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 (
o
C) 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.
3

Phạm vi không gian: Toàn bộ lưu vực sông Hương, chủ yếu là khu vực hạ
lưu từ sau đập các hồ chứa lớn đến đập Thảo Long.

Phạm vi thời gian: Từ nay đến năm 2030 khi chưa có những thay đổi lớn về
hệ thống công trình cũng như biến đổi khí hậu, nước biển dâng.
4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Các phương pháp được sử dụng trong luận án bao gồm:
1) Phương pháp kế thừa: Thừa kế có chọn lọc các kết quả nghiên cứu, điều
tra cơ bản trước đây có liên quan đến nội dung của Luận án.
2) Điều tra, khảo sát: Nhằm thu thập, bổ sung, cập nhật các số liệu khí tượng
- thủy văn, địa hình, điều kiện tự nhiên, các hoạt động quản lý và khai thác trên lưu
vực sông.
3) Phân tích thống kê: Phân tích xử lý các số liệu về khí tượng, khí hậu, thủy
văn, điều kiện dân sinh - kinh tế nhằm tìm ra xu thế diễn biến khí hậu, qui luật diễn
biến về lũ, kiệt, xu thế biến đổi các điều kiện mặt đệm và phát triển kinh tế - xã hội.
4) Mô hình toán thuỷ văn, thuỷ lực: Là phương pháp được sử dụng để lượng
hóa các tác động của các công trình thủy lợi- thủy điện đến chế độ thủy văn- thủy
lực của hệ thống sông.
5) Phương pháp GIS:
Sử dụng các phần mềm GIS để biên tập, trình bày các
bản đồ và tính toán các thông số. Các phần mềm được sử dụng chính trong đề tài:
ArcGIS, Mapinfo.

6) Phân tích hệ thống: Đánh giá các tác động gây biến đổi dòng chảy dựa
trên cơ sở phân tích toàn hệ thống lưu vực sông bao gồm các hồ chứa thủy lợi - thủy
điện, thông qua từng lưu vực bộ phận, từ đó rút ra các qui luật biến đổi của chúng
và đề xuất các giải pháp giảm thiểu tác động tiêu cực.
7) Phương pháp chuyên gia và tham vấn ý kiến cộng đồng: Thông qua các
hội thảo và điều tra khảo sát thực địa để thu thập thông tin, trao đổi để đi đến thống
4

nhất về những quan điểm, nguyên nhân và các giải pháp phòng, chống và giảm
thiểu thích hợp.

5. CẤU TRÚC CỦA LUẬN ÁN
Ngoài phần mở đầu và kết luận, luận án được trình bày theo 3 chương:
Chương I: Tổng quan về vấn đề nghiên cứu.
Chương II: Phân tích và tính toán.
Chương III: Kết quả và thảo luận.
6. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN
Thông qua các kết quả nghiên cứu, luận án có thể rút ra một số đóng góp mới
như sau:
1) Đã đánh giá được một cách định lượng những tác động của các công trình
thủy lợi – thủy điện trên lưu vực sông Hương và tác động của biến đổi khí hậu đến
một số yếu tố thủy văn - thủy lực ở hạ lưu hệ thống sông Hương.
2) Đã đề xuất được các giải pháp phi công trình và công trình nhằm giảm
thiểu những tác động tiêu cực của các công trình thủy lợi – thủy điện trên lưu vực
sông Hương đến chế độ dòng chảy ở hạ lưu và nâng cao hiệu quả khai thác của các
công trình.

5

Chương I
TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1 TỔNG QUAN VỀ CÁC NGHIÊN CỨU TRƯỚC ĐÂY CÓ LIÊN QUAN
1.1.1 Các nghiên cứu trên thế giới
Theo thống kê chưa đầy đủ của Ủy ban Đập lớn Thế giới, hiện nay có trên
50.000 hồ chứa nước lớn (với đập cao hơn 15m hoặc dung tích hơn 3 triệu m
3
) được
xây dựng trên toàn thế giới. Ba quốc gia nhiều đập lớn nhất thế giới là Trung Quốc
có khoảng 22.000 đập, Hoa Kỳ 6.575 đập và Ấn Độ 4.291 đập [66]. Lợi ích các hồ
chứa nước là rất lớn và khá đa dạng, điển hình nhất là cung cấp nước cho các nhu

cầu khác nhau, phát điện, chống lũ hạ lưu, tạo cơ hội phát triển kinh tế - xã hội, xóa
đói giảm nghèo, cải thiện vi khí hậu,… Tuy nhiên, những tác động làm thay đổi chế
độ thủy văn - thủy lực và các vấn đề môi trường khác là rất đáng kể và phức tạp.
Đã có nhiều nghiên cứu liên quan đến tác động của các hồ chứa và biến đổi
khí hậu đến chế độ thủy văn - thủy lực hạ lưu của lưu vực sông, một số công trình
nghiên cứu tiêu biểu có thể tóm tắt như sau:
- S. Shalash (1980) [89] đã nghiên cứu sự sụt giảm bùn cát đáy, mức độ hạ
thấp đáy sông và mực nước sau đập trong giai đoạn 1964-1978 để đánh giá ảnh
hưởng của đập High Aswan lên chế độ thủy văn- thủy lực ở hạ lưu sông Nile bằng
phương pháp khảo sát, đo đạc địa hình lòng dẫn hạ lưu. Kết quả nghiên cứu cho
thấy độ hạ thấp đáy sông và mực nước ở hạ lưu sau đập biến đổi trong khoảng từ 50
đến 20 mm mỗi năm, tốc độ hạ thấp mực nước và đáy sông đạt cao nhất trong thời
gian bắt đầu vận hành đập và giảm dần theo thời gian. Nghiên cứu này được thực
hiện sớm, công phu và tốn kém nhiều kinh phí, tập trung chủ yếu vào nghiên cứu
xói mòn lòng dẫn.
- Trên cơ sở phát triển của Richter và nnk (1996) [86], Francis J. Magilligan
và Keith H. Nislow (2003) [78] đã nghiên cứu các ảnh hưởng của các đập hồ chứa
đến chế độ dòng chảy hạ lưu các con sông ở Hoa Kỳ bằng việc sử dụng Chỉ số Biến
6

đổi Thủy văn (the Indicators of Hydrologic Alteration) để định lượng những thay
đổi chế độ dòng chảy tại các trạm thủy văn từ các số liệu đo đạc trước và sau khi
vận hành công trình.
- Ramon J. Batalla và nnk (2000) [76] đã nghiên cứu sự thay đổi chế độ dòng
chảy do ảnh hưởng của các công trình hồ chứa nước trên lưu vực sông Ebro ở vùng
đông bắc Tây Ban Nha chịu sự điều tiết của trên 187 đập nước, với tổng dung tích
xấp xỉ 57% tổng lượng dòng chảy trung bình năm. Nghiên cứu đã phân tích số liệu
của 38 trạm thủy văn trên 22 nhánh sông để đánh giá sự thay đổi thủy văn do các hồ
chứa trên lưu vực gây ra. Kết quả cho thấy dòng chảy lũ với tần suất 2 năm xảy ra 1
lần và 10 năm xảy ra 1 lần trung bình giảm trên 30%, còn với dòng chảy năm không

có xu thế rõ rệt.
- William L. Graf (2005) [96] đã nghiên cứu 137 hồ chứa rất lớn (dung tích
hồ hơn 1,2 km
3
) và khảo sát, phân tích dữ liệu của 72 con sông trên khắp lãnh thổ
Hoa Kỳ, kết quả nghiên cứu cho thấy: trung bình các hồ chứa nước đã làm giảm
nhỏ đỉnh lũ đến 67% (nhiều nhất đến 90%), giảm lưu lượng trung bình lớn nhất
hàng năm 60%, và trung bình ngày lớn nhất 64%. So với những con sông không bị
điều tiết (không có hồ chứa) thì những con sông bị điều tiết bị thay đổi mạnh mẽ về
kích thước lòng dẫn: mặt cắt thủy lực dòng chảy kiệt tăng lên 32%, mặt cắt thủy lực
dòng chảy lũ giảm đi 50%; khả năng hoạt động của các vùng đồng bằng lũ ven sông
giảm 79%, và vùng đồng bằng lũ không còn chức năng hoạt động tăng 3,6 lần.
Nhiều nghiên cứu đã được thực hiện trong những năm gần đây về tác động
của biến đổi khí hậu đến lượng mưa, dòng chảy, lũ lụt, hạn hán trên các lưu vực
sông trên cơ sở sử dụng kết quả dự tính khí hậu của các mô hình hoàn lưu tổng quát
GCM (General Circulation Model) làm đầu vào cho các mô hình khác để cuối cùng
là mô phỏng dòng chảy trong tương lai. Một số nghiên cứu gần đây như sau:
- Xu Z.X. và nnk (2008) [95] sử dụng kết quả của các mô hình hoàn lưu
tổng quát GCM và phương pháp chi tiết hóa thống kê để dự tính mưa và nhiệt độ
trong tương lai, đồng thời sử dụng mô hình thủy văn SWAT (Soil and Water
Assessment Tool) để tính toán dòng chảy cho lưu vực thượng nguồn sông Hoàng
7

Hà. Kết quả cho thấy xu hướng giảm dòng chảy trung bình năm trong các thời kỳ
tương lai, tuy nhiên kết quả dự tính dòng chảy ứng với mỗi số liệu của mỗi mô hình
GCM là khác nhau tương đối lớn.
- Kim U. và nnk (2008) [83] đã đánh giá tác động của biến đổi khí hậu và
vận hành đập thủy điện đối với chế độ thủy văn và tài nguyên nước trên lưu vực
thượng lưu sông Blue Nile ở Ethiopia, là khu vực có số liệu quan trắc hạn chế.
Nghiên cứu này cũng sử dụng đầu ra của 6 mô hình GCM làm đầu vào cho mô hình

thủy văn 2 bể chứa đơn. Dựa trên độ chính xác của từng mô hình GCM trong kết
quả tính toán mưa và nhiệt độ cho khu vực nghiên cứu, đề tài đã tổ hợp kết quả của
các mô hình GCM theo trọng số, sai số tuyệt đối trung bình của từng mô hình càng
nhỏ thì trọng số càng lớn. Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy mô hình thủy văn 2 bể
chứa đơn có thể sử dụng thành công ước tính dòng chảy từ mưa, tuy nhiên để cải
thiện độ tin cậy cần tăng cường thu thập, quan trắc khí tượng thủy văn.
- Hoanh, C. T. và nnk (2010) [80] trong nghiên cứu tác động của biến đổi khí
hậu và sự phát triển đến chế độ dòng chảy sông Mê Công đã sử dụng bộ mô hình
DSF (Decision Support Framework) để đánh giá ảnh hưởng của các hồ chứa thượng
nguồn thuộc Trung Quốc và các đập trên dòng chính phía hạ lưu thuộc Lào,
Campuchia đến dòng chảy hạ lưu thuộc châu thổ Mê Công. Kết quả cho thấy, dưới
tác động của biến đổi khí hậu, so với giai đoạn 1985-2000, mức tăng trung bình
trong thời kỳ 2010-2050 của dòng chảy năm tại Kratie là 7% theo kịch bản B2,
12,5% theo kịch bản A2. Nếu xét đến cả khai thác sử dụng nước trên lưu vực thì
dòng chảy năm tại Kratie trung bình thời kỳ 2010-2050 vẫn tăng lên nhưng mức độ
ít hơn, chỉ khoảng 3,7% theo kịch bản B2 và 9% theo kịch bản A2. Tương tự, dòng
chảy mùa lũ trung bình tại Kratie tăng 5% và 11% tương ứng theo kịch bản B2 và
A2.
- K.Vastila và nnk (2010) [94] đã nghiên cứu tác động của biến đổi khí hậu
đến thay đổi cân bằng nước và mực nước biển dâng đến lũ lụt trong vùng đồng bằng
ngập lũ hạ lưu sông Mê Công. Nghiên cứu đã sử dụng phương pháp chi tiết hóa
động lực bằng mô hình khí hậu khu vực PRECIS để hạ qui mô các yếu tố nhiệt độ,
8

lượng mưa từ mô hình khí hậu toàn cầu ECHAM4 đến qui mô lưu vực sông Mê
Công, đồng thời sử dụng mô hình thủy văn VIC (Variable Infiltration Capacity) và
mô hình thủy động lực EIA 3D để mô phỏng ngập lụt. Kết quả cho thấy sự gia tăng
mực nước lũ lớn nhất và trung bình trong mùa lũ thời kỳ 2010-2049.
- Trung tâm Quốc tế về Quản lý Môi trường (ICEM, 2010) [45] đã thực hiện
đánh giá môi trường chiến lược (SEA) của các dự án thủy điện đề xuất trên dòng

chính sông Mê Công, chưa nghiên cứu chi tiết định lượng tác động của các công
trình thủy điện đến chế độ thủy văn, thủy lực sông Mê Công.
- H. Lauri và nnk (2012) [82] sử dụng phương pháp chi tiết hóa thống kê kết
quả đầu ra nhiệt độ trung bình tháng và tổng lượng mưa hàng tháng từ 5 mô hình
GCM và mô hình thủy văn phân bố VMod để mô phỏng dòng chảy sông Mê Công.
Dưới tác động của biến đổi khí hậu thì lưu lượng tại Kratie thời kỳ 2032 – 2042 so
với thời kỳ cơ sở 1982-1992 thay đổi từ -11% đến +15% trong mùa mưa và -10%
đến +13% trong mùa khô. Nghiên cứu cũng chỉ ra tác động của vận hành các hồ
chứa là lớn hơn nhiều so với tác động của biến đổi khí hậu, đặc biệt mùa khô dòng
chảy tăng từ 25-160%, và mùa mưa hạ thấp đỉnh lũ tại Kratie từ 5-24%.
Nhìn chung, các công trình nghiên cứu nói trên tập trung chủ yếu vào các lưu
vực sông có qui mô lớn, có nhiều giá trị về mặt khoa học và thực tiễn, có thể chia
thành hai hướng chính: (i) so sánh phân tích diễn biến môi trường của các giai đoạn
trước và sau khi có các hồ chứa bằng số liệu thực đo, và (ii) sử dụng mô hình toán
thủy văn, thủy lực để đánh giá các tác động tới dòng chảy hạ lưu. Mỗi hướng
nghiên cứu nêu trên đều có những ưu điểm riêng, nhưng vẫn còn những hạn chế:
- So sánh phân tích diễn biến môi trường trước và sau khi có các công trình
cần có số liệu đủ dài về quan trắc, khảo sát các yếu tố địa hình, địa mạo, thủy văn,
môi trường,… nên rất tốn kém cả về thời gian, kinh phí và kỹ thuật để đảm bảo tính
đồng bộ và chất lượng số liệu, đặc biệt đối với các sông thiếu mạng lưới quan trắc
thường xuyên
- Điều kiện lưu vực luôn thay đổi do sử dụng, khai thác tài nguyên như đất,
rừng và thậm chí cả tài nguyên nước, chính những thay đổi này có tác động đến
9

dòng chảy hạ lưu. Do vậy rất khó đánh giá chính xác và tách biệt được những tác
động này trong các số liệu đo đạc.
- Sử dụng mô hình toán thủy văn, thủy lực và mô hình khí hậu để đánh giá
tác động của công trình và biến đổi khí hậu đến chế độ dòng chảy hạ lưu có khả
năng mô tả chi tiết quá trình dòng chảy theo các kịch bản khác nhau. Tuy nhiên còn

những hạn chế như yêu cầu số liệu rất lớn và chi tiết về số liệu địa hình, mặt cắt
mạng lưới sông trong sơ đồ tính toán, số liệu về khí hậu, sử dụng đất, thảm phủ
rừng, Ngoài ra do khối lượng tính toán lớn nên đòi hỏi về năng lực máy tính và
đặc biệt là chuyên môn sâu về mô hình của người nghiên cứu.
Các nghiên cứu hiện nay cũng cho thấy, trên cùng một lưu vực sông, khi áp
dụng các mô hình khí hậu GCM khác nhau sẽ cho ra các kết quả thay đổi thủy văn
khác nhau không chỉ về độ lớn thay đổi mà còn khác nhau về xu hướng biến đổi do
tác động của biến đổi khí hậu [77, 82, 94]. Do vậy ngoài việc cải thiện nâng cao độ
phân giải của các mô hình khí hậu, lựa chọn mô hình có độ tin cậy cao nhất, còn cần
kết hợp với việc phân tích diễn biến của các yếu tố khí tượng thủy văn quan trắc dài
hạn trong quá khứ để đưa ra sự lựa chọn thích hợp để dự tính khí hậu tương lai [82].
Có thể nói nghiên cứu tác động của các hồ chứa thượng lưu và biến đổi khí
hậu đến chế độ dòng chảy đến nay đã đạt được nhiều kết quả quan trọng về mặt
phương pháp luận và kỹ thuật sử dụng. Hầu hết các nghiên cứu trong thời gian gần
đây đã sử dụng công cụ mô hình toán thủy văn, thủy lực để đánh giá sự thay đổi chế
độ dòng chảy trong tương lai dưới tác động của công trình và biến đổi khí hậu.
Cách tiếp cận phân tích xu thế biến đổi các yếu tố khí hậu trong quá khứ để lựa
chọn kịch bản biến đổi khí hậu phù hợp cho lưu vực nghiên cứu, kết hợp sử dụng
mô hình toán để nghiên cứu sự thay đổi các yếu tố thủy văn - thủy lực hạ lưu do tác
động của các công trình thủy lợi, thủy điện và biến đổi khí hậu đã và đang là hướng
phù hợp và hiệu quả, đây là hướng tiếp cận mà luận án sẽ kế thừa và vận dụng trong
nghiên cứu.
1.1.2 Các nghiên cứu trong nước
1.1.2.1 Ở Việt Nam
10

Trong mấy thập kỷ qua, Việt Nam đã xây dựng hàng nghìn hồ chứa thủy lợi -
thủy điện trên hầu hết các lưu vực sông của cả nước. Bên cạnh những lợi ích cho
phát triển kinh tế - xã hội và phòng chống thiên tai, các hồ chứa ở nước ta cũng gây
ra các tác động bất lợi đối với hạ lưu. Đến nay đã có nhiều công trình nghiên cứu về

tác động của các hồ chứa thủy lợi - thủy điện, gồm các nhóm:
(1) Các nghiên cứu đánh giá tác động môi trường của các công trình thủy
lợi, thủy điện: Lê Đông Hải và nnk (1995) [17] nghiên cứu đánh giá hiện trạng, dự
báo biến đổi môi trường tại khu vực công trình Trị An, đề xuất các phương hướng
và phương án phát triển kinh tế - xã hội; Nguyễn Thượng Hùng và nnk (1995) [19]
nghiên cứu đánh giá tác động môi trường của hồ Hòa Bình; Lê Đình Thành và nnk
(2008-2009) [42] nghiên cứu đánh giá tác động của các hồ chứa thủy điện thượng
lưu phía Việt Nam đến hạ du thuộc Campuchia, và nhiều nghiên cứu đánh giá tác
động môi trường của các dự án thủy lợi, thủy điện trên khắp cả nước. Các nghiên
cứu này chủ yếu sử dụng các phương pháp đánh giá tác động môi trường như đo
đạc, khảo sát, điều tra xã hội học, kiểm tra danh mục các thông số môi trường, ma
trận môi trường,… để xác định các tác động đến môi trường sinh thái và kinh tế xã
hội, đề xuất các giải pháp giảm thiểu nhằm phát triển bền vững toàn lưu vực, không
đi sâu vào đánh giá đến sự thay đổi các yếu tố thủy văn - thủy lực.
(2) Các nghiên cứu tác động của các công trình đến chế độ thủy văn thủy
lực dòng chảy khu vực hạ lưu:
- Ngô Đình Tuấn và nnk (1999) [48] nghiên cứu dự báo tác động của hồ Pa
Vinh (hồ Sơn La) và các hồ khác có thể được xây dựng đối với chế độ thủy văn hệ
thống sông Hồng. Các kết quả đã xác định phân bố dung tích phòng lũ cho các hồ
trên hệ thống và đánh giá những thay đổi dòng chảy mùa lũ đối với hạ lưu, một
phần xem xét về bồi lắng bùn cát trong các hồ chứa.
- Lê Đình Thành, Trịnh Quang Hòa và nnk (2005) [41] thực hiện đề tài cấp
Bộ “Nghiên cứu xây dựng hệ điều hành trợ giúp chỉ đạo hệ thống công trình phòng
chống lũ cho đồng bằng sông Hồng”. Nghiên cứu chủ yếu tập trung đánh giá các tác
11

nhân ảnh hưởng đến công tác điều hành chống lũ cho đồng bằng sông Hồng, nghiên
cứu mô hình hóa tổ hợp lũ từ các nhánh sông về hạ lưu bằng phương pháp Monte
Carlo, từ đó xác định điều kiện biên của bài toán điều hành chống lũ để xây dựng
công nghệ điều hành tổ hợp công trình phòng chống lũ đồng bằng sông Hồng, bao

gồm thiết kế hệ thống thông tin, thiết kế công nghệ dự báo lũ ngắn hạn, trung hạn
và dài hạn, tính toán ngập lụt và cảnh báo ngập lụt cho vùng đồng bằng sông Hồng.
- Lê Kim Truyền, Hà Văn Khối và nnk (2007) [46] nghiên cứu cơ sở khoa
học và thực tiễn điều hành cấp nước mùa cạn cho đồng bằng sông Hồng. Thông qua
việc phân tích hiện trạng chế độ dòng chảy vùng hạ lưu sông Hồng do ảnh hưởng
của hồ chứa Hòa Bình và Thác Bà, tính toán nhu cầu dùng nước vùng đồng bằng
sông Hồng, điều tiết hệ thống hồ chứa, ứng dụng mô hình MIKE 11 đánh giá hiện
trạng diễn biến mực nước và xâm nhập mặn vùng hạ lưu sông Hồng,… đề tài đã
đánh giá khả năng gia tăng cấp nước của các hồ chứa thượng nguồn khi gặp những
năm hạn kiệt, đề xuất chế độ vận hành các hồ chứa phục vụ phát điện và cấp nước
trong thời kỳ mùa kiệt trên hệ thống sông Hồng, không đi sâu đánh giá toàn diện tác
động của các hồ chứa đến chế độ thủy văn – thủy lực hạ lưu sông Hồng.
- Nguyễn Hữu Khải và nnk (2011) [23] đã xây dựng công nghệ điều hành hệ
thống liên hồ chứa trên lưu vực sông Ba để giảm lũ và cấp nước mùa kiệt cho vùng
hạ lưu. Các tác giả đã sử dụng mô hình HEC-RESSIM mô phỏng vận hành hệ thống
hồ chứa trên lưu vực với các phương án mực nước đón lũ khác nhau, dòng chảy sau
khi được điều tiết qua hồ chứa được diễn toán về hạ lưu bằng mô hình thủy lực
MIKE 11. Kết quả đã lựa chọn qui tắc và áp dụng mô hình trong vận hành liên hồ
chứa trên sông Ba nhằm tạo dung tích đón lũ và xác định ngưỡng cắt giảm đỉnh lũ,
đảm bảo an toàn công trình và hạn chế tổn thất điện năng. Mặc dù đã chỉ ra tác động
giảm lũ đáng kể nhưng qui trình đề xuất chưa thể đảm bảo hạ thấp mực nước lũ đạt
yêu cầu phòng chống lũ ở hạ lưu.
- Nguyễn Lập Dân và nnk (2013) [16] nghiên cứu đánh giá tác động của phát
triển thủy điện đến tài nguyên nước khu vực Tây Nguyên, kết quả cho thấy việc
12

phát triển thủy điện mang lại các tác động tích cực như phát điện, bổ sung nguồn
nước ngầm, chuyển nước cho các vùng khô hạn, song có nhiều tác động tiêu cực
như làm thay đổi chế độ thủy văn, làm tăng tổn thất nước, tạo ra các khúc sông chết
ở hạ lưu đập. Tuy nhiên, nghiên cứu chưa đánh giá định lượng tác động của các hồ

chứa thủy điện đến chế độ thủy động lực hạ lưu.
(3) Các nghiên cứu đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến tài nguyên
nước lưu vực sông:
- Sapkota M. và nnk (2010) [87] sử dụng mô hình thủy văn phân bố Hydro-
BEAM (Hydrological River Basin Environment Assessment Model) để nghiên cứu
tác động của biển đổi khí hậu đối với dòng chảy sông Hồng. Mô hình sử dụng số
liệu khí tượng từ đầu ra của mô hình khí hậu toàn cầu GCM với độ phân giải theo
không gian 20km và theo thời gian từng giờ ứng với kịch bản A1B của IPCC. Kết
quả hiệu chỉnh mô hình thủy văn tại trạm Hà Nội khá tốt với chỉ số Nash đạt 0,77
và sai số dòng chảy tổng vượt 5,5%.
- Trần Thanh Xuân, Trần Thục và Hoàng Minh Tuyển (2011) [74, 75] nghiên
cứu tác động của biến đổi khí hậu đến tài nguyên nước trên 6 lưu vực sông lớn của
Việt Nam, gồm sông Hồng - Thái Bình, sông Cả, sông Vu Gia - Thu Bồn, sông Ba,
sông Đồng Nai và sông Cửu Long. Dưới tác động của biến đổi khí hậu, dòng chảy
sông trong các giai đoạn tương lai được đánh giá bằng mô hình mưa – dòng chảy
NAM theo các kịch bản biến đổi khí hậu B2 và A2. Kết quả cho thấy không có sự
chênh lệch đáng kể giữa 2 kịch bản, dòng chảy năm của các sông ở phía Nam từ Hà
Tĩnh trở vào có xu thế giảm trung bình thấp hơn 2% vào thời kỳ 2020-2039, thấp
hơn 4% vào thời kỳ 2040-2059; dòng chảy trung bình mùa lũ tăng thấp hơn 2% và
4% tương ứng 2 thời kỳ nói trên. Lưu lượng đỉnh lũ lớn nhất năm Q
max
tương ứng
với các tần suất 1% và 5% đều tăng trên phần lớn các sông miền trung với mức tăng
khoảng 1 - 7% trong thời kỳ trước 2059 theo kịch bản B2.
- Vũ Văn Minh, Trần Hồng Thái và nnk (2011) [26] đã đánh giá xu hướng
thay đổi của dòng chảy lũ sông Hồng dưới tác động của biến đổi khí hậu, nhưng chỉ