Nghiên cứu sự thay đổi một số yếu tố thủy văn - thủy lực hạ lưu hệ thống sông Hương dưới tác động của các công trình thủy lợi - thủy điện và biến đổi khí hậu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

NGUYỄN ĐÍNH

NGHIÊN CỨU SỰ THAY ĐỔI MỘT SỐ YẾU TỐ

THỦY VĂN - THỦY LỰC HẠ LƯU HỆ THỐNG SÔNG HƯƠNG

DƯỚI TÁC ĐỘNG CỦA CÁC CÔNG TRÌNH THỦY LỢI -

THỦY ĐIỆN VÀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

HÀ NỘI – 2014

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

NGUYỄN ĐÍNH

NGHIÊN CỨU SỰ THAY ĐỔI MỘT SỐ YẾU TỐ

THỦY VĂN - THỦY LỰC HẠ LƯU HỆ THỐNG SÔNG HƯƠNG

DƯỚI TÁC ĐỘNG CỦA CÁC CÔNG TRÌNH THỦY LỢI -

THỦY ĐIỆN VÀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU

Chuyên ngành: Phát triển nguồn nước

Mã số: 62 44 92 01

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

1. PGS. TS. LÊ ĐÌNH THÀNH

2. PGS. TS. HOÀNG MINH TUYỂN

HÀ NỘI - 2014

i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi là Nguyễn Đính, xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng

tôi. Các kết quả nghiên cứu và các kết luận trong Luận án là trung thực và không

sao chép từ bất kỳ một nguồn nào và dưới bất kỳ hình thức nào. Việc tham khảo các

nguồn tài liệu đã được thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng quy

định.

TÁC GIẢ

NGUYỄN ĐÍNH

ii

LỜI CẢM ƠN

Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc, tác giả xin gửi lời cảm ơn tới PGS.

TS. Lê Đình Thành, PGS. TS. Hoàng Minh Tuyển đã hướng dẫn tác giả trong suốt

quá trình tìm hiểu, nghiên cứu và hoàn thiện Luận án.

Tác giả xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến các thầy, cô giáo trường Đại

học Thủy lợi đã tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả trong suốt quá trình học tập và

thực hiện Luận án. Trân trọng cảm ơn Viện Nghiên cứu Khoa học Miền Trung

(Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam) đã tạo điều kiện thời gian cho

tác giả tập trung học tập và nghiên cứu.

Tác giả trân trọng cảm ơn các cơ quan: Viện Khoa học Khí tượng, Thủy văn

và Môi trường, Trung tâm Dự báo Khí tượng Thủy văn Thừa Thiên Huế, các Sở -

Ban - ngành của tỉnh Thừa Thiên Huế đã giúp đỡ tác giả trong quá trình thu thập tài

liệu, thông tin cần thiết liên quan đến vấn đề nghiên cứu.

Cuối cùng, tác giả xin gửi lời cảm ơn sâu nặng đến gia đình, bạn bè, đồng

nghiệp đã giúp đỡ, tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tác giả trong suốt thời gian học

tập, nghiên cứu và thực hiện Luận án.

TÁC GIẢ

NGUYỄN ĐÍNH

iii

MỤC LỤC

Trang phụ bìa

Lời cam đoan

Lời cảm ơn

Mục lục

Danh mục chữ viết tắt

Danh mục bảng biểu

Danh mục hình ảnh

MỞ ĐẦU

1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA LUẬN ÁN...................................................................1

2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU ...............................................................................2

3. PHẠM VI VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU .....................................................2

4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......................................................................3

5. CẤU TRÚC CỦA LUẬN ÁN .............................................................................4

6. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN .....................................................4

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU..................................5

1.1 TỔNG QUAN VỀ CÁC NGHIÊN CỨU TRƯỚC ĐÂY CÓ LIÊN QUAN .......5

1.1.1 Các nghiên cứu trên thế giới ...........................................................................5

1.1.2 Các nghiên cứu trong nước .............................................................................9

1.1.3 Những hạn chế của các công trình nghiên cứu trước đây trên lưu vực sông

Hương và hướng khắc phục ...................................................................................16

1.1.4 Hướng tiếp cận của luận án...........................................................................18

1.2 ĐẶC ĐIỂM LƯU VỰC SÔNG HƯƠNG ........................................................21

1.2.1 Đặc điểm tự nhiên......................................................................................... 21

1.2.2 Đặc điểm kinh tế - xã hội..............................................................................33

1.3 XU THẾ BIẾN ĐỔI MỘT SỐ YẾU TỐ KHÍ TƯỢNG, THỦY VĂN TRÊN

LƯU VỰC SÔNG HƯƠNG..................................................................................35

1.3.1 Dữ liệu và phương pháp đánh giá xu thế....................................................... 35

iv

1.3.2 Xu thế biến đổi một số yếu tố khí tượng ....................................................... 38

1.3.3 Xu thế biến đổi một số yếu tố thủy văn......................................................... 44

1.3.4 Đánh giá chung về xu thế diễn biến một số yếu tố khí tượng, thủy văn và kịch

bản biến đổi khí hậu, nước biển dâng cho lưu vực sông Hương ............................. 47

1.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG I.................................................................................49

CHƯƠNG II: PHÂN TÍCH VÀ TÍNH TOÁN...................................................50

2.1. HỆ THỐNG CÔNG TRÌNH THỦY LỢI – THỦY ĐIỆN TRÊN LƯU VỰC

SÔNG HƯƠNG ....................................................................................................50

2.1.1 Các công trình thủy lợi –thủy điện................................................................ 50

2.1.2 Đặc điểm các công trình thủy lợi – thủy điện ................................................ 51

2.1.3 Lựa chọn các công trình chính nghiên cứu trong luận án............................... 52

2.1.4 Khung đánh giá tác động ..............................................................................55

2.2. CÁC YẾU TỐ CHÍNH TÁC ĐỘNG ĐẾN CHẾ ĐỘ THỦY VĂN – THỦY

LỰC SÔNG HƯƠNG ...........................................................................................56

2.2.1 Mưa, bão và các hình thế thời tiết gây mưa lũ ..............................................56

2.2.2 Điều kiện địa hình, thảm phủ .......................................................................59

2.2.3 Đầm phá và thủy triều................................................................................... 61

2.2.4 Hoạt động kinh tế - xã hội trên lưu vực......................................................... 62

2.3. CÁC TÁC ĐỘNG CHÍNH CỦA HỆ THỐNG CÔNG TRÌNH THỦY LỢI –

THỦY ĐIỆN ĐẾN CHẾ ĐỘ THỦY VĂN – THỦY LỰC SÔNG HƯƠNG .........64

2.3.1 Về mùa lũ (Khi chưa có qui trình vận hành liên hồ chứa trên lưu vực sông

Hương được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt).......................................................64

2.3.2 Về mùa cạn ..................................................................................................66

2.4. ỨNG DỤNG MÔ HÌNH HEC – HMS VÀ HEC – RAS ĐỂ MÔ PHỎNG

DÒNG CHẢY LƯU VỰC SÔNG HƯƠNG .........................................................68

2.4.1 Giới thiệu chung về mô hình HEC-HMS và HEC-RAS ................................ 68

2.4.2 Ứng dụng mô hình HEC-HMS VÀ HEC-RAS cho lưu vực sông Hương .... ..69

2.5 KẾT LUẬN CHƯƠNG II................................................................................92

v

CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN....................................................93

3.1 CÁC TRƯỜNG HỢP NGHIÊN CỨU VÀ PHƯƠNG ÁN VẬN HÀNH HỆ

THỐNG CÔNG TRÌNH........................................................................................93

3.1.1 Các trường hợp nghiên cứu...........................................................................93

3.1.2 Phương án vận hành hệ thống công trình để đánh giá tác động ..................... 93

3.1.3 Xác định năm đại biểu và lượng mưa theo kịch bản đến năm 2030 ............. 100

3.2 TÁC ĐỘNG CỦA CÁC CÔNG TRÌNH VÀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN MỘT

SỐ YẾU TỐ THỦY VĂN - THỦY LỰC HẠ LƯU HỆ THỐNG SÔNG HƯƠNG

............................................................................................................................ 102

3.2.1 Vị trí kiểm tra và đánh giá .......................................................................... 102

3.2.2 Tác động đến dòng chảy ngày trong năm.................................................... 103

3.2.3 Tác động đến dòng chảy lũ ......................................................................... 106

3.2.4 Tác động đến dòng chảy kiệt ...................................................................... 114

3.2.5 Tác động đến vấn đề bùn cát hạ lưu............................................................ 116

3.3 ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP ĐỊNH HƯỚNG GIẢM THIỂU TÁC ĐỘNG TIÊU

CỰC VÀ TĂNG HIỆU QUẢ CÁC CÔNG TRÌNH THỦY LỢI – THỦY ĐIỆN..

............................................................................................................................ 118

3.3.1 Mục tiêu và cơ sở đề xuất giải pháp ........................................................... 118

3.3.2 Các giải pháp phi công trình ...................................................................... 120

3.3.3 Giải pháp công trình .................................................................................. 128

3.3.4 Nhận xét hiệu quả của các giải pháp đề xuất .............................................. 133

3.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG III ............................................................................137

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...........................................................................139

Kết luận............................................................................................................... 139

Những đóng góp mới của luận án ........................................................................ 140

Kiến nghị............................................................................................................. 141

DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ ......142

TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................. 143

Tiếng Việt ........................................................................................................... 143

Tiếng Anh ........................................................................................................... 148

vi

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

BĐKH.............................................................................................Biến đổi khí hậu

GCM ................................ Mô hình hoàn lưu tổng quát (General Circulation Model)

GIS................................Hệ thống thông tin địa lý (Geographic Information System)

JICA................................................................... Tổ chức Hợp tác Quốc tế Nhật Bản

JBIC...............................................................Ngân hàng Hợp tác Quốc tế Nhật Bản

IPCC ..........................................................Ban Liên Chính phủ về Biến đổi khí hậu

.......................................................... (Intergovernmental Panel on Climate Change)

KT-XH.............................................................................................Kinh tế - Xã hội

KT-TV ................................................................................... Khí tượng – Thủy văn

MNDBT....................................................................... Mực nước dâng bình thường

MNGC ..................................................................................... Mực nước gia cường

MNTL..........................................................................................Mực nước trước lũ

NBD.................................................................................................Nước biển dâng

NN & PTNT.....................................................Nông nghiệp và Phát triển nông thôn

RCM ........................................Mô hình khí hậu khu vực (Regional Climate Model)

TN & MT.........................................................................Tài nguyên và Môi trường

TL-TĐ....................................................................................... Thủy lợi- Thủy điện

TTH ................................................................................................ Thừa Thiên Huế

TV-TL........................................................................................Thủy văn- Thủy lực

UBND............................................................................................Ủy ban Nhân dân

vii

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1: Mạng lưới trạm khí tượng – thủy văn lưu vực sông Hương và lân cận...25

Bảng 1.2: Lượng mưa tháng năm trung bình nhiều năm tại các trạm .....................27

Bảng 1.3: Đặc trưng dòng chảy trung bình nhiều năm lưu vực sông Hương ..........30

Bảng 1.4: Lưu lượng tháng năm trung bình nhiều năm theo số liệu thực đo tại các

trạm trên lưu vực sông Hương ..............................................................................31

Bảng 1.5: Trạm khí tượng và số liệu thực đo sử dụng để đánh giá xu thế ..............35

Bảng 1.6: Kết quả kiểm định xu thế nhiệt độ trung bình năm ................................38

Bảng 1.7: Kết quả kiểm định xu thế lượng mưa năm ............................................39

Bảng 1.8: Kết quả kiểm định xu thế lượng mưa mùa ............................................41

Bảng 1.9: Kết quả kiểm định xu thế lượng mưa 1, 3, 5, 7 ngày liên tục lớn nhất ..42

Bảng 1.10: Kết quả kiểm định xu thế lượng bốc hơi năm ......................................43

Bảng 1.11: Kết quả kiểm định xu thế dòng chảy tại trạm Thượng Nhật ................46

Bảng 1.12: Kết quả kiểm định xu thế biến đổi mực nước hạ lưu sông Hương ........47

Bảng 1.13: Mức tăng nhiệt độ (oC) trung bình năm, mùa so với thời kỳ 1980-1999

theo kịch bản phát thải trung bình (B2) tỉnh Thừa Thiên Huế ................................48

Bảng 1.14: Mức thay đổi (%) lượng mưa năm, mưa mùa so với thời kỳ 1980-1999

theo kịch bản phát thải trung bình (B2) tỉnh Thừa Thiên Huế ................................48

Bảng 1.15: Mực nước biển dâng từ Đèo Ngang- Đèo Hải Vân, kịch bản phát thải

cao.........................................................................................................................49

Bảng 2.1: Một số công trình thủy lợi chủ yếu trên các tuyến sông chính................50

Bảng 2.2: Các công trình thủy điện trên lưu vực sông Hương................................51

Bảng 2.3: Một số công trình thoát lũ ở các cửa sông vùng đồng bằng sông Hương 52

Bảng 2.4: Thông số kỹ thuật chủ yếu công trình Thảo Long..................................54

Bảng 2.5: Thông số kỹ thuật chủ yếu của các hồ chứa ...........................................54

Bảng 2.6: Lượng mưa trong một số trận mưa cực lớn do ảnh hưởng của bão và áp

thấp nhiệt đới trên lưu vực sông Hương.................................................................58

Bảng 2.7: Các hình thế thời tiết gây mưa lũ lớn ở lưu vực sông Hương .................58

Bảng 2.8: Chênh lệch lớn nhất giữa Qmax và Qmin ..............................................59

Bảng 2.9: Độ che phủ rừng tỉnh Thừa Thiên Huế thời kỳ 2000-2011.....................60

Bảng 2.10: Đặc trưng mực nước triều tại Tam Giang- Cầu Hai (1978-1982) .........61

viii

Bảng 2.11: Đặc trưng mực nước tại các trạm trên sông Hương từ 1977-2006 .......62

Bảng 2.12: Một số đặc trưng mực nước hạ du sông Hương theo số liệu thực đo ...63

Bảng 2.13: Danh sách các lưu vực bộ phận trên lưu vực sông Hương....................70

Bảng 2.14: Chiều dài các đoạn sông và số mặt cắt ngang trong sơ đồ thủy lực ......75

Bảng 2.15: Bộ thông số mô hình HEC-HMS cho các lưu vực bộ phận ..................78

Bảng 2.16: Chỉ tiêu Nash hiệu chỉnh và kiểm định mô hình HEC-HMS ................79

Bảng 2.17: Số liệu lũ thực đo dùng hiệu chỉnh và kiểm định mô hình HEC-HMS .83

Bảng 2.18: Kết quả hiệu chỉnh thông số mô hình HEC-HMS cho các lưu vực.......85

Bảng 3.1: Các trường hợp tính toán .......................................................................99

Bảng 3.2: Phân phối mưa trung bình lưu vực các năm đại biểu............................ 101

Bảng 3.3: Mực nước tương ứng với các cấp báo động lũ trên lưu vực sông Hương

............................................................................................................................ 103

Bảng 3.4: Thay đổi mực nước trung bình năm nước trung bình ở hạ du sông Hương

theo các trường hợp ............................................................................................ 105

Bảng 3.5: Thời gian duy trì mực nước theo các trường hợp tại Kim Long ...........105

Bảng 3.6: Thay đổi mực nước đỉnh lũ tính toán năm 1999 ở hạ du sông Hương theo

các trường hợp.....................................................................................................107

Bảng 3.7: Một số đặc trưng lũ tính toán năm 1999 tại Kim Long theo các trường

hợp ...................................................................................................................... 108

Bảng 3.8: Thay đổi mực nước đỉnh lũ tính toán năm 1983 ở hạ du sông Hương theo

các trường hợp.....................................................................................................110

Bảng 3.9: Một số đặc trưng lũ tính toán năm 1983 tại Kim Long theo các trường

hợp ...................................................................................................................... 110

Bảng 3.10: Thay đổi mực nước đỉnh lũ tính toán năm 1999 ở hạ du sông Hương có

xét đến biến đổi khí hậu....................................................................................... 111

Bảng 3.11: Thay đổi mực nước mùa cạn năm 1984 ở hạ du sông Hương theo các

trường hợp...........................................................................................................115

Bảng 3.12: Một số đặc trưng mực nước mùa cạn tại Kim Long theo các trường hợp

............................................................................................................................ 116

Bảng 3.13: Mức giảm mực nước theo cấp lưu lượng tại trạm Bình Điền..............117

Bảng 3.14: Chỉ số CN trung bình lưu vực sông Hương ước tính theo các kịch bản

............................................................................................................................ 122

ix

Bảng 3.15: Ảnh hưởng của thay đổi sử dụng đất và che phủ rừng đến dòng chảy lũ

năm 1983 đến 3 tuyến hồ chứa trên lưu vực sông Hương ....................................122

Bảng 3.16: Ảnh hưởng của thay đổi sử dụng đất và che phủ rừng đến dòng chảy lũ

năm 1983 ở hạ lưu sông Hương ..........................................................................123

Bảng 3.17: Hiệu quả giảm lũ ở hạ lưu sông Hương khi các hồ vận hành phối hợp so

với vận hành độc lập............................................................................................ 126

Bảng 3.18: Dung tích phòng lũ đề xuất của các hồ trên lưu vực sông Hương ......129

Bảng 3.19: Hiệu quả giảm lũ hạ lưu sông Hương khi các hồ vận hành phối hợp và tăng

dung tích phòng lũ so với giữ nguyên dung tích phòng lũ và vận hành độc lập .......132

Bảng 3.20: Mức tăng, giảm mực nước hạ lưu sông Hương dưới tác động của các

công trình và biến đổi khí hậu so với không có công trình ...................................137

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1: Sơ đồ tiếp cận nghiên cứu của luận án ...................................................20

Hình 1.2: Lưu vực sông Hương trên lãnh thổ Việt Nam.........................................21

Hình 1.3: Hình thể địa lý và ranh giới lưu vực sông Hương...................................22

Hình 1.4: Sơ đồ mạng lưới sông ngòi lưu vực sông Hương....................................29

Hình 1.5: Sơ đồ đẳng trị lớp dòng chảy trung bình nhiều năm lưu vực sông Hương

..............................................................................................................................30

Hình 1.6: Biến đổi nhiệt độ trung bình năm trên lưu vực sông Hương ...................38

Hình 1.7: Biến đổi lượng mưa năm trên lưu vực sông Hương...............................39

Hình 1.8: Biến đổi lượng mưa mùa mưa trên lưu vực sông Hương ........................40

Hình 1.9: Biến đổi lượng mưa mùa khô trên lưu vực sông Hương .........................41

Hình 1.10: Biến đổi lượng bốc hơi năm tại Huế và Nam Đông ..............................43

Hình 1.11: Số trận bão ảnh hưởng đến Thừa Thiên Huế từ năm 1950-2009...........44

Hình 1.12: Số lần xuất hiện đỉnh lũ trên báo động II tại Kim Long ........................44

Hình 1.13: Biến đổi lưu lượng trung bình mùa hàng năm tại Thượng Nhật............45

Hình 1.14: Biến đổi lưu lượng 1, 3 tháng liên tiếp nhỏ nhất, lớn nhất tại Thượng

Nhật ......................................................................................................................45

Hình 1.15: Biến đổi mực nước thấp nhất và cao nhất tại Kim Long và Phú Ốc ......46

Hình 2.1: Vị trí các công trình thủy lợi – thủy điện lớn trên lưu vực sông Hương ..53

x

Hình 2.2: Khung đánh giá tác động của các công trình thủy lợi- thủy điện đến một

số yếu tố thủy văn- thủy lực sông Hương...............................................................55

Hình 2.3: Phân chia các lưu vực bộ phận lưu vực sông Hương ..............................70

Hình 2.4: Phân bố chỉ số CN lưu vực sông Hương năm 2000 ................................72

Hình 2.5: Sơ đồ thủy văn lưu vực sông Hương trong mô hình HEC-HMS ............73

Hình 2.6: Sơ đồ mạng lưới thủy lực hạ lưu hệ thống sông Hương..........................74

Hình 2.7: Sơ đồ thủy lực hệ thống sông Hương trong HEC-RAS...........................76

Hình 2.8: Đường quan hệ mực nước, diện tích, dung tích hồ Tả Trạch ..................76

Hình 2.9: Biên triều tại cửa Thuận An các thời đoạn tính toán...............................78

Hình 2.10: Đường quá trình lưu lượng thực đo và tính toán tại Cổ Bi năm 1983....80

Hình 2.11: Đường quá trình lưu lượng thực đo và tính toán tại Cổ Bi năm 1984....80

Hình 2.12: Đường quá trình lưu lượng thực đo và tính toán tại Bình Điền năm 1983

..............................................................................................................................81

Hình 2.13: Đường quá trình lưu lượng thực đo và tính toán tại Bình Điền năm 1984.

..............................................................................................................................81

Hình 2.14: Đường quá trình lưu lượng thực đo và tính toán tại Dương Hòa năm

1986 .....................................................................................................................82

Hình 2.15: Đường quá trình lưu lượng thực đo và tính toán tại Dương Hòa năm

1987 .....................................................................................................................82

Hình 2.16: Kết quả hiệu chỉnh mô hình HEC–HMS tại Cổ Bi ..............................84

Hình 2.17: Kết quả hiệu chỉnh mô hình HEC–HMS tại trạm Bình Điền ................84

Hình 2.18: Kết quả hiệu chỉnh mô hình HEC–HMS tại trạm Dương Hòa ..............85

Hình 2.19: Kết quả kiểm định mô hình HEC–HMS tại Cổ Bi ................................86

Hình 2.20: Kết quả kiểm định mô hình HEC–HMS tại trạm Bình Điền .................86

Hình 2.21: Kết quả kiểm định mô hình HEC–HMS tại trạm Dương Hòa ...............87

Hình 2.22: Kết quả hiệu chỉnh mô hình HEC-RAS năm 1984 tại Kim Long..........88

Hình 2.23: Kết quả kiểm định mô hình HEC-RAS năm 1999 tại Kim Long ..........88

Hình 2.24: Kết quả hiệu chỉnh mô hình HEC-RAS năm 1984 tại Phú Ốc ..............89

Hình 2.25: Kết quả kiểm định mô hình HEC-RAS năm 1999 tại Phú Ốc...............89

Hình 2.26: Kết quả kiểm định dòng chảy lũ tháng X/1984 tại Kim Long...............90

Hình 2.27: Kết quả kiểm định dòng chảy lũ tháng X/1984 tại Phú Ốc ...................91

xi

Hình 2.28: Kết quả kiểm định dòng chảy kiệt từ 1/VI-31/VIII/1984 tại Kim Long ....

..............................................................................................................................91

Hình 2.29: Kết quả kiểm định dòng chảy kiệt từ 1/VI-31/VIII/1984 tại Phú Ốc.........

..............................................................................................................................92

Hình 3.1: Minh họa thiết lập chương trình vận hành hồ chứa............................... 100

Hình 3.2: Quá trình mực nước trong năm nước trung bình tại Kim Long.............104

Hình 3.3: Quá trình mực nước trong năm nước trung bình tại Phú Ốc ................. 104

Hình 3.4: Quá trình mực nước lũ tính toán năm 1999 tại Kim Long theo các trường

hợp ...................................................................................................................... 106

Hình 3.5: Quá trình mực nước lũ tính toán năm 1999 tại Phú Ốc theo các trường

hợp ...................................................................................................................... 107

Hình 3.6: Quá trình mực nước lũ tính toán năm 1983 tại Kim Long theo các trường

hợp ...................................................................................................................... 109

Hình 3.7: Quá trình mực nước lũ tính toán năm 1983 tại Phú Ốc theo các trường

hợp ...................................................................................................................... 109

Hình 3.8: Quá trình mực nước lũ tính toán năm 1999 tại Kim Long khi các hồ vận

hành theo phương án I, xét biến đổi khí hậu ........................................................ 112

Hình 3.9: Quá trình mực nước lũ tính toán năm 1999 tại Kim Long khi các hồ vận

hành theo phương án II, xét biến đổi khí hậu ....................................................... 112

Hình 3.10: Quá trình mực nước lũ tính toán năm 1999 tại Phú Ốc khi các hồ vận

hành theo phương án I, xét biến đổi khí hậu ........................................................ 113

Hình 3.11: Quá trình mực nước lũ tính toán năm 1999 tại Phú Ốc khi các hồ vận

hành theo phương án II, xét biến đổi khí hậu ....................................................... 113

Hình 3.12: Quá trình mực nước mùa cạn năm nước trung bình tại Kim Long ......114

Hình 3.13: Quá trình mực nước mùa cạn năm nước trung bình tại Phú Ốc...........115

Hình 3.14: Quan hệ lưu lượng và mực nước tại trạm Bình Điền trước và sau khi có

hồ Bình Điền .......................................................................................................117

Hình 3.15: Biểu đồ điều phối vận hành hồ Bình Điền..........................................130

Hình 3.16: Biểu đồ điều phối vận hành hồ Hương Điền.......................................130

1

MỞ ĐẦU

1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA LUẬN ÁN

Sông Hương là sông liên tỉnh song chủ yếu thuộc tỉnh Thừa Thiên Huế, có

tài nguyên nước rất phong phú nhưng phân bố rất không đều trong năm, những đặc

điểm của tài nguyên nước và điều kiện lưu vực tạo ra những khó khăn trong khai

thác phục vụ phát triển kinh tế – xã hội. Hiện nay trên lưu vực đã và đang xây dựng

nhiều công trình thủy lợi – thủy điện lớn, có tác động đáng kể đến chế độ thủy văn -

thủy lực sông Hương. Để có thể quản lý và khai thác tài nguyên nước lưu vực sông

Hương hiệu quả hơn, cần xác định, hiểu rõ và định lượng được những thay đổi của

chế độ dòng chảy ở hạ lưu sông Hương do tác động của các công trình thủy lợi -

thủy điện trên lưu vực.

Những năm gần đây đã có một số nghiên cứu liên quan đến đánh giá tác

động của các công trình thủy lợi - thủy điện và biến đổi khí hậu đến tài nguyên

nước lưu vực sông Hương. Tuy nhiên các nghiên cứu này mới xem xét các tác động

một cách riêng rẽ, tập trung chủ yếu vào đánh giá tác động môi trường của từng hồ

chứa đơn độc. Một số nghiên cứu xây dựng các kịch bản biến đổi khí hậu trên lưu

vực và đề xuất các giải pháp ứng phó, một số khác nghiên cứu tác động của nước

biển dâng đối với vùng ven biển mà chưa đi sâu nghiên cứu đánh giá tác động của

cả hệ thống công trình thủy lợi- thủy điện đến tài nguyên nước và chế độ thủy văn￾thủy lực của sông Hương.

Trong bối cảnh phát triển kinh tế - xã hội hiện nay của tỉnh Thừa Thiên Huế,

việc nghiên cứu tác động của các công trình thủy lợi - thủy điện đến chế độ dòng

chảy sông Hương là vấn đề cấp thiết phục vụ cho qui hoạch và quản lý khai thác sử

dụng tổng hợp có hiệu quả tài nguyên nước. Vì vậy việc lựa chọn đề tài luận án

“Nghiên cứu sự thay đổi một số yếu tố thủy văn - thủy lực hạ lưu hệ thống sông

Hương dưới tác động của các công trình thủy lợi - thủy điện và biến đổi khí hậu”

là cần thiết, đáp ứng yêu cầu phát triển bền vững kinh tế - xã hội trên lưu vực, đặc

2

biệt phục vụ cho công tác cấu trúc lại cơ cấu nông nghiệp và xây dựng tỉnh Thừa

Thiên Huế phát triển thành thành đô thị loại I trực thuộc Trung ương.

2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

 Làm rõ sự thay đổi một số yếu tố thủy văn - thủy lực hạ lưu hệ thống sông

Hương dưới tác động của các công trình thủy lợi - thủy điện và biến đổi khí

hậu.

 Đề xuất các giải pháp thích ứng nhằm giảm thiểu tác động xấu đến phát triển

kinh tế - xã hội và bảo vệ môi trường hạ lưu sông Hương.

Để đạt được mục tiêu đề ra, luận án thực hiện các nội dung sau:

1) Nghiên cứu các đặc điểm tài nguyên nước, chế độ thủy văn - thủy lực và

phân tích các yếu tố tác động đến chế độ thủy văn - thủy lực sông Hương.

2) Nghiên cứu xu thế biến đổi một số yếu tố khí hậu, thủy văn trên lưu vực

sông Hương.

3) Nghiên cứu ứng dụng mô hình toán thủy văn - thủy lực để tính toán mô

phỏng dòng chảy năm, dòng chảy lũ, dòng chảy kiệt sông Hương.

4) Đánh giá sự thay đổi một số yếu tố thủy văn – thủy lực hạ lưu sông Hương

dưới tác động của các công trình thủy lợi - thủy điện khi không xét và có xét đến

biến đổi khí hậu.

5) Trên cơ sở các kết quả phân tích đánh giá, luận án đề xuất những giải

pháp định hướng để giảm thiểu tác động tiêu cực của các công trình thủy lợi - thủy

điện, góp phần phát triển kinh tế - xã hội và bảo vệ môi trường trên lưu vực sông

Hương.

3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

Đối tượng nghiên cứu: Luận án tập trung đánh giá thay đổi về một số yếu tố

thủy văn, thủy lực vùng hạ lưu sông Hương dưới tác động của hệ thống các công

trình thủy lợi – thủy điện lớn trên lưu vực.