Tài liệu Nghiên cứu cơ sở khoa học đề xuất các tiêu chuẩn thiết kế lũ, đê biển trong điều kiện biến đổi khí hậu, nước biển dâng ở Việt Nam và giải pháp phòng tránh, giảm nhẹ thiệt hại

MỤC LỤC MỤC LỤC ............................................................................................................................ i 1. SỰ CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI ............................................................................. - 1 2. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI ..................................................................................... - 3 3. PHẠM VI, ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI ..................................... - 3 4. CÁCH TIẾP CẬN, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ KỸ THUẬT SỬ DỤNG NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI .................................................................................... - 4 4.1. Cách tiếp cận ................................................................................................... - 4 4 2 Ph ng ph p nghi n cứu v kỹ thuật sử dụng ................................................ - 5 - 5. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CHÍNH CỦA ĐỀ TÀI ............................................. - 5 5.1. Nội dung 1: Phân tích, đ nh gi c c t i liệu có liên quan đến nội dung nghiên cứu của đề tài. ......................................................................................................... - 5 5.2. Nội dung 2: Tổng quan các vấn đề nghiên cứu trong v ngo i n ớc liên quan đến nội dung của đề tài. .......................................................................................... - 6 5.3. Nội dung 3: Phân tích điều kiện tự nhi n, KTXH, đặc điểm dòng chảy lũ, đặc điểm thủy, hải văn khu vực nghiên cứu. ................................................................ - 6 5.4. Nội dung 4: Điều tra khảo sát bổ sung ............................................................ - 6 5.5. Nội dung 5: Đ nh gi t c động của BĐKH, n ớc biển dâng đến dòng chảy lũ thiết kế hồ chứa, mực n ớc thiết kế hệ thống đ biển. ........................................... - 7 5.6. Nội dung 6: Xây dựng bộ tiêu chí về mức hiểm họa, vỡ đập, vỡ đ biển trong điều kiện biến đổi khi hậu, n ớc biển dâng. ........................................................... - 7 5.7. Nội dung 7: Đề xuất ph ng ph p tính toán thiết kế lũ v mực n ớc thiết kế đ biển trong điều kiện biến đổi khí hậu, n ớc biển dâng. ......................................... - 7 5.8. Nội dung 8: Ứng dụng tính to n lũ thiết kế hồ chứa v đ biển đ ợc lựa chọn ở vùng nghiên cứu trong điều kiện biến đổi khí hậu, n ớc biển dâng theo ph ng ph p đề xuất..................................................................................................................... - 7 5.9. Nội dung 9: Đề xuất giải pháp phòng, tránh và giảm nhẹ thiệt hại ứng với các sự cố công trình gây ra. ............................................................................................... - 8 6. NHỮNG THUẬN LỢI VÀ KHÓ KHĂN .............................................................. - 8 i 6.1. Những thuận lợi chính ..................................................................................... - 8 6.2. Những khó khăn .............................................................................................. - 8 7. NHỮNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CHÍNH CỦA ĐỀ TÀI ................................ - 8 7.1. Những bài học rút ra từ các nghiên cứu tổng quan các nội dung có li n quan đến đề tài. ...................................................................................................................... - 8 7.2. Nguyên nhân hiểm họa lũ ở Miền Trung và biểu hiện biến đổi khí hậu ở Miền Trung: ................................................................................................................... - 10 7 3 Phân tích đ nh gi lũ thiết kế theo tiêu chuẩn phòng lũ hạ du ...................... - 11 7 3 1 Phân tích ph ng ph p tính to n lũ thiết kế hiện nay ................................ - 11 - 7 3 2 Phân tích, đ nh gi ti u chuẩn phòng lũ hạ du hiện nay trên phạm vi khu vực nghiên cứu ............................................................................................................ - 15 7.3.3 Phân tích đ nh gi sự đồng bộ, đồng kỳ dòng chảy lũ, tổ hợp lũ của các tiểu l u vực trong cùng một l u vực ........................................................................... - 17 7.3.4. Tính to n lũ v x c định lại c c đặc tr ng lũ thiết kế theo tài liệu quan trắc dòng chảy đã đ ợc cập nhật vùng nghiên cứu. .................................................... - 23 7.3.5. Đ nh gi t c động của biến đổi khí hậu đến tần số, c ờng độ và quy luật đ ờng đi của bão .................................................................................................. - 26 7.3.6. Đ nh gi t c động của biến đổi khí hậu đến đặc tr ng dòng chảy lũ ......... - 28 7.4. Tiếp cận tiêu chuẩn thiết kế lũ có xét đến BĐKH, n ớc biển dâng vùng ven biển miền Trung và Xây dựng bộ tiêu chí về mức hiểm họa, vỡ đập trong điều kiện BĐKH, n ớc biển dâng. ....................................................................................... - 29 7.5. Xây dựng bộ tiêu chí về mức hiểm họa vỡ đ biển trong điều kiện biến đổi khí hậu n ớc biển dâng. .............................................................................................. - 47 7.5.1. Tiêu chí mức hiểm họa thiệt mạng ............................................................. - 48 7.5.2. Định l ợng mức hiểm họa thiệt hại vật chất ........................................ - 50 - 7.6. Giải pháp phòng, tránh và giảm nhẹ thiệt hại ứng với các sự cố công trình gây ra : ............................................................................................................................. - 55 - ii 8. SẢN PHẨM KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ........................................................... - 58 9. CÁC NỘI DUNG HOẠT ĐỘNG KHÁC CỦA ĐỀ TÀI ..................................... - 58 10. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA ĐỀ TÀI........................................................ - 58 - iii MỞ ĐẦU 1. SỰ CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Biến đổi khí hậu, m tr ớc hết là sự nóng lên toàn cầu và mực n ớc biển dâng, là một trong những thách thức lớn nhất đối với nhân loại trong thế kỷ 21. Thiên tai và các hiện t ợng khí hậu cực đoan kh c đang gia tăng ở hầu hết c c n i trên thế giới, nhiệt độ và mực n ớc biển toàn cầu tiếp tục tăng nhanh đang l mối lo ngại của các quốc gia. Tác động tiêu cực của biến đổi khí hậu đ ợc dự báo là rất nghiêm trọng nếu không có giải ph p v ch ng trình ứng phó kịp thời, đặc biệt l đối với các quốc đảo và các quốc gia ven biển. Việt Nam đ ợc đ nh gi l một trong những quốc gia bị ảnh h ởng nặng nề nhất của biển đổi khí hậu, trong đó đồng bằng sông Cửu Long là một trong ba đồng bằng trên thế giới dễ bị tổn th ng nhất do n ớc biển dâng, bên cạnh đồng bằng sông Nile (Ai Cập) v đồng bằng sông Ganges (Băng-la-đét) Biến đổi khí hậu hiện hữu ở n ớc ta, có nguy c t c động ngày càng lớn h n Trong những năm qua, d ới t c động của biến đổi khí hậu, tần số v c ờng độ thi n tai ng y c ng gia tăng, gây ra nhiều tổn thất to lớn về ng ời, tài sản, các kết cấu hạ tầng về kinh tế, văn hóa, xã hội, t c động xấu đến môi tr ờng. Chỉ tính trong 15 năm trở lại đây, c c loại thi n tai nh : bão, lũ, lũ quét, sạt lở đất, úng ngập, hạn hán, xâm nhập mặn v c c thi n tai kh c đã l m thiệt hại đ ng kể về ng ời và tài sản, làm chết và mất tích h n 10 711 ng ời, thiệt hại về tài sản ớc tính chiếm khoảng 1,5% GDP/năm1. Hiệp định khung về Biến đổi Khí hậu của Liên hiệp quốc (UNFCCC, 2003) đã dẫn chứng Thông b o Đầu tiên của Việt Nam về Biến đổi Khí hậu (SRV, MONRE 2003) cho biết trong suốt 30 năm vừa qua, mực n ớc quan trắc dọc theo bờ biển Việt Nam có dấu hiệu gia tăng, Bộ T i nguy n v Môi tr ờng ớc tính đến năm 2050 mực n ớc biển sẽ gia tăng th m 33 cm v đến năm 2100 sẽ tăng th m 1 mét Với nguy c n y, Việt Nam sẽ chịu tổn thất mỗi năm chừng 17 tỉ USD (chiếm 80% tổng sản phẩm nội địa GDP). Theo tổng kết của IHP Ban chỉ đạo vùng Đông Nam Á v Th i Bình D ng [37] thì nhìn chung trên thế giới ch a xem xét t c động của biến đổi khí hậu đối với việc tính to n lũ Một số n ớc đã xét đến vấn đề này, tuy nhiên, hầu hết mới chỉ dừng ở việc thực hiện các nghiên cứu cho một vùng cụ thể. Tình hình nghiên cứu một số n ớc có thể kể đến: - Ở Úc đang thực hiện các nghiên cứu nhằm x c định c c ph ng ph p tích hợp ảnh h ởng của biến đổi khí hậu vào tất cả các thành phần tính to n lũ thiết kế. - Ở Trung Quốc, khi tính toán thiết kế công trình đã cân nhắc lũ thiết kế có xét đến mức độ đô thị hóa v thay đổi sử dụng đất. Tuy nhiên, vấn đề biến đổi khí hậu rất hiếm 1 Theo Báo cáo của Ban chỉ đạo phòng, chống lụt bão Trung -1- ng khi đ ợc đề cập. Việc nghiên cứu tính to n đ ờng qu trình lũ thiết kế ảnh h ởng của việc đô thị hóa, gia tăng sử dụng đất, biến đổi khí hậu một c ch đ n lẻ hay tổng hợp mới đang ở mức thực thi. - Ở Malaysia đã cập nhật một ch biến đổi khí hậu. ng trong h ớng dẫn tính lũ thiết kế có xét đến - Bộ Môi tr ờng của New Zealand đã công bố bộ h ớng dẫn tính to n lũ d ới tác động của biến đổi khí hậu. Các nghiên cứu đã chỉ ra đ ợc t c động của biến đổi khí hậu đến c ờng độ và chế độ lũ Tuy nhi n, hầu hết các nghiên cứu vẫn ch a đ a ra đ ợc con số định l ợng của các ảnh h ởng nói trên, cũng nh ti u chuẩn cho việc tính to n lũ thiết kế có xét đến ảnh h ởng của biến đổi khí hậu. Việt Nam là quốc gia có đ ờng bờ biển rất dài, tỷ lệ giữa đ ờng bờ biển so với diện tích lục địa là rất lớn. Hệ thống đ biển của ta hình thành từ rất sớm, chủ yếu tại các vùng đồng bằng châu thổ v đ ợc xây dựng, bồi trúc và phát triển theo thời gian và do rất nhiều thế hệ ng ời Việt Nam thực hiện Đ biển chủ yếu l đ đất, vật liệu lấy tại chỗ và ng ời địa ph ng tự đắp bằng những ph ng ph p thủ công. Hệ thống đ hình th nh l kết quả của qu trình đấu tranh với thiên nhiên, mở đất của ông cha chúng ta. Mặc dù đã có lịch sử lâu đời về xây dựng đ biển, nh ng ph ng ph p luận v c sở khoa học cho thiết kế đ biển còn nhiều tồn tại và bất cập, ch a thể hiện đ ợc bản chất của các hiện t ợng, ch a bắt kịp các tiến bộ khoa học kỹ thuật trên thế giới. Gần đây trong khuôn khổ c c đề tài thuộc “Ch ng trình khoa học công nghệ phục vụ xây dựng đ biển và công trình thủy lợi vùng cửa sông ven biển” (Giai đoạn I từ Quảng Ninh đến Quảng Nam v Giai đoạn II từ Quảng Ngãi tới Bà Rịa-Vũng T u) v đề t i đ biển Nam Bộ thực hiện năm 2008 - 2009 và 2009 - 2011, đã có nhiều vấn đề mới, các tiến bộ trong kỹ thuật thiết kế và xây dựng đ biển ở trên thế giới đã đ ợc nghiên cứu áp dụng với điều kiện cụ thể của n ớc ta, trong đó đặc biệt là khái niệm sóng tràn lần đầu ti n đ ợc xem xét là một tải trọng quan trọng nhất trong tính toán thiết kế đ biển v đã đ ợc đ a v o H ớng dẫn thiết kế đ biển mới. Do ảnh h ởng biến đổi khí hậu toàn cầu, tình hình bão lũ, n ớc biển dâng gây xói lở nghiêm trọng bờ biển. Theo các nghiên cứu của Ngân hàng Thế giới, Việt Nam đ ợc đ nh gi l một trong 5 n ớc chịu t c động mạnh mẽ nhất của biến đổi khí hậu, n ớc biển dâng. Khi sử dụng kịch bản của Uỷ Ban Liên Chính Phủ về Biến đổi Khí hậu (Intergovernment Panel on Climate Change - IPCC), Trung tâm Quản lý Môi tr ờng Quốc tế (ICEM - International Centre for Environmental Management) đã dự b o đến năm 2100 khi n ớc biển dâng lên 1 m thì diện tích đất bị ngập vĩnh viễn của Việt Nam sẽ là 14520 km2 (chiếm 4,4% diện tích đất canh tác của Việt Nam), trong đó khoảng 20% hay 2057 trong tổng số 10.511 xã trên cả n ớc (39 trong 64 tỉnh thành) sẽ bị ngập một phần hoặc toàn bộ; số dân bị ảnh h ởng là 17 triệu dân v h ng năm thiệt hại khoảng 17 -2- tỷ USD chiếm 8% GDP Nh vậy nếu không có biện pháp công trình, cụ thể l đ biển phù hợp để đối phó, thì thiệt hại v c c t c động của biến đổi khí hậu, n ớc biển dâng tới kinh tế xã hội h ng năm sẽ rất lớn. Mặt khác do hệ thống đ biển hình thành qua nhiều thế hệ do sức ng ời và các ph ng ph p xây dựng thủ công, cao trình và mặt cắt ngang đ phần lớn không đủ tiêu chuẩn, giải pháp công nghệ thiết kế và xây dựng đ biển ch a ho n thiện, chẳng hạn thi công thủ công hoặc máy móc nhỏ là chủ yếu; khâu giám sát chất l ợng ch a đ ợc quan tâm, vật liệu xây dựng không đ p ứng yêu cầu xây dựng đ , qui trình đắp đ ch a đ ợc tuân thủ v v…, do đó khi gặp bão lũ, n ớc dâng, hệ thống đ trở nên quá nhỏ bé tr ớc thiên nhiên. Chính vì những vấn đề nêu trên, việc “Nghiên cứu cơ sở khoa học đề xuất các tiêu chuẩn thiết kế lũ, đê biển trong điều kiện biến đổi khí hậu, nước biển dâng ở Việt Nam và giải pháp phòng tránh, giảm nhẹ thiệt hại” là cần thiết và cấp b ch để từ đó đề xuất các giải pháp công trình và phi công trình phòng tránh và giảm nhẹ các thiệt hại ứng với các sự cố công trình gây ra. 2. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI Mục tiêu tổng quát a. Xác lập được cơ sở khoa học và thực tiễn của các tiêu chuẩn thiết kế lũ, đê biển được đề xuất trong điều kiện biến đổi khí hậu, nước biển dâng ở nước ta đảm bảo an toàn, an sinh xã hội. b. Đề xuất được các giải pháp phòng, tránh và giảm nhẹ thiệt hại do các sự cố công trình gây ra. Mục tiêu cụ thể: - Xác lập được cơ sở khoa học và thực tiễn về tiêu chuẩn thiết kế lũ hồ chứa và mực nước thiết kế đê biển trong điều kiên biến đổi khí hậu, nước biển dâng ở Việt Nam. - Biên soạn được tài liệu hướng dẫn tính toán thiết kế lũ hồ chứa và xác định mực nước thiết kế đê biển có xét đến điều kiện biến đổi khí hậu, nước biển dâng (áp dụng nghiên cứu điển hình cho các tỉnh thuộc Nam Trung Bộ, Tây Nguyên phục vụ thiết kế lũ hồ chứa và các tỉnh miền Tây Nam bộ phục vụ thiết kế đê biển). - Đề xuất được các giải pháp công trình và phi công trình phòng, tránh và giảm nhẹ thiệt hại do các sự cố công trình gây ra thuộc khu vực nghiên cứu. 3. PHẠM VI, ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI Phạm vi nghiên cứu của đề tài tại c c l u vực có hồ chứa lớn thuộc Nam Trung Bộ và Tây Nguyên, cụ thể c c l u vực sông Vu Gia Thu Bồn, Sê San, Srêpôk, sông Ba, Kon – H Thanh để nghiên cứu lũ thiết kế trong điều kiện biến đổi khí hậu, n ớc biển dâng. -3- Đối với việc nghiên cứu thiết kế đ biển trong điều kiện biến đổi khí hậu, n ớc biển dâng, chọn vùng Sóc Trăng v Bạc Li u để nghiên cứu tính toán. Đối t ợng nghiên cứu của đề tài tập trung phân tích đ nh gi về thiết kế lũ v thiết kế đ biển trong điều kiện biến đổi khí hậu, n ớc biển dâng. 4. CÁCH TIẾP CẬN, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ KỸ THUẬT SỬ DỤNG NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI 4.1. Cách tiếp cận a) Tiếp cận tổng hợp, hệ thống Tiếp cận từ thực tế: Thu thập, cập nhật thông tin, đo đạc, quan s t, đ nh gi thực tế Ph t hiện những dấu ẩn biểu hiện t c động của biến đổi khí hậu, n ớc biển dâng đến n ớc lũ thiết kế v đ biển. Khai th c, sử dụng có chọn lọc c c kết quả nghi n cứu của những đề t i, dự n tr ớc đây có li n quan đến nội dung nghi n cứu của đề t i Nghiên cứu của đề tài phải đặt trong điều kiện có xét đến ảnh h ởng của Biến đổi khí hậu, n ớc biển dâng Tiếp cận từ những thông tin tr n c sở nắm bắt đ ợc c c ph ng ph p mới, công nghệ mới trong quan trắc, gi m s t t i nguy n n ớc, quan trắc sóng... Cập nhật c c ph ng ph p phân tích tính to n hiện đại về thiết kế lũ, thiết kế đ biển trong điều kiện BĐKH, n ớc biển dâng. b) Tiếp cận kế thừa phát triển các kết quả nghiên cứu Kết quả nghiên cứu trong đề tài này là sự kế thừa các nghiên cứu đã có trong nhiều năm qua từ việc phân tích c c đề tài, dự án có nội dung nghiên cứu liên quan Đồng thời tổng kết rút ra các hạn chế, tồn tại và các vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu và sẽ giải quyết đ ợc trong đề tài, tạo nền tảng v điểm xuất phát thực hiện những ph ng ph p v công nghệ mới, hiện đại, phù hợp với xu thế phát triển chung trên thế giới. c)Tiếp cận về phương pháp nghiên cứu mới, hiện đại, phù hợp Với việc tôn trọng và sử dụng có xem xét c c ph ng ph p nghi n cứu truyền thống, cần phải nắm chắc và vận dụng thành thục c c ph ng ph p mới v công cụ nghiên cứu mới nhằm đ a ra c c kết quả tính to n đầy đủ và tin cậy nhất. d) Tiếp cận với các nhà khoa học, các chuyên gia Tranh thủ tiếp cận với các nhà khoa học có nhiều kinh nghiệm trong công tác nghiên cứu, các chuyên gia và nhà quản lý có kinh nghiệm thực tế liên quan đến lĩnh vực đề tài bằng việc tổ chức các hội thảo. e) Tiếp cận tích hợp thông tin (ảnh viễn thám, bản đồ và hệ thống GIS) -4- Phục vụ việc xây dựng thiết lập x c định những vùng có nguy c ngập lụt kkhi xảy ra sự cố đ đập, hồ chứa trong đi u kiện biến đổi khí hậu. Khai thác tối đa ảnh viễn thám trong v ngo i n ớc vùng nghiên cứu nhằm xây dựng bản độ địa hình số, xây dựng bản đồ sử dụng đất, bản đồ hệ thống sông suối...nhằm x c định một số thông số khác cho việc x c định lũ thiết kế. f) Tiếp cận tham vấn ý kiến của cộng đồng dân cư vùng nghiên cứu Thực hiện tham vấn ý kiến của cộng đồng dân c trong qu trình điều tra khảo sát ở địa ph ng về lũ, ngập lụt, phòng tr nh lũ, về đ biển, n ớc biển dâng, phòng tránh bão... 4. . h n pháp n hi n cứu v thuật s dụn - Phương pháp điều tra, khảo sát thu thập tài liệu, số liệu: - Phương pháp viễn thám và GIS. - Phương pháp mô hình toán . - Phương pháp chu ên gia, hội thảo Trong quá trình nghiên cứu, đề t i đã phối hợp, liên kết các chuyên gia, các nhà khoa học trong n ớc v ngo i n ớc có trình độ chuyên môn cao có kinh nghiệm thuộc c c lĩnh vực nghiên cứu của đề t i để phát huy, tận dụng khả năng đóng góp của họ ngay từ đầu để thực hiện đề tài. Đã l m việc trực tiếp với tr ờng đại học TU Delt của Hà Lan, để trao đổi về kết quả cũng nh ph ng ph p luận nghiên cứu của đề tài. Tham quan các công trình thực tế của H Lan Đề tài đã tổ chức một số hội thảo lấy ý kiến các chuyên gia v c c địa ph ng đóng góp cho b o c o của đề tài. Tính mới, tính độc đáo, tính sáng tạo: Biến đổi khí hậu, n ớc biển dâng ảnh h ởng rất lớn đến chế độ khí t ợng thủy văn, t c động đến an to n c c công trình, đặc biệt là hồ chứa v đ biển. Việc tính toán lại lũ thiết kế và các thông số thiết kế đ biển trong điều kiện BĐKH, NBD l vấn đề mới và đang đ ợc quan tâm hiện nay trên thế giới cũng nh ở Việt Nam. Kết quả của đề tài có ý nghĩa khoa học và thực tiễn, giúp cho các nhà quản lý, các nhà thiết kế rà soát, đánh giá lại các tiêu chuẩn thiết kế hiện hành, và đề xuất các giải pháp thích ứng. 5. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CHÍNH CỦA ĐỀ TÀI 5.1. Nội dun 1: cứu của đề t i. hân tích, đánh iá các t i liệu có li n quan đến nội dun n hi n Tr n c sở thu thập các số liệu về KTTV, số liệu dòng chảy lũ lớn nhất về hồ chứa, tài liệu về tình hình lũ lụt, thống kê trận lũ, thiệt hại do lũ, mức độ ngập lụt, Số liệu về hồ chứa về hiện trạng và sự cố c c công trình đầu mối, tài liệu về hiện trạng đ biển, hồ s thiết kế đ biển, tình hình vỡ đ biển, sạt lở, xói bồi, phân tích nguyên nhân, sự cố, thiệt hại do vỡ đập, vỡ đ biển....trên vùng nghiên cứu. Đề t i đã tiến hành tổng hợp, đ nh gi phân tích c c số liệu thu thập đ ợc để đ a ra một bức tranh tổng quan về tình -5- hình lũ, bão trên khu vực nghiên cứu. Từ đó, s bộ đ nh gi tình trạng, nguyên nhân gây sự cố thiệt hại do lũ, sự cố công trình đập v đ biển trong một v i năm gần đây Đây l một việc làm với khối l ợng rất lớn, đòi hỏi phải có điều tra, thu thập, đ nh gi v phân tích kết quả. 5. . Nội dun : Tổn quan các vấn đề n hi n cứu tron v n o i n ớc li n quan đến nội dun của đề t i. Đề tài đã tiến hành phân tích các cách tiếp cận trong nghiên cứu tiêu chuẩn thiết kế lũ, thiết kế đ biển trong điều kiện bình th ờng v trong điều kiện BĐKH n ớc biển dâng, C c ph ng ph p x c định lũ thiết kế hồ chứa trong điều kiện bình th ờng và trong điều kiện BĐKH, n ớc biển dâng, Ph ng ph p x c định mực n ớc thiết kế v điều kiện biên (sóng, dòng chảy, tải trọng) thiết kế hệ thống đ biển trong điều kiện bình th ờng và trong điều kiện BĐKH, n ớc biển dâng Đề t i cũng phân tích đ nh gi tiêu chuẩn thiết kế lũ v thiết kế đ biển, các loại sự cố liên quan trong điều kiện BĐKH, n ớc biển dâng cùng với các giải pháp phòng tránh và giảm nhẹ thiệt hại thích ứng với BĐKH n ớc biển dâng của một số n ớc trên thế giới. Từ đó đ a ra những nhận xét đ nh gi v những bài học rút ra có li n quan đến nội dung nghiên cứu của đề tài. 5.3. Nội dun 3: hân tích điều iện tự nhi n, KTXH, đặc điểm dòn chảy lũ, đặc điểm thủy, hải văn hu vực n hi n cứu. Đề t i đã tiến hành phân tích đ nh gi tình hình m a lũ lớn xảy ra tr n l u vực nghiên cứu gồm c c l u vực sông Vu Gia Thu Bồn, sông Ba, sông Sê San, Srêpôk, sông Kôn - Hà Thanh theo chuỗi năm quan trắc, Phân tích xu thế diễn biến m a lũ lớn của các trận lũ lớn trong những năm gần đây, phân tích đặc điểm hình th nh lũ tr n c c l u vực sông nghiên cứu tr n c sở đó tiến hành so sánh phân tích theo chuỗi quan trắc. Với các số liệu điều tra thu thập đ ợc, đ nh gi tình hình thiệt hại do lũ, các yếu tố t c động đến lũ tr n c c l u vực thuộc vùng nghiên cứu. Việc phân tích đặc điểm thủy hải văn, thủy động lực dải bờ biển vùng nghiên cứu phục vụ cho việc thiết kế đ biển từ Sóc Trăng – Bạc Li u trong điều kiện biến đổi khí hậu, n ớc biển dâng đ ợc dựa trên Phân tích đ nh gi chế độ sóng, gió ven bờ vùng nghiên cứu, Phân tích chế độ mực n ớc triều, Phân tích chế độ dòng chảy và biến động đ ờng bờ, Phân tích v x c định tổ hợp mực n ớc triều, n ớc dâng do bão, Phân tích chế độ thủy động lực ven bờ v c c t c động của chế độ thủy động lực, bùn cát tới sự ổn định của hệ thống đ biển, Phân tích diễn biến c c t c động của các cửa sông tới diễn biễn đ ờng bờ và bãi biển từ Sóc Trăng – Bạc Liêu. 5.4. Nội dun 4: Điều tra hảo sát bổ sun Việc khảo s t điều tra thực địa bổ sung để hỗ trợ cho việc nghiên cứu, tr n c sở đ nh gi lại tính xác thực cũng nh tính thực tiễn của các số liệu, tài liệu thu thập đ ợc, bổ sung các tài liệu còn thiếu phục vụ cho nghiên cứu. -6- 5.5. Nội dun 5: Đánh iá tác độn của BĐKH, n ớc biển dân đến dòn chảy lũ thiết ế hồ chứa, mực n ớc thiết ế hệ thốn đ biển. Tr n c sở đ nh gi những tồn tại trong tiêu chuẩn (qui chuẩn) thiết kế lũ v thiết kế đ biển hiện nay ở n ớc ta trong bối cảnh BĐKH, n ớc biển dâng và phân tích lựa chọn giá trị kịch bản BĐKH, n ớc biển dâng trong vùng nghiên cứu theo từng địa ph ng tiến h nh phân tích, đ nh gi v đề xuất xây dựng bộ tiêu chuẩn thiết kế lũ trong điều kiện hồ chứa đ n độc và liên hồ chứa bậc thang, đề xuất bộ tiêu chuẩn thiết kế đ biển, Phân tích đ nh gi tính hợp lý của bộ tiêu chuẩn thiết kế lũ, thiết kế đ biển. 5.6. Nội dun 6: Xây dựn bộ ti u chí về mức hiểm họa, vỡ đập, vỡ đ biển tron điều iện biến đổi hi hậu, n ớc biển dân . Phân tích đ nh gi những tồn tại về c c ti u chí đ nh gi mức hiểm họa, vỡ đập hiện nay, Phân tích đ nh gi c c ti u chí phân loại khẩn cấp hiện nay, Phân tích đ nh gi các kế hoạch ứng phó khẩn cấp hiện nay, Các nguyên tắc chung x c định tiêu chí mức hiểm họa khi vỡ đập trong điều kiện biến đổi khí hậu, n ớc biển dâng, Các nguyên tắc chung x c định tiêu chí mức hiểm họa khi vỡ đ biển trong điều kiện biến đổi khí hậu, n ớc biển dâng, X c định hậu quả và cấp hậu quả gia tăng tiềm năng, Xây dựng bộ tiêu chí về mức hiểm họa, vỡ đập, vỡ đ biển trong điều kiện BĐKH, n ớc biển dâng. 5.7. Nội dun 7: Đề xuất ph n pháp tính toán thiết ế lũ v mực n ớc thiết ế đ biển tron điều iện biến đổi hí hậu, n ớc biển dân . Tr n c sở đ nh gi những tồn tại trong tiêu chuẩn (qui chuẩn) thiết kế lũ và thiết kế đ biển hiện nay ở n ớc ta trong bối cảnh BĐKH, n ớc biển dâng, phân tích lựa chọn giá trị kịch bản BĐKH, n ớc biển dâng trong vùng nghiên cứu theo từng địa ph ng. Từ đó đề xuất ph ng ph p tính to n thiết kế lũ cho hồ chứa đ n độc và liên hồ chứa bậc thang có xét đến biến đổi khí hậu, đề xuất ph ng ph p tính to n mực n ớc thiết kế đ biển trong điều kiện biến đổi khí hậu, n ớc biển dâng; Phân tích đ nh gi tính hợp lý của c c ph ng ph p tính to n thiết kế lũ hồ chứa trong điều kiện BĐKH, so sánh với tiêu chuẩn thiết kế hiện hành; Phân tích đ nh gi tính hợp lý của ph ng ph p tính to n mực n ớc thiết kế đ biển trong điều kiện BĐKH, NBD so s nh với tiêu chuẩn thiết kế hiện hành. 5.8. Nội dun 8: Ứn dụn tính toán lũ thiết ế hồ chứa v đ biển đ ợc lựa chọn ở vùn n hi n cứu tron điều iện biến đổi hí hậu, n ớc biển dân theo ph n pháp đề xuất. Đề t i nghi n cứu tính toán lũ thiết kế cho hồ chứa và đê biển được lựa chọn ở vùng nghiên cứu trong điều kiện biến đổi khí hậu, nước biển dâng theo phương pháp đề xuất tr n c c l u vực sông Vu Gia – Thu Bồn, S San, Srêpôk, sông Ba và Kôn – Hà Thanh v khu vực bờ biển Sóc Trăng – Bạc Li u -7- 5.9. Nội dun 9: Đề xuất iải pháp phòn , tránh v cố côn trình ây ra. iảm nhẹ thiệt hại ứn với các sự Các giải ph p công trình v phi công trình đ ợc đề xuất để phòng, tránh và giảm nhẹ thiệt hại ứng với các sự cố công trình gây ra. 6. NHỮNG THUẬN LỢI VÀ KHÓ KHĂN 6.1. Nhữn thuận lợi chính 1. Các chuyên gia tham gia thực hiện đề t i đã có nhiều nghiên cứu li n quan đến phạm vi nghiên cứu của đề tài, là các thành viên thuộc tổ biên soạn của các quy trình vận hành liên hồ chứa tr n l u vực sông Vu Gia – Thu Bồn, sông Ba, Sê san, Srêpôk...vì vậy đã hiểu rõ các quy luật hình th nh lũ tr n c c l u vực nghiên cứu. 2. Các chuyên gia có nhiều kinh nghiệm trong việc sử dụng các mô hình toán thủy văn, thủy lực... 3. Sự hợp tác có hiệu quả với một số chuy n gia n ớc ngoài có liên quan 6. . Nhữn hó hăn 1 Ch a có nghi n cứu nào về thiết kế lũ v đ biển trong điều kiện biến đổi khí hậu, n ớc biển dâng. 2. Các quy trình về vận hành hệ thống ch a xét đến điều kiện biến đổi khí hậu, n ớc biển dâng. 3. Tài liệu về hiện trạng của hệ thống ch a đ ợc l u trữ có hệ thống. Các tài liệu quan trắc li n quan đến vận h nh c c công trình cũng rất tản mạn và khó thu thập. 4. Phạm vi nghiên cứu của đề tài rất rộng, công t c điều tra, thu thập gặp nhiều khó khăn, đòi hỏi phân tích tổng hợp và cần đ ợc triển khai đồng bộ theo nhiều nội dung khác nhau. 7. NHỮNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CHÍNH CỦA ĐỀ TÀI 7.1. Nhữn b i học rút ra từ các n hi n cứu tổn quan các nội dun có li n quan đến đề t i. Từ phân tích tình hình nghiên cứu thiết kế lũ v thiết kế đ biển trên thế giới và trong n ớc, đồng thời sự xuất hiện lũ, bão ng y c ng lớn về c ờng độ, lẫn tần số với quy luật thất th ờng đã cho thấy các tiêu chuẩn thiết kế lũ v đ biển ở n ớc ta mặc dù đã có qui chuẩn, tiêu chuẩn tính toán từ lâu v thay đổi nhiều lần song vẫn ch a đ p ứng yêu cầu của thực tế đã, đang gây n n những hiểm họa không đ ng có Đó l những tồn tại trong tiêu chí, tiêu chuẩn thiết kế lũ, thiết kế đ biển: a Ch a gắn kết giữa cấp công trình và hiểm họa. Nếu có xét đến hiểm họa thì tiêu chí ch a rõ r ng v thiếu tính khả thi. -8- b Ch a có ti u chí sự cố và tiêu chuẩn tính toán sự cố lũ v ợt thiết kế, lũ chồng l n lũ, kẹt cửa tràn, sạt lở v moi chân đ biển, vỡ đập, vỡ đ biển... c Ch a có ti u chí đ nh gi t c động của biến đổi khí hậu, n ớc biển dâng đến thiết kế lũ, thiết kế đ biển và tiêu chuẩn tính toán thiết kế lũ, thiết kế đ biển thích hợp. d. Tiêu chuẩn k thuật thiết kế đ biển do Bộ NN& TNT ban h nh năm 2012, là tiêu chuẩn kỹ thuật mới nhất về lĩnh vực thiết kế đ biển Ph ng ph p tính to n mực n ớc thiết kế công trình đã có xem xét tới sự gia tăng của mực n ớc biển trong t ng lai Tuy nhi n Ti u chuẩn mới chỉ xem xét ảnh h ởng của n ớc biển dâng tới yếu tố mực n ớc thiết kế m ch a xem xét tới c c t c động của biến đổi khí hậu tới các yếu tố kh c nh dòng chảy, sóng cực trị ở vùng n ớc sâu và đặc biệt là sự ia tăn chiều cao sóng tại chân công trình khi mực n ớc thiết kế tăn l n, cũng nh sự t ng t c n ớc biển dâng, biến đổi khí hậu tới các tham số thiết kế. e. Trong Tiêu chuẩn kỹ thuật thiết kế đ biển mới ban hành, việc x c định MNTK phục vụ thiết kế đ trực diện với biển đã xét tới ảnh h ởng của n ớc biển dâng, nh ng c ch tính to n t ng đối đ n giản C c t c động của biến đổi khí hậu, n ớc biển dâng tới 2 thành phần quan trọng trong MNTK là ZTB và Hnd đ ợc tính toán thông qua ΔZNBD đ ợc lấy theo tuổi thọ công trình và tốc độ dâng của n ớc biển trung bình theo kịch bản NDB trung bình do Bộ TN&MT quy định. f. Các thành phần trong công thức tính to n cao trình đỉnh đ biển thì chỉ có Ztk,p là xét tới thành phần của n ớc biển dâng, còn 2 thành phần còn lại là Hlk và a thì không xét tới c c t c động biến đổi khí hậu, n ớc biển dâng Đặc biệt là sự gia tăng của chiều cao sóng tại chân công trình khi xét tới t c động của BĐKH, n ớc biển dâng. Ngày 23 – 6 -2013, c n bão số 2 tuy không lớn song đổ bộ vào lúc triều c ờng (16-5 âm lịch) đã gây ra xói lở kè, vỡ đ Đồ S n trong đó có lô cốt do Pháp xây dựng vững chắc c ch đây khoảng 100 năm Điều này chứng tỏ c ch x c định ZNBD l ch a xét tới sự t ng t c t ờng minh giữa n ớc biển dâng với các tham số thiết kế quan trọng khác của công trình (c ờng độ bão, sóng thiết kế tại chân công trình, triều c ờng ) trong đó còn có sự khác biệt giữa c c địa ph ng m trong c c kịch bản ch a đ ợc chi tiết. g. Một số bất cập trong tiêu chuẩn v tính to n lũ thiết kế: - Lũ xảy ra v ợt lũ thiết kế hay tính lũ thiết kế thiên thấp? - Lũ v ợt lũ thiết kế do vỡ đập nhỏ dây truyền ở th ợng l u hồ chứa lớn - Lũ chồng l n lũ do vận hành thiếu hợp lý hay đ n độc có thể gây n n lũ đặc biệt lớn, đỉnh lũ có thể không lớn song tổng l ợng lũ sẽ rất lớn có thể gây ngập lụt lớn ở hạ l u Ví dụ: trận lũ năm 2009 xảy ra tr n l u vực sông Ba, Vu Gia -Thu Bồn… - Tiêu chuẩn lũ thiết kế, lũ kiểm tra chủ yếu phụ thuộc vào loại công trình và cấp thiết kế công trình. Cấp thiết kế công trình phụ thuộc v o năng lực phục vụ nh diện tích đ ợc t ới, tiêu thủy lợi; công suất lắp máy của nhà máy thủy điện; phụ thuộc theo đặc -9- tính kỹ thuật của các hạng mục công trình nh loại công trình thủy; loại đất nền, độ cao của đập, nh ng không xét đến mức độ hiểm họa của công trình? Nh vậy, với một công trình nhỏ ở th ợng l u một đô thị lớn, khu công nghiệp lớn sẽ thiết kế với mức an toàn thấp (tần suất thiết kế lớn), còn một số hồ lớn ở những vùng hẻo l nh xa dân, có điều kiện chứa lũ hay phân lũ thuận tiện thì thiết kế với mức an toàn rất cao (tần suất thiết kế bé) hay phải đặt mức an to n nh nhau? - Trong qui phạm ghi rõ: “khi t i liệu tính to n không đủ tin cậy hoặc không đ p ứng đ ợc các yêu cầu của các tiêu chuẩn tính toán thủy văn thì nhất thiết phải bố trí thêm công trình xả sự cố. Qui mô và cấp công trình xả sự cố ít nhất phải thấp h n cấp công trình chính một cấp. - Tồn tại trong tính tần suất o Chuỗi số liệu có v không có lũ lịch sử cho kết quả khác nhau rất lớn. o Phần ngoại suy tần suất theo các dạng phân bố khác nhau cho kết quả rất khác nhau. Khi Cv lớn (Cv>0,65), Cs lớn (Cs>3,0), lúc đó đ ờng phân bố Pearson III không phù hợp mà LnPearson III. Song dùng phân bố LnPearson III kết quả cho với P=0,01% lũ thiết kế sẽ lớn gấp 50~200 lần lũ p=1% (?) 7.2. N uy n nhân hiểm họa lũ ở Miền Trun v biểu hiện biến đổi hí hậu ở Miền Trung: a. Các sông suối ven biển miền Trung ngắn, dốc, thời gian tập trung lũ nhanh, thời gian dự kiến ngắn trong khi mạng l ới trạm đo m a qu th a, thiếu đại biểu, thiếu thiết bị đo tự ghi… n n độ tin cậy của dự b o m a lũ thấp h n c c vùng kh c b. Vùng ven biển miền Trung có m a lũ rất lớn gây ra lũ cực kỳ lớn, đã xuất hiện lũ lịch sử với Mmax100=20-30 m3/skm2 ứng với F=100 km2, đạt kỷ lục Việt Nam và Đông Nam Á c. Tồn tại nhiều hệ thống giao thông chắn ngang dòng chảy lũ nh đ ờng sắt Bắc – Nam, Quốc lộ IA, đ ờng Hồ Chí Minh… song hệ thống cầu, cống không đủ kích th ớc tho t n ớc nhanh gây n n lũ quét… d. T c động vỡ đập dây chuyền của các công trình thủy lợi nhỏ do tiêu chuẩn thiết kế thấp, do địa ph ng tự thiết kế thi công với vật liệu địa ph ng không đạt chuẩn nh đã xảy ra hàng chục hồ chứa nhỏ ở Nghệ An năm 1978 v trong vùng mấy chục năm gần đây e. Các công trình thủy điện trên hệ thống bậc thang khi ch a có qui trình vận hành liên hồ chứa tr ớc năm 2010 đã vận hành theo qui trình hồ đ n độc đã gây ra hiện t ợng lũ chồng l n lũ hay xả lũ cấp tập gây ra xói lở bờ sông ở hạ l u nh trận lũ 2009 - 10 - f. Hầu hết các hồ chứa thủy điện trong vùng không có dung tích phòng lũ hạ du nên tác dụng cắt giảm lũ rất hạn chế. g. Bão (hoặc một số hình thế thời tiết đ n độc khác) di chuyển theo h ớng từ biển vào lục địa th ờng gây ra m a lớn ở đồng bằng tr ớc khi tiếp cận với dãy núi cao chắn ở th ợng nguồn gây ra lũ, l m giảm tác dụng điều tiết của các hồ chứa. h. T c động của Biến đổi khí hậu, n ớc biển dâng đối với lũ vùng ven biển miền Trung thể hiện ở các mặt: lũ t 1) L ợng m a 1 ng y max tăng l m tăng n ớc lũ hay l m giảm độ lặp lại của trận ng ứng. 2) Bão có xu h ớng đổ bộ vào vùng ven biển miền Trung ng y c ng tăng với c ờng độ và tần số ng y c ng cao, gây lũ lớn ng y c ng tăng 3) Quy luật thời gian bão đổ bộ v đ ờng đi của bão thay đổi rất lớn Bão đổ bộ không đóng khung từ th ng IX đến tháng XII mà có khi xuất hiện rất sớm vào tháng III, th ng V Đ ờng đi của bão không theo h ớng trực tiếp từ biển vào mà dịch chuyển ven biển, lên bắc xuống nam không theo quy luật rõ rệt. Vì thế vùng ven biển miền Trung trong tính to n lũ không n n coi thời gian sinh lũ l có tính phân kỳ. 4) Các sông vùng ven biển miền Trung đều chảy trực tiếp ra biển n n lũ cũng chịu ảnh h ởng của n ớc biển dâng (thủy triều) đặc biệt l n ớc biển dâng T c động chủ yếu của n ớc biển dâng đối với lũ l cản lũ l m dâng cao mực n ớc đỉnh lũ, kéo d i thời gian ngập úng. 7.3. Phân tích đánh giá lũ thiết kế theo tiêu chuẩn phòng lũ hạ du 7.3.1. hân tích ph n pháp tính toán lũ thiết ế hiện nay Hiện nay việc tính to n lũ thiết kế hồ chứa ở Việt Nam chủ yếu dựa tr n c sở các tiêu chuẩn, quy chuẩn đã đ ợc ban hành: - Tiêu chuẩn Việt Nam: Công trình thủy lợi, c c qui định chủ yếu về thiết kế TCVN 5060 – 90 [1] - Công trình Thủy Lợi - C c qui định chủ yếu về thiết kế. TCXDVN 285:2002[2] - Quy phạm Tính to n c c đặc tr ng thủy văn thiết kế QP.TL.C-6-77 [11] - QCVN 04 – 05: 2012/BNNPTNT[9] - TCVN 9845:2013 Một số h ớng dẫn tính to n lũ thiết kế khác [10], [8] Tuy nhiên, các tiêu chuẩn, quy chuẩn n y đang tồn tại những hạn chế sau: 1) Không xét đến mức độ hiểm họa của công trình: - 11 - Theo TCXDVN 285: 2002 và QCVN04 – 05: 2012/BNNPTNT Tiêu chuẩn lũ thiết kế, lũ kiểm tra chủ yếu phụ thuộc vào loại công trình và cấp thiết kế công trình. Cấp thiết kế công trình phụ thuộc v o năng lực phục vụ nh diện tích đ ợc t ới, tiêu thủy lợi; Công suất lắp máy của nhà máy thủy điện; phụ thuộc theo đặc tính kỹ thuật của các hạng mục công trình nh loại công trình thủy; loại đất nền, độ cao của đập (bảng 2.1; 2.2; 2.3) Bảng 1: Lưu lượng, mực nước lớn nhất thiết kế và kiểm tra công trình thủy [2] Cấp thiết kế Loại công trình thủy I II III IV V 0,5 200 1 100 1,5 67 2 50 0,02~0,04* (5000~2500) 0,1 (1000) 0,2 (500) 0,5 (200) 0,2 (500) 0,5 (200) 1 (100) 1,5 (67) 1. Cụm đầu mối các loại (trừ công trình đầu mối vùng triều); Hệ thống dẫn – tho t n ớc và các công trình liên quan không thuộc hệ thống t ới; tiêu nông nghiệp -Tần suất thiết kế % 0,1~0,2* (T ng ứng với chu kỳ lặp lại, năm) (1000~500) - Tần suất kiểm tra % (T ng ứng với chu kỳ lặp lại, năm) 2 Công trình đầu mối vùng triều: Công trình và hệ thống dẫn thoát liên quan trong hệ thống t ới tiêu nông nghiệp (trừ công trình dẫn – tháo n ớc qua sông suối đã nói ở điểm 1) - Tần suất thiết kế % (T ng ứng với chu kỳ lặp lại, năm) 2 (50) Chú thích * Tần suất nhỏ áp dụng cho các công trình có dạng lũ phức tạp th ờng xuất hiện ở miền núi, trung du. Tần suất lớn áp dụng cho các công trình có dạng lũ ổn định th ờng xuất hiện ở vùng đồng bằng. L u l ợng, mực n ớc lớn nhất trong tập hợp thống k l l u l ợng, mực n ớc có trị số lớn nhất xuất hiện trong từng năm Chất l ợng của chuỗi thống k (độ d i, tính đại biểu, thời gian thống k …) cần phải thỏa mãn các yêu cầu nêu trong các tiêu chuẩn t ng ứng. Các số liệu cần đ ợc xử lý về cùng một điều kiện tr ớc khi tiến hành tính toán. Nếu ở phía th ợng nguồn có những t c động l m thay đổi điều kiện hình thành dòng chảy hoặc có công trình điều tiết thì khi x c định các yếu tố, cần phải kể đến khả năng điều chỉnh lại dòng chảy của c c công trình đó Nếu ở phía hạ du đã có công trình điều tiết, thì mô hình xả không đ ợc phá hoại hoặc v ợt quá khả năng điều tiết của công trình đó. Những công trình thủy lợi cấp I có tiêu chuẩn thiết kế riêng, tần suất lũ kiểm tra có thể tính với p=0,01% hoặc lũ cực hạn khi kết quả tính to n đủ độ tin cậy đ ợc ấn định cụ thể trong “Tiêu chuẩn thiết kế” - 12 - Bảng 2: Cấp thiết kế của công trình theo năng lực phục vụ [2] Cấp thiết kế Loại công trình thủy I 1. Hệ thống thủy nông có diện tích đ ợc t ới hoặc diện tích tự nhiên II III IV V ≥50 <50~10 <10~2 <2~0,2 <0,2 ≥300 <300~50 <50~5 <5~0,2 ≥20 <20~10 <10~2 <2 3 khu tiêu, 10 ha 2. Nhà máy thủy điện có công suất, 103KW 3. Công trình cấp nguồn n ớc (Ch a xử lý) cho các ngành sản xuất khác <0,2 có l u l ợng, m3/s Bảng 3: Cấp thiết kế công trình theo đặc tính kỹ thuật các hạng mục CT thủy [2] Loại công trình thủy Loại đất nền I II III IV V 1 Đập vật liệu đất, đất – đ có chiều cao lớn nhất, m A B C >100 >75 >50 >70~100 >35~75 >25~50 >25~70 >15~35 >15~25 >10~25 >8~15 >8~15 ≤10 ≤8 ≤8 2 Đập beton, beton cốt thép các loại và các công trình thủy chịu A B >100 >50 >60~100 >25~50 >25~60 >10~25 >10~25 >5~10 ≤10 ≤5 áp lực khác có chiều cao, m C >25 >20~25 >10~20 >5~10 ≤5 3 T ờng chắn có chiều cao, m A B C >40 >30 >25 >25~40 >20~30 >18~25 >15~25 >12~20 >10~18 >8~25 >5~12 >4~8 ≤8 ≤5 ≤4 >1000 >200~1000 >20~200 >1~20 ≤1 4. Hồ chứa có dung tích, 106m3 Cấp thiết kế Chú thích: Đất nền chia th nh 3 nhóm điển hình: Nhóm A – Nền l đ Nhóm B – Nền l đất c t, đất hòn thô, đất sét ở trạng thái cứng và nửa cứng Nhóm C – Nền l đất sét bão hòa n ớc ở trạng thái dẻo Chiều cao công trình đ ợc tính nh sau: - Với đập vật liệu đất, đất – đ : Chiều cao tính từ mặt nền thấp nhất sau khi dọn móng (không kể phần chiều cao chân khay) đến đỉnh đập - Với đập beton các loại và các công trình xây đúc chịu áp khác: Chiều cao tính từ đ y chân khay thấp nhất đến đỉnh công trình. - 13 - Bảng 4: Quan hệ cấp thiết kế giữa công trình chủ yếu – công trình thứ yếu – công trình tạm thời trong một công trình đầu mối hoặc hệ thống dẫn [2] Cấp thiết kế của công trình đầu mối hoặc hệ thống dẫn I II III IV V Cấp thiết kế công trình chủ yếu I II III IV V Cấp thiết kế công trình thứ yếu III III IV V V Cấp thiết kê công trình tạm thời IV IV V V V Cấp thiết kế của công trình tạm thời có thể đ ợc nâng lên một cấp khi sự h hỏng của chúng dẫn đến các hậu quả sau: + Có thể gây ra thảm họa cho c c khu dân c , khu công nghiệp tập trung, các tuyến giao thông huyết mạch ở hạ l u + Làm mất an to n cho công trình lâu d i đang xây dựng + Thiệt hại về vật chất gây ra khi sự cố lớn h n nhiều so với vốn đầu t th m cho công trình tạm thời. + Đẩy lùi thời gian đ a công trình v o khai th c, l m giảm đ ng kể hiệu quả đầu t 2) Mặc dù QCVN 04 – 05 ra sau TCVN 5060 – 90 đúng 15 năm song không có gì thay đổi tiêu chuẩn thiết kế và phân cấp công trình thủy. 3) Ch a đề cập đến t c động của biến đổi khí hậu trong tiêu chuẩn thiết kế lũ Đặc biệt ch a đề cập đến lũ cực hạn PMF; Ph ng ph p tính thì qu lạc hậu không phù hợp với m a lũ v điều kiện tự nhiên của c c l u vực sông ở Việt Nam. 4) Tiêu chuẩn VN 9845: 2013 ra đời sau QPTL.C-6-77 36 năm song vẫn lấy nguyên xi c c ph ng ph p đ a ra trong QPTL C-6-77; trong khi QPTL.C-6-77 hầu hết nội dung đ ợc dịch ra từ H ớng dẫn tính toán Thủy Văn ở Liên Xô (không phải Qui phạm) năm 1973 [8] Th ng 5/1997, H ớng dẫn tính lũ thiết kế hồ chứa (Ngô Đình Tuấn – L Đình Thành 5 – 1997 – Vụ khoa học Công Nghệ và Chất l ợng sản phẩm [10] đề xuất tiêu chuẩn lũ thiết kế (bảng 5) - 14 - Bảng 5: Lũ thiết kế hồ chứa Mức hiểm họa Lũ thiết kế I Lớn Trung Bình PMF PMF II Lớn Trung Bình Lũ 1000 năm (không v ợt quá PMF) Lũ 500 năm III Lớn Trung Bình Nhỏ Lũ 500 năm Lũ 200 năm Lũ 200 năm Từ lớn đến nhỏ Lũ 100 năm Cấp công trình IV và V Chú thích: - Mức hiểm họa gây hại sinh mạng 2 thôn trở l n l “lớn”, một thôn l “trung bình”, lẻ tẻ một vài hộ l “nhỏ” - Trên hệ thống khai thác bậc thang thì tiêu chuẩn lũ thiết kế của công trình tại tuyến hạ l u đ ợc nâng lên 1 cấp - Tiêu chuẩn tràn sự cố, 3 khoang coi 1 khoang bị kẹt Có thể nhận thấy, so với các tiêu chuẩn, quy chuẩn thì đây l lần đầu tiên h ớng dẫn đã đ a hiểm họa, lũ PMF v một số mô hình toán thủy văn đ n giản vào tiêu chuẩn thiết kế lũ v tính to n lũ thiết kế Tuy nhi n, h ớng dẫn này vẫn còn một số bất cập nh sau: - Việc coi gây hại sinh mạng một vài hộ l “nhỏ” có đúng không, trong khi giao thông gây chết và bị th ng một v i ng ời l “nghiêm trọng”? - Trên hệ thống bậc thang hồ chứa thủy điện là chủ yếu thì th ờng trên cùng là hồ, hạ l u tiếp theo l đập dâng, sau đó có thể là hồ hay đập dâng. Vậy đập dâng ở hạ l u, tiêu chuẩn thiết kế lũ có cần cao h n hồ th ợng l u một cấp hay không? - Đối với lũ thiết kế là PMF mà có thêm tràn sự cố với 3 khoang coi 1 khoang bị kẹt thì lũ thiết kế sẽ tăng cao rất lớn, khó có tính khả thi (nếu không có khu đất thấp chứa lũ ở hạ l u đập) 7.3.2. hân tích, đánh iá ti u chuẩn phòn lũ hạ du hiện nay tr n phạm vi hu vực n hi n cứu Theo Quyết định số: 1590/QĐ-TTg ng y 09 th ng 10 năm 2009 của Thủ t ớng Chính phủ Phê duyệt định h ớng Chiến l ợc Phát triển thuỷ lợi Việt Nam đã đề ra mục ti u chung l “Chủ động phòng, chống và giảm nhẹ thiệt hại do thiên tai gây ra, nâng cao mức bảo đảm tiêu thoát nước, chống úng ngập, bảo vệ môi trường sinh thái, từng - 15 - bước thích ứng với điều kiện biến đổi khí hậu, nước biển dâng” Đối với khu vực ven biển miền Trung và Tây Nguyên Quyết định đã n u rõ mục ti u đến năm 2020 l chủ động phòng, tr nh lũ v thích nghi để bảo vệ dân c ở c c l u vực sông đảm bảo sản xuất vụ Hè Thu, Đông Xuân với tần suất đảm bảo 5 - 10% Nh vậy, có thể nói hiện nay đối với vùng hạ du c c l u vực sông thuộc Trung Trung bộ v Tây Nguy n ch a có ti u chuẩn phòng lũ cụ thể n o đã đ ợc phê duyệt. Ng y 24 th ng 10 năm 2012 Thủ t ớng Chính phủ ban hành Quyết định số: 1588/QĐ-TTg phê duyệt Quy hoạch thủy lợi khu vực miền Trung giai đoạn 2012 - 2020 v định h ớng đến năm 2050 trong điều kiện biến đổi khí hậu n ớc biển dâng trong đó có đề cập đến yêu cầu chống lũ đối với c c l u vực sông thuộc vùng Trung Trung bộ nh sau: - L u vực sông Vu Gia – Thu Bồn: Tham gia chống lũ cho hạ du, gồm các hồ Sông Tranh 2 (dung tích phòng lũ 61 triệu m3), A V ng (dung tích phòng lũ 35 triệu m3), Đăk Mi 4 (dung tích phòng lũ 29 triệu m3), Sông Bung 2 (dung tích phòng lũ 26 triệu m3), Sông Bung 4 (dung tích phòng lũ 120 triệu m3); hồ Phú Ninh trên sông Tam Kỳ (dung tích phòng lũ 116 triệu m3). Nạo vét, thông thoáng dòng chảy đảm bảo tiêu úng, tho t lũ nhanh; củng cố, hoàn thiện các tuyến đ biển đảm bảo chống đ ợc bão cấp 10 ÷ 12 với mức triều tần suất P = 5,0%. - L u vực sông Kôn – Hà Thanh: Nâng cấp hoàn chỉnh các tuyến tho t lũ sông Đập Đ , sông Tân An, sông H Thanh, củng cố, hoàn thiện các tuyến đ biển đảm bảo chống đ ợc bão cấp 10 ÷ 12 với mức triều tần suất P = 5,0%. Xây dựng hồ Đồng Mít (dung tích phòng lũ 30 triệu m3), hoàn thiện hồ Định Bình (dung tích phòng lũ 112 triệu m3). - L u vực sông Ba: Tổng dung tích phòng lũ tại các công trình trên dòng chính 259 triệu m3 (gồm các hồ Ayun Hạ, Kanak, Krông Hnăng, sông Hinh, sông Ba Hạ); củng cố, hoàn thiện tuyến đ ven sông Ba chống lũ với tần suất P = 10% cho thành phố Tuy Hòa; nạo vét, thông thoáng dòng chảy các trục tho t lũ hạ du các sông Ba, Bàn Thạch, Kỳ Lộ; củng cố, hoàn thiện các tuyến đ biển chống đ ợc bão cấp 10 ÷ 12 với mức triều tần suất P = 5,0%. Nh vậy, có thể thấy bên cạnh các hồ chứa (hoàn thành, xây dựng thêm), trong quy hoạch cũng đã quy định rõ để có thể đảm bảo khả năng phòng lũ cho hạ du theo các tuần suất nh đã quy định đòi hỏi việc hoàn thiện, nâng cấp hệ thống đ biển, nạo vét, cải tạo lòng dẫn. Rõ r ng, trong điều kiện hiện nay ch a thể đ p ứng đ ợc các tiêu chuẩn này. - 16 - Thủ t ớng Chính phủ đã lần l ợt ra Quyết định ban hành Quy trình vận hành liên hồ chứa cho 6 l u vực thuộc vùng nghiên cứu nh sau: 1) L u vực sông Vu Gia - Thu Bồn, gồm sáu (06) hồ: A V ng, Đắk Mi 4, Sông Tranh 2, Sông Bung 4, Sông Bung 4A và Sông Bung 5 (Quyết định số 1537/QĐ-TTg); 2) L u vực sông Kôn - Hà Thanh, gồm ba (08) hồ: Vĩnh S n A - Vĩnh S n B, Vĩnh S n 5, Định Bình, Núi Một Trà Xom 1, Thuận Ninh v Văn Phong (Quyết định số 1841/QĐ-TTg); 3) L u vực sông Trà Khúc, gồm hai (02) hồ: DakDrinh v N ớc Trong (Quyết định số 1840/QĐ-TTg) 4) L u vực sông Ba, gồm năm (05) hồ: Sông Ba Hạ, Sông Hinh, Krông Hnăng, Ayun Hạ và cụm hồ An Khê – Kanak (Quyết định số 1077/QĐ-TTg); 5) L u vực sông Sê San, gồm năm (05) hồ: Pl i Krông, Ialy, S San 4, Th ợng Kon Tum và Sê San 4A (Quyết định số 1182/QĐ-TTg); 6) L u vực sông Srêpôk, gồm năm (05) hồ: Buôn Tua Srah, Buôn Kuốp, Srêpôk 3, Srêpôk 4 và Srêpôk 4A (Quyết định số 1201/QĐ-TTg); C c quy trình đều quy định các hồ chứa ngoài nhiệm vụ chống lũ cho công trình thì phải góp phần giảm lũ cho hạ du (không đề cập đến chống lũ) Theo đó, c c hồ trong mùa lũ để dành một phần dung tích nhằm chủ động cắt, giảm lũ cho hạ du Đồng thời, khi dự báo có khả năng xuất hiện bão khẩn cấp, áp thấp nhiệt đới gần bờ hoặc các hình thế thời tiết có khả năng gây m a, lũ lớn, thì vận hành hạ thêm mực n ớc hồ để tạo dung tích đón lũ C c hồ chứa vận hành cắt, giảm lũ khi ở d ới hạ du đã xuất hiện lũ t ng đối lớn, từ mức b o động II trở l n Quy định này nhằm tr nh tâm lý, d luận hiểu nhầm là các hồ gây lũ, lụt cho hạ du, đặc biệt là khi hạ du đã có lũ t ng đối lớn, đồng thời giảm thiểu tình trạng ngập lụt, hạn chế thiệt hại, bảo vệ tính mạng và tài sản của nhân dân vùng hạ du. Nh vậy, các quy trình vận hành liên hồ chứa l u vực sông đã tạo ra các hồ chứa có một dung tích phòng lũ cho hạ du mà trong thiết kế không có. 7.3.3. hân tích đánh iá sự đồn bộ, đồn ỳ dòn chảy lũ, tổ hợp lũ của các tiểu l u vực tron cùn một l u vực Phân cấp, phân kỳ và tổ hợp lũ có ý nghĩa quan trọng trong việc quản lý vận hành các hồ chứa tr n l u vực l m c sở cho việc đ a ra c c quyết định vận hành các hồ chứa nhằm ứng phó với các cấp lũ kh c nhau Việc phân kỳ lũ đ ợc dựa tr n c sở số liệu lũ, phân t ch lũ ra c c thời kỳ: sớm, chính vụ, muộn dựa trên việc phân cấp lũ Việc phân cấp lũ có thể dựa theo mức b o động, theo đó lũ xuất hiện tr n l u vực có ảnh h ởng tới - 17 -