TUYEÅN TAÄP KEÁT QUAÛ KHOA HOÏC & COÂNG NGHEÄ 2017 - 2018
VIEÄN KHOA HOÏC THUÛY LÔÏI MIEÀN NAM 249
KẾT QUẢ BAN ĐẦU CỦA ĐỀ TÀI “NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT GIẢI
PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ SỬ DỤNG NƯỚC, ĐẢM BẢO AN TOÀN
CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI VÀ HẠ DU HỒ DẦU TIẾNG TRONG
ĐIỀU KIỆN KHÍ HẬU, THỜI TIẾT CỰC ĐOAN”
INITIAL RESULTS OF THE PROJECT " STUDY AND PROPOSE SOLUTIONS
TO IMPROVE WATER USE EFFICIENCY, ENSURE SAFETY OF HYDRAULIC
STRUCTURE ENGINEERING COMPLEX AND DOWNSTREAM OF DAU TIENG
LAKE IN CLIMATIC CONDITIONS, EXTREME WEATHER"
PGS. TS. Đinh Công Sản1, ThS. Nguyễn Bình Dương1,
ThS. Nguyễn Tuấn Long1 và Bảo Thạnh2
1 Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam
2 Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường thành phố Hồ Chí Minh
TÓM TẮT
Hồ Dầu Tiếng đóng góp vai trò rất lớn về cung cấp nguồn nước sạch cho phát triển
các ngành kinh tế xã hội của các tỉnh Tây Ninh, Bình Dương, Long An và Tp. Hồ
Chí Minh. Tuy nhiên, việc xả lũ là một trong những nguyên nhân gây ra ngập lũ
vùng hạ du (cùng với mưa lớn và triều cường). Để giải quyết vấn đề mâu thuẫn giữa
đảm bảo an toàn công trình đầu mối với ngập lụt ở Tp.HCM và vùng phụ cận đặc
biệt trong điều kiện BĐKH, đề tài “Nghiên cứu đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả
sử dụng nước, đảm bảo an toàn công trình đầu mối và hạ du hồ Dầu Tiếng trong
điều kiện khí hậu, thời tiết cực đoan” được thực hiện. Đề tài đã thực hiện từ cuối
năm 2016 đến nay và đã: (i) Thiết lập bộ cơ sở dữ liệu đồng bộ về hồ Dầu Tiếng và
vùng hạ du; (ii) Đánh giá thực trạng và khả năng tích nước, cấp nước trong những
năm qua; (iii) Mô hình hóa chi tiết BĐKH (downscaling) trong lưu vực trong điều
kiện lũ và kiệt cực đoan; (iv) Tính toán dòng chảy đến hồ và điều tiết hồ với lũ cực
đoan; (v) Đánh giá sơ bộ hiệu quả của việc nâng cao đập Dầu Tiếng nhằm giảm
thiểu ngập lụt vùng hạ du.
Đề tài sẽ còn thực hiện trong năm 2018 và 2019 với các nội dung chính là đề xuất
giải pháp giải quyết mâu thuẫn giữa bảo đảm an toàn hồ đập và ngập lụt Tp. Hồ Chí
Minh và các vùng lân cận khi có lũ và hạn hán cực đoan.
Từ khóa: Chi tiết hóa biến đổi khí hậu, giảm thiểu rủi ro ngập lụt và hạn hán, điều
tiết lũ, thành phố Hồ Chí Minh và vùng phụ cận.
ABSTRACT
Dau Tieng Lake plays a crucial role in the supply of clean water for socio-economic
development of Tay Ninh, Binh Duong, Long An and Ho Chi Minh City. However,
flood discharge is one of the causes of downstream floods (along with heavy rain
and tides). In order to solve the conflict between ensuring the safety of hydraulic
structure engineering complex with the floods in Ho Chi Minh City and surrounding
areas especially in climate change condition, the topic of " Study and propose
TUYEÅN TAÄP KEÁT QUAÛ KHOA HOÏC & COÂNG NGHEÄ 2017 - 2018
250 VIEÄN KHOA HOÏC THUÛY LÔÏI MIEÀN NAM
solutions to improve water use efficiency, ensure safety of hydraulic structure
engineering complex and downstream of Dau Tieng lake in climatic conditions,
extreme weather" has been processed. The project has been performed since in the
end of 2016 and has: (i) Establish a synchronized database on Dau Tieng Lake and
downstream areas; (ii) Assessment of current status and capacity of water and water
supply in recent years; (iii) Detailed modeling of downscaling in the basin in flood
conditions and extreme exhaustion; (iv) Calculate the flow to the lake and regulate
the lake with extreme floods; (v) Preliminary assessment of the effectiveness of the
Dau Tieng dam to reduce downstream floods. The project has been processed in
2018 and 2019 with the main contents of which are proposed solutions to solve the
conflict between the safety of dams and floods in Ho Chi Minh City and surrounding
areas when extreme floods and droughts.
1. MỞ ĐẦU
Hồ Dầu Tiếng là một hồ chứa nằm ở thượng lưu sông Sài Gòn trong hệ thống lưu
vực sông Đồng Nai. Hồ có có vai trò rất lớn với nhiệm vụ cung cấp nước cho các ngành
nông nghiệp, công nghiệp và sinh hoạt cho vùng kinh tế trọng điểm phía Nam
(VKTTĐPN) – vùng năng động nhất của cả nước, trong đó có các tỉnh Tây Ninh, Bình
Dương, Long An và Tp. Hồ Chí Minh (xem Hình 1). Sự phát triển mạnh mẽ về kinh tế
xã hội của VKTTĐPN với mức tăng trưởng kinh tế gấp 1,5 lần mức bình quân của cả
nước, chiếm 40% kim ngạch xuất khẩu, đóng góp 60% ngân sách quốc gia, thu hút hơn
60% số dự án và 50% số vốn đầu tư nước ngoài vào Việt Nam [6].
Mặt trái của phát triển kinh tế mạnh mẽ nhưng không bền vững ở vùng KTTDPN
đã và đang nảy sinh các vấn đề liên quan đến lũ lụt. Tần suất các thảm họa do thiên tai
do biến đổi khí hậu (BĐKH) đã và đang gia tăng cùng với quá trình phát triển kinh tế,
xã hội, làm cho cơ sở hạ tầng thoát nước không đáp ứng kịp, đã gây ra những thiệt hại
to lớn về lũ lụt, hạn hán, xói lở... Nguồn gốc của các thảm họa về lũ lụt là do mưa lớn,
triều cường (thường xuyên) và mực nước sông dâng cao. Mực nước sông dâng cao
trong mùa lũ hạ lưu hồ Dầu Tiếng có nguyên nhân chính là do hồ xả lũ. Đối với mưa
lớn, vào ngày 1 tháng 8 năm 2008 xuất hiện trận mưa 140 mm (lớn thứ 2 kể từ năm
1952). Gần đây nhất là ngày 26/9/2016, Tp.HCM có mưa lớn gây ngập nặng nề. Theo
thống kê của Trung tâm điều hành chống ngập nước thành phố thì trong vòng 1h45 phút
(từ 16h45 đến 18h30), lượng mưa tại 8 trạm trong thành phố lên tới từ 101 mm đến
204,3 mm [7]. Đối với triều cường, ngày 20 tháng 10 năm 2013, mực nước sông Sài
Gòn dâng cao đạt giá trị lịch sử là 1,68 m và cũng bằng mực nước ngày 11/10/2014.
Những thiệt hại do lũ lụt gây ra ngày càng nặng nề hơn trước. Theo thống kê sơ bộ, thiệt
hại về vật chất thông qua kết quả điều tra 1.000 hộ dân ước khoảng 30 triệu đô la Mỹ
mỗi năm và thiệt hại gián tiếp có thể gấp nhiều lần [8].
Để giải quyết vấn đề mâu thuẫn giữa đảm bảo an toàn công trình đầu mối với
ngập lụt ở Tp.HCM và vùng phụ cận đặc biệt trong điều kiện BĐKH, đề tài “Nghiên
cứu đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả sử dụng nước, đảm bảo an toàn công trình
đầu mối và hạ du hồ Dầu Tiếng trong điều kiện khí hậu, thời tiết cực đoan” (mã số
KC08.07/16-20) được thực hiện trong 3 năm (2016 - 2019) với mục tiêu là (i) Đánh giá
được thực trạng cấp nước, an toàn công trình đầu mối hồ và hạ du công trình Dầu Tiếng
TUYEÅN TAÄP KEÁT QUAÛ KHOA HOÏC & COÂNG NGHEÄ 2017 - 2018
VIEÄN KHOA HOÏC THUÛY LÔÏI MIEÀN NAM 251
sau hơn 30 năm vận hành, đặc biệt những năm lũ, hạn cực đoan; (ii) Đề xuất phương án
cấp nước hiệu quả cho các đối tượng dung nước (khu vực Tp. Hồ Chí Minh, Đồng Nai,
Bình Dương…) vào các năm có điều kiện khí tượng thủy văn bất lợi như khan hiếm
nước, mặn xâm nhập sâu; và (iii) Đề xuất được giải pháp giải quyết mâu thuẫn giữa bảo
đảm an toàn hệ thống công trình đầu mối, hạ du công trình, ngập lụt Tp. Hồ Chí Minh
và các vùng lân cận khi có lũ cực đoan.
Hình 1. Hồ Dầu Tiếng ở thượng lưu sông Sài Gòn trong hệ thống lưu vực sông Đồng Nai
2. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
2.1. Thiết lập bộ cơ sở dữ liệu đồng bộ về hồ Dầu Tiếng và vùng hạ du
Cơ sở dữ liệu về công trình đầu mối bao gồm (i) Các tài liệu liên quan đến kết cấu
công trình khi hoàn công, trong đó các tài liệu cơ bản về địa hình, địa chất, thuỷ văn liên
quan đến thiết kế, các bản vẽ công trình khi hoàn công của đập chính, đập phụ, đập tràn,
các cống số 1, 2, 3; cống xả cát; (ii) Tài liệu liên quan đến duy tu, sửa chữa, nâng cấp
trong đó có các tài liệu cơ bản về địa hình, địa chất, thủy văn liên quan đến thiết kế sửa
chữa, nâng cấp, các bản vẽ hoàn công các hạng mục nâng cấp.
Cơ sở dữ liệu về vận hành công trình từ khi hoạt động đến nay, bao gồm (i) các tài
liệu về quá trình tích nước từ ngày vận hành hồ đến nay; (ii) tài liệu về quá trình xả
TUYEÅN TAÄP KEÁT QUAÛ KHOA HOÏC & COÂNG NGHEÄ 2017 - 2018
252 VIEÄN KHOA HOÏC THUÛY LÔÏI MIEÀN NAM
nước từ hồ qua tràn và các kênh chính Đông, kênh chính Tây và kênh Tân Hưng và (iii)
tài liệu về hoạt động của cống xả cát.
Các tài liệu khác đã thu thập, cập nhật bao gồm cơ sở dữ liệu địa hình (DEM)
thượng hạ lưu hồ Dầu Tiếng, Phước Hòa (lưu vực sông Sài Gòn, sông Bé); số liệu khí
tượng, thủy văn vùng nghiên cứu; bản đồ đất, bản đồ lớp phủ, bản đồ sử dụng đất (hiện
trạng và qui hoạch) vùng thượng, hạ lưu hồ Dầu Tiếng, Phước Hòa.
Tài liệu khảo sát bổ sung gồm các mặt cắt ngang cấy dày thêm ở các khu vực địa
hình phức tạp, biến đổi nhiều (dựa vào bản đồ Google Map). Tổng chiều dài khảo sát
mặt cắt ngang trên sông Sài Gòn dự kiến là 10 km.
Bộ cơ sở dữ liệu về hồ Dầu Tiếng và vùng hạ du sẽ được tích hợp trong phần
mềm quản lý dữ liệu phục vụ công tác quản lý của chủ hồ.
2.2. Đánh giá thực trạng và khả năng tích nước, cấp nước trong những năm qua
Theo thiết kế, hồ Dầu Tiếng có dung tích là 1.580 triệu m3, diện tích mặt thoáng là
27.000 ha (ứng với mực nước dâng bình thường 24,40 m). Tổng lượng nước chảy vào
hồ trung bình nhiều năm là 1.841 triệu m3. Cao trình mực nước chết 17 m ứng với dung
tích chết là 470 triệu m3, diện tích mặt thoáng 5.500 ha, dung tích hữu ích của hồ là
1.110 triệu m3. Hồ được thiết kế với tần suất lũ P = 0,1% (hay 1.000 năm xuất hiện một
lần) có đỉnh lũ Qmax = 4.800 m3/s, tổng lượng lũ trong 5 ngày là 762 triệu m3. Trong
trường hợp xảy ra lũ thiết kế mực nước hồ sẽ dâng đến mực nước siêu cao là 25,10 m và
lưu lượng lớn nhất xả qua tràn là 2.800 m3/s [1].
Theo kế hoạch mục tiêu phát triển, nhiệm vụ cấp nước của hồ Dầu Tiếng cho các
tỉnh thành tăng so với nhiệm vụ thiết kế ban đầu (được Bộ NN & PTNT phê duyệt điều
chỉnh tại Quyết định số 2851/QĐ-BNN-XD ngày 17/9/2008; Quyết định số 2597/QĐ-
BNN-TCTL ngày 23/10/2012 và Quyết định số 3184/QĐ-BNN-XD ngày 21/12/2012),
nhiệm vụ của hệ thống công trình thủy lợi Dầu Tiếng - Phước Hòa [5] được thống kê
trên Bảng 1.
Bảng 1. Nhiệm vụ của hệ thống công trình thủy lợi Dầu Tiếng - Phước Hòa
Nhiệ
m
vụ
Địa
phương
Tân
Hưng
Kênh
Tây
Kênh
Đông
Tân
Biên*
(TN)
Đứ
c Hòa
(LA)
Thái
Mỹ
(CC)
Bình
Dương
Mở
rộng
TN
Lộc
Giang
A (LA)
Tưới ha 10.701 21.000
36.600 6.407 10.181 1.161 1.950 21.000 1.868
Cấp hỗ trợ tưới 21.000 ha thiếu nước của khu tưới Dầu Tiếng cũ trong các năm hạn 75%
Sinh
hoạt
Cấp nước cho nhà máy nước TP. HCM từ tháng 01 đến tháng 7 với lưu lượng 7 m
3
/s
Cấp nước sinh hoạt và công nghiệp (38 m
/s) bao gồm
Địa
phương
Bình
Dương
Bình
Phước
Long
An
Tây
Ninh
Tp.HCM
Q (m
/s) 15 5 4 3,5 10,5
Xả
xuống
hạ du
Xả cho hạ du sông Bé tối thiểu 14 m
/s, sông Sài Gòn tối thiểu 16,1 m
để hỗ trợ
Tạo nguồn tưới cho 28.800 ha ven sông Sài Gòn
Tạo nguồn tưới cho 32.317 ha ven sông Vàm Cỏ Đông
Tạo nguồn sinh hoạt và công nghiệp 11,57 m
/s
TUYEÅN TAÄP KEÁT QUAÛ KHOA HOÏC & COÂNG NGHEÄ 2017 - 2018
VIEÄN KHOA HOÏC THUÛY LÔÏI MIEÀN NAM 253
Kết quả tính toán từ đề tài KC08.15/06-10 khi có bổ sung nước từ hồ Phước Hòa
với lưu lượng 50 m3/s, nước dùng trong giai đoạn phát triển kinh tế xã hội đến năm
2020, tính toán dòng chảy và điều tiết trong 25 năm đã qua, tần suất bảo đảm cấp nước
chỉ đạt P = 70% < PTK = 75% (là phương án sử dụng đất và nước tối ưu trên cơ sở gắn
kết với thị trường và gia tăng lợi nhuận trên một đơn vị diện tích có tính đến sử dụng
các cơ cấu cây trồng sử dụng hiệu quả nước tưới) [3].
Kết quả thực hiện nhiệm vụ cấp nước của hồ Dầu Tiếng [1] theo các mục tiêu,
nhiệm vụ đã được phê duyệt cho giai đoạn gần đây nhất (2006 - 2016) cho thấy trong
vòng 10 năm đã có tới 3 năm (2006 - 2007; 2009 - 2010; 2010 - 2011) không cấp đủ
nước, tức là tần suất đảm bảo cấp nước cũng chỉ đạt 70%. Trong bối cảnh BĐKH và sự
phát triển KTXH vùng KTTĐPN thì vấn đề thiếu nước chắc chắn phải đặt lên hàng đầu
để tìm cách giảm thiểu thiệt hại do thiếu nước.
2.3. Mô hình hóa chi tiết BĐKH (downscaling) trong lưu vực trong điều kiện lũ và
kiệt cực đoan
Kết quả tính toán thống kê nhu cầu sử dụng nước và cấp nước đối với hồ Dầu
Tiếng từ ngày hoạt động cho đến nay cho thấy hồ không cấp đủ nước cho các nhu cầu ở
vùng hưởng lợi theo thiết kế. Vì thế, cần phải xem xét đề xuất giải pháp giảm thiểu bất
lợi trong điều kiện BĐKH, đó là chi tiết hóa dự báo BĐKH (dowscaling) để tính toán sự
thay đổi dòng chảy và có giải pháp thích ứng.
Các kết quả chi tiết hóa kịch bản BĐKH cho khu vực hồ Dầu Tiếng được dựa trên
nền kịch bản BĐKH của Việt Nam được công bố năm 2016 bởi Bộ Tài Nguyên và Môi
Trường.
Bảng 2. Các mô hình khí hậu khu vực được sử dụng trong tính toán xây dựng kịch bản biến đổi
khí hậu cho hồ Dầu Tiếng
Mô hình
Điều kiện biên
Từ mô hình toàn cầu
Độ
phân giải
Thời kỳ có số liệu
Thời kỳ cơ sở RCP4.5 RCP8.5
CCAM
ACCESS1-0
10 km 1970 - 2005 2006 - 2099
2006 - 2099
CCSM4
CNRM-CM5
GFDL-CM3
MPI-ESM-LR
NorESM1-M
RegCM ACCESS1-0 20 km 1980 - 2000 2046 - 2065
2080 - 2099
2046 - 2065
2080 - 2099
NorESM1-M
PRECIS HadGEM2-ES 25 km 1960 - 2005 2006 - 2099
2006 - 2099
GFDL-CM3
CNRM-CM5
CLWRF NorESM1-M 30 km 1980 - 2005 2006 - 2099
2006 - 2099
Mô hình khí hậu toàn cầu và khu vực là những công cụ chính được sử dụng để
đánh giá xu thế biến đổi và diễn biến khí hậu tương lai, đặc biệt là các cực đoan khí hậu.
Các mô hình sau đây đã được sử dụng trong tính toán xây dựng kịch bản biến đổi khí