Nghiên cứu vai trò sông Đáy trong hệ thống công trình chống lũ sông Hồng

1
Bộ Giáo dục và Đào tạo Bộ Tài nguyên và Môi trờng

Viện Khí tợng Thuỷ Văn




Đặng Lan HƯƠNG




Nghiên cứu vai trò sông Đáy trong hệ thống
công trình phòng chống lũ sông Hồng

Chuyên ngành: Phát triển nguồn nớc
Mã số: 62-44-92-01



Tóm tắt Luận án tiến sĩ địa lý

Hà Nội 2006

2
Công trình đợc hoàn thành tại Viện Khí tợng Thủy văn
Bộ Tài nguyên và Môi trờng


Ngời hớng dẫn khoa học:

1.
2. PGS. TS. Cao Đăng D


Phản biện 1: PGS. TS. Nguyễn Văn Tuần
Trờng Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội
Phản biện 2: PGS. TS. Dơng Văn Tiển
Trờng Đại học Thuỷ lợi
Phản biện 3: TS. Nguyễn Lan Châu
Trung tâm Dự báo Khí tợng Thuỷ văn Trung ơng



Luận án sẽ đợc bảo vệ trớc Hội đồng chấm luận án cấp Nhà nớc
họp tại Viện Khí tợng Thủy văn
vào hồi . . . giờ . . . ngày . . . tháng . . . .năm 2006

Có thể tìm hiểu luận án tại Th viện Quốc gia, Th viện Trung tâm
KTTV Quốc gia, Th viện Viện Khí tợng Thủy văn.
GS. TS. Trịnh Quang Hoà

3
Các công trình đã công bố có liên quan đến luận án

1. Trịnh Quang Hoà, Đặng Lan Hơng (1999), Cải tiến và sử dụng
mô hình VRSAP để đánh giá khả năng chứa lũ, thoát lũ hệ thống
sông Đáy, Báo cáo đề mục dự án Đánh giá khả năng chứa lũ,
thoát lũ của sông Đáy, Viện Khí Tợng Thuỷ văn.
2. Trịnh Quang Hoà, Hoàng Minh Tuyển, Đặng Lan Hơng (2001),
Báo cáo kết quả tính toán hiệu quả điều tiết lũ của công trình
Đại Thị trên sông Gâm đối với thị xã Tuyên Quang và Hà Nội,
Báo cáo phục vụ dự án Công trình Thuỷ điện Đại Thị.
3. Trịnh Quang Hoà, Đặng Lan Hơng, Hoàng Minh Tuyển (2002),
Nghiên cứu cơ sở khoa học thiết lập các kịch bản lũ phục vụ
kiểm soát lũ Đồng bằng sông Hồng và nâng cấp hệ thống thoát
lũ sông Đáy, Báo cáo đề mục thuộc đề tài độc lập cấp Nhà nớc
Nghiên cứu mô hình, đề xuất cơ sở khoa học để cải tạo và nâng
cấp hệ thống thoát lũ sông Đáy phục vụ công tác phòng chống
lụt bão đồng bằng Bắc Bộ, Viện Khoa học Thủy lợi, Hà Nội.
4. Đặng Lan Hơng (2005), Đánh giá vai trò sông Đáy trong việc
phòng chống lũ sông Hồng sau khi có hồ Tuyên Quang và Sơn
La, Đề tài nghiên cứu khoa học cấp Tổng cục.
5. Trịnh Quang Hoà, Đặng Lan Hơng (2003), Bài toán phân lũ
sông Đáy trong giai đoạn khi có hồ Tuyên Quang, Sơn La và dự
ánLàm sống lại sông Đáy, Tạp chí khoa học kỹ thuật Thuỷ
lợi & Môi trờng số 3.

6. Đặng Lan Hơng (2005), Khả năng phải sử dụng giải pháp phân
lũ sông Đáy trong các giai đoạn kiểm soát lũ sông Hồng, Tạp chí
khoa học kỹ thuật Thuỷ lợi & Môi trờng số 8.
7. Đặng Lan Hơng (2005), Mức độ cần phân lũ vào sông Đáy
trong các giai đoạn kiểm soát lũ sông Hồng. Tập san Khí tợng
Thủy văn số 535.



1
Mở đầu
i. Tính cấp thiết của luận án
Phân lũ sông Hồng vào sông Đáy là một giải pháp kiểm soát lũ
đặc thù ở Đồng bằng sông Hồng (ĐBSH). Vai trò và hiệu quả của giải
pháp này trong việc kiểm soát lũ ĐBSH biến đổi qua nhiều thời kỳ. Hiện
tại, hệ thống công trình phòng chống lũ trên ĐBSH đang có những bớc
kiện toàn then chốt. Trớc hết l sự hoàn thiện hệ thống đê, sau đó là sự
ra đời của hồ Tuyên Quang trên sông Gâm, rồi hồ Sơn La trên sông Đ.
Sự phát triển của các hồ chứa thợng nguồn đã tạo điều kiện để xem xét
khả năng từ bỏ giải pháp phân lũ sông Đáy, một giải pháp kiểm soát lũ
mang tính chất tình thế, gây rất nhiều tổn thất cho vùng chịu phân lũ và
gần đây nhất đã có những bớc đi ban đầu thể hiện ý tởng làm sống lại
sông Đáy. Trong bối cảnh này, việc đánh giá lại toàn diện vai trò của hệ
thống công trình phân lũ sông Đáy mang tính thời sự, cấp thiết.
II. ý NGHĩA THựC TIễN V ý NGHĩA KHOA HọC
ý nghĩa thực tiễn
1. Vấn đề kiểm soát lũ có ý nghĩa đặc biệt quan trọng đối sự phát triển
kinh tế, xã hội vùng ĐBSH, trong đó có Thủ đô Hà Nội.
2. Các giải pháp nhằm giảm thiểu vai trò của sông Đáy trong việc phân lũ
sông Hồng và tiến tới làm sống lại sông Đáy có ý nghĩa quan trọng đối

với sự phát triển trong vùng phân lũ sông Đáy vì việc phân lũ gây tổn thất
rất lớn cho vùng chịu phân lũ.
ý ngha khoa hc
1. Thiết lập hệ thống kịch bản lũ phục vụ bài toán kiểm soát lũ ĐBSH là
một bài toán ngoại suy khó, đòi hỏi mô phỏng chuỗi số liệu bằng mô hình
toán với cách tiếp cận thống kê xác suất kết hợp với thuỷ động lực học và
phân tích hệ thống.
2. Các vấn đề thuỷ động lực học trên hệ thống sông Hồng- Thái Bình rất
phức tạp cả về phơng diện cấu trúc vật lý và cả về phơng diện các yếu
tố điều khiển. Các vấn đề này cần phải đợc giải quyết bằng một mô hình
thuỷ lực đủ mạnh và mềm dẻo.
3. Tìm kiếm giải pháp giảm thiểu vai trò phân lũ của sông Đáy là bài toán
phức tạp liên quan đến nhiều phơng án xử lý mang tính khoa học cao.

2
III. PHạM VI NGHIêN CứU
1.Không gian nghiên cứu của luận án đợc giới hạn trên hệ thống sông
Hồng- Thái Bình, bao gồm cả lu vực sông Đáy.
2. Đối tợng nghiên cứu của luận án là tổ hợp công trình phân lũ sông
Đáy bao gồm các công trình đầu mối, khu chứa lũ Chơng Mỹ- Mỹ Đức
cùng toàn bộ lòng dẫn và đê sông Đáy. Tổ hợp này đợc nghiên cứu trong
mối quan hệ với toàn bộ hệ thống sông Hồng cùng với các công trình
kiểm soát lũ.
IV. Mục TIêU NGHIêN cứu CủA LUậN áN
1. Phân tích và đánh giá vai trò phân lũ của sông Đáy qua các giai đoạn
kiểm soát lũ trên ĐBBB.
2. Phân tích một số vấn đề liên quan đến việc sử dụng công trình phân lũ
sông Đáy trong giai đoạn sau khi có hồ Sơn La.
V. phơng pháp nghiên cứu
Luận án đã áp dụng các phơng pháp tiếp cận, phân tích, đánh giá sau:

1. Phơng pháp phân tích hệ thống
2. Phơng pháp kế thừa các nghiên cứu đã có
3. Phơng pháp điều tra khảo sát thực địa
4. Phơng pháp xây dựng hệ thống các giả thiết
5. Phơng pháp thống kê v xác suất
6. Phơng pháp mô hình toán: mô hình VRSAP, mô hình ISIS.
VI. cấu trúc luận án
Ngoi phần mở đầu, kết luận và phụ lục, nội dung của luận án
đợc trình bày trong 4 chơng:
Chơng 1. Tổng quan vấn đề phân lũ sông Đáy trong hệ thống công trình
phòng chống lũ sông Hồng.
Chơng 2. Thiết lập bài toán đánh giá vai trò sông Đáy trong hệ thống
công trình phòng chống lũ sông Hồng.
Chơng 3. Thiết lập hệ thống kịch bản và tập hợp đầu vào của bài toán
phân lũ sông Đáy trong các giai đoạn kiểm soát lũ sông Hồng.
Chơng 4. Vai trò sông Đáy trong hệ thống công trình phòng chống lũ
sông Hồng.




3
Chơng 1
Tổng quan vấn đề phân lũ sông Đáy Trong
hệ thống công trình phòng chống lũ sông Hồng
1.1 các giải pháp phòng chống lũ v hệ thống công trình phòng
chống lũ đồng bằng sông Hồng
1.1.1 Các giải pháp phòng chống lũ đồng bằng sông Hồng
Các giải pháp phòng chống lũ ĐBSH đợc hình thành, phát triển
trong một quá trình lâu dài và đã đợc đúc kết trong các quy hoạch phòng

chống lũ ĐBSH, bao gồm: giải pháp đê, tăng khả năng thoát lũ của lòng
dẫn, giải pháp hồ chứa cắt lũ, giải pháp phân lũ, chậm lũ, giải pháp trồng
và bảo vệ rừng, tổ chức điều hành phòng chống lũ.
1.1.2 Hệ thống công trình phòng chống lũ đồng bằng sông Hồng
Hệ thống các công trình phòng lũ cho ĐBSH bao gồm: hệ thống
đê, hệ thống hồ chứa thợng nguồn, hệ thống công trình phân lũ sông Đáy,
các khu phân, chậm lũ. Việc phân lũ vào sông Đáy chỉ đợc sử dụng sau
khi các hồ chứa đã hoạt động hết khả năng nhng vẫn không giữ đợc mực
nớc sông Hồng dới mực nớc thiết kế đê. Sau khi đã phân lũ vào sông
Đáy, nếu mực nớc lũ vẫn lớn hơn mực nớc thiết kế đê, các khu phân
chậm lũ đợc đa vào sử dụng.
1.2 Sông Đáy v quá trình phát triển của hệ thống công trình
phân lũ sông Đáy
1.2.1 Giai đoạn trớc năm 1937
Trớc 1937, sông Đáy là một phân lu tự nhiên của sông Hồng.
1.2.2 Giai đoạn từ 1937 đến 1954
Đập Đáy đợc hoàn thành vào năm 1937 với lu lợng thiết kế là
3000 m
3
/s. Mục đích chính của việc xây dựng đập Đáy trong thời kỳ này là
ngăn lũ sông Hồng chảy vào sông Đáy, tạo thuận lợi cho việc tiêu úng các
vùng ven sông Đáy. Đập Đáy chỉ đợc mở để phân lũ sông Hồng trong
những năm lũ sông Hồng lớn uy hiếp đê.
1.2.3 Giai đoạn 1954-1961
Với mục tiêu chống lũ là trận lũ tơng đơng với trận lũ năm 1945,
hệ thống đê điều ĐBSH đã đợc củng cố với mực nớc an toàn đê tại Hà
Nội là 13,0 m. Hệ thống đê tả gần đập Đáy đợc tu bổ.

4
1.2.4 Giai đoạn 1962- 1971
Năm 1965, cống Vân Cốc với lu lợng thiết kế 2300 m
3
/s đợc
xây dựng. Đê bao và khu chứa lũ Vân Cốc đợc hình thành.
1.2.5 Giai đoạn 1971 đến nay
Tổ hợp công trình phân lũ sông Đáy ra đời năm 1975, gồm cống
Vân Cốc, khu chứa lũ Vân Cốc, tràn Hát Môn, đập Đáy, khu chứa lũ
Chơng Mỹ-Mỹ Đức cùng toàn bộ lòng dẫn và đê sông Đáy. Nhiệm vụ của
công trình là phân vào sông Đáy từ 1,2 đến 1,4 tỷ m
3
nớc với lu lợng
lớn nhất 5000 m
3
/s khi gặp trận lũ tơng tự nh trận lũ 8/1971.
1.3 Tổng quan Những nghiên cứu liên quan đến vấn đề phân lũ
sông Đáy
1.3.1 Các nghiên cứu về vấn đề phân lũ sông Đáy
Trớc năm 1954 có rất ít tài liệu về sông Đáy. Trong giai đoạn
1954-1970, sông Đáy đợc nghiên cứu trong Quy hoạch phòng chống lũ
sông Hồng (ủy ban trị thuỷ sông Hồng, 1964). Quy hoạch đợc xây dựng
với mục tiêu chống đợc trận lũ 8/1945. Một trong những giải pháp đợc
nghiên cứu là giải pháp chậm lũ vào Vân Cốc.
Giai đoạn 1971-75 là thời kỳ nghiên cứu thiết kế tổ hợp công trình
phân lũ sông Đáy với mục tiêu chống lũ là trận lũ năm 1971. Các nghiên
cứu chính: Quy hoạch phân lũ sông Hồng vào sông Đáy (ủy ban trị thuỷ
và khai thác sông Hồng, 1973), Nghiên cứu phân lũ sông Hồng vào sông
Đáy (Trờng Đại học Thủy lợi chủ trì phối hợp với Viện Quy hoạch, Vụ
Đê điều, Viện Thiết kế Thuỷ lợi điện và Cục Thuỷ văn, 1975).

Trong giai đoạn 1976-89 với quy trình phân lũ sông Đáy đợc ban
hành vào năm 1976, các nghiên cứu tập trung vào đánh giá năng lực hoạt
động của tổ hợp công trình phân lũ sông Đáy: Đánh giá khả năng phân lũ
của đập Đáy- Vân Cốc (Viện Khảo sát thiết kế Thuỷ lợi, 1981), Một số
vấn đề về phân lũ sông Hồng vào sông Đáy (Viện Quy hoạch Thuỷ lợi,
1981) Mô hình thuỷ lực đã đợc sử dụng rộng rãi trong các nghiên cứu về
sông Đáy (Nguyễn Ân Niên, 1980; Nguyễn Nh Khuê, 1987).
Trong giai đoạn 1990-95, nghiên cứu về sông Đáy đợc gắn liền
với vai trò cắt lũ của hồ Hoà Bình. Năng lực của hệ thống kiểm soát lũ
đợc đánh giá không chỉ đối với những trận lũ thực tế mà còn cả đối với



5
những tình huống tổ hợp lũ khác nhau trên hệ thống sông Hồng. Các mô
hình ngẫu nhiên mô phỏng tổ hợp lũ sông Hồng và mô hình thuỷ lực đã
đợc áp dụng phổ biến trong các nghiên cứu về hệ thống công trình phòng
chống lũ sông Hồng trong đó có sông Đáy: Quy trình vận hành hồ Hoà
Bình (Viện QHTL và Tổng công ty Điện lực Việt Nam, 1991), Tính toán
thuỷ lực phân lũ sông Hồng vào sông Đáy (Viện QHTL, 1994).
Trong giai đoạn 1996-2000, sau trận lũ lớn xảy ra trên sông Đà
tháng 8/1996 và trong bối cảnh lũ lớn xảy ra liên tiếp ở nhiều nơi trên thế
giới, vai trò phân lũ dự phòng của sông Đáy đợc nhấn mạnh. Mô hình lũ
năm 1996 đã đợc sử dụng để xem xét khả năng chống lũ của hệ thống
công trình phòng chống lũ trên sông Hồng, trong đó có công trình phân lũ
sông Đáy. Các nghiên cứu tập trung vào việc đánh giá khả năng trữ lũ,
thoát lũ của hệ thống phân lũ sông Đáy đối với việc hạ thấp mực nớc tại
Hà Nội trong những trận lũ lớn: Dự án số 7 thuộc chơng trình phòng
chống lũ đồng bằng sông Hồng (2000-2001) Đánh giá khả năng phân lũ
sông Đáy và sử dụng lại các khu phân chậm lũ, đề xuất các phơng án xử

lý khi gặp lũ khẩn cấp (Viện QHTL, Viện KTTV, Trờng ĐHTL).
Từ năm 2000 đến nay, với sự ra đời của hồ Tuyên Quang và Sơn
La, tiêu chuẩn phòng chống lũ ĐBSH đã đợc nâng lên mức chống lũ 500
năm. Đã có bớc chuyển biến mới trong việc nhìn nhận vai trò sông Đáy.
Các nghiên cứu tập trung vào việc tìm kiếm cách thức sử dụng hợp lý và
các biện pháp cải tạo sông Đáy nhằm phục vụ không chỉ cho mục tiêu
phân lũ lớn mà còn cả mục tiêu phân lũ thờng xuyên, cấp nớc mùa kiệt
và làm sống lại sông Đáy: Dự án Phân lũ và phát triển thuỷ lợi sông Đáy
(Bộ NN&PTNT, 2001), đề tài nghiên cứu khoa học cấp Nhà nớc Nghiên
cứu mô hình đề xuất cơ sở khoa học để cải tạo và nâng cấp hệ thống thoát
lũ sông Đáy phục vụ công tác phòng chống lụt bão đồng bằng Bắc Bộ
(Viện Khoa học thuỷ lợi, 2003), dự án Cải tạo, nâng cấp hệ thống thoát lũ
sông Đáy (Bộ NN&PTNT, 2003), Dự án Quy hoạch phòng chống lũ
đồng bằng sông Hồng và thủ đô Hà Nội (Viện QHTL, 2003).
1.3.2 Các nghiên cứu liên quan đến phơng pháp mô phỏng bài toán
phân lũ sông Đáy
1.3.2.1 Các phơng pháp mô phỏng ngẫu nhiên quá trình dòng chảy



6
Phơng pháp Monte Carlo là phơng pháp kinh điển để tạo nên các
chuỗi số ngẫu nhiên. Từ những năm 70, phơng pháp Fragment của
Xvanidze đã tạo cơ sở cho việc mô phỏng ngẫu nhiên tổ hợp giữa lợng
dòng chảy năm và phân phối dòng chảy trong năm để tạo nên các quá trình
dòng chảy tháng. Giả thuyết G và giả thuyết N (Kriskimenken, 1980) đã
đợc sử dụng trong việc mô phỏng cấu trúc không gian của các trờng
ngẫu nhiên tuân theo quy luật phân bố Gamma và phân bố chuẩn. Phơng
pháp mô phỏng ngẫu nhiên các chuỗi dòng chảy năm đã đợc áp dụng để
mô phỏng tổ hợp các quá trình lũ trên các nhánh sông. ở Việt Nam, các

phơng pháp mô phỏng các tổ hợp lũ bắt đầu đợc áp dụng từ những năm
1980 và ngày càng đợc áp dụng rộng rãi trong các bài toán kiểm soát lũ
sông Hồng. Có thể kể đến các công trình của Đỗ Cao Đàm (1984), Trịnh
Quang Hoà (1994), Lơng Tuấn Anh (1999), Hoàng Minh Tuyển (2002).
1.3.2.2 Các mô hình diễn toán dòng chảy trên hệ thống sông
Mô hình thuỷ lực diễn toán dòng chảy dựa trên cơ sở của hệ
phơng trình SaintVenant đã đợc ứng dụng rộng rãi trên thế giới từ những
năm 1960 cùng với sự phát triển của máy tính điện tử. Từ đó đến nay các
mô hình thuỷ lực đã có những bớc tiến đáng kể về kỹ thuật giải, về khả
năng mô phỏng và khả năng xử lý thông tin. Từ những mô hình thuỷ lực
ban đầu nh HEC2, WENDY DAMBRK, DWOPER, NETWORK, MIKE,
đến nay đã phát triển rất nhiều phần mềm mạnh kết nối các mô hình tính
toán thuỷ lực với hệ thống thông tin địa lý (GIS) để giải quyết các bài toán
thuỷ lực khác nhau nh HEC-RAS, WSPRO, FLDWAY, MIKE 11, iSIS,
Quá trình phát triển các mô hình tính toán thủy lực ở Việt Nam
đợc đánh dấu bằng sự ra đời của mô hình KOD01 (GS. Nguyễn Ân Niên)
và mô hình KRSAL (GS.Nguyễn Nh Khuê, 1979) sau này đợc phát triển
thành mô hình VRSAP (1992). Từ đó đến nay, mô hình VRSAP đã đợc
ứng dụng rộng rãi và đợc cải tiến nhiều mặt nhằm giải quyết các bài toán
thủy lực khác nhau. Trong bài toán phân lũ sông Đáy, VRSAP đã đợc cải
tiến để mô tả hoạt động đập Đáy và cống Vân Cốc với yếu tố điều khiển là
mực nớc sông Hồng tại Hà Nội. So với nguyên bản, mô hình VRSAP đã



7
đợc mở rộng nhiều về khả năng mô phỏng, phục vụ việc mô tả sự trao đổi
nớc phức tạp trong vùng chậm lũ Chơng Mỹ Mỹ Đức.
1.4 Nội dung nghiên cứu của luận án
1. Xây dựng hệ thống kịch bản lũ phù hợp với tiêu chuẩn phòng chống lũ

sông Hồng và hệ thống hồ chứa của từng giai đoạn kiểm soát lũ sông Hồng
2. Điều hành phối hợp hệ thống hồ chứa của từng giai đoạn nhằm đánh giá
vai trò của chúng trong việc phòng chống lũ ĐBBB.
3. Xác định tập hợp đầu vào của bài toán phân lũ sông Đáy thông qua việc
điều hành phối hợp hệ thống hồ chứa của từng giai đoạn, trên cơ sở đó xác
định mức độ cần thiết phải phân lũ vào sông Đáy tơng ứng với tiêu chuẩn
phòng chống lũ của từng giai đoạn kiểm soát lũ.
4. Xây dựng mạng thuỷ lực và lựa chọn mô hình diễn toán lũ phù hợp.
5. Phân tích và đánh giá vai trò sông Đáy trong từng giai đoạn kiểm soát lũ
sông Hồng và các vấn đề xung quanh việc trữ lũ vào khu Chơng Mỹ-Mỹ
Đức, thoát lũ theo lòng dẫn sông Đáy trong giai đoạn sau khi có hồ Sơn La.
Chơng 2
thiết lập bi toán đánh giá vai trò sông Đáy trong
hệ thống công trình phòng chống lũ ĐBSH
2.1 Đặc điểm hệ thống sông Hồng v hệ thống phân lũ sông Đáy
2.1.1 Hệ thống sông Hồng
Sông Hồng bắt nguồn từ dãy núi Nguỵ Sơn (Trung Quốc). ở phần
hạ lu, sông Hồng đợc nối với sông Thái Bình. Sông Hồng có các phân
lu: Đuống, Luộc, Tr Lý, Đáy, Đo, và Ninh Cơ. Lũ hạ du sông Hồng
đợc hình thnh từ lũ của 3 sông Đ, sông Thao v sông Lô, trong đó
tổng lợng lũ sông Đà chiếm tỷ lệ từ 37% đến 69%, lũ sông Lô chiếm
từ 17% đến 41% và lũ sông Thao chiếm từ 13% đến 30%. Lũ lớn
thờng xuất hiện vào trung tuần tháng 8 hàng năm.
2.1.2 Hệ thống phân lũ sông Đáy
Sông Đáy nguyên là một phân lu tự nhiên của sông Hồng với
diện tích lu vực 5800km
2
và chiều dài 240 km. Các sông chính trong
lu vực sông Đáy gồm dòng chính sông Đáy, sông Tích, sông Thanh Hà,
sông Hoàng Long, sông Nhuệ, sông Châu và sông Đào. Chế độ lũ sông

8
Đáy chịu tác động của lũ do ma sinh ra trong phạm vi lu vực sông Đáy
và lũ sông Hồng qua sông Đào Nam Định. Tổ hợp công trình phân lũ sông
Đáy bao gồm các công trình đầu mối (cống Vân Cốc, tràn Hát Môn, hồ
Vân Cốc, đập Đáy), khu chứa lũ Chơng Mỹ - Mỹ Đức, đê sông Đáy cùng
toàn bộ lòng dẫn sông Đáy.
2.2 thiết lập bi toán tổng thể mô phỏng phân lũ sông hồng
vo sông Đáy
2.2.1 Sơ đồ bi toán phân lũ sông Hồng vo sông Đáy
Sơ đồ mô phỏng bài toán phân lũ sông Hồng vào sông Đáy đợc
trình bày trên Hình 2.5
2.2.2 Cấu trúc sơ đồ mô phỏng bi toán phân lũ sông Hồng vo sông
Đáy.
1. Sơ đồ có hai hệ thống đầu vào độc lập. Đầu vo 1 do tiêu chuẩn phòng
chống lũ ĐBSH 14 TCN 122-2002 quy định với hai thông số quan trọng
nhất l mực nớc an toàn đê tại Hà Nội v tần suất phòng lũ tại Sơn Tây.
Đầu vo thứ hai của sơ đồ là hệ thống hồ chứa.
2. Sơ đồ có hai khối tính toán l khối kịch bản lũ v khối diễn toán lũ.
a) Khối kịch bản lũ: Với đầu vo l tần suất phòng lũ tại Sơn Tây, khối
kịch bản lũ có nhiệm vụ tạo ra không gian xác suất lũ tại 8 vị trí l: Na
Hang, Hm Yên trên sông Lô, Sơn La, Ho Bình trên sông Đà, Thác B
trên sông Chảy, Yên Bái trên sông Thao, Sơn Tây v H Nội trên sông
Hồng. Một trận lũ gồm 3 thuộc tính l lu lợng đỉnh lũ, tổng lợng trận lũ
v hình dạng đờng quá trình lũ. Trong luận án đề cập tới 3 dạng lũ l dạng
lũ tháng 8/1969, 8/1971 và 8/1996.
b) Khối diễn toán lũ: đầu vo của khối diễn toán lũ l quá trình lu lợng
tại Sơn Tây đã bị điều tiết bởi hệ thống hồ chứa, đó cũng chính là đầu ra

cuối cùng của khối kịch bản lũ. Với hệ thống giả thiết cùng đầu vào là quá
trình lũ tại Sơn Tây, cần thông qua mô hình thuỷ lực để xem xét phản ứng
đờng mặt nớc dọc sông Đáy. Luận án sử dụng kết hợp 2 mô hình
VRSAP và ISIS.
Đầu ra của toàn bộ bài toán là các kết luận, đánh giá về mức độ hạ
thấp mực nớc sông Hồng tại Hà Nội, đờng mặt nớc sông Đáy khi phân



9
Hình 2.5. Sơ đồ mô phỏng bài toán phân lũ sông Hồng sang sông Đáy


Mạng thuỷ lực & các
giả thiết
1.Thời điểm phân lũ

2. Thay đổi độ nhám s.
Đáy
3. Ngăn đường tràn từ s.
Đáy
4. Ngăn toàn bộ các
đường tràn cả s. Tích và
s. Đáy
(3)
Mô hình
ISIS và
VRSAP
Outputs_3: Các kết luận
1. Mục tiêu 1

: mức độ h
ạ

thấp mức nước Hà Nội
trong các điều kiện dạn
g

lũ ∩Tần suất lũ∩Các hồ
chứa
2. Mục tiêu 2: Đường mực
nước trên các đoạn: Hạ
lưu đập Đáy-BaThá;
BaThá-TânLang;
TânLang-Biển.
3. Tổng kết: các phư¬n
g

án có khả năng vận dụng



KHỐI
DIỄN
TOÁN
LŨ

(1)
Tổ hợp
lũ
Outputs_1: Qúa
trình lũ tại
1. Na Hang
2. Hàm Yên
3. Sơn La
4. Hoà Bình
5. Thác Bà
6. Yên Bái
7. Sơn Tây
8. Hà Nội
(2) Điều
hành hệ
thống
hồ
Outputs_2:
Qu¸ trình lũ đã được
điều tiết tại
1. Sơn Tây
2. Hà Nội
Giả
thiết
Inputs_3: Dạng lũ
8/1969, 8/1971,

8/1996

Inputs_1: Tiêu chuẩn PCL_ĐBSH
Z
HàNội
∩Tần suất chống lũ tại Sơn Tây
P%
[13.4m ] ∩ [0.8%;0.4%;0.2%]

Inputs_2: Hệ thống hồ chứa
1. Hoà Binh

∩Thác Bà [ 125năm]
2. HoàBình,ThácBà∩TuyênQuang [250năm]
3. HoàBình,ThácBà,TuyênQuang∩
SơnLa [500năm]


KHỐI
KỊCH
BẢN
LŨ






10
lũ và các phơng án có thể kiến nghị sử dụng nhằm giảm thiểu khả năng

phải trữ lũ vào khu Chơng Mỹ-Mỹ Đức.
2.3 CáC KHốI TíNH TOáN TRONG BI TOáN TổNG THể
2.3.1 Mô hình tổ hợp lũ
a) Mô phỏng tập hợp lu lợng đỉnh lũ trên các tuyến sông
- Lu lợng đỉnh lũ tại tại tuyến cơ bản

),(),( CsPioQioQ

+=

trong đó:
Q
0
-kỳ vọng của lu lợng đỉnh lũ tại tại tuyến cơ bản, -khoảng
lệch quân phơng chuỗi lu lợng đỉnh lũ tại tuyến cơ bản; P
i
: số ngẫu
nhiên đều trong khoảng (0,1), (
in= 1,
); (Pi,Cs) -biến số chuẩn phụ
thuộc vào hàm phân phối xác suất.
- Lu lợng đỉnh lũ tại các tuyến khác:

2
1)
'
,()(
~
),(
j

R
j
S
C
i
PjQijQ +=

, Nj ,1=
trong đó:
)(
~
jQ - kỳ vọng có điều kiện của lu lợng đỉnh lũ tại tuyếnj khi
đã xảy ra đỉnh lũ tại (j-1) tuyến;
C
S
'
-hệ số thiên lệch có điều kiện;

j
1 R
j
- khoảng lệch quân phơng có điều kiện; R
j
- hệ số tơng
quan bội;
- hàm ngợc của hàm phân phối Gamma(0,1).
b) Tính toán tổng lợng lũ
Tổng lợng lũ đợc xác định theo quan hệ giữa lợng (W) và đỉnh (Q) lũ :
2'
1),()(

QWWSWw
Q
W
QW
RCPQQRWW ++=




c) Mô phỏng quá trình lũ tại từng tuyến
Quá trình lũ đợc mô phỏng theo phơng pháp thu phóng lũ sóng lũ
chính của Quy phạm thuỷ lợi (QPTL - C6 -77).
2.3.2 Mô hình điều hành hồ chứa
Hoạt động điều tiết lũ của hồ chứa đợc mô phỏng bằng hệ phơng
trình sau:
dt
dV
tqtQ = )()(

qt f Z
ho
() ( )
=


trong đó: Q(t)- lu lợng vào hồ tại thời điểm t; q(t)-lu lợng xả qua hồ
tại thời điểm t; V- dung tích hồ chứa; Z
hồ
- mực nớc hồ.
2.3.3 Mô hình thuỷ động lực mạng sông

11
Để mô phỏng quá trình truyền lũ trong hệ thống sông, luận án sử
dụng kết hợp 2 mô hình VRSAP và ISIS. Mô hình VRSAP do GS. Nguyễn
Nh Khuê xây dựng đã đợc áp dụng nhiều đối với các hệ thống sông ở
Việt Nam. Mô hình ISIS là mô hình do tập đoàn công ty Halcrow/HR
Wallingford xây dựng. Mô hình đã đợc ứng dụng ở nhiều mạng sông lớn
trên thế giới. Mô hình ISIS có thể mô phỏng đợc chi tiết hoạt động của
nhiều loại công trình và nhiều dạng quy trình vận hành của các công trình.
Ngời sử dụng mô hình có thể xây dựng quy trình vận hành các công trình
trong ngôn ngữ lập trình riêng của mô hình. Ngoài ra, mô hình còn cho
phép phân tích, can thiệp vào các kết quả tính toán tại các bớc thời gian
xảy ra trớc thời điểm tính toán hiện tại. Việc tổ chức mạng thủy lực trong
mô hình rất thuận tiện do có giao diện thân thiện đợc kết nối với hệ thống
thông tin địa lý GIS. Vì lần đầu mô hình ISIS với những tính năng mới
đợc cập nhật 2004 đợc áp dụng trên toàn mạng sông Hồng-Thái Bình
nên kết quả của mô hình ISIS cần đợc so sánh với kết quả của VRSAP.

Chơng 3
Thiết lập hệ thống kịch bản v tập hợp đầu vo
Của bi toán phân lũ sông đáy trong các giai đoạn
kiểm soát lũ trên đbSH
3.1 Tiêu chuẩn phòng chống lũ đồng bằng sông Hồng
Các kịch bản lũ trong bài toán kiểm soát lũ sông Hồng đợc xây
dựng dựa trên tiêu chuẩn phòng chống lũ ĐBSH 14 TCN 122-2002.
Bảng 3.1. Các thông số cơ bản đợc sử dụng để xây dựng kịch bản lũ theo
tiêu chuẩn phòng chống lũ
BSH

Giai đoạn 1 2 3
Hệ thống hồ chứa HB+TB HB+TB+TQ HB+SL+TB+TQ
Chu kỳ lũ (năm) 125 250 500
Tần suất lũ (%) 0,8 0,4 0,2
Q
max SơnTây
(m
3
/s) 37800 42600 48000
Z thiết kế đê tại Hà Nội (m) 13,4 13,4 13,4



12
sông Gâm
Chiêm Hoá
lũ sông Lô
Hm Yên
lũ sông Gâm
Na hAng
lũ sông Đà
Tạ Bú
lũ sông Hồng
TạI
SƠN TÂY
Q
max
= 48000 m
3
/s

Dạng lũ 71, 69, 96

Tần
suất lũ
P=0,2%
Lũ Sông THao
YÊN BáI
lũ sông Đà
Ho Bình
lũ sông Chảy
Thác B
lũ sông Lô
Tuyên quang
Hình 3.4. Sơ đồ tổ hợp lũ sông Hồng phục vụ bài toán
phân lũ sông Đáy trong giai đoạn 3
3.2. Hệ thống kịch bản phòng chống lũ sông Hồng
Tơng ứng với tiêu chuẩn phòng chống lũ sông Hồng cùng với hệ
thống hồ chứa của từng giai đoạn, hệ thống kịch bản lũ sông Hồng đã đợc
thiết lập cho từng giai đoạn.
3.2.1 Hệ thống kịch bản trong giai đoạn 1
Kch bn lũ bao gồm quá trình lũ tự nhiên đồng thời tại 5 vị trí Sơn
Tây, Hoà Bình, Yên Bái, Tuyên Quang, Thác Bà tơng ứng với tần suất lũ
0,8% tại Sơn Tây với Q
max
=37800 m
3
/s.
3.2.2 Hệ thống kịch bản trong giai đoạn 2.
Kch bản lũ bao gồm quá trình lũ tự nhiên đồng thời tại các vị trí
Sơn Tây, Hoà Bình, Yên Bái, Tuyên Quang, Thác Bà, Na Hang, Chiêm

Hoá, Hàm Yên ứng với tần suất lũ 0,4% tại Sơn Tây với Q
max
=42600 m
3
/s.



13
Với sự có mặt của hồ Tuyên Quang, hệ thống kịch bản của giai đoạn này
bao gồm cả tổ hợp lũ sông Lô, Gâm.
3.2.3 Hệ thống kịch bản của giai đoạn 3
Kch bản lũ là tập hợp các quá trình lũ tại các vị trí Sơn Tây, Hoà
Bình, Yên Bái, Tuyên Quang, Thác Bà, Na Hang, Chiêm Hoá, Hàm Yên,
Tạ Bú ứng với tần suất lũ 0,2% tại Sơn Tây với Q
max
= 48000 m
3
/s.
3.3 Quy trình điều tiết các hồ chứa thợng nguồn sông Hồng
3.3.1 Quy trình vận hành hồ Hoà Bình, Thác Bà
Việc điều phối hồ Hoà Bình, Thác Bà cắt lũ đợc dựa trên Quy trình
vận hành hồ chứa thuỷ điện Hoà Bình và các công trình cắt giảm lũ sông
Hồng trong mùa lũ hàng năm 57/PCLB/QĐ ngày 12/6/1997.
3.3.2 Quy trình điều phối hồ Tuyên Quang
Hiện tại cha có quy trình cắt lũ chính thức của hồ Tuyên Quang. Do
vậy, quy trình điều phối hồ Tuyên Quang đợc giả thiết dựa trên những
nhiệm vụ của công trình Tuyên Quang và các mức nớc an toàn đê tại thị
xã Tuyên Quang.
3.3.3 Quy trình điều phối hồ Sơn La

Hồ chứa Sơn La đợc vận hành cắt lũ phối hợp với hồ Hoà Bình
dựa trên một số điểm cơ bản của quy trình điều hành đợc thiết lập trong
nghiên cứu khả thi và thiết kế kỹ thuật giai đoạn 1 công trình thuỷ điện Sơn
La.
3.4 Tập hợp đầu vo của bi toán v mức độ cần phân lũ vo
sông Đáy trong các giai đoạn kiểm soát lũ sông Hồng
3.4.1 Tập hợp đầu vào của bài toán phân lũ sông Đáy
Tập hợp các quá trình lũ tại Sơn Tây sau khi đợc các hồ chứa điều
tiết quyết định nhiệm vụ của hệ thống công trình phân lũ sông Đáy và
đóng vai trò là đầu vào của bài toán phân lũ sông Đáy. Tập hợp đầu vào
của từng giai đoạn đợc xác định bằng cách diễn toán các quá trình lũ đã
đợc hệ thống hồ chứa trên các sông nhánh điều tiết về vị trí Sơn Tây.
Tơng ứng với cùng một tần suất phòng chống lũ, tức là với cùng một giá
trị đỉnh lũ tại Sơn Tây trong điều kiện tự nhiên, giá trị đỉnh lũ tại Sơn Tây
sau khi đợc các hồ chứa điều tiết không giống nhau trong các dạng lũ
khác nhau. Trong từng giai đoạn kiểm soát lũ, đỉnh lũ Sơn Tây tơng ứng
Hình 3.7. Quá trình lũ sông Hồng tại Sơn Tây đã đợc các hồ
chứa điều tiết trong các giai đoạn kiểm soát lũ
Giai đoạn 1- Trận lũ 125 năm
0
10000
20000
30000
40000
0 6 12 18 24 30 36 42 48 54 60 66 72 78
Thời gian (6 giờ)
QSơn Tây ( m
3
/
s

)
Dạng 1969
Dạng 1971
Dạng 1996
Giai đoạn 2- Trận lũ 250 năm
0
10000
20000
30000
40000
0 6 12 18 24 30 36 42 48 54 60 66 72 78
Thời gian (6 giờ)
QSơn Tây ( m
3
/
s
)
Dạng 1969
Dạng 1971
Dạng 1996
Giai đoạn 3- Trận lũ 500 năm
0
10000
20000
30000
40000
0 6 12 18 24 30 36 42 48 54 60 66 72 78
Thời gian (6 giờ)
QSơn Tây ( m
3

/
s
)
Dạng 1969
Dạng 1971
Dạng 1996



14
với dạng lũ 1996 sau khi đợc điều tiết lớn hơn so với các giá trị tong ứng
với dạng lũ 1971 và 1969. Dạng lũ năm 1996 là dạng lũ khó kiểm soát
bằng giải pháp hồ chứa hơn dạng lũ 1971 và 1969.
3.4.2 Mức độ cần phân lũ vào sông Đáy trong các giai đoạn kiểm soát
lũ
Mức độ cần phân lũ của sông Đáy do quá trình lũ sông Hồng tại
Sơn Tây quyết định và đợc đặc trng bởi 3 thông số: tổng lợng phân lũ
W
phân lũ
, thời gian T
phân lũ
và lu lợng phân lũ Q
phân lũ
. Mức độ cần phân lũ
vào sông Đáy đặc trng cho nhiệm vụ phân lũ mà sông Đáy cần phải đảm
nhiệm sau khi các hồ chứa đã cắt lũ.
Bảng 3.2. Các thông số đặc trng cho mức độ cần phân lũ sông Đáy trong
các giai đoạn kiểm soát lũ sông Hồng
Giai đoạn

Chu kỳ lũ

Dạng lũ

Qmax
Sơn Tây
(m
3
/s)
Zmax
Hà Nội
(m)
Wphân lũ
(tỷ m
3
)
Qphân lũ
(m
3
/s)
Tphân lũ
(giờ)
1 125 1969 28037 13,59 0.22 1617 82
125 1971 24917 12,90 0.00 0 0
125 1996 30672 14,01 0.79 3932 89
2 125 1969 24001 12,86 0.00 0 0
125 1996 25770 13,20 0.00 0 0
250 1969 28377 13,76 0.70 2623 129
250 1971 25048 13,11 0.00 0 0
250 1996 31489 14,22 1.78 5443 135

3 500 1969 29933 13,98 0.99 3291 158
500 1971 26771 13,27 0.00 0 0
500 1996 29845 13,97 1.19 3530 168
Trong giai đoạn 1, hồ Hoà Bình và Thác Bà có thể chống đợc các
trận lũ có chu kỳ lặp lại 125 năm và dạng lũ tơng tự nh lũ năm 1971 mà
không cần phân lũ sông Đáy. Đối với các trận lũ có chu kỳ 125 năm nhng
dạng lũ 1969, vẫn cần phải phân lũ nhẹ với mức độ phân lũ là 0,22 tỷ m
3
.
Trong trận lũ chu kỳ 125 năm - dạng 1996, nhiệm vụ của giải pháp phân lũ
sông Đáy còn tơng đối lớn với mức phân lũ 0,79 tỷ m
3
. Nhiệm vụ phân lũ



15
của sông Đáy trong giai đoạn 1 đối với các trận lũ có chu kỳ lặp lại 125
năm nhỏ hơn nhiều so với nhiệm vụ thiết kế năm 1975.
Trong giai đoạn 2, hệ thống hồ chứa bao gồm Hoà Bình, Thác Bà
và Tuyên Quang có thể chống đợc các trận lũ có chu kỳ lặp lại 125 năm
mà không cần phân lũ sông Đáy. Hồ Tuyên Quang trên sông Gâm có thể
thay thế cho giải pháp phân lũ sông Đáy trong các trận lũ có chu kỳ lặp lại
125 năm. Đối với các trận lũ có chu kỳ lặp lại 250 năm theo dạng lũ 1996,
các hồ chứa trong giai đoạn 2 không đủ khả năng giữ mực nớc Hà Nội
nhỏ hơn 13,4 m và vẫn cần đến giải pháp phân lũ sông Đáy. Mức độ cần
phân lũ của sông Đáy trong giai đoạn có thêm hồ Tuyên Quang đối với các
trận lũ có chu kỳ lặp lại 250 năm đã vợt mức so với mức thiết kế năm
1975.
Trong giai đoạn 3, sau khi có hồ Sơn La, để giữ mực nớc Hà Nội

không vợt quá 13,4 m trong các trận lũ 500 năm vẫn cần đến giải pháp
phân lũ sông Đáy. Mức độ cần phân lũ vào sông Đáy trong giai đoạn có hồ
Sơn La đối với trận lũ chu kỳ lặp lại 500 năm vẫn xấp xỉ mức thiết kế với
lu lợng phân lũ trên 3500 m
3
/s và tổng lợng phân lũ xấp xỉ 1,2 tỷ m
3
.

Chơng 4
Vai trò sông đáy trong hệ thống công trình
phòng chống lũ sông Hồng
Chơng 4 sử dụng mô hình thuỷ lực nhằm phân tích phản ứng của
hệ thống sông Đáy đối với các đầu vào đã đợc xác định trong chơng 3,
qua đó đánh giá vai trò của sông Đáy trong từng giai đoạn kiểm soát lũ.
4.1 Mô PHỏNG MạNG THU LựC SôNG Đáy TRONG MạNG THUỷ lực
SôNG HồNG
4.1.1 Tài liệu sử dụng
Tài liệu cơ bản là bộ số liệu địa hình lòng dẫn hệ thống sông Hồng
-Thái Bình do Đoàn Khảo sát sông Hồng - Thái Bình đo năm 1999-2000
trong Chơng trình Phòng chống lũ sông Hồng - Thái Bình.
4.1.2 Mô phỏng mng thu lc hệ thống sông Hồng
Hệ thống sông Hồng - Thái Bình bao gồm nhiều sông nhánh và các
sông phân lu liên kết với nhau. Các thành phần quyết định đến quá trình



16
chuyển động lũ bao gồm mạng sông (32 nhánh sông), 9 biên lu lợng, 9
biên mực nớc tại 9 cửa sông.

4.1.3 Mô phỏng mạng thuỷ lực hệ thống sông Đáy
Mạng thuỷ lực hệ thống sông Đáy bao gồm hệ thống công trình
đầu mối, khu trữ lũ Chơng Mỹ-Mỹ Đức, lòng dn các sông, hệ thống đê
các sông
4.1.4 Sơ đồ thuỷ lực hệ thống sông Hồng - Thái Bình trong bài toán
phân lũ sông Đáy
Sơ đồ mạng sông đầy đủ phục vụ bài toán kiểm soát lũ sông Hồng
bao gồm toàn bộ các nhánh sông trong hệ thống sông Hồng Thái Bình.
Mô hình VRSAP đợc kiểm định theo sơ đồ mạng sông đầy đủ của toàn bộ
hệ thống sông Hồng - Thái Bình, bao gồm 929 nút, 985 đoạn sông và 38 ô
ruộng.
Để xem xét phản ứng của hệ thống đối với các quá trình lũ tại Sơn
Tây qua các giai doạn kiểm soát lũ, sơ đồ tính toán thuỷ lực của bài toán
phân lũ sông Đáy đợc giới hạn với vị trí biên trên tại Sơn Tây. Biên dới
của mô hình bao gồm các cửa sông thuộc hệ thống sông Hồng và 2 vị trí
liên kết sông Hồng với sông Thái Bình là Phả Lại trên sông Thái Bình và
Tiên Tiến trên sông Luộc. Việc rút gọn sơ đồ cho phép xem xét trực tiếp
những yếu tố ảnh hởng chính của bài toán và dễ dàng thay đổi, khảo sát
cấu trúc của hệ thống trong các phơng án tính toán. Với đặc tính rất thuận
tiện trong việc tổ chức mạng thuỷ lực, mô hình iSIS đã đợc sử dụng để
xây dựng mạng và tính toán theo sơ đồ rút gọn. (Hình 4.8)
4.1.5 Kiểm định mô hình
Mô hình đợc hiệu chỉnh theo số liệu của trận lũ từ 6/8 đến
31/8/1996 là trận lũ lớn gần đây nhất trên sông Hồng và kiểm nghiệm theo
trận lũ từ 1/8 đến 30/9/1999 là trận lũ xảy ra trong khoảng thời gian đo đạc
địa hình lòng dẫn 1999-2000. Mô hình VRSAP đợc hiệu chỉnh trên sơ đồ
mạng đầy đủ của hệ thống sông Hồng. Mô hình iSIS đợc hiệu chỉnh trên
sơ đồ mạng rút gọn.
Kết quả tính toán lu lợng và mực nớc trên sông Hồng và sông
Đáy của mô hình VRSAP theo sơ đồ đầy đủ và của mô hình iSIS theo sơ đồ

H
×nh 4.8. S¬ ®å tÝnh to¸n thuû lùc theo m« h×nh ISIS
T
iªn TiÕn



17
rút gọn xấp xỉ nhau và về cơ bản phù hợp với giá trị lu lợng và mực nớc
thực đo. Nh vậy mô hình iSIS với cấu trúc sơ đồ đã đợc rút gọn có thể sử
dụng để tính toán cho các phơng án khác nhau trong phần tiếp theo của
luận án.

4.2. phân tích vai trò sông Đáy trong hệ thống công trình
phòng chống lũ sông Hồng
Các quá trình lu lợng đã đợc điều tiết tại Sơn Tây tơng ứng với
từng giai đoạn kiểm soát lũ đợc sử dụng làm biên trên của mô hình iSIS
để diễn toán lũ và phân tích phản ứng của hệ thống.
4.2.1 Lựa chọn thời điểm mở đập Đáy
Việc lựa chọn thời điểm mở đập Đáy cần đáp ứng đợc 2 mục tiêu:
giữ đợc Z
Hà Nội
không vợt quá 13,4 m và giảm đến mức thấp nhất tổng
lợng lũ phân vào sông Đáy. Luận án đã thực hiện các quy trình vận hành
đập Đáy tơng ứng với các thời điểm đóng mở đập khác nhau. Kết quả tính
toán cho thấy: thời điểm mở đập Đáy muộn nhất để có thể giữ mực nớc
Hà Nội dới 13,4m là khi mực nớc Hà Nội trong khoảng 13,2
ữ 13,3m.
Mở đập Đáy trớc khi mực nớc Hà Nội đạt 13,2 m làm tăng tổng lợng lũ
phân vào sông Đáy. Mở đập Đáy ở thời điểm muộn hơn 13,3m không đáp

ứng đợc mục tiêu giữ mực nớc tại Hà Nội dới 13,4m.
Trong tr
ng hp phân lũ lớn vợt khả năng của đập Đáy thì việc
mở đập Đáy sớm hoàn toàn không có tác dụng trong việc giữ mực nớc Hà
Nội dới 13,4m nhng lại làm tăng đáng kể tổng lợng lũ phân vào sông
Đáy. Khi mở đập Đáy tại thời điểm mực nớc Hà Nội đạt 13,0 m, tổng
lợng lũ phân vào sông Đáy sẽ lớn hơn 0,2
ữ 0,3 tỷ m
3
so với khi phân lũ
ở thời điểm mực nớc Hà Nội đạt 13,2m. Mực nớc sông Đáy tại Phủ Lý
khi phân lũ vào thời điểm Z
HàNội
= 13,0 m sẽ lớn hơn từ 10cm đến 20cm so
với khi phân lũ ở thời điểm Z
HàNội
=13,2 m ữ13,3 m.
Nh vậy, trong các trờng hợp phân lũ, thời điểm hợp lý để mở đập
Đáy là thời điểm mực nớc Hà Nội trong khoảng
trong khong 13,2m ữ
13,3m. Các tính toán thuỷ l
c kiểm tra vai trò ca sông Đáy dới đây đều
đợc dựa trên giả thiết: thời điểm mở đập Đáy là thời điểm mực nớc Hà
Nội bắt đầu lên tới 13,2m, thời điểm đóng đập Đáy là thời điểm mực nớc
Hà Nội bắt đầu xuống dới 13,2m.



18
4.2.2 Khả năng của hệ thống phân lũ sông Đáy trong việc hạ mực nớc

sông Hồng xuống dới mực nớc an toàn đê
Trong cả 3 giai đoạn, để có thể giữ mực nớc Hà Nội dới mực
nớc an toàn đê, hệ thống phân lũ sông Đáy đã phải phân một lợng lũ lớn
hơn mức độ phân lũ cần thiết đã tính toán theo phơng pháp trình bày
trong chơng 3. Khả năng của hệ thống phân lũ sông Đáy đối với việc giữ
mực nớc Hà Nội dới mực nớc an toàn trong từng giai đoạn kiểm soát lũ
đợc thể hiện trong Bảng 4.5 và trên Hình 4.12.
Giai đoạn hiện tại: Hồ Hoà Bình và Thác Bà đủ khả năng cắt đợc
các trận lũ có chu kỳ lặp lại 125 năm với dạng lũ 8/1971. Đối với các trận
lũ dạng 1969 và 1996 đòi hỏi phải phân lũ vào sông Đáy ở mức độ không
lớn. Giải pháp phân lũ sông Đáy kết hợp với hồ Ho Bình, Thác B đảm
bảo chống đợc trận lũ có chu kỳ lặp lại 125 năm.
Bảng 4.5. Mức độ hạ thấp mực nớc tại Hà Nội của giải pháp phân lũ sông
Đáy trong các giai đoạn kiểm soát lũ
Giai
đoạn
Chu
kỳ
đỉnh
lũ
Dạng
lũ
Q
max

Sơn
Tây
(m
3
/s)

Z
max
Hà
Nội cha
phân lũ
(m)
W
phân lũ
(10
9

m
3
)
Q
phân lũ

(m
3
/s)
T
phân lũ

(giờ)
Z
max
Hà
Nội sau
phân lũ
(m)

Z Hà
Nội do
phân lũ
(m)

1 125 1969 28037 13,59 0,49 3709 61 13,24 0,35
1996 30672 14,01 1,02 3653 102 13,41 0,60
2 250 1969 28377 13,76 1,00 3424 123 13,31 0,45
1996 31489 14,22 1,55 4086 136 13,52 0,70
3 500 1969 29933 13,98 1,53 3245 177 13,39 0,59
1996 29845 13,97 1,54 3227 170 13,40 0,58
Giai đoạn sau khi có hồ Tuyên Quang: Đối với dạng lũ năm 1971,
hệ thống hồ chứa có khả năng giữ đợc mực nớc Hà Nội dới 13,4 m mà
không cần phân lũ sông Đáy. Để chống đợc các trận lũ 250 năm dạng
1969 và 1996, vẫn cần phải sử dụng giải pháp phân lũ sông Đáy. Trong
trận lũ dạng 1969, hệ thống phân lũ sông Đáy đủ khả năng giữ đợc mực
nớc Hà Nội dới mực nớc an toàn đê. Trong trận lũ dạng 1996, hệ thống
công trình phân lũ sông Đáy không đủ khả năng hạ đợc mực nớc Hà Nội



19
xuống dới mực nớc an toàn đê: mức độ phân lũ thực tế chỉ đạt xấp xỉ 1,6
tỷ m
3
, trong khi tổng lợng phân lũ cần thiết để giữ mực nớc sông Hồng
tại Hà Nội dới mức an toàn đê phải đạt 1,8 tỷ m
3
; sau khi đã phân lũ vào
sông Đáy, mực nớc sông Hồng tại Hà Nội vẫn ở mức 13,52m.

Giai đoạn sau khi có hồ Sơn La: Với tiêu chuẩn phòng chống lũ
ĐBSH đợc thiết lập là lũ 500 năm, hệ thống hồ chứa có thể đảm nhiệm
đợc việc giữ mực nớc Hà Nội dới mực nớc an toàn đê mà không cần
phân lũ vào sông Đáy đối với các trận lũ chu kỳ lặp lại 500 năm dạng lũ
1971. Trong trận lũ 500 năm dạng 1969 và 1996, để giữ mực nớc Hà Nội
dới 13,4m vẫn cần phải phân lũ sông Đáy và hệ thống phân lũ sông Đáy
đủ khả năng hạ đợc mực nớc Hà Nội xuống dới 13,4 m với mức độ
phân lũ thực tế là 1,5 tỷ m
3
.
4.2.3. Mực nớc sông Đáy khi phân lũ trong các giai đoạn kiểm soát lũ
Trong giai đoạn 1, đối với cả hai trờng hợp cần phải phân lũ là
trận lũ 125 năm theo dạng lũ 1969 và dạng lũ 1996, mực nớc sông Đáy
đều thấp hơn mực nớc thiết kế đê trên toàn tuyến sông Đáy. Lòng dẫn
sông Đáy đủ khả năng tải đợc lợng lũ phải phân qua đập Đáy
Bảng 4.6. Mực nớc sông Đáy (m) khi phân lũ trong các giai đoạn kiểm
soát lũ
Giai
đoạn
Chu kỳ
đỉnh lũ
Dạng lũ Hạ lu
đập
Đáy
Mai
Lĩnh
Ba
Thá
Tân
Lang

Phủ
Lý
Gián
Khẩu
Ninh
Bình
Độc
Bộ
1 125 1969
12,83 10,60 7,10 5,07 4,71 4,34 4,13
3,97
1996
13,24 11,41 8,04 6,02 5,48 4,59 4,27
4,02
2 250 1969
12,71 11,02 7,90 5,93 5,42 4,59 4,25
3,99
1996 13,73 11,95 8,92 7,45 6,78 5,49 4,92 4,35
3 500 1969
13,24 11,48 8,61 7,24 6,63 5,39 4,91
4,42
1996 13,22 11,47 8,60 7,27 6,65 5,31 4,84 4,33
Z thiết kế đê 14,2 11,4 8,4 7,0 5,8 5,4 5,2 4,2
Trong giai đoạn 2, khi phải phân lũ đối với trận lũ 250 năm theo
dạng lũ 1969, mực nớc sông Đáy nằm dới mực nớc thiết kế đê tại tất cả
các vị trí. Trong trận lũ chu kỳ 250 năm theo dạng lũ 1996, đờng mực
nớc sông Đáy trên toàn tuyến đều cao hơn mực nớc thiết kế đê khi sông

H
ình 4.1

2
. Quá trình mực nớc sôn
g
Hồn
g
tại Hà Nội trớc và sau khi
phân lũ sông Đáy tơng ứng với tiêu chuẩn phòng chống lũ trong các
g
iai đoạn kiểm soát lũ
Giai đoạn 1- Lũ 125 năm
8
10
12
14
16
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450
Thời gian (giờ)
Mực nớc (m)
Dạng 69 cha phân lũ
Dạng 69 sau phân lũ
Dạng 96 cha phân lũ
Dạng 96 sau phân lũ
Giai đoạn 2- Lũ 250 năm
8
10
12
14
16
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450
Thờigian (giờ)

Mực nớc (m)
Dạng 69 cha phân lũ
Dạng 69 sau phân lũ
Dạng 96 cha phân lũ
Dạng 96 sau phân lũ
Giai đoạn 3- Lũ 500 năm
8
10
12
14
16
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450
Thờigian (giờ)
Mực nớc (m)
Dạng 69 cha phân lũ
Dạng 69 sau phân lũ
Dạng 96 cha phân lũ
Dạng 96 sau phân lũ