiệt hại do nhiễm mặn gia tăng trong vùng.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đánh giá ảnh hưởng tác động của đập dâng Vĩnh Điện đến xâm nhập mặn trên lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn

66 Tô Thúy Nga ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG TÁC ĐỘNG CỦA ĐẬP DÂNG VĨNH ĐIỆN ĐẾN XÂM NHẬP MẶN TRÊN LƯU VỰC SÔNG VU GIA - THU BỒN ASSESSING THE IMPACTS OF VINH DIEN DAM ON SALINITY INTRUSION IN THE VU GIA - THU BON RIVER BASIN Tô Thúy Nga Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng; tothuyngadn@gmail.com Tóm tắt - Trong những năm gần đây, do ảnh hưởng của nhiều yếu Abstract - In recent years, because of many factors, particularly tố như biến đổi khí hậu (BĐKH) và các hồ chứa thủy điện phía climate change and the operation of hydroelectric reservoirs in the thượng nguồn vận hành … nên hiện tượng nhiễm mặn ở hạ lưu upstream, the salinity intrusion in Vu Gia-Thu Bon (VGTB) sông Vu Gia - Thu Bồn (VGTB) trở nên gay gắt. Cấp bách hơn downstream has become terrible. Critically, in Vinh Dien (VD) river, nữa, nhiễm mặn trên sông Vĩnh Điện gần đây lên mức cảnh báo, it caused such a big problem that pump station could not provide khiến các trạm bơm không thể dùng phục vụ nước tưới cho hơn water for more than 2,150 agricultural ha of Duy Xuyen, Dien Ban 2.150 ha nông nghiệp của các huyện Duy Xuyên, Điện Bàn và Hội districts and Hoi An town. At present, in order to have sufficient An. Hiện nay, để có đủ nước ngọt cho sản xuất, tỉnh Quảng Nam water for agriculture, Quang Nam (QN) province has approved of đã chấp thuận cho xây dựng tuyến đập tạm trên sông Vĩnh Điện ở the construction of an embankment and bamboo pole dam on VD vị trí trạm bơm Tứ Câu. Phía sông Hàn cũng giống sông Vĩnh Điện river at Tu Cau pumping station. In Danang, the salinity intrusion in đã nhiễm mặn, nay lại càng tăng vì bị giảm đi một nguồn nước đẩy Han river is also higher because the water diminishes from VD mặn từ sông Vĩnh Điện. Nghiên cứu này sẽ đánh giá diễn biến xâm river. This research assesses the process of salinity intrusion in Vu nhập mặn vùng hạ lưu sông VGTB khi có đập ngăn mặn trên sông Gia-Thu Bon rivers with the appearance of Vinh Dien dam in the Vĩnh Điện, và có xét đến sự vận hành của hồ chứa nhà máy thủy context of hydroelectric reservoir operation and provides the điện thượng nguồn làm cơ sở để Quảng Nam và Đà Nẵng có giải needed information for Quang Nam province and Danang city to pháp hài hòa, nhằm giảm thiểu thiệt hại do nhiễm mặn gia tăng adopt an appropriate measure to decrease the negative effect from trong vùng. salinity intrusion. Từ khóa - xâm nhập mặn; sông Vu Gia –Thu Bồn; đập Vĩnh Điện, Key words - salinity intrusion; Vu Gia – Thu Bon river; Vinh Dien mô hình, MIKE. dam, model, MIKE. 1. Đặt vấn đề thống sông Vu Gia - Thu Bồn trước và sau khi có đập Vĩnh Sông Vĩnh Điện nối liền giữa hai sông chính Vu Gia và Điện, số liệu thủy văn được chọn là năm ứng với tần suất Thu Bồn, vì vậy chịu tác động ảnh hưởng lan truyền mặn mùa kiệt 95% qua tính toán tương ứng với năm 1998. từ Cửa Hàn và một phần tác động của Cửa Đại, hiện tượng 2. Nội dung nghiên cứu nhiễm mặn trên sông Vĩnh Điện gần đây lên mức cảnh báo, nó làm ảnh hưởng đến các trạm bơm phục vụ nước tưới cho 2.1. Thiết lập mô hình thủy văn hơn 2.150 ha cây nông nghiệp của các huyện Duy Xuyên, Sử dụng mô hình thủy văn MIKE NAM để mô phỏng thị xã Điện Bàn và thành phố Hội An. Hiện tại, để có đủ tính toán dòng chảy đến cho các lưu vực không có số liệu nước ngọt cho sản xuất nông nghiệp, bằng nguồn vốn sự thực đo. Xây dựng bộ thông số mô hình từ số liệu dòng nghiệp hàng năm, UBND tỉnh Quảng Nam đã chấp thuận chảy đến của trạm thủy văn Nông Sơn, Thành Mỹ cùng với cho xây dựng tuyến đập (tạm) bằng đất đắp và cọc tre trên số liệu thủy văn của hồ Sông Bung, A Vương. sông Vĩnh Điện tại vị trí trạm bơm Tứ Câu. Dữ liệu đầu vào * Số liệu mưa, bốc hơi của các trạm trên lưu vực Vu Gia Thu Bồn: Sử dụng tài liệu mưa từ năm 1980 đến 2010 của các trạm Nông Sơn, Thành Mỹ, Khâm Đức, Trà My, Hiệp Đức và Tiên Phước. * Số liệu dòng chảy: Trạm Nông Sơn và Thành Mỹ Lưu vực Thành Mỹ sử dụng 2 trạm đo mưa trên lưu vực là Khâm Đức và Thành Mỹ, trọng số mưa sẽ được tính toán thử dần theo tỷ số của 2 trạm này sao cho hiệu chỉnh và kiểm định đáp ứng đủ độ tin cậy cần thiết. Lưu vực Nông Sơn với diện tích 3.150 km2, dùng số liệu Hình 1. Đập ngăn mặn Vĩnh Điện được đắp hàng năm mưa ở các trạm: Trà My, Tiên Phước, Hiệp Đức, Nông Tuyến đập hiện có đã phần nào phát huy được nhiệm Sơn, Khâm Đức và Thành Mỹ. vụ trước mắt là ngăn mặn giữ ngọt để phục vụ sản xuất - Bộ thông số tìm được sau khi hiệu chỉnh và kiểm định cũng như đời sống của người dân mùa khô từng năm. mô hình từ năm 1980-1995 và 1996-2010 cho hệ số NASH Nghiên cứu sẽ đánh giá mức độ ảnh hưởng của đập và hệ số tương quan như Bảng 1. So sánh với chỉ tiêu đánh ngăn mặn này đến sự xâm nhập mặn trên hạ lưu của hệ giá kết quả này cho ta độ tin cậy đủ để sử dụng tính toán
ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 5(114).2017-Quyển 1 67 khôi phục lưu lượng dòng chảy đến cho các tiểu lưu vực còn Đối với hệ thống hồ chứa phát điện, do tồn tại các mối lại trên lưu vực sông Vu Gia và Thu Bồn làm biên cho mô quan hệ thuỷ văn, thuỷ lợi và thuỷ lực phức tạp nên công hình thủy lực. suất đảm bảo của kho nước bất kỳ trong hệ thống, khi dung Bảng 1. Chỉ số đánh giá độ tin cậy của mô hình NAM tích hiệu dụng Vh (hay độ sâu công tác hct) đã định phụ thuộc vào lưu lượng đến hồ, lưu lượng xả qua tuốc-bin, mực nước thượng lưu và mực nước hạ lưu của hồ: NPJ = f( QX(j-1)(t), qtbj(t), Zj(t), Zhj(t)) (1) Trong đó : QX(j-1)(t): quá trình lưu lượng xả từ hồ chứa thứ (j-1); qtbj(t): quá trình lưu lượng xả qua tuốc-bin từ hồ chứa thứ j; Zj(t) : quá trình thay đổi mực nước trong hồ chứa thứ j; Zhj(t) : quá trình thay đổi mực nước hạ lưu của hồ chứa thứ j. - Mô hình được thiết lập điều hành hệ thống 5 hồ chứa lớn trên lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn là A Vương, Đăk Mi 4, Sông Tranh 2, Sông Bung 2 và Sông Bung 4. - Mạng lưới sông hệ thống hồ chứa lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn được lập bằng mô hình HEC-RESSIM như sau: S. Bung 2 S. Bung 4 A Vương DakMi 4 Hình 2. Hiệu chỉnh mô hình trên lưu vực Nông Sơn S Tranh 2 Hình 4. Thiết lập sơ đồ mô phỏng vận hành hệ thống hồ chứa thủy điện bằng HEC-RESSIM Lưu lượng đến và điều tiết qua thủy điện Q (m3/s) Sông Tranh và Đăk Mi 4 2500 2000 Qden ST 1500 Qdt ST Qden ĐM 1000 Qdt ĐM 500 0 1/1/98 3/2/98 4/1/98 5/1/98 10/28/98 11/27/98 12/27/98 1/31/98 5/31/98 6/30/98 7/30/98 8/29/98 9/28/98 Hình 5. Thiết lập sơ đồ mô phỏng vận hành hệ thống hồ chứa thủy điện bằng HEC-RESSIM Hình 3. Hiệu chỉnh mô hình trên lưu vực Thành Mỹ 2.2. Thiết lập mô hình vận hành điều tiết liên hồ chứa 2.3. Thiết lập mô hình thủy lực, xâm nhập mặn thủy điện trên lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn + Sơ đồ thủy lực mạng lưới sông Vu Gia – Thu Bồn bao a) Tính toán lưu lượng xả phát điện qua các hồ chứa gồm: trên hệ thống lưu vực VGTB bằng mô hình HEC-RESSIM. Trên sông Vu Gia với chiều dài 77.465 m: 119 mặt cắt.
68 Tô Thúy Nga Sông Thu Bồn với chiều dài 65.598 m: 92 mặt cắt. năm mùa kiệt 2005 và 2009. Sông Quảng Huế chiều dài 5.404 m: 27 mặt cắt. - Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình xâm nhập mặn cho Sông Bà Rén với chiều dài 29.295 m: 25 mặt cắt. các năm 2005 và 2009. Sông Vĩnh Điện với chiều dài 24.130 m: 40 mặt cắt. Các kết quả hiệu chỉnh và kiểm định mô hình cho kết quả chỉ số NASH tại trạm Cẩm Lệ tương đối cao, các kết Sông Túy Loan với chiều dài sông 13.000 m: 27 mặt quả hiệu chỉnh và kiểm định độ mặn tại cầu Nguyễn Văn cắt. Trỗi, cầu Cẩm Lệ và Tứ Câu tương đối phù hợp, từ đó có Sông Quá Giáng với chiều dài sông 14.960 m: 27 mặt cắt. thể dùng bộ thông số này để mô phỏng độ mặn cho các Sông La Thọ với chiều dài 10.680 m: 18 mặt cắt. trường hợp tính toán cụ thể. Sông Thanh Quýt với chiều dài 51.350 m: 7 mặt cắt. 3. Mô phỏng xâm nhập mặn để đánh giá ảnh hưởng của đập ngăn mặn Vĩnh Điện ứng với tần suất thủy văn 95% Trong nghiên cứu này, chọn năm mô phỏng tính toán ứng với tần suất mùa kiệt khoảng P=95% được tổ hợp tần suất tại Nông Sơn và Thành Mỹ, tương ứng với năm điển hình là năm 1998, nghiên cứu đã mô phỏng ứng với 3 kịch bản, các kịch bản tính toán như bảng dưới đây. Kịch bản 1A: Các hồ chứa vận hành bình thường và chưa có đập Vĩnh Điện. Kịch bản 1B: Các hồ chứa vận hành bình thường và đã có đập Vĩnh Điện. Kịch bản 1C: Các hồ chứa vận hành bình thường, hồ Đăk Mi có trả nước về sông Vu Gia (lấy theo mức xả trung bình, theo QTVH 1537/QĐ-TTg), và đã có đập Vĩnh Điện. * Kết quả mô phỏng ứng với các kịch bản. Hình 6. Sơ đồ duỗi thẳng mạng lưới sông VGTB [1] S o% Phân bố độ mặn dọc sông Hàn - Cẩm Lệ - Yên Bộ số liệu biên tính toán bao gồm: 30 KB1A KB1B KB1C - Biên trên: Lưu lượng tại Nông Sơn và Thành Mỹ, lưu 25 vực Sông Bung thì thủy điện A Vương và Sông Bung 4, sông Côn, Túy Loan. 20 Cửa Hàn - Dữ liệu biên hạ lưu mực nước tại: Cửa Hàn, Cửa Đại 15 và Cửa Lở. Sử dụng mô hình thủy lực MIKE 11 HD và AD, bộ 10 thông số mô hình được tìm qua 2 bước: 5 Bộ thông số mô hình được thiết lập dựa trên chuỗi dữ liệu mùa kiệt năm 2005 và 2009, bộ thông số mô hình được 0 hiệu chỉnh và kiểm định theo 2 bước như sau: 0 5 10 15 20 25 30 Khoảng cách tính từ cửa sông (km) Hình 8. Độ mặn Smax (o/oo) ứng với tần suất kiệt P=95% theo các kịch bản (từ cửa sông Hàn - Cẩm Lệ - Yên) Phân bố độ mặn dọc sông Vĩnh Điện 30 KB1A KB1B KB1C 25 Vị trí 20 đập 15 ngăn 10 5 0 0 5 10 15 20 25 Hình 7. Sơ đồ thủy lực mạng lưới sông Vu Gia - Thu Bồn Khoảng cách từ sông Hàn đến Thu Bồn (km) trong mô hình MIKE 11 Hình 9. Độ mặn Smax ứng với tần suất kiệt P=85% theo các - Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình thủy lực cho các kịch bản (từ cửa sông Hàn - Vĩnh Điện)
ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 5(114).2017-Quyển 1 69 Phân bố độ mặn dọc sông Thu Bồn nước trả về Vu Gia lớn thì sẽ giảm lượng nước về Thu Bồn. S o% 30 4. Kết luận và kiến nghị KB1A 25 - Kết quả nghiên cứu cho thấy sự thay đổi độ mặn trên KB1B các sông Vu Gia, Thu Bồn, Vĩnh Điện khi xây dựng đập 20 Vĩnh Điện, đồng thời cũng đánh giá được sự thay đổi độ KB1C mặn khi vận hành theo quy trình vận hành liên hồ chứa của 15 Chính phủ 1537/QĐ-TTg. 10 - Việc xây dựng đập dâng trên sông Vĩnh Điện, sẽ ảnh hưởng đến xâm nhập mặn vùng hạ lưu tương đối lớn, cụ 5 thể, phía thượng lưu đập giải quyết được tình trạng nhiễm mặn cao, giúp các trạm bơm lấy được nước phục vụ cho 0 tưới tiêu nhưng lại làm gia tăng mặn vùng hạ du đập và 0 5 10 15 20 25 30 phía sông Cầu Đỏ, Cẩm Lệ, do đó cần phải có những đánh Khoảng cách giá ảnh hưởng đến việc lấy nước phía hạ lưu sông Hàn. Hình 10. Kết quả tính toántính từSmax độ mặn cửaứng sông (km) với tần suất kiệt P=85% theo các kịch bản (sông Thu Bồn) - Các kịch bản đã tính toán tới vận hành các hồ chứa theo quy trình liên hồ, so sánh giữa kịch bản 1B và 1C ta Bảng 2. Kết quả độ mặn tại các vị trí theo các kịch bản thấy, khi đập Đăk Mi 4 trả nước trở về sông Vu Gia với lưu (Đơn vị: phần nghìn) lượng trung bình theo quy trình liên hồ , thì độ mặn bên Vị trí KB1A KB1B KB1C nhánh Vu Gia có giảm đi, tuy nhiên, sự biến đổi không Cầu Nguyễn Văn Trỗi 28,74 29,44 29,43 nhiều, từ đó cho thấy cách điều tiết xả nước và vận hành lien hồ chứa chỉ là biện pháp kết hợp hỗ trợ chứ không giải Cổ Mân 21,67 26,47 26,40 quyết dứt điểm được nhiệm vụ ngăn mặn. Cầu Cẩm Lệ 18,29 21,25 21,08 - Từ kết quả nghiên cứu trên, nhận thấy cần thiết phải xây Cầu Đỏ 13,37 16,11 15,84 dựng công trình điều tiết ngăn mặn kiên cố trên sông Vĩnh Điện để lợi dụng chế độ thủy triều điều tiết nguồn nước lưu Nhận xét: thông giảm bớt độ mặn phía hạ lưu một cách hợp lý, bởi khi - Kết quả tính toán cho thấy, quá trình diễn biến xâm mở cửa điều tiết thì độ mặn về phía hạ lưu đập sẽ không bị nhập mặn khi xây dựng đập dâng trên sông Vĩnh Điện sẽ tăng nhiều như trường hợp đắp đập tạm. Để có thể lấy nước ảnh hưởng tương đối lớn đến diễn biến xâm nhập mặn vùng phục vụ cho các nhu cầu của đời sống phía thành phố Đà hạ lưu, có thể thấy hạ lưu sông Vĩnh Điện ảnh hưởng độ Nẵng, cần phải kết hợp các biện pháp giảm mặn phía sông mặn gia tăng đột biến, vì khi xây dựng đập ngăn mặn trên Hàn bằng giải pháp công trình khác mới giảm mặn được triệt sông Vĩnh Điện, dòng chảy sẽ bị gián đoạn nên cắt mất để. lượng nước chảy bổ sung về sông Hàn, làm giảm khả năng đẩy mặn ở cửa Hàn. TÀI LIỆU THAM KHẢO - Qua kết quả trích xuất ở Bảng 2, ta thấy độ mặn tại Cổ [1] H. Stolpe (2015), “Strategic Water and land management dry Mân khi xây dựng đập dâng trên sông Vĩnh Điện sẽ làm cho season”, Proceeding in Conferece LUCCI 2015, Quảng Nam. độ mặn gia tăng 4,80/00, độ mặn gia tăng tại Cẩm Lệ 2,960/00, [2] Lê Hùng (2015), Nghiên cứu, ứng dụng mô kình MIKE 11 tính toán còn tại Cầu Đỏ 2,740/00, tại cầu Nguyễn Văn Trỗi tăng 0,70/00. xâm nhập mặn theo các kịch bản biến đổi khí hậu, nước biển dâng đến năm 2100 cho hạ lưu sông Vu Gia Thu Bồn, Báo cáo tổng kết Còn khi xét đến dòng chảy trả về Vu Gia của hồ Đăk Mi 4 đề tài, Đà Nẵng. theo quy trình liên hồ 1537/QĐ-TTg, thì kịch bản xả về hạ [3] Đặng Thị Kim Nhung et al, 2015, “Đánh giá và dự báo hình thái xâm lưu trong các thời đoạn ở mức trung bình, ta thấy mức độ cắt nhập mặn vùng hạ lưu sông Trà Khúc - sông Vệ”, Khoa học Kỹ thuật giảm độ mặn tại Cổ Mân là 0,070/00, độ mặn tại Cẩm Lệ giảm Thủy lợi và Môi trường, 50, (Sep. 2015). 0,270/00, còn tại Cầu Đỏ 0,270/00, tại cầu Nguyễn Văn Trỗi [4] Nguyễn Anh Đức, “Salt instrusion, tides and mixing in multi- tăng 0,010/00 so với kịch bản chưa xả về. channel estuaries”, CRC Press, 2008. [5] Nguyễn Thế Hùng and Nguyễn Hữu Thiêm 2013, “Ứng dụng mô Riêng phía hạ lưu sông Thu Bồn, mức độ thay đổi độ hình Mike 11 dự báo thử nghiệm xâm nhập mặn hạ lưu sông Vu mặn không nhiều giữa các kịch bản, quy luật thay đổi cũng Gia”, Tạp chí Khoa học và Công nghệ Đại học Đà Nẵng, 3, 64 khác so với hạ lưu nhánh sông Vĩnh Điện, Hàn vì khi lượng (2013). (BBT nhận bài: 04/05/2017, hoàn tất thủ tục phản biện: 23/05/2017)