Nghiên cứu cửa van phao chữ nhân điều tiết nước Sông Hồng trong mùa khô

LỜI CẢM ƠN

Tác giả xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến GS.TS Trương Đình
Dụ người đã có ý tưởng làm cửa van phao Chữ nhân , người đã hướng dẫn, vạch ra
những định hướng khoa học để tác giả hoàn thành luận văn này.
Tác giả xin chân thành cảm ơn Th.S Lê Đình Hưng luôn quan tâm và tạo điều
kiện để hoàn thiện công nghệ cửa van phao chữ nhân điều tiết nước sông hồng sớm
đưa vào ứng dụng trong thực tế.
Xin cảm ơn Nhà trường, các thầy cô giáo trong Trường Đại học Thủy Lợi,
Phòng đào tạo Đại học và sau Đại học về sự giúp đỡ trong thời gian tác giả học tập
và nghiên cứu.
Xin chân thành cảm ơn các đồng nghiệp trong Trung tâm Công trình đồng
bằng ven biển & đê điều – Viện Thủy Công - Viện Khoa học Thuỷ lợi Việt Nam là
những người đã sát cánh cùng tác giả trong nghiên cứu và ứng dụng thành công
công nghệ ngăn sông trong những năm qua.
Cuối cùng tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến cha mẹ, anh chị trong
gia đình đã động viên, tạo điều kiện cho tác giả hoàn thành quá trình học tập và viết
luận văn.

Hà Nội, ngày tháng năm 2014.
Tác giả



Bùi Quang Lân




BẢN CAM KẾT

Tên đề tài luận văn: “Nghiên cứu cửa van phao chữ nhân điều tiết nước
Sông Hồng trong mùa khô”.
Tôi xin cam đoan đề tài luận văn của tôi hoàn toàn là do tôi làm. Những kết
quả nghiên cứu, thí nghiệm không sao chép từ bất kỳ nguồn thông tin nào khác. Nếu
vi phạm tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm, chịu bất kỳ các hình thức kỷ luật nào
của Nhà trường.


Tác giả



Bùi Quang Lân















MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 1

Chương 1. NGUYÊN NHÂN GÂY CẠN KIỆT MÙA KHÔ Ở SÔNG HỒNG 4
1.1. Đặt vấn đề 4
1.2. Diễn biến mực nước và lưu lượng ở Hà Nội vào mua khô qua các thời kỳ. 6
1.2.1. Mực nước và lưu lượng nhỏ nhất ở Hà Nội trước lúc chưa có công trình
thượng nguồn. 6

1.2.2. Mực nước và lưu lượng nhỏ nhất ở Hà Nội sau khi có công trình thượng
nguồn 10

1.2.3. Mực nước và lưu lượng ở Hà Nội khi xả nước tăng cường từ các hồ
thượng nguồn vào mùa khô. 11

1.3. Các nguyên nhân gây cạn kiệt dòng chảy sông hồng. 15
1.3.1. Ảnh hưởng của sự điều tiết các công trình hồ chứa thượng nguồn ngoài
lãnh thổ Việt Nam 16

1.3.2. Ảnh hưởng của sự vận hành các hồ thủy điện thượng nguồn của Việt
Nam chưa đúng như nhiệm vụ thiết kế đề ra 16

1.3.3. Ảnh hưởng của điều kiện thời tiết, gây can kiệt nguồn nước 18
1.3.4. Ảnh hưởng của sự hạ thấp đáy sông do hiện tượng xói nước trong lan
truyền và khai thác cát tự do 19

1.3.5. Ảnh hưởng của thảm phủ thực vật suy giảm mạnh 23
1.3.6. Sự phối hợp giữa các ngành dùng nước chưa chặt chẽ 23
1.4. Kết luận nguyên nhân cạn kiệt mùa khô ở sông Hồng 23
1.5. Kết luận chương 1 25
Chương 2. CÁC LOẠI CỬA VAN ỨNG DỤNG TRONG CÔNG TRÌNH
ĐIỀU TIẾT NƯỚC SÔNG HỒNG 26

2.1. Tổng quan các loại công trình điều tiết 26
2.2. Tổng quan các loại cửa van trong công trình điều tiết trong nước 28
2.2.1. Cửa van clape trục dưới 28
2.2.2. Cửa van phẳng 28


2.2.3. Cửa van cung 29
2.3. Tổng quan các loại cửa van cho công trình điều tiết trên thế giới. 30
2.3.1. Cửa van kéo đứng (cửa van phẳng) 30
2.3.2. Cửa van FLAP (cửa van CLAPE) 33
2.3.3. Cửa van bằng cao su 38
2.3.4. Cửa van cung 38
2.4. Kết luận chương 2 40
Chương 3. TÍNH TOÁN CỬA VAN PHAO CHỮ NHÂN 41
3.1. Cấu tạo và nguyên lý làm việc 41
3.1.1. Cấu tạo 41
3.1.2. Nguyên lý vận hành cửa van phao chữ nhân 42
3.2. Ưu nhược điểm cửa van phao chữ nhân 43
3.3. Điều kiện nổi và chìm của cửa van trong nước 43
3.3.1. Điều kiện ổn định của cửa van trong nước 43
3.3.2. Điều kiện chìm của cửa van trong nước 46
3.4. Tính ổn định của cửa van phao chữ nhân khi nổi 46
3.5. Sơ đồ lực tác dụng 47
3.6. Tính toán lực đóng mở cửa van 48
3.7. Cối quay trong các cửa van thông dụng 50
3.7.1. Cối quay của cửa van tự động trục đứng 50
3.7.2. Cối quay của cửa van cung 51
3.7.3. Cối quay cửa van Clape 51
3.8. Lựa chọn kết cấu cối quay cho cửa van phao chữ nhân. 52
3.8.1. Kết cấu cối quay dạng cầu 53

3.8.2. Kết cấu cối quay dạng bạc trục quay kết hợp với dây mềm 55
3.9. Kết luận chương 3 58
Chương 4. ỨNG DỤNG CỬA VAN PHAO CHỮ NHÂN CHO ĐẬP ĐIỀU
TIẾT KHUYẾN LƯƠNG 59

4.1. Giới thiệu chung về công trình Khuyến Lương. 59
4.1.1. Vị trí địa lý của công trình Khuyến Lương. 59


4.1.2. Nhiệm vụ chính công trình Khuyến Lương. 62
4.2. Bố trí tính toán cửa van phao chữ nhân. 63
4.2.1. Thông số tính toán thiết kế. 63
4.2.2. Mặt bằng bố trí tổng thể cửa van phao chữ nhân. 63
4.3. Xác định thông số cơ bản cửa van phao chữ nhân 64
4.3.1. Xác định cửa van phao theo điều kiện ổn định 64
4.3.2. Điều kiện ổn định nổi của cửa van 65
4.3.3. Điều kiện ổn định chìm của cửa van 67
4.3.4. Tính toán lực đóng mở cửa van. 67
4.4. Các trường hợp tính toán ổn định 69
4.4.1. Chính diện và mặt cắt cửa van phao chữ nhân 69
4.4.2. Trường hợp tính toán 70
4.4.3. Sơ đồ tính toán 70
4.4.4. Phương pháp kiểm tra kết cấu 71
4.5. Tính toán kết cấu cửa van 71
4.6. Kiểm tra kết quả tính toán theo trạng thái giới hạn I 74
4.6.1. Kiểm tra dầm D1 74
4.6.2. Kiểm tra dầm dầm D3 75
4.6.3. Tính toán thanh chống dọc D2 76
4.6.4. Tính toán thanh giằng chéo liên kết 76
4.7. Kiểm tra kết cấu theo trạng thái giới hạn 2 77

4.7.1. Kiểm tra cho thanh dầm D1 77
4.7.2. Kiểm tra cho thanh dầm D2 77
4.7.3. Kiểm tra cho thanh dầm D3 77
4.8. Tính toán lựa chọn chiều dày bản mặt cửa van: 78
4.9. Nhận xét và kết luận 78
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 79
1. KẾT LUẬN. 79
2. KIẾN NGHỊ 80
TÀI LIỆU THAM KHẢO 81


DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1 - 1: Bãi cát nổi giữa cầu Long biên và Chương Dương 5

Hình 1 - 2: Biểu đồ quá trình xói lòng dẫn sông hồng 19
Hình 1 - 3: Sơ đồ minh họa đường mặt nước bị xói 20
Hình 1 - 4: Biểu đồ quan hệ Q=f(z) mùa khô ở trạm Hà Nội 20
Hình 2 - 1: Hình ảnh các bộ phận chính của đập trụ đỡ với cửa van phẳng. 26
Hình 2 - 2: Sơ đồ đập xà lan điều tiết cố định 27
Hình 2 - 3: Sơ đồ đập xà lan điều tiết thời vụ 27
Hình 2 - 4: Cống đập Thảo Long-Huế 28
Hình 2 - 5: Cống bình triệu – thành phố Hồ Chí Minh 28
Hình 2 - 6: Cống Tân Đệ-Thái Bình 29
Hình 2 - 7: Cống Đồng Quan-Hà Nội 29
Hình 2 - 8: Cống Liên Mạc có 3 khoang B= 10 m 29
Hình 2 - 9: Cống Đa Độ-Hải Phòng 30
Hình 2 - 10: Cống Đò Điểm ngăn mặn 30
Hình 2 - 11: (Spijkenisse, Netherlands, 1996) 31
Hình 2 - 12: Cửa van 80m tại Công trình ngăn triều Ravenswaay 32

Hình 2 - 13: Công trình ngăn triều Krimpen và Bố trí cửa van 80m 32
Hình 2 - 14: Cửa sập phương án A, đề xuất tại công trình ngăn triều Nieuwe Waterweg . 34
Hình 2 - 15: Cửa sập phương án B, đề xuất tại công trình ngăn triều Nieuwe waterweg 35
Hình 2 - 16: Cửa sập đề xuất tại công trình ngăn triều Venice 36
Hình 2 - 17: Cửa sập xây dựng tại Stamford, USA 36
Hình 2 - 18: Bremen, Germany, 1993 37
Hình 2 - 19: Terling – Rock Falls, Illinois, 2002 37
Hình 2 - 20: (Kampen, Hà lan, 2002) 38
Hình 2 - 21: (Hellevoetsluis, The Netherlands, 1970) 39
Hình 2 - 22: Ems river, Germany 39
Hình 3 - 1: Kết cấu cửa van chữ nhân 41


Hình 3 - 2: Nguyên lý làm việc của van phao chữ nhân 42
Hình 3 - 3: Diễn biến tâm nổi và tâm ổn định khi nghiêng 44
Hình 3 - 4: Sơ đồ cửa van 47
Hình 3 - 5: Sơ đồ lực tác dụng khi cửa van nổi trong nước 47
Hình 3 - 6: Sơ đồ lực tác dụng cửa van khi đang điều tiết 48
Hình 3 - 7: Sơ đồ lực đóng mở cửa van 49
Hình 3 - 8: Cụm cối quay trên cửa van tự động trục đứng 50
Hình 3 - 9: Cụm cối quay dưới cửa van tự động trục đứng 50
Hình 3 - 10: Kết cấu cối quay cửa van cung 51
Hình 3 - 11: Kết cấu cối quay cửa van Clape. 52
Hình 3 - 12: Công trình Maeslant - Hà Lan 53
Hình 3 - 13: Mô hình cối quay công trình Maeslant - Hà Lan 54
Hình 3 - 14: Kết cấu chi tiết cụm cối quay 54
Hình 3 - 15: Trọng lượng các bộ phận kết cấu 55
Hình 3 - 16: Kết cấu cối quay cửa 56
Hình 3 - 17: Kết cấu gối đỡ trục quay ở dưới 57
Hình 3 - 18: Kết cấu gối trục trung gian 57

Hình 3 - 19: Kết cấu bạc trục quay và dây xích 58
Hình 3 - 20: Chi tiết bạc trục - trục quay 58
Hình 4 - 1: Vị trí tuyến công trình 59
Hình 4 - 2: Mặt bằng tổng thể cửa van chữ nhân 63
Hình 4 - 3: Mặt cắt A - A 64
Hình 4 - 4: Diễn biến tâm nổi và tâm ổn định khi nghiêng 65
Hình 4 - 5: Sơ đồ lực đóng mở cửa van 68
Hình 4 - 6: Kết cấu cửa van 69
Hình 4 - 7: Sơ đô tính kết cấu cửa van 70
Hình 4 - 8: Sơ đồ lực tác dụng 70
Hình 4 - 9: Sơ đồ mô hình trong Sap2000 70
Hình 4 - 10: Mô hình kết cấu cửa van 71


Hình 4 - 11: Mô hình khung dầm cửa van 72
Hình 4 - 12: Biểu đồ Mômen M11 của bản mặt cửa van 3D 72
Hình 4 - 13: Biểu đồ Mômen M22 của bản mặt cửa van 3D 72
Hình 4 - 14: Biểu đồ Mômen M22 của bản đáy cửa van 72
Hình 4 - 15: Biểu đồ Mômen M22 Mặt phía thượng lưu 73
Hình 4 - 16: Biểu đồ Mômen M22 Mặt phía hạ lưu 73
Hình 4 - 17: Biểu đồ Mômen M33 dầm D1 73
Hình 4 - 18: Biểu đồ Lực dọc dầm D1 và D2 73
Hình 4 - 19: Biểu đồ Mômen M33 dầm D3 74
Hình 4 - 20: Biểu đồ Mômen M33 dầm D2 74
Hình 4 - 21: Biểu đồ Lực dọc Nmax dầm D3 74
Hình 4 - 22: Biểu đồ Mômen M33 dầm D3 74
Hình 4 - 23: Biểu đồ lực dọc của thanh chống T1 74

DANH MỤC BẢNG BIỂU


Bảng 1 - 1: Mực nước và lưu lượng nhỏ nhất ở Hà Nội trước lúc chưa có công trình
thượng nguồn 6

Bảng 1 - 2: Mực nước và lưu lượng nhỏ nhất ở Hà Nội trước lúc chưa có công trình
thượng nguồn. 10

Bảng 1 - 3: Mức nước và lưu lượng ở Hà Nội khi xả nước tăng cường từ các hồ
thượng nguồn vào mùa khô. 11

Bảng 2 - 1: Cửa van kéo đứng một số công trình trên thế giới 30
Bảng 2 - 2: Dạng kết cấu cửa van này được áp dụng ở một số công trình trên thế
giới: 33

Bảng 4 - 1: Tổ hợp mực nước tính toán và kiểm tra 63
Bảng 4 - 2: Đặc trưng hình học của thép hình I1500 và U400 69

1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Tình trạng cạn kiệt trên hệ thống sông Hồng về mùa khô trong những năm
vừa qua ngày càng trầm trọng và diễn biến phức tạp. Về mùa khô sông Hồng bị hạ
thấp mực nước làm cho các cống không lấy được nước,trạm bơm không lấy được
nước. Để khắc phục phải làm công trình dâng nước phải cấp cho đủ nước và dâng
mực nước lên. Có nhiều nguyên nhân khác nhau mà mức nước trên sông Hồng sau
khi xây dựng các công trình Thủy Điện ở thượng nguồn bị hạ thấp,hồ thượng nguồn
không cấp đủ nước.Bên cạnh sự giảm sút về nguồn nước thì yêu cầu về mực nước
trong mùa khô cũng bị ảnh hưởng nghiêm trọng. Sau khi có các hồ chứa lòng sông

sẽ bị xói sâu,mực nước lại càng xuống thấp.Mặt khác tình trạng khai thác cát một
cách bừa bãi và quá mức độ cho phép càng làm trầm trọng thêm vấn đề hạ thấp mực
nước trên sông mùa kiệt.Theo như khảo sát,hiện nay trên sông Hồng hiện tượng hạ
thấp mực nước so với trước khi có hồ Hòa Bình đã xảy ra rất nghiêm trọng,có nơi
mực nước đã hạ xuống tới 2m so với trước đây.
Về lâu dài,đối với hệ thống sông Hồng trong mùa khô có hai vấn đề cần phải
tìm cách khắc phục đó là tình trạng giảm nguồn nước và tình trạng hạ thấp mực
nước.Chính vì vậy muốn dâng nước phải cấp nước đủ và dâng mực nước lên.Tháo
lũ sông Hồng là phạm trù an ninh quốc gia vì vậy công trình điều tiết trên sông
Hồng về mùa khô tuyệt đối không được mảy may ảnh hưởng đên khả năng thoát lũ
của sông Hồng.
Qua phân tích nguyên nhân,ưu nhược điểm tác giả đã chọn giải pháp cửa van
phao chữ nhân.Cửa van phao chữ nhân có nhiều ưu điểm nổi trội như khẩu độ
lớn,lắp đặt,vận hành sửa chữa không phức tạp.
Đề tài luận văn: “Nghiên cứu cửa van phao chữ nhân điều tiết nước Sông
Hồng trong mùa khô ” nhằm từng bước hoàn thiện một cách mạnh mẽ, sâu rộng
hơn, góp phần phục vụ nhu cầu cấp bách của thực tế sản xuất có một ý nghĩa khoa
học và thực tiễn cao.


2
2. Tính mới của khoa học công nghệ
Đối với công trình điều tiết sông Hồng thì phải căn cứ vào nhiệm vụ, đặc
điểm kết cấu và vận hành của công trình để chọn kiểu cửa van thích hợp đáp ứng
được các yêu cầu đề ra khi thiết kế dự án. Có nhiều giải pháp được đưa ra nhằm giải
quyết cho việc điều tiết nước sông hồng trong mùa khô han.Ví dụ cửa van phẳng
được nâng hạ bằng hệ thống điều khiển đặt trên đỉnh của các tháp trụ pin công trình.
Về mùa khô, các cửa van này được đóng lại để ngăn và giữ nước theo yêu cầu thiết
kế. Về mùa lũ, toàn bộ hệ thống cửa van được kéo lên và chốt giữ lại bằng hệ thống
khóa. Nhưng nhược điểm của cửa van phẳng là khi kéo cửa van lên chịu gió bão bất

lợi về lực tác dụng lên công trình, hơn nữa mất mỹ quan cho công trình,ngoài ra cửa
van phẳng xây dựng rất tốn kém.
Xuất phát từ những yêu cầu của đập điều tiết thời vụ là: Dâng được mực
nước trong mùa khô theo yêu cầu,không ảnh hưởng đến thoát lũ chính vụ,lắp đặt
nhanh gọn và tháo dỡ dễ dàng nên các tác giả đề xuất chọn giải pháp cưa van phao
chữ nhân. Ưu nhược điểm của cửa van chữ nhân cũng giống như cửa van cánh cửa,
nhưng cửa van chữ nhân có ưu điểm hơn là có thể làm khoang rộng hơn. Cùng một
kích thước khoang đập thì một cánh cửa van chữ nhân chỉ rộng khoảng 0,57 cửa
van cánh cửa, nên gia công lắp đặt dễ hơn. Để việc lắp đặt sữa chữa dễ dàng có thể
làm cửa van phao chữ nhân. Trong trường hợp kết hợp với cầu giao thông qua sông
Hồng với khẩu độ lớn thì ứng dụng cửa van chữ nhân rất phù hợp. Công trình được
cấu tạo bởi hệ thống cửa van phao vận hành tại chỗ.Phần nền đáy công trình được
làm kiến cố và có hệ thống gờ vừa có tác dụng tựa lực cho cửa phao khi đóng,vừa
có tác dụng làm kín nước khi cửa làm việc. Cửa van họat động dựa trên nguyên lý
phao nổi trong nước nhờ lực đẩy acsimet. Cửa van chữ nhân thì đã có nhiều, nhưng
cửa van phao chữ nhân thì chưa được nghiên cứu và ứng dụng đặc biệt cửa van
phao chữ nhân lớn thì chưa nơi nào nghiên cứu.
3. Mục đích của đề tài
Nghiên cứu kết cấu cửa van chữ nhân để ứng dụng cho việc điều tiết nước
sông hồng trong mua khô hạn.


3
4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
- Cách tiếp cận:
Tiếp cận bằng cách trực tiếp hoặc gián tiếp thông qua các tổ chức, cá nhân khoa
học hay các phương tiện thông tin đại chúng; qua các kết quả nghiên cứu công trình
ngăn sông trên thế giới cũng như trong nước đã có kết hợp tìm hiểu, thu thập, và
phân tích đánh giá các tài liệu có liên quan, từ đó đề ra phương án cụ thể phù hợp
với tình hình điều kiện cụ thể của nước ta.

- Phương pháp nghiên cứu:
+ Phương pháp phân tích, tổng hợp.
+ Phương pháp điều tra khảo sát, thu thập tổng hợp tài liệu.
+ Phương pháp nghiên cứu lý thuyết, sử dụng mô hình toán và các phần mềm
ứng dụng.



















4
Chương 1. NGUYÊN NHÂN GÂY CẠN KIỆT MÙA KHÔ Ở SÔNG HỒNG
1.1. Đặt vấn đề
Việc cấp nước với mực nước và lưu lượng nhỏ nhất từ sông Hồng vào mùa
khô, qua các thời kỳ trước khi có các hồ chứa thượng nguồn và sau nhiều năm vận
hành các công trình đó, với việc phải mở nước tăng cường ba đợt phục vụ đổ ải. Từ

việc so sánh đó thấy rằng trước khi chưa có các hồ thủy điện thì vào mùa khô đo
được lưu lượng qua Hà Nội khoảng 600m3//s – 700m3/s ứng với mực nước lớn hơn
2m. Nhưng hiện nay ở Hà Nội muốn có mực nước 2m thì phai có lưu lượng lớn hơn
2000m3/s. Điều đó buộc chúng ta phải nghĩ tới việc tụt mực nước là vì dọc đáy
sông Hồng đã bị hạ thấp do xói lan truyền như đã dự báo và có thể do khai thác cát
tự do dọc tuyến. Theo tác giả có 6 nguyên nhân làm giảm mực nước hạ du sông
Hồng nhưng có hai nguyên nhân chính là đáy sông Hồng bị hạ thấp và các hồ thủy
điện không xả đủ lưu lượng thiết kế.
Mấy năm gần đây về mùa khô mực nước sông Hồng tụt xuống thấp hơn đáy
các cống và bể hút các trạm bơm lấy nước từ sông Hồng nên không lấy được nước
vào các hệ thống tưới. Trước tình hình đó, đã có giải pháp khắc phục tình trạng
thiếu nước đổ ải cho vụ đông xuân ở đồng bằng sông Hồng bằng cách xả nước tăng
cường từ các hồ thủy điện thượng nguồn: Hòa Bình, Tuyên Quang, Thác Bà vào ba
đợt, ví dụ năm 2008 đợt 1: 20- 27/1; đợt 2: 03-09/ 2; đợt 3: 12- 18/2; Năm 2013 các
đợt xả là đợt 1: đợt 1: 22/1- 29/1; đợt 2: 1/1-8/2; đợt 3: 16/2- 21/2. Cả ba đợt phải
xả 4768 triệu m3 nước.
Biện pháp xả nước tăng cường như vậy mang tính chất cấp cứu kịp thời cho
thời vụ đổ ải, nhưng có những nhược điểm: Một là khi dừng không xả tăng cường
thì dòng sông lại cạn kiệt, các cống và các trạm bơm lại bị “treo”, hệ thống kênh
vào các làng xã vùng đồng bằng này bị khô cạn, ảnh hưởng lớn đến môi trường
sống của người dân, mà trước đây họ đã được hưởng nguồn nước tự nhiên từ sông
Hồng do hệ thống cống và trạm bơm cung cấp. Hai là mỗi lần xả nước tăng cường
phải mất hơn 4 tỷ m3 nước nhưng chỉ sử dụng được phần nhỏ còn phần lớn chảy ra


5
biển. Ba là kế hoạch phát điện của các nhà máy thủy điện bị xáo trộn. Vì vậy vấn đề
đặt ra là phải tìm giải pháp để khôi phục dòng chảy sông Hồng gần trở lại như khi
chưa có các hồ chứa thượng nguồn để phục vụ không những cho sản xuất nông
nghiệp mà còn cả kinh tế xã hội và môi trường sinh thái cả đồng bằng sông Hồng.

Nhưng để tìm được giải pháp hợp lý thì phải tìm được nguyên nhân vì sao trong
những năm gần đây, vào mùa khô sông Hồng lại bị cạn kiệt. Để tìm nguyên nhân
này chúng ta phải xem bản liệt kê diễn biến mức nước và lưu lượng thực đo mùa
khô ở hạ du sông Hồng từ những năm chưa có hồ thủy điện và những năm sau khi
lần lượt có các hồ thủy điện. Đồng thời so sánh mực nước và lưu lượng của các đợt
xả nước tăng cường các năm gần đây với mực nước và lưu lượng các năm trước khi
chưa có các hồ thượng nguồn.

Hình 1 - 1: Bãi cát nổi giữa cầu Long biên và Chương Dương






6
1.2. Diễn biến mực nước và lưu lượng ở Hà Nội vào mua khô qua các thời kỳ.
1.2.1. Mực nước và lưu lượng nhỏ nhất ở Hà Nội trước lúc chưa có công trình
thượng nguồn.
Bảng 1 - 1: Mực nước và lưu lượng nhỏ nhất ở Hà Nội trước lúc chưa có công trình
thượng nguồn
Thời kỳ 1956-1965
Năm

1956
Tháng
I
II
III
IV

Năm
1957
Tháng
I
II
III
IV
Ngày
29
29
27
22
Ngày
18
26
27
1
H
min

226
192
157
172
H
min

307
245
203

216
Q
min

939
870
962
1240
Q
min

965
664
528
556
Năm
1958
Tháng
I
II
III
IV
Năm
1959
Tháng
I
II
III
IV
Ngày

30
17
30
27
Ngày
18
25
1
15
H
min

225
220
179
167
H
min

250
217
231
240
Q
min

763
740
540
480

Q
min

735
570
610
685
Năm
1960
Tháng
I
II
III
IV
Năm

1961
Tháng
I
II
III
IV
Ngày
24
18
31
30
Ngày
22
20

6
17
H
min

256
250
208
185
H
min

247
238
266
279
Q
min

705
630
475
366
Q
min

865
831
935
968

Năm
1962
Tháng
I
II
III
IV
Năm

1963
Tháng
I
II
III
IV
Ngày
31
26
25
4
Ngày
31
16
9
25
H
min

304
263

222
230
H
min

210
199
184
172
Q
min

1045
850
672
704
Q
min

670
615
540
482
Năm
1964
Tháng
I
II
III
IV

Năm

1965
Tháng
I
II
III
IV
Ngày
28
29
25
8
Ngày
30/31
27/28
27
5
H
min

266
241
214
224
H
min

280
234

218
209
Q
min

950
836
720
760
Q
min

870
664
602
581
Thời kỳ 1966-1975
Năm
1966
Tháng
I
II
III
IV
Năm
1967
Tháng
I
II
III

IV
Ngày
18
26
27
1
Ngày
31
28
23
21
H
min

307
245
203
216
H
min

273
243
225
199
Q
min

965
664

528
556
Q
min

895
754
655
525

Tháng
I
II
III
IV
Năm
Tháng
I
II
III
IV


7
Năm
1968

1969





Ngày
15
12
21
2
Ngày
31
27
31
13
H
min

273
254
232
221
H
min

265
225
205

189
Q
min

925
830
734
701
Q
min

799
643
564
500
Năm
1970
Tháng
I
II
III
IV
Năm
1971
Tháng
I
II
III
IV
Ngày

24
28
19
9
Ngày
21
28
28
4
H
min

266
233
209
205
H
min

289
266
219
225
Q
min

806
644
561
552

Q
min

852
744
575
589
Năm
1972
Tháng
I
II
III
IV
Năm
1973
Tháng
I
II
III
IV
Ngày
30
8
17
23
Ngày
30
28
6

8
H
min

286
272
238
247
H
min

313
293
272
264
Q
min

857
764
536
596
Q
min

918
811
703
708
Năm

1974
Tháng
I
II
III
IV
Năm
1975
Tháng
I
II
III
IV
Ngày
26
25
17
11
Ngày
31
25
17
11
H
min

286
249
220
215

H
min

266
238
209
247
Q
min

1020
856
746
728
Q
min

882
746
620
788
THỜI KỲ 1976 – 1985
Năm
1976
Tháng
I
II
III
IV
Năm

1977
Tháng
I
II
III
IV
Ngày
21
14
18
6
Ngày
31
21
22
6
H
min

272
264
232
237
H
min

278
261
233
236

Q
min

904
858
676
704
Q
min

905
827
698
712
Năm
1978
Tháng
I
II
III
IV
Năm
1979
Tháng
I
II
III
IV
Ngày
31

22
31
4
Ngày
31
27
20
10
H
min

266
224
218
207
H
min

300
256
254
231
Q
min

868
665
637
587
Q

min

919
704
698
588
Năm
1980
Tháng
I
II
III
IV
Năm
1981
Tháng
I
II
III
IV
Ngày
30
9
26
25
Ngày
21
24
4
11

H
min

274
262
209
205
H
min

270
232
223
287
Q
min

908
850
436
417
Q
min

862
721
692
934
Năm
1982

Tháng
I
II
III
IV
Năm
1983
Tháng
I
II
III
IV
Ngày
31
28
23
1
Ngày
31
20
31
21
H
min

310
282
236
280
H

min

317
294
279
218
Q
min

933
754
555
742
Q
min

865
750
711
533


8
Năm
1984
Tháng
I
II
III
IV

Năm
1985
Tháng
I
II
III
IV
Ngày
28
29
23
7
Ngày
25
12
27
8
H
min

327
263
230
230
H
min

284
260
264

272
Q
min

1020
721
594
954
Q
min

1000
909
923
953
THỜI KỲ 1976 – 1985
Năm
1976
Tháng
I
II
III
IV
Năm
1977
Tháng
I
II
III
IV

Ngày
21
14
18
6
Ngày
31
21
22
6
H
min

272
264
232
237
H
min

278
261
233
236
Q
min

904
858
676

704
Q
min

905
827
698
712
Năm
1978
Tháng
I
II
III
IV
Năm
1979
Tháng
I
II
III
IV
Ngày
31
22
31
4
Ngày
31
27

20
10
H
min

266
224
218
207
H
min

300
256
254
231
Q
min

868
665
637
587
Q
min

919
704
698
588

Năm
1980
Tháng
I
II
III
IV
Năm
1981
Tháng
I
II
III
IV
Ngày
30
9
26
25
Ngày
21
24
4
11
H
min

274
262
209

205
H
min

270
232
223
287
Q
min

908
850
436
417
Q
min

862
721
692
934
Năm
1982
Tháng
I
II
III
IV
Năm

1983
Tháng
I
II
III
IV
Ngày
31
28
23
1
Ngày
31
20
31
21
H
min

310
282
236
280
H
min

317
294
279
218

Q
min

933
754
555
742
Q
min

865
750
711
533
Năm
1984
Tháng
I
II
III
IV
Năm
1985
Tháng
I
II
III
IV
Ngày
28

29
23
7
Ngày
25
12
27
8
H
min

327
263
230
230
H
min

284
260
264
272
Q
min

1020
721
594
954
Q

min

1000
909
923
953
THỜI KỲ 1986 – 1995
Năm
1986
Tháng
I
II
III
IV
Năm
1987
Tháng
I
II
III
IV
Ngày
31
24
26
1
Ngày
27
21
31

1
H
min
290 251 201 206 H
min
284 254 203 206
Q
min
972 774 594 634 Q
min
988 844 625 529
Năm
1988
Tháng
I
II
III
IV
Năm
1989
Tháng
I
II
III
IV
Ngày
31
13
31
5

Ngày
1
23
14
26
H
min

276
242
204
191
H
min

217
196
196
201
Q
min

774
659
530
486
Q
min

514

448
462
548


9
Năm
1990
Tháng
I
II
III
IV
Năm
1991
Tháng
I
II
III
IV
Ngày
1
23
6
26
Ngày
29
17
5
30

H
min

255
244
286
324
H
min

299
282
284
287
Q
min

690
650
805
990
Q
min

800
729
737
573
Năm
1992

Tháng
I
II
III
IV
Năm
1993
Tháng
I
II
III
IV
Ngày
25
19
31
28
Ngày
4
14
31
8
H
min

315
304
299
262
H

min

282
284
284
282
Q
min

817
762
744
632
Q
min

958
967
838
825
Năm
1994
Tháng
I
II
III
IV
Năm
1995
Tháng

I
II
III
IV
Ngày
8
28
16
15
Ngày
27
4
5
20
H
min

284
273
268
284
H
min

320
301
328
314
Q
min

912
858
850
955
Q
min

1130
1030
1170
884
HòaBình
755
902
755
604
Hòa Bình
944
1005
950
745
Thời kỳ 1996-2005
Năm

1996
Tháng
I
II
III

IV
Năm
1997
Tháng
I
II
III
IV
Ngày
3
23
30
1
Ngày
3
11
22
15
Hmin
225
240
260
317
Hmin
286
286
300
422
Qmin
939

870
962
1240
Qmin
960
960
1010
1840
435
695
780
735
446
599
930
1189
Năm
1998
Tháng
I
II
III
IV
Năm
1999
Tháng
I
II
III
IV

Ngày
31
1
24
21
Ngày
2
20
2
7
Hmin
253
250
258
324
Hmin
222
200
221
242
Qmin
698
685
732
1120
Qmin
668
540
662
790

302
372
590
980
360
421
628
468
Năm
2000
Tháng
I
II
III
IV
Năm

2001
Tháng
I
II
III
IV
Ngày
4
29
21
3
Ngày
22

20
6
17
Hmin
285
255
277
284
Hmin
247
238
266
279
Qmin
1090
925
1040
1080
Qmin
865
831
935
968
720
776
695
682
249
686
671

628
Năm
2002
Tháng
I
II
III
IV
Năm

2003
Tháng
I
II
III
IV
Ngày
23
17
20
13
Ngày
29
6
11
8
Hmin
272
257
278

266
Hmin
253
243
269
270


10
Qmin
793
815
962
906
Qmin
768
710
857
862
646
787
697
490
1000
564
850
850
Năm
2004
Tháng

I
II
III
IV
Năm

2005
Tháng
I
II
III
IV
Ngày
27
16
31
6
Ngày
6
13
8
16
Hmin
297
210
196
186
Hmin
205
172

158
192
Qmin
819
855
723
656
Qmin
780
600
530
702
728
507
247
234





1.2.2. Mực nước và lưu lượng nhỏ nhất ở Hà Nội sau khi có công trình thượng
nguồn
Bảng 1 - 2: Mực nước và lưu lượng nhỏ nhất ở Hà Nội trước lúc chưa có công trình
thượng nguồn.
Thời kỳ 2006-2009
Năm
2006
Tháng I II III IV
Năm

2007
Tháng I II III IV
Ngày 12 20 20 3 Ngày 29 29 23 20
Hmin 166 136 148 149 Hmin 130 112 138 116
Qmin 530 400 472 478 Qmin 595 525 528 541
Năm
2008
Tháng I II III IV
Năm
2009
Tháng I II III IV
Ngày 2 12 11 1 Ngày 31 1 16 2
Hmin 112 80 100 120 Hmin 116 96 92 148
Qmin 527 377 471 565 Qmin 752 662 645 906






11
1.2.3. Mực nước và lưu lượng ở Hà Nội khi xả nước tăng cường từ các hồ thượng nguồn vào mùa khô.
Bảng 1 - 3: Mức nước và lưu lượng ở Hà Nội khi xả nước tăng cường từ các hồ thượng nguồn vào mùa khô.
2012
Ngày
Thứ
Lưu lượng và lượng nước xả từ hồ thủy điện
MN Hà Nội
Kết quả lấy nước
tháng

Hòa Bình
Thác Bà
Tuyên Quang
Tổng 3 hồ chứa
(mét)
(KH 635.232 ha)

Qxả
Wxả
Qxả
Wxả
Qxả
Wxả
Qxả
Wxả
TB
Cao
Diện tích
Tỷ lệ

TB
ngày
(tr.m
3
)
TB
ngày
(tr.m
3
)

TB
ngày
(tr.m
3
)
TB
ngày
(tr.m
3
) ngày nhất (ha)
%
KH
22/1/2012
3
1,713
148
378
33
452
39
2,543
220
123
135


23/1/2012
4
1,508
130

381
33
535
46
2,424
209
175
196
153,939
24.2
24/1/2012
5
1,438
124
383
33
467
40
2,288
198
214
228
170,086
26.8
25/1/2012
6
1,547
134
386
33

573
50
2,506
217
224
236
189,458
29.8
26/1/2012
T7
1,667
144
387
33
606
52
2,660
230
221
236
204,031
32.1
27/1/2012
CN
1,836
159
391
34
612
53

2,839
245
224
238
235,703
37.1
28/1/2012
2
1,901
164
394
34
617
53
2,912
252
245
260
280,590
44.2
29/1/2012
3
1,353
117
379
33
596
51
2,328
201

253
264
310,490
48.9
Kết thúc đợt 1












W
xả 3 hồ

Σ

1,120

266

384

1,772

H
hà nội

TB








233





12
w
có nước

%

48.9
1/2/2012
6
1,371
25
411
7
620
11
2,402
43
106
124


2/2/2012
T7
1,805
156
404
35
624
54

2,833
245
98
138
389,616
61.3
3/2/2012
CN
2,103
182
409
35
630
54
3,142
271
181
212
402,998
63.4
4/2/2012
2
1,769
153
411
36
636
55
2,816
243

242
250
432,951
68.2
5/2/2012
3
1,601
138
373
32
642
55
2,616
226
253
260
449,748
70.8
6/2/2012
4
1,817
157
361
31
649
56
2,827
244
247
254

468,007
73.7
7/2/2012
5
1,626
140
362
31
565
49
2,553
221
250
266
507,934
80
8/2/2012
6
1,198
78
365
24
806
52
2,369
154
253
268
522,764
82.3

9/2/2012
T7








253
268
530,515
83.5
Kết thúc đợt 2












W
xả 3 hồ

Σ

1,029

231

386

1,647




H
hà nội

TB








250



ω

có nước

%











83.5


13

Năm 2013
Ngày
Thứ
Lưu lượng và lượng nước xả từ hồ thủy điện
MN Hà Nội
Kết quả lấy nước
tháng
Hòa Bình
Thác Bà
Tuyên Quang
Tổng 3 hồ chứa

(mét)
(KH 635.232 ha)

Qxả Wxả Qxả Wxả Qxả Wxả Qxả Wxả TB Cao Diện tích Tỷ lệ

TB
ngày
(tr.m
3
)
TB
ngày
(tr.m
3
)
TB
ngày
(tr.m
3
)
TB
ngày
(tr.m
3
) ngày nhất (ha)
%
KH
22/1/2013
3
1,713

148
378
33
452
39
2,543
220
123
135


23/1/2013
4
1,508
130
381
33
535
46
2,424
209
175
196
153,939
24.2
24/1/2013
5
1,438
124
383

33
467
40
2,288
198
214
228
170,086
26.8
25/1/2013
6
1,547
134
386
33
573
50
2,506
217
224
236
189,458
29.8
26/1/2013
T7
1,667
144
387
33
606

52
2,660
230
221
236
204,031
32.1
27/1/2013
CN
1,836
159
391
34
612
53
2,839
245
224
238
235,703
37.1
28/1/2013
2
1,901
164
394
34
617
53
2,912

252
245
260
280,590
44.2
29/1/2013
3
1,353
117
379
33
596
51
2,328
201
253
264
310,490
48.9
Kết thúc đợt 1

W
xả 3 hồ

S

1,120

266

384

1,772




H
hà nội

TB

233



W
có nước

%











48.9
1/2/2013

6
1,371
25
411
7
620
11
2,402

43
106
124




14
2/2/2013
T7
1,805
156
404
35
624
54
2,833
245
98
138
389,616
61.3
3/2/2013
CN
2,103
182
409
35
630
54

3,142
271
181
212
402,998
63.4
4/2/2013
2
1,769
153
411
36
636
55
2,816
243
242
250
432,951
68.2
5/2/2013
3
1,601
138
373
32
642
55
2,616
226

253
260
449,748
70.8
6/2/2013
4
1,817
157
361
31
649
56
2,827
244
247
254
468,007
73.7
7/2/2013
5
1,626
140
362
31
565
49
2,553
221
250
266

507,934
80
8/2/2013
6
1,198
78
365
24
806
52
2,369
154
253
268
522,764
82.3
9/2/2013
T7








253
268
530,515
83.5

Kết thúc đợt 2












W
xả 3 hồ

Σ

1,029

231

386

1,647




H

hà nội

TB








250



W
có nước

%

83.5
16/2/2013
T7
790
68
141
12
312
27
1,243
107


563,501
88.7
17/2/2013
CN
1,848
160
385
33
666
58
2,899
250




18/2/2013

2
1,876
162
370
32
674
58
2,920
252
213
224
590,168
92,9
19/2/2013
3
1,918
166
392
34
682
59
2,992
259
239
250
601,031
94,6
20/2/2013
4
1,804

156
283
24
692
60
2,799
240
250
258
607,824
95,7
21/2/2013
5
1,397
121
285
25
702
61
2,384
206
249
260
617,247
97,2
Kết thúc đợt 3

W
xả 3 hồ

Σ

228

45

85

1349






15
Qua hai bảng đo lưu lượng và mực nước ở trên tác giả có nhận xét như sau:
-Số liệu đo mực nước và lưu lượng nhỏ nhất tại Hà Nội từ 1956 đến 2009 cho
thấy rằng các năm từ 2003 trở về trước dù với lưu lượng nhỏ hơn 400m3/s cũng

chưa có năm nào mực nước nhỏ hơn 1,55m. Trong thời kỳ này lưu lượng nhỏ nhất
là 366m3/s xẩy ra ngày 30 tháng 4 năm 1960 ứng với mực nước 1,85m, Trong năm
đó ngày 31 tháng 3 lưu lượng 475m3/s thì có mực nước 2,08m; năm 1980 ngày 26
tháng 3 lưu lượng 436m3/s, ứng với mực nước 2,09m và ngày 25 tháng 4 lưu lượng
417m3/s có mực nước 2,05m. Với lưu lượng hơn 500m3/s thì mực nước ở Hà Nội
đa số đạt trên 2m. Với lưu lượng 600m3/s thì chỉ có duy nhất ngày 16 tháng 2 năm
1963 lưu lượng 615m3/s ứng với mực nước 1,99m, còn lại đều có mực nước lớn
hơn 2m. Còn với lưu lượng 700m3/s thì mực nước thì mực nước luôn cao hơn 2m.
- Từ năm 2004 về sau mực nước càng ngày càng giảm mạnh, không giữ được
quan hệ tương xứng về lưu lượng và mực nước như những năm trước đó. Hãy nhìn
vào bảng thống kê mực nước và lưu lượng ở Hà Nội các năm từ 2004 đến 2009 phía
trên thì rõ, ví dụ ngày 13 tháng 2 năm 2005 lưu lượng 600m3/s, mực nước đạt
1,72m, năm 2006 ngày 20 tháng 2 lưu lượng 400m3/s mực nước đạt 1,36m, năm
2007 lưu lượng 525m3/s mực nước đạt 1,12m, năm 2008 ngày 11 tháng 3 lưu lượng
471m3/s mực nước đạt 1,00m và ngày 1 tháng 4 lưu lượng 565m3/s mực nước đạt
1,2m; năm 2009 mực nước tụt xuống tệ hại hơn, ngày 16 tháng 3 lưu lượng
645m3/s nhưng mực nước chỉ đạt 0,92m
- Số liệu lưu lượng xả từ các hồ và mực nước đo được ở Hà Nội khi xả nước tăng
cường các đợt cho thấy muốn có mực nước tại Hà Nội 2,3m -2,6m thì các hồ thượng
nguồn phải xả khoảng 2500m3/s -2900m3/s, ứng với lưu lượng Hà Nội khoảng
2000m3/s, ví dụ: ngày 26 tháng 1 năm 2012 lưu lượng từ các hồ về 2660m3/s ứng với
Hà Nội khoảng 2000m3/s, mà mực nước đạt được 2,36m, hai ngày sau đó ngày 28
tháng 1 lưu lượng về 2912m3/s, ứng với Hà Nội khoảng 2300m3/s, mực nước được
2,60m. Đợt lấy nước năm 2013 cũng cho những con số tương tự.
1.3. Các nguyên nhân gây cạn kiệt dòng chảy sông hồng.
Hiện tượng sông Hồng bị cạn kiệt vào mùa khô, ảnh hưởng lớn đến sự


16
phát triển kinh tế xã hội của đồng bằng Bắc Bộ, vùng trọng điểm kinh tế của đất

nước. Vì vậy khi chưa kịp có giải pháp ổn định lâu dài và hiệu quả thì phải có biện
pháp giải cứu cấp bách xả nước từng đợt từ các hồ chứa thủy điện để đảm bảo sản
xuất nông nghiệp trong vụ đông xuân là cần thiết. Nhưng ngoài sản xuất nông
nghiệp, sông Hồng cần đủ nước để phục vụ nhiều ngành kinh tế khác và phục dân
sinh như bản thân dòng tự nhiên trước đây của nó. Để có giải pháp hiệu quả và ổn
định trong việc khắc phục hiện tượng cạn kiệt sông Hồng, trước hết phải xác định
rõ nguyên nhân dẫn đến tình trạng này . Sau đây tác giả trình bày và phân tích một
số ý kiến bàn về nguyên nhân gây cạn kiệt của sông Hồng. Một số nguyên nhân
trong số này đã được nêu ra trong nhiều hội thảo.
1.3.1. Ảnh hưởng của sự điều tiết các công trình hồ chứa thượng nguồn ngoài
lãnh thổ Việt Nam
Các nhánh của sông Hồng trên địa phận thuộc Trung Quốc đã xây dựng
nhiều hồ chứa, ví dụ: Trên sông Nguyên đã làm một số hồ chứa dẫn nước tưới với
dung tích 409.106 m3 dẫn 26,7m3/s; Trên Sông Lô có hồ chứa 326.106 m3 dẫn 48,4
m3/s, sông Lý Tiên chứa 6,8.106 m3 dẫn 7,1m3/s; ngoài ra còn các công trình thuỷ
điện từ 1000 KW ÷ 40000 KW Đây là số liệu năm 1960, hiện nay chắc chắn sau hơn
50 năm, đã có nhiều công trình ra đời, nên tác động của chúng đến dòng chảy các sông
đổ vào Việt Nam sẽ rất lớn (Theo Viện Quy hoạch và Thiết kế nông nghiệp).
1.3.2. Ảnh hưởng của sự vận hành các hồ thủy điện thượng nguồn của Việt
Nam chưa đúng như nhiệm vụ thiết kế đề ra
Ví dụ: Các hồ Thác Bà, Hòa Bình, Tuyên Quang. Hồ chứa Thác Bà, hoàn
thành năm 1972, nói chung có thể bổ sung thêm khoảng 100 m3/s cho các tháng
mùa kiệt song do nhiều khó khăn khách quan và chủ quan nên chưa cấp nước được
như thiết kế.
Hồ chứa Hoà Bình, hoàn thành và đưa vào sử dụng năm 1988 làm khả năng
điều tiết mùa kiệt tăng thêm khoảng 500 m3/s, mặc dù nhiệm vụ đề ra khi xây dựng
là mùa khô phải tháo xuống hạ du không nhỏ hơn 680m3/s để phục vụ sản xuất