Tài liệu Dự án Rà soát bổ sung quy hoạch chỉnh trị sông hạ du thủy điện Hòa Bình

Dự án: Rà soát bổ sung quy hoạch chỉnh trị sông hạ du thủy điện Hòa Bình MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU .................................................................................................. 1 1.1. 1.2. 1.3. 1.4. 1.5. Sự cần thiết của dự án.............................................................................. 1 Phạm vi dự án .......................................................................................... 2 Mục tiêu dự án......................................................................................... 3 Các phương pháp thực hiện..................................................................... 3 Khái quát về các công trình chỉnh trị trong vùng dự án.......................... 5 CHƯƠNG 1. 1.1. 1.2. 1.3. 1.4. Vị trí địa lý............................................................................................... 6 Địa hình ................................................................................................... 6 Thời tiết, khí hậu ..................................................................................... 7 Tình hình dân sinh kinh tế....................................................................... 7 CHƯƠNG 2. 2.1. 2.2. 2.3. 2.4. 2.5. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC NGHIÊN CỨU.......... 6 ĐẶC ĐIỂM DÒNG CHẢY CÁC SÔNG VÙNG DỰ ÁN .... 9 Đặc điểm các sông vùng dự án................................................................ 9 Đặc điểm của dòng chảy lũ ................................................................... 12 Dòng chảy năm...................................................................................... 12 Phân phối dòng chảy trong năm ............................................................ 17 Dòng chảy bùn cát ở các đoạn sông vùng dự án ................................... 25 CHƯƠNG 3. ĐÁNH GIÁ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN LÒNG DẪN CÁC SÔNG VÙNG DỰ ÁN ................................................................... 27 3.1. 3.2. án. 3.3. 3.4. Các nhân tố ảnh hưởng đến thay đổi của lòng dẫn ............................... 27 Ảnh hưởng của điều tiết hồ Hòa Bình đến dòng chảy các sông vùng dự ............................................................................................................... 29 Các yếu tố khác ảnh hưởng đến lòng dẫn các sông vùng dự án ........... 34 Đánh giá chung...................................................................................... 36 CHƯƠNG 4. CÁC DỰ ÁN QUY HOẠCH CHỈNH TRỊ ĐÃ CÓ TRONG VÙNG DỰ ÁN ................................................................................................. 39 4.1. Dự án: Quy hoạch chỉnh trị vùng hạ du sông Lô Gâm do ảnh hưởng điều tiết hồ thủy điện Tuyên Quang ................................................................ 39 4.2. Dự án: Quy hoạch phòng, chống lũ chi tiết cho các tuyến sông có đê trên địa bàn thành phố Hà Nội năm 2009– Viện Quy hoạch thủy lợi ............. 40 4.3. Dự án: Lập quy hoạch phòng, chống lũ chi tiết cho các tuyến sông có đê trên địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc giai đoạn 2008 – 2015 – Viện KHTL Việt Nam 41 4.4. Dự án: Lập quy hoạch phòng, chống lũ chi tiết cho các tuyến sông có đê trên địa bàn tỉnh Phú Thọ giai đoạn 2008 – 2015 – Viện KHTL Việt Nam ... 42 4.5. Các dự án khác ...................................................................................... 43 4.6. Đánh giá chung...................................................................................... 44 Dự án: Rà soát bổ sung quy hoạch chỉnh trị sông hạ du thủy điện Hòa Bình CHƯƠNG 5. HIỆN TRẠNG KẾT CẤU, MỨC ĐỘ ỔN ĐỊNH CÁC CÔNG TRÌNH CHỈNH TRỊ TRÊN CÁC SÔNG VÙNG DỰ ÁN ............... 45 5.1. 5.2. Hiện trạng và mức độ ổn định của các tuyến kè hiện có....................... 45 Những vị trí xung yếu............................................................................ 56 CHƯƠNG 6. LẬP QUY HOẠCH CHỈNH TRỊ ........................................ 60 6.1. Phương hướng và quy chuẩn kỹ thuật lập qui hoạch chỉnh trị đoạn sông nghiên cứu........................................................................................................ 60 6.2. Xác định lưu lượng tạo lòng của các đoạn sông: .................................. 61 6.3. Xác định kích thước hình dạng lòng sông ổn định................................ 63 6.4. Tuyến chỉnh trị ...................................................................................... 66 6.5. Các giải pháp công trình chỉnh trị sông bảo vệ bờ thường dùng .......... 70 6.6. Các công nghệ và vật liệu mới .............................................................. 79 6.7. Phương án bổ sung quy hoạch chỉnh trị ................................................ 84 6.8. Các kết cấu kè đề xuất ........................................................................... 90 CHƯƠNG 7. 7.1. 7.2. 7.3. 7.4. Phạm vi tác động của các công trình chỉnh trị ...................................... 92 Đánh giá tác động đến môi trường khi thực hiện dự án........................ 92 Những tác động chính đến môi trường.................................................. 93 Biện pháp giảm thiểu tác động tiêu cực ................................................ 93 CHƯƠNG 8. 8.1. 8.2. 8.3. 8.4. 8.5. PHÂN KỲ ĐẦU TƯ VÀ KHÁI TOÁN KINH PHÍ ........... 97 Khối lượng công trình ........................................................................... 97 Khái toán kinh phí ............................................................................... 100 Phân kỳ đầu tư ..................................................................................... 101 Nhu cầu vốn theo tiến độ..................................................................... 104 Nguồn vốn ........................................................................................... 104 CHƯƠNG 9. KIẾN NGHỊ 9.1. 9.2. 9.3. ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG MÔI TRƯỜNG .......................... 92 TÓM TẮT KẾT QUẢ THỰC HIỆN VÀ CÁC KẾT LUẬN ............................................................................................... 105 Tóm tắt kết quả thực hiện.................................................................... 105 Kết luận................................................................................................ 108 Kiến nghị ............................................................................................. 109 Dự án: Rà soát bổ sung quy hoạch chỉnh trị sông hạ du thủy điện Hòa Bình PHẦN MỞ ĐẦU 1.1. Sự cần thiết của dự án − Hạ du đập Thủy điện Hòa Bình gồm bốn tỉnh Hòa Bình, Hà Nội, Phú Thọ và Vĩnh Phúc là nơi khởi nguồn của đồng bằng châu thổ sông Hồng, nơi tập trung dân cư đông đúc và lâu đời, là trung tâm văn hóa, chính trị của cả nước và được bảo vệ trước thiên tai lũ lụt bởi hệ thống đê sông, hiện đã và đang được đầu tư củng cố vững chắc. − Đây là khu vực nhập lưu của ba con sông thuộc loại lớn, có chế độ thủy lực phức tạp, lòng dẫn và đường bờ thường xuyên bị biến động do quá trình bồi, xói, biến đổi dòng chảy đe dọa an toàn hệ thống đê điều, an sinh kinh tế và gây khó khăn cho giao thông thủy. Từ khi hồ Hòa Bình đi vào hoạt động đã phần nào hạn chế được nguy cơ lũ lụt nhưng do phần lớn bùn cát bị giữ lại trong lòng hồ, cộng với việc điều tiết hồ đã gây ảnh hưởng tới chế độ dòng chảy phía hạ du, làm gia tăng diễn biến sạt lở cả về số lượng cũng như mức độ nguy hiểm. Hiện tại trên tổng chiều dài 260km của hệ thống sông hạ du thủy điện Hòa Bình thuộc các tỉnh Hòa Bình, Phú Thọ, Vĩnh Phúc và thành phố Hà Nội có 41 điểm sạt lở với chiều dài khoảng 79,20Km. Sạt lở chủ yếu xảy ra tại các điểm chưa có công trình bảo vệ bờ và tại một số công trình được đầu tư xây dựng từ trước khi có hồ thủy điện Hòa Bình. − Diễn biến thời tiết trong giai đoạn gần đây ngày càng cực đoan, mưa lũ có xu thế ngày càng phức tạp, diễn biến trái quy luật. Trong những năm vừa qua hồ Hòa Bình phải xả lũ cả vào những tháng cuối mùa lũ, đầu mùa khô. Về mùa kiệt mực nước sông xuống thấp nhất trong vòng 100 năm qua. − Cùng với sự phát triển kinh tế xã hội, các hoạt động dân sinh trên bãi sông, lòng sông ngày càng phát triển dẫn tới thu hẹp dòng chảy thoát lũ; sự gia tăng cả về số lượng và trọng tải, tốc độ của các phương tiện vận tải thủy, nạn khai thác cát không phép, sai phép,... cũng là những nguyên nhân gây mất ổn định bờ sông, lòng dẫn. 1 Dự án: Rà soát bổ sung quy hoạch chỉnh trị sông hạ du thủy điện Hòa Bình − Luật Đê điều ra đời, việc sử dụng bãi sông một cách hợp lý, hài hoà giữa mục tiêu phòng chống lũ với mục tiêu phát triển là nhu cầu tất yếu. Thủ tướng Chính phủ đã có Quyết định số 92/2007/QĐ-TTg ngày 21/9/2007 phê duyệt quy hoạch Phòng chống lũ đồng bằng sông Hồng - sông Thái Bình làm cơ sở cho các địa phương lập quy hoạch phòng chống lũ chi tiết, quy hoạch đê điều từng tuyến sông và các quy hoạch khác có liên quan. − Thủ tướng Chính phủ đã chỉ đạo các Bộ, Ngành và các địa phương nghiên cứu đề xuất xử lý sạt lở, ổn định bờ hệ thống sông Hồng, sông Đà vùng hạ lưu sau đập thủy điện Hòa Bình bảo đảm an toàn dân cư và các công trình cơ sở hạ tầng (công văn số 4807/VPCP-NN ngày 28/8/2007 của Văn phòng Chính phủ). − Sạt lở bờ sông và biến đổi lòng dẫn của các sông hạ du thủy điện Hòa Bình ngày càng phức tạp, khó lường, ảnh hưởng ngày càng lớn đến an toàn đê điều, an sinh kinh tế. Biện pháp giải quyết sạt lở hiện vẫn mang tính thụ động, chắp vá. Để có một giải pháp tổng thể, hài hòa nhằm ổn định bờ và lòng dẫn để đảm bảo an toàn hệ thống đê điều, các khu dân cư hiện có trên bãi sông và sử dụng hợp lý bãi sông, lòng sông cho mục tiêu phát triển, việc rà soát để xây dựng quy hoạch phòng chống sạt lở vùng hạ du thủy điện Hòa Bình là cần thiết và cấp bách. Đây cũng sẽ là cơ sở để xây dựng quy hoạch đê điều và các quy hoạch liên quan trong khu vực dự án. 1.2. Phạm vi dự án Dọc theo dòng chảy của 04 con sông lớn là sông Đà, sông Thao, sông Lô và sông Hồng với tổng chiều dài khoảng 200km, thuộc địa bàn bốn tỉnh là Hòa Bình, Hà Nội, Phú Thọ và Vĩnh Phúc, cụ thể: − Sông Đà từ sau đập thủy điện Hòa Bình đến ngã ba Thao - Đà; − Sông Thao từ ngã ba Thao - Đà ngược lên hết địa phận thị xã Phú Thọ (tương ứng khoảng Km60 đê tả Thao); 2 Dự án: Rà soát bổ sung quy hoạch chỉnh trị sông hạ du thủy điện Hòa Bình − Sông Lô từ ngã ba Lô - Hồng ngược lên đến địa phận huyện Đoan Hùng, tỉnh Phú Thọ; − Sông Hồng từ ngã ba Thao - Hồng đến hết địa phận huyện Đan Phượng, thành phố Hà Nội (hết địa phận tỉnh Hà Tây cũ, tương ứng khoảng Km47 đê hữu Hồng). Hình 1.1. Phạm vi vùng dự án 1.3. Mục tiêu dự án Nghiên cứu đề xuất giải pháp chỉnh trị sông nhằm phòng chống sạt lở bờ sông đảm bảo an toàn hệ thống đê điều, các khu dân cư hiện có trên bãi sông và sử dụng hợp lý bãi sông. 1.4. Các phương pháp thực hiện 1.4.1. Phương pháp chỉnh lý, phân tích số liệu thực đo Để phân tích, đánh giá hiện trạng, tìm ra quy luật thống kê, dự án chủ yếu sử dụng phương pháp chỉnh lý phân tích số liệu thực đo. Số liệu thực đo được 3 Dự án: Rà soát bổ sung quy hoạch chỉnh trị sông hạ du thủy điện Hòa Bình thu thập có hệ thống đồng bộ đủ dài, cập nhật đến 2009, đưa về cùng hệ quy chiếu. - Từ số liệu thực đo H và Q trung bình ngày tại các trạm lập bảng quan hệ Q trung bình tại các cấp mực nước H cách nhau 0,5m cho từng năm - Từ số liệu trong bảng trên vẽ đường cong quan hệ Q~H cho từng năm; - Tổng hợp các đường cong quan hệ Q~H từng năm vào trong cùng hệ tọa độ . - Lập bảng và vẽ đồ thị diễn biến ∆H ~ t cho từng cấp lưu lượng đặc trưng; - Tiến hành phân tích nguyên nhân và hậu quả của sự biến đổi quan hệ Q~H tại các trạm thủy văn phân tích. 1.4.2. Phương pháp mô hình toán Chủ yếu là khai thác các version của HEC-RAS và MIKE 11, MIKE 21 1.4.3. Phương pháp khảo sát tại thực địa, trao đổi chuyên gia. Đối với mô hình thuỷ lực, thiết lập địa hình cho sự hoạt động của mô hình là một khâu quan trọng quyết định đến độ chính xác của chế độ thuỷ động lực trên đoạn sông nghiên cứu trong quá trình mô phỏng. Việc thiết lập đúng đắn địa hình lòng dẫn trên mô hình trước tiên cần phải có tài liệu đảm bảo và tin cậy. Tiến hành khảo sát, đo đạc các mặt cắt ngang sông trong phạm vi nghiên cứu nhằm bổ sung dữ liệu địa hình cho mô hình toán, cụ thể như sau: − 31 mặt cắt ngang sông Đà − 25 mặt cắt ngang sông Thao − 37 mặt cắt ngang sông Lô − 35 mặt cắt ngang sông Hồng Trên cơ sở khảo sát thực địa tiến hành trao đổi chuyên gia nhằm đánh giá chính xác về hiện trạng sạt lở, diễn biến lòng dẫn và mức độ ổn định của các công trình hiện có, làm cơ sở để đưa ra hướng bổ sung quy hoạch chỉnh trị cho vùng dự án 4 Dự án: Rà soát bổ sung quy hoạch chỉnh trị sông hạ du thủy điện Hòa Bình 1.4.4. Phương pháp kế thừa (các kết quả nghiên cứu, giải pháp công nghệ,…) Phạm vi nghiên cứu đã có một số các đề tài, dự án đã từng thực hiện, tuy phạm vi các dự án nhỏ lẻ và chưa có hệ thống, nhưng những kết quả chính của các dự án có thể kế thừa và phát triển. 1.5. Khái quát về các công trình chỉnh trị trong vùng dự án Hạ du đập Thủy điện Hòa Bình gồm bốn tỉnh Hòa Bình, Vĩnh Phúc, Phú Thọ và Hà Nội là nơi khởi nguồn của đồng bằng châu thổ sông Hồng, nơi tập trung dân cư đông đúc và lâu đời, là trung tâm văn hóa, chính trị của cả nước. Sau khi thủy điện Hòa Bình đi vào hoạt động, việc phòng lũ vùng hạ du ngày càng được chú trọng. Một trong các biện pháp cho hiệu quả cao là xây dựng và kiên cố lại các tuyến đê sông, đê bối. Do ảnh hưởng của thủy điện Hòa Bình nên điều kiện thủy văn trên các sông Đà, sông Thao, sông Lô và sông Hồng ở hạ du bị ảnh hưởng lớn, gây ra nhiều hiện tượng xói lở bờ sông nghiêm trọng. Bên cạnh đó vẫn còn không ít các công trình trên sông do đã được xây dựng từ lâu nên chất lượng và khả năng làm việc cũng bị giảm đi đáng kể. Vì vậy việc điều tra, đánh giá hiện trạng chỉnh trị sông hạ du thủy điện Hòa Bình là một việc làm cấp thiết để từ đó xây dựng được chương trình cải tạo, nâng cấp các công trình chỉnh trị sông để đảm bảo các tuyến đê hoạt động an toàn, đáp ứng yêu cầu phát triển kinh tế xã hội đến năm 2020. 5 Dự án: Rà soát bổ sung quy hoạch chỉnh trị sông hạ du thủy điện Hòa Bình CHƯƠNG 1. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1.1. Vị trí địa lý Khu vực nghiên cứu là hệ thống sông Đà-Hồng tính từ hạ lưu thủy điện Hòa Bình, bao gồm 4 tỉnh, thành phố: Hà Nội, Hòa Bình, Vĩnh Phúc, Phú Thọ. Thành phố Hà Nội nằm ở trung tâm vùng đồng bằng sông Hồng, tiếp giáp với 8 tỉnh Thái Nguyên, Bắc Ninh, Bắc Giang, Vĩnh Phúc, Phú Thọ, Hòa Bình, Hưng Yên và Hà Nam. Tổng diện tích tự nhiên là 334.470ha, dân số 6.232.940 người. Phú Thọ là một tỉnh thuộc Trung du, miền núi Bắc Bộ. Phía Bắc và Tây Bắc giáp tỉnh Yên Bái, phía Đông giáp Vĩnh Phúc và Hà Nội, phía Đông Bắc giáp Tuyên Quang, phía Tây giáp Sơn La, phía Nam và Tây Nam giáp Hòa Bình. Diện tích tự nhiên của tỉnh là 3518,6km2 với dân số 1.270.500 người Tỉnh Vĩnh Phúc nằm trong khu vực châu thổ sông Hồng thuộc trung du và miền núi phía Bắc. Diện tích tự nhiên, tính đến 31/12/2008 là 1.231,76 km2, dân số 1.000.838 người (số liệu tổng điều tra dân số 1/4/2009) Hòa Bình là một tỉnh miền núi phía Tây Bắc, nằm ở tọa độ 200°19' 210°08' vĩ Bắc, 104°48' - 105°40' kinh Đông. Diện tích tự nhiên toàn tỉnh là 4.662.5 km², chiếm 1,41% tổng diện tích tự nhiên của cả nước. 1.2. Địa hình Địa hình thành phố Hà Nội biến đổi khá phức tạp, bị chia cắt mạnh, cao độ biến đổi dần từ hướng Tây Bắc xuống Đông Nam, từ Tây sang Đông, có đủ các dạng địa hình gồm cả núi cao, đồi núi thấp và đồng bằng có thể chia thành 2 vùng địa hình chính Địa hình Phú Thọ mang đặc điểm của cả 3 dạng địa hình đó là miền núi, trung du và đồng bằng ven sông. Nhìn chung có xu hướng thấp dần từ Bắc xuống Nam và từ Tây sang Đông. 6 Dự án: Rà soát bổ sung quy hoạch chỉnh trị sông hạ du thủy điện Hòa Bình Địa hình Vĩnh Phúc kéo dài theo phương Tây Bắc - Đông Nam, là phương chung của địa hình ở miền Bắc và Đông Bắc Bắc bộ Việt Nam. Phía Bắc của tỉnh có dãy núi Tam Đảo với đỉnh Đạo Trù cao 1.592m, phía Tây Nam được bao bọc bởi 2 con sông lớn là sông Hồng và sông Lô, tạo nên dạng địa hình thấp dần từ Đông Bắc xuống Tây Nam và chia ra 3 vùng có địa hình đặc trưng: đồng bằng, gò đồi, núi thấp và trung bình. 1.3. Thời tiết, khí hậu Nếu coi thời gian mùa nhiều mưa bao gồm những tháng có lượng mưa lớn hơn lượng mưa bình quân tháng trong năm và đạt trên 50% tổng số năm quan trắc thì mùa nhiều mưa ở lưu vực sông vùng nghiên cứu là từ tháng V đến tháng X, mùa ít mưa từ tháng XI đến tháng IV năm sau. Thành phần lượng mưa trong mùa nhiều mưa chiếm 83-85% lượng mưa cả năm, thành phần lượng mưa trong mùa ít mưa chỉ chiếm 20-25% lượng mưa cả năm. Tuy nhiên thời kỳ mưa lớn nhất vùng nghiên cứu thường tập trung vào 3 tháng là từ tháng VII đến tháng IX, thành phần lượng mưa trong các tháng này đều đạt từ 200-300 mm/tháng. Lượng bốc hơi trung bình nhiều năm 1.010mm, tháng có lượng bốc hơi lớn nhất là tháng VI 100 mm, tháng có lượng bốc hơi nhỏ là tháng II có 56,8 mm. Nhiệt độ trung bình năm 24oC, độ ẩm trung bình 80% - 82%. 1.4. Tình hình dân sinh kinh tế Sau khi mở rộng địa giới hành chính, với hơn 6 triệu dân, Hà Nội có 3,2 triệu người đang trong độ tuổi lao động. Mặc dù vậy, thành phố vẫn thiếu lao động có trình độ chuyên môn cao. Nhiều sinh viên tốt nghiệp vẫn phải đào tạo lại, cơ cấu và chất lượng nguồn lao động chưa dịch chuyển theo yêu cầu cơ cấu ngành kinh tế. Hà Nội còn phải đối đầu với nhiều vấn đề khó khăn khác. Năng lực cạnh tranh của nhiều sản phẩm dịch vụ cũng như sức hấp dẫn môi trường đầu tư của thành phố còn thấp. Việc chuyển dịch cơ cấu kinh tế vẫn 7 Dự án: Rà soát bổ sung quy hoạch chỉnh trị sông hạ du thủy điện Hòa Bình chậm, đặc biệt cơ cấu nội ngành công nghiệp, dịch vụ và các sản phẩm chủ lực mũi nhọn. Tổng diện tích tự nhiên toàn tỉnh 3.532,9493 km2. Theo điều tra dân số ngày 01/04/2009 Phú Thọ có 1.313.926 người với mật độ dân số 373 người/km2. Tỷ lệ dân số sống tại nông thôn, vùng núi khoảng 85% và tại thành thị khoảng 15%. Ở tỉnh Vĩnh Phúc, thành phần dân tộc chủ yếu bao gồm 8 dân tộc có từ 100 người trở lên là Kinh (1.055.390 người), Tày (870 người), Thái (155 người), Mường (347 người), Nùng (451 người), Dao (666 người), Sán Chay (nhóm Cao Lan, 1.281 người), Sán Dìu (32.495 người), trong đó người Kinh chiếm đa số (96,6%), còn lại là các dân tộc thiểu số (3,4%). Sán Dìu là dân tộc đông dân nhất trong các dân tộc thiểu số ở Vĩnh Phúc, chiếm 88,63% tổng dân số các dân tộc thiểu số trong tỉnh. Theo kết quả chính thức điều tra dân số ngày 01/04/2009 dân số tỉnh Hòa Bình có 786.964 người. Trên địa bàn tỉnh có 6 dân tộc sinh sống, đông nhất là người Mường chiếm 63,3%; người Việt (Kinh) chiếm 27,73%; người Thái chiếm 3,9%; người Dao chiếm 1,7%; người Tày chiếm 2,7%; người Mông chiếm 0,52%; ngoài ra còn có người Hoa sống rải rác ở các địa phương trong tỉnh. 8 Dự án: Rà soát bổ sung quy hoạch chỉnh trị sông hạ du thủy điện Hòa Bình CHƯƠNG 2. ĐẶC ĐIỂM DÒNG CHẢY CÁC SÔNG VÙNG DỰ ÁN 2.1. Đặc điểm các sông vùng dự án 2.1.1. Sông Đà − Sông Đà là chi lưu lớn nhất của sông Hồng, có diện tích lưu vực 52.900km2 phần diện tích lãnh thổ Trung Quốc là 26.100km2 chiếm 49%, là sông có lượng mưa lớn trên diện rộng từ Lý Tiên Độ đến Tạ Bú (trên diện tích 28.000km2, chiếm 53%). Sông Đà lại có độ dốc lưu vực lớn, nhất là phần thuộc lãnh thổ Việt Nam, có thung lũng sông hẹp nên lũ trên sông Đà thường nhanh và ác liệt. Vì vậy tuy diện tích lưu vực xấp xỉ như sông Thao nhưng đỉnh và lượng lũ gấp đôi sông Thao và là nguồn lũ chủ yếu của sông Hồng. − Lũ lớn nhất trên sông Đà đóng vai trò lớn tạo ra lũ lớn nhất sông Hồng, có đến 69% trường hợp đồng bộ. Riêng năm 1964 ở sông Đà đã xảy ra lũ lớn nhất lớn hơn cả lũ tháng 8/1969, 8/1971,chỉ kém lũ 1945, nhưng lũ ở hạ du sông Hồng 1964 không lớn lắm, mực nước ở Hòa Bình cũng thấp do không bi dồn ứ nước của sông Hồng lên. Tuy nhiên lũ năm 1971 trên sông Đà góp phần cùng với sông Thao và sông Lô tạo nên lũ lịch sử lớn nhất trên sông Hồng (QmaxSơn Tây =37.800m3/s) hơn cả lũ và mực nước HmaxHàNội =14,80m (đã hoàn nguyên vỡ đê và phân chậm lũ). Tháng 8/1969 lũ trên sông Đà cũng khá lớn và sông Hồng cũng có lũ lớn (HmaxHàNội =13,22m). − Môđun dòng chảy lũ sông Đà lớn nhất trong các sông lớn, đạt trên 500l/s/km2 ở địa phận Trung Quốc, còn ở địa phận Việt Nam (18.000 km2 từ Lai Châu đến Hòa Bình) giảm không đáng kể; đạt Mmax = 400 l/s/km2, thường gấp hai lần phần hạ lưu sông Thao. − Lũ sông Đà thường xảy ra sớm và kết thúc sớm, khi gió mùa Tây Nam sớm xâm nhập và suy yếu sớm, nhưng cũng có năm đến tháng 9 vẫn có lũ lớn. Những thập kỷ gần đây đã xảy ra ở Hòa Bình các trận lũ đầu mùa rất lớn: Trận lũ ngày 27/7/1956 (Qmax = 11.500m3/s); ngày 12/9/1985 (Qmax = 9.770m3/s); ngày 17/11/1985 (Qmax = 6.000m3/s). 9 Dự án: Rà soát bổ sung quy hoạch chỉnh trị sông hạ du thủy điện Hòa Bình 2.1.2. Sông Thao − Sông Thao là dòng chính của sông Hồng, có diện tích lưu vực 51.800km2, xấp xỉ với sông Đà nhưng có tới 39.800km2 chiếm 77% diện tích lưu vực nằm ở phần ở phần lãnh thổ Trung Quốc, khuất nhiều dãy núi cao nên có luợng mưa nhỏ. Phần hạ lưu vực tuy lượng mưa gấp đôi nhưng diện tích nhỏ, dài, hẹp nên mưa không xảy ra đồng thời và lũ trên lưu vực cũng không đồng nhất. − Lũ lớn sông Thao thường xảy ra từ tháng 7 – 9, nhiều nhất vào tháng 8, khoảng 41% trường hợp ở Yên Bái. Trong thời gian này (tháng 7,8,9) phía Trung Quốc, thời gian ngọn lũ xuất hiện ở Nguyên Giang gần như đồng thời với ngọn lũ ở trạm Lý Tiên Độ trên sông Lý Tiên Độ thuộc thượng lưu sông Đà. − Lũ sông Thao có nhiều ngọn, tổng lượng lũ 8 ngày max trung bình đạt 2,18km3, năm 1971 đạt 4,9km3. Tại Yên Bái bằng 90,5% và tại Phú Thọ 94,6% (so với lượng lũ 8 ngày max năm 1971 ở Sơn Tây đạt 224,8%). − Môđun số dòng chảy lớn nhất thường giảm dần theo tỷ lệ nghịch với diện tích lưu vực. Môđun dòng chảy trên dòng chính sông Thao với diện tích lưu vực 50.000 km2 vẫn còn lớn. Mmax = 200 – 400 l/s/km2, phần Việt Nam 200 l/s/km2, phần Trung Quốc lớn gấp đôi bằng 400 l/s/km2. 2.1.3. Sông Lô − Sông Lô bắt nguồn từ cao nguyên Vân Quí - Trung Quốc, đầu nguồn cũng chảy theo hướng Tây Bắc – Đông Nam, tới thị xã Hà Giang thì chuyển hướng Bắc Nam và nhập vào sông Hồng ở gần Việt Trì. Sông Lô có diện tích lưu vực 39.000 km². − Đỉnh lũ sông Lô cũng rất lớn so với diện tích lưu vực, ví dụ trận lũ tháng 7/1971 tại Hà Giang là 4010m3/s, Mmax = 400 l/s/km2, phía dưới hạ du trung tâm mưa Bắc Quang đến trạm Hài Yên Qmax = 5.600m3/s, Mmax= 446 l/s/km2, sông Gâm ở Chiêm Hóa Qmax = 6.220m3/s, Mmax = 376l/s/km2 đến 10 Dự án: Rà soát bổ sung quy hoạch chỉnh trị sông hạ du thủy điện Hòa Bình nhập lưu tại Tuyên Quang (dưới ngã ba Gềnh Gà) Qmax = 12.000 m3/s, Mmax = 403 l/s/km2, về tới Phù Ninh (Vụ Quang) có Qmax = 14.000m3/s, Mmax = 2180m3/s và ở Phù Ninh là Qmax = 2.580m3/s. − Lũ xảy ra nhiều ngọn, liên tiếp nhau nên mực nước lũ rất cao vượt mức nước lũ thấp nhất đến 20,5m ở Hà Giang; 14,6m ở Tuyên Quang và đến cửa việt Trì còn 11,82m. 2.1.4. Sông Hồng − Lũ trên lưu vực sông Hồng là sản phẩm của mưa rào nhiệt đới, đồng thời lại chịu tác động của địa hình lưu vực. − Mô đun dòng chảy trên lưu vực sông Hồng khá lớn. Phụ thuộc vào cường độ hoạt động của gió mùa Tây Nam và áp thấp nhiệt đới Bắc Ấn Độ Dương cũng như ảnh hưởng của dải hội tụ và cao áp Thái Bình Dương. − Lũ sông Hồng cũng giống như Thao, Đà, Lô, thường xảy ra nhiều ngọn liên tiếp, lên xuống nhanh vào tháng 4-5, biên độ lũ khoảng tháng 6 có thể lên tới 5-6m, sang tháng 7-8m các cơn lũ đổ về liên tiếp con lũ thứ nhất chưa rút hết đã chồng tiếp con lũ thứ 2 làm đỉnh lũ lên cao dần và thường đạt đỉnh lũ vào tháng 8, sau đó mực nước hạ xuống dần. − Một điều đáng chú ý là khi mực nước lũ càng lên cao thì độ dốc mặt nước từ Việt Trì đến Hà Nội tính theo thời gian truyền lũ có giảm nhỏ (tùy trận lũ khác nhau), độ dốc giảm khác nhau, như trận lũ 8/1971 có chênh lệch mực nước Việt Trì và Hà Nội là 4,26m, độ dốc mặt nước là 6,7cm/km ở cấp mực nước Hà Nội 11,5m; chênh lệch chỉ còn 3,7m và độ dốc 6,1cm/km ở cấp mực nước cao 13,3m. Nếu xét với lũ lớn năm 1945 và năm 1969 cũng ở cấp mực nước chênh lệch giữa Việt Trì và Hà Nội là 4,16m (năm 1945) và 4,03m (năm1969), tình hình khi nước rút thì thì độ dốc cũng giảm đi nhanh vì mực nước thượng lưu thường rút nhanh trước các trạm hạ du. 11 Dự án: Rà soát bổ sung quy hoạch chỉnh trị sông hạ du thủy điện Hòa Bình 2.2. Đặc điểm của dòng chảy lũ − Ở Bắc Bộ mùa lũ từ tháng 6 đến tháng 10, cũng có năm bắt đầu sớm hơn hoặc muộn hơn 15-20 ngày; ở phía Đông Bắc có thể xảy ra lũ lớn vào tháng 11, ở Tây Bắc mùa lũ có thể sớm hơn. − Tỷ lệ lượng dòng chảy mùa lũ chiếm từ 65-80% tổng lượng dòng chảy năm. Tuy nhiên có những năm do tổ hợp nhiều nhân tố, tổng lượng dòng chảy lũ có thể đạt trên 80% lượng dòng chảy cả năm. − Tùy theo điều kiện hình thái thời tiết gây ra mưa khác nhau mà số lần xuất hiện lũ hàng năm có biến động đáng kể, ít nhất là một trận và nhiều nhất là 10 trận. Thời gian duy trì trận lũ của từng loại sông có khác nhau, tùy thuộc vào diện tích lưu vực, vào hình thái thời tiết gây lũ. Ở sông lớn như sông Thao, Đà, Lô…thường từ 7-15 ngày. Trên các sông vừa và nhỏ lũ thường tập trung lên nhanh, xuống nhanh nên chỉ kéo dài khoảng từ 2-5 ngày. − Thời gian tập trung lũ khá nhanh, từ khi mưa đến khi lũ về chỉ trong vòng 2 đến 3 ngày, riêng đối với sông miền núi có nơi không quá 24h, cường suất lũ lớn đạt từ 5-7m/ngày ở thượng lưu sông Đà, sông Lô; ở trung lưu 23m/ngày và ở hạ lưu là 0,5-1,5m/ngày. − Biên độ mực nước ở các sông nhỏ đạt từ 3-4m, sông lớn tới 10m. Biên độ tuyệt đối đạt tới 13,22m ở Lào Cai (sông Thao); 31,1m ở Lai Châu (sông Đà); 20,4m ở Hà Giang (sông Lô) và 13,1m ở Hà Nội (sông Hồng). − Tương quan về lưu lượng đỉnh lũ hàng năm của sông Hồng (ở Sơn Tây) với các sông Đà (Hòa Bình) hệ số R=0,84; sông Lô (Tuyên Quang) hệ số R=0,83; sông Lô (Yên Bái) với hệ số R=0,665. 2.3. Dòng chảy năm 2.3.1. Chuẩn dòng chảy năm Phân tích chuỗi số liệu dòng chảy năm đã thu thập được tại 6 trạm thuộc đoạn mạng sông nghiên cứu có thể thấy: chuỗi số liệu thực đo dòng chảy năm của tất cả 6 trạm đều tương đối dài: 54 năm đối với các trạm Hoà Bình, Yên Bái, Sơn Tây, Hà 12 Dự án: Rà soát bổ sung quy hoạch chỉnh trị sông hạ du thủy điện Hòa Bình Nội (từ 1956 đến 2009) và 53 năm đối với các trạm Vụ Quang, Thượng Cát (từ 1957 đến 2009). Bởi vậy, tất cả các trạm tính toán đều có thể coi là có đủ tài liệu thực đo để tính chuẩn dòng chảy năm nhưng phải lựa chọn được thời kỳ tính toán đại biểu đủ dài đẻ tính được trị số chuẩn dòng chảy năm với sai số quân phương tương tương đối không vượt quá sai số cho phép. Kết quả kiểm tra tính đồng nhất của chuỗi số liệu dòng chảy năm trong thời kỳ quan trắc từ 1956 đến 2009 của các trạm khi chia mẫu thành 2 chuỗi trước khi có hồ Hòa Bình (từ 1987 trở về trước) và sau khi có hồ Hòa Bình (từ 1988, tức là từ khi hồ bắt đầu tích nước để chạy tổ máy số 1 trở lại đây) với mức ý nghĩa 1% theo chỉ tiêu Wincoocson được tổng kết trong bảng sau: Bảng 2.1. Kết quả kiểm tra tính đồng nhất của chuỗi số liệu dòng chảy năm tại các trạm TT Tên trạm Ux Uy Ut Up Kết quả kiểm tra 1 Hoà Bình 340 172 138 374 Chuỗi đồng nhất 2 Yên Bái 233 279 138 374 Chuỗi đồng nhất 3 Vụ Quang 260 236 133 363 Chuỗi đồng nhất 4 Sơn Tây 231 281 138 374 Chuỗi đồng nhất 5 Hà Nội 190 322 138 374 Chuỗi đồng nhất 6 Thượng Cát 313 183 133 363 Chuỗi đồng nhất Kết quả kiểm tra trong bảng cho thấy: đối với tất cả các trạm, tổng số nghịch thế Ux và Uy của cả hai mẫu X và Y đều nằm trong miền giá trị (Ut, Up) nên chuỗi số liệu dòng chảy năm từ năm 1956 đến năm 2009 của tất cả các trạm, kể cả trạm Hoà Bình đều đồng nhất theo chỉ tiêu Wincoocson. Bởi vậy, toàn bộ chuỗi số liệu dòng chảy năm thực đo của các trạm được đưa vào xây 13 Dự án: Rà soát bổ sung quy hoạch chỉnh trị sông hạ du thủy điện Hòa Bình dựng đường cong luỹ tích sai chuẩn dòng chảy năm để lựa chọn thời kỳ tính toán đại biểu tính chuẩn dòng chảy năm cho từng trạm. Sum(Ki-1)/Cv 10 8 6 4 2 0 -21955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 N¨m 2005 -4 -6 -8 -10 -12 Hoµ B×nh S¬n T©y Hình 2.1. Bảng 2.2. Yªn B¸i Hµ Néi Vô Quang Th−îng C¸t Đường luỹ tích sai chuẩn dòng chảy năm Kết quả tính chuẩn dòng chảy năm và sai số quân phương tương đối tương đối của chúng Tên trạm FLV (km2) Q0 (m3/s) W0 (106m3) M0 (l/s.km2) Y0 (mm) Cv σ% Hoà Bình 51800 1713 54021 33 1043 0,15 2,17 Yên Bái 48000 753 23747 16 495 0,20 3,00 Vụ Quang 37800 1028 32419 27 858 0,18 2,96 Sơn Tây 143600 3372 106339 23 741 0,14 2,06 Hà Nội 2636 83129 0,14 1,99 Thượng Cát 913 28792 0,23 3,78 14 Dự án: Rà soát bổ sung quy hoạch chỉnh trị sông hạ du thủy điện Hòa Bình Bảng 2.3. Tỷ lệ đóng góp dòng chảy hàng năm của ba nhánh Đà, Thao, Lô vào sông Hồng thời kỳ trước và sau khi có hồ Hòa Bình (%) Đặc trưng Trung bình nhiều năm Thời kỳ trước khi có hồ Hoà Bình Thời kỳ sau khi có hồ Hoà Bình QHB/QHB+ QYB+ QVQ QYB /QHB+ QYB+ QVQ 49 22 48 22 50 21 QVQ /QHB+ QYB+ QVQ 29 30 29 Bảng 2.4. Tỷ lệ phân lưu dòng chảy hàng năm từ sông Hồng vào sông Đuống thời kỳ trước và sau khi có hồ Hòa Bình (%) Đặc trưng Trung bình nhiều năm Thời kỳ trước khi có hồ Hoà Bình Thời kỳ sau khi có hồ Hoà Bình QTC/QHN+ QTC 26 25 28 QHN /QHN+ QTC 74 75 72 Nhận xét: - Chuỗi số liệu thực đo lưu lượng dòng chảy bình quân năm thời kỳ 1956 2009 (bao gồm cả hai thời kỳ trước và sau khi có hồ Hoà Bình) của tất cả các trạm kể cả trạm Hoà Bình đều đồng nhất theo kết quả kiểm định với tiêu chuẩn Wincoocson. Điều đó cho thấy, với hai nhiệm vụ quan trọng hàng đầu là phát điện và phòng lũ, hồ Hoà Bình hầu như chỉ có tác dụng điều hoà dòng chảy trong năm chứ không ảnh hưởng đến giá trị dòng chảy trung bình năm cũng như tổng lượng dòng chảy hàng năm. - Tính trung bình hàng năm, tổng lượng dòng chảy đóng góp vào sông Hồng của sông Đà là 54021 (106m3), của sông Thao là 23747 (106m3) và của sông Lô là 32419 (106m3). Như vậy, trong tổng lượng nước hàng năm do ba sông Đà, Thao, Lô đổ vào sông Hồng, lượng nước do sông Đà là lớn nhất, tới 15 Dự án: Rà soát bổ sung quy hoạch chỉnh trị sông hạ du thủy điện Hòa Bình 49% (gần bằng tổng lượng nước do hai sông Thao và Lô), tiếp đó đến sông Lô: 29% và ít nhất là sông Thao: 22%. Mặc dù có diện tích lưu vực gần xấp xỉ nhau nhưng lượng nước hàng năm do sông Đà cung cấp cho sông Hồng lớn hơn nhiều so với sông Thao vì lưu vực sông Đà nằm trong vùng mưa lớn hơn. Cũng vì lý do đó mà lượng nước đóng góp của sông Lô vào sông Hồng lớn hơn của sông Thao mặc dù diện tích lưu vực sông Lô nhỏ hơn diện tích lưu vực sông Thao. Với cùng nguyên nhân trên, môđun và lớp dòng chảy hàng năm của lưu vực sông Đà lớn nhất, sau đó đến lưu vực sông Lô và cuối cùng là lưu vực sông Thao. - Tỷ lệ đóng góp nước của hai sông Thao và Lô vào sông Hồng thời kỳ trước và sau Hoà Bình sai khác nhau không nhiều, chỉ xấp xỉ 1%. Nhưng tỷ lệ đóng góp nước của của sông Đà vào sông Hồng thời kỳ sau Hoà Bình tăng 2% so với thời kỳ trước Hoà Bình. Sự tăng tỷ lệ đóng góp của sông Đà vào sông Hồng không phải do ảnh hưởng điều tiết của hồ Hoà Bình mà do vị trí của hai thời kỳ trong chu kỳ thay đổi của lượng nước trong thời kỳ nhiều năm. Thời kỳ trước Hoà Bình thuộc những pha ít nước (đường cong luỹ tích sai chuẩn dòng chảy năm nghiêng xuống dưới, Ktb- 1 < 0), còn thời kỳ sau Hoà Bình thuộc pha nhiều nước (đường cong luỹ tích sai chuẩn dòng chảy năm nghiêng lên trên, Ktb- 1 > 0). 2.3.2. Dao động của dòng chảy năm trong thời kỳ nhiều năm Dòng chảy năm không chỉ thay đổi theo không gian mà còn thay đổi theo thời gian từ năm này qua năm khác. Mức độ biến đổi của dòng chảy năm trong thời kỳ nhiều năm so với chuẩn của nó được đánh giá bởi hệ số biến đổi dòng chảy năm Cv, còn quy luật dao động của nó trong thời kỳ nhiều năm được thể hiện trên đường luỹ tích sai chuẩn dòng chảy năm trong thời kỳ quan trắc của từng trạm. Do khống chế các lưu vực lớn nên so với các nơi khác, mức độ biến động của dòng chảy năm trong thời kỳ nhiều năm tại các trạm trên mạng sông 16 Dự án: Rà soát bổ sung quy hoạch chỉnh trị sông hạ du thủy điện Hòa Bình nghiên cứu thuộc loại nhỏ, hệ số biến đổi dòng chảy năm tại các trạm đều chỉ nằm trong khoảng từ 0,14 đến 0,2. Phân tích đường cong luỹ tích sai chuẩn dòng chảy năm tại các trạm vẽ phối hợp lên cùng một hệ trục toạ độ có thể thấy: - Trong thời kỳ nhiều năm, dòng chảy năm dao động có xu thế chu kỳ không chặt chẽ: những nhóm năm nhiều nước liên tục thường xuất hiện xen kẽ với các nhóm năm ít nước liên tục tạo thành các chu kỳ nước trọn vẹn nhưng không hoàn toàn. Các chu kỳ này lặp lại nhưng không hoàn cả về thời gian lẫn biên độ dao động. Nếu bỏ qua các chu kỳ nước rất ngắn thì toàn bộ thời kỳ có số liệu đo đạc dòng chảy (1956 - 2009) tại các trạm Hoà Bình, Yên Bái, Sơn Tây, Hà Nội có thể xem là một chu kỳ nước lớn kéo dài 48 năm với một pha nước nhiều, một pha ít nước và một số năm nước trung bình. Đối với trạm Vụ Quang, thời kỳ 1956 - 1985 có thể coi là một chu kỳ nước trọn vẹn với một pha nhiều nước, một pha ít nước và một vài năm nước trung bình. Còn thời kỳ 1986 - 2009 thuộc pha nước trung bình trên đó xuất hiện một vài chu kỳ nước rất nhỏ. - Dao động của dòng chảy năm của 6 trạm không đồng bộ với nhau. Ở mức độ nhất định, có thể coi các cặp trạm Hoà Bình và Yên Bái, Sơn Tây và Hà Nội là những cặp trạm có dao động dòng chảy năm trong thời kỳ nhiều năm tương đối đồng pha với nhau. Các cặp trạm này quan trắc được đồng thời các giai đoạn nhiều nước, ít nước và nước trung bình nhưng tỷ số của các lưu lượng trung bình trong các giai đoạn đó không phải là hằng số. 2.4. Phân phối dòng chảy trong năm 2.4.1. Mùa dòng chảy Phù hợp với chế độ mưa mùa, trong một năm, dòng chảy trên lưu vực hệ thống sông Hồng đoạn nghiên cứu cũng phân hoá thành hai mùa rõ rệt: mùa lũ và mùa kiệt. Theo chỉ tiêu vượt trung bình (mùa lũ gồm các tháng liên tục trong năm có lưu lượng dòng chảy bình quân tháng lớn hơn hoặc bằng lưu 17 Dự án: Rà soát bổ sung quy hoạch chỉnh trị sông hạ du thủy điện Hòa Bình lượng dòng chảy bình quân năm với mức ổn định hàng năm đạt hoặc vượt 50%; mùa kiệt bao gồm các tháng còn lại), tác giả đã tiến hành phân mùa dòng chảy cho tất cả 6 trạm trên mạng sông nghiên cứu dựa trên số liệu lưu lượng dòng chảy trung bình tháng thực đo. Từ kết quả phân mùa dòng chảy tiến hành tính toán các đặc trưng dòng chảy mùa của 2 thời kỳ: trước và sau khi có hồ Hoà Bình. Kết quả phân mùa dòng chảy tại các trạm trên đoạn mạng sông Bảng 2.5. nghiên cứu Tên trạm Hoà Bình Yên Bái Vụ Quang Sơn Tây Hà Nội Thượng Cát Bảng 2.6. Mùa lũ Thời gian Tổng lượng (% so với năm) VI - X 75,12 VI - X 70,21 VI - X 71,88 VI - X 72,84 VI - X 70,89 VI - X 77,35 Mùa kiệt Thời gian Tổng lượng (% so với năm) XI - V 24,88 XI - V 29,79 XI - V 28,12 XI - V 27,16 XI - V 29,11 XI - V 22,65 Kết quả tính toán các đặc trưng dòng chảy mùa trung bình thời kỳ trước và sau Hoà Bình Thời kỳ trước khi có hồ Hoà Bình Tên trạm Mùa lũ Thời kỳ sau khi có hồ Hoà Bình Mùa kiệt Mùa lũ ∑Qnăm (m3/s) Mùa kiệt ∑Qnăm (m3/s) ∑QML (m3/s) % so với năm ∑QMK (m3/s) % so với năm Hoà Bình 20163 15766 78,19 4397 21,81 21231 13696 64,51 3939 18,55 Yên Bái 9192 6535 71,10 2657 28,90 8928 6225 69,72 1593 17,84 Vụ Quang 12287 8881 72,28 3406 27,72 12803 8973 70,08 2655 20,74 18 ∑QML (m3/s) ∑QMK % so với năm (m3/s) % so với năm