Đánh giá khả năng tháo lũ công trình tràn hồ chứa nước Liệt Sơn, huyện Đức Phổ trong điều kiện biến đổi khí hậu

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA


TRẦN VĂN HẢI

ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG THÁO LŨ CÔNG TRÌNH
TRÀN HỒ CHỨA NƯỚC LIỆT SƠN, HUYỆN ĐỨC PHỔ
TRONG ĐIỀU KIỆN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình thủy
Mã số: 8.58.02.02

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ NGÀNH KỸ THUẬT XÂY
DỰNG CÔNG TRÌNH THỦY

Đà Nẵng – Năm 2019


Công trình được hoàn thành tại
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
Người hướng dẫn khoa học: Tiến sỹ Tô Thúy Nga

Phản biện 1: TS. Kiều Xuân Tuyển
Phản biện 2: TS. Võ Ngọc Dương
Luận văn sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp
thạc sĩ ngành kỹ thuật xây dựng công trình thủy họp tại Trường Đại
học Bách khoa vào ngày …...… tháng …...… năm …...….
Có thể tìm hiểu luận văn tại:
 Trung tâm Học liệu và truyền thông, Trường Đại học Bách khoa
Đại học Đà Nẵng tại 
 Thư viện Khoa Thủy lợi – Thủy điện, Trường Đại học Bách khoa

- ĐHĐN


1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Công trình hồ chứa Liệt Sơn được Pháp nghiên cứu thiết kế từ
năm 1942 và đã tiến hành xây dựng dở dang một số hạng mục. Do
yêu cầu phục vụ sản xuất nông nghiệp. Công trình đã được tiếp tục
nghiên cứu hoàn thiện hồ sơ (năm 1976) tiến hành xây dựng và bàn
giao cho địa phương vào tháng 11 năm 1984.
Việc tính toán lũ theo hồ sơ thiết kế được phê duyệt số liệu
năm 1976 là QTK ứng với tần suất lũ thiết kế P=1.5% và QKT ứng với
tần suất lũ kiểm tra P=0.5% (Công trình cấp III) là quá cũ, chưa cập
nhập được dữ liệu mới trong vòng 40 năm trở lại đây, đồng thời với
sự gia tăng dòng chảy trong tương lai thì hồ chứa có đảm bảo khả
năng thoát lũ hay không?
Theo QCVN 04-05-2012, thì Hồ chứa nước Liệt Sơn thuộc
công trình cấp II, dựa trên các thông số sau:
+ Diện tích tưới TK: 2.500 ha => công trình cấp III
+ Dung tích ứng với MNDBT: 23,75×106 m³ => công trình cấp II
+ Chiều cao đập đất lớn nhất: 26,8m trên nền đất => công trình cấp II
Nếu ứng với công trình cấp II, tần suất thiết kế là P=1%, tần
suất kiểm tra P = 0,2% . Do đó, vấn đề đặt ra ở đây là công trình tràn
xả lũ hiện tại có đảm bảo khả năng thoát lũ với cấp công trình mới
hay không?
Đồng thời với sự ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến sự gia
tăng dòng chảy trong tương lai thì liệu hồ chứa nước Liệt Sơn có
đảm bảo khả năng thoát lũ ứng với trận lũ thiết kế và kiểm tra mới
hay không?

2
Xuất phát từ những vấn đề trên, tôi đề xuất đề tài “Đánh giá
khả năng tháo lũ công trình tràn Hồ chứa nước Liệt Sơn, huyện
Đức Phổ trong điều kiện biến đổi khí hậu”
2. Mục tiêu nghiên cứu
- Tính toán cập nhật số liệu dòng chảy đến hồ, phục vụ cho
việc tính toán điều tiết vận hành hồ chứa.
- Xây dựng các kịch bản vận hành điều tiết cho Hồ chứa nước
Liệt sơn vào mùa lũ bằng mô hình HEC-RESSIM.
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: Hồ chứa nước Liệt Sơn, huyện Đức Phổ.
- Phạm vi nghiên cứu: Là lưu vực thượng nguồn Hồ chứa nước Liệt Sơn.
4. Phƣơng pháp nghiên cứu
- Phương pháp phân tích thống kê ; Phương pháp mô hình
toán; Phương pháp kế thừa nghiên cứu.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
- Đối với tác giả và các cơ sở ứng dụng kết quả nghiên cứu:
Nâng cao trình độ chuyên môn cho bản thân kỹ sư tham gia
thực hiện. Nắm bắt được cách xây dựng bộ thông số mô hình phù
hợp với lưu vực nghiên cứu làm cơ sở giúp cho công việc hiện tại,
đồng thời giúp theo dõi, dự báo được quá trình lưu lượng lũ đến
nhằm đánh giá khả năng làm việc của Hồ chứa nước Liệt Sơn khi
vận hành theo quy trình hồ chứa trong mùa lũ.
- Đối với kinh tế - xã hội và môi trƣờng:
Số liệu dự báo và kiểm tra sẽ giúp cho đơn vị quản lý xem xét
số liệu với các thông số thiết kế năm 1976 . Từ đó đề xuất phương án
để vận hành Hồ chứa nước Liệt Sơn, giúp ổn định và phát triển nông
nghiệp.

3
6. Bố cục của đề tài
Chương 1: Tổng quan.
Chương 2: Đặc điểm tự nhiên và dòng chảy hồ chứa nước Liệt Sơn.
Chương 3: Tính toán thủy văn dòng chảy lũ theo tần suất và thiết
lập mô hình vận hành điều tiết hồ chứa HEC-RESSIM, ứng dụng vào tính
toán điều tiết hồ.
Chương 4: Ứng dụng mô hình HEC-RESSIM tính toán điều
tiết hồ chứa nước Liệt Sơn.
Kết luận và kiến nghị.
CHƢƠNG 1:
TỔNG QUAN VỀ VẬN HÀNH HỒ CHỨA
1. Tình hình nghiên cứu và vận hành hồ chứa
1.1 Tình hình nghiên cứu dự báo lũ lụt và vận hành hồ
chứa trên thế giới
Các phương pháp tính toán điều tiết gồm 3 loại như sau:
- Phương pháp đơn giản; Phương pháp tối ưu hóa; Phương
pháp mô phỏng.
1.2. Tình hình nghiên cứu dự báo lũ lụt và vận hành hồ chứa ở
Việt Nam
Hiện nay, quy trình vận hành hồ chứa dựa trên dự báo lũ có nhiều
rủi ro vì khả năng dự báo mưa lớn ở thượng nguồn và cộng với việc các
trạm đo mưa rất thưa nên việc dự báo thủy văn khó chính xác.
Việc ảnh hưởng của biến đổi khí hậu ngày càng cao, hạn hán
xảy ra kéo dài, tần suất mưa lũ giảm nhưng cường độ lại tăng gây
khó khăn trong việc vận hành và điều tiết hồ chứa.

4
1.3 Hiện trạng lũ lụt và công tác dự báo tại Hồ chứa nước Liệt Sơn.
Do diện tích lưu vực hồ chứa nước Liệt Sơn (36,8km2), lượng
lũ về hồ là tương đối lớn, với việc trên lưu vực của hồ chứa nước
Liệt Sơn chưa có một công nghệ dự báo và tính toán lũ nào có cơ sở
khoa học, nên việc tính toán, cập nhật dòng chảy lũ đến hồ và xây
dựng mô hình tính toán điều tiết vận hành hồ chứa nước Liệt Sơn xét
đến ảnh hưởng của BĐKH là rất cần thiết.
1.4 Vấn đề luận văn cần tập trung giải quyết.
Cập nhật số liệu mưa, tính toán cập nhật dòng chảy lũ đến hồ chứa
nước Liệt Sơn ứng với các kịch bản lũ. Sử dụng kịch bản biến đổi khí hậu,
nước biển dâng cho Việt Nam (MONRE,2016) để mô phỏng đường quá
trình lũ về hồ khi xét đến ảnh hưởng của biến đổi khí hậu. Trên cơ sở kết
quả dự báo thử nghiệm, luận văn mô phỏng quá trình điều tiết của hồ
chứa nước Liệt Sơn ứng với các kịch bản biến đổi khí hậu nhằm nâng cao
hiệu quả trong công tác vận hành cho đơn vị quản lý.
CHƢƠNG 2
ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN VÀ DÒNG CHẢY HỒ CHỨA NƢỚC
LIỆT SƠN
2.1 Đặc điểm tự nhiên lƣu vực Hồ chứa nƣớc Liệt Sơn.
2.1.1 Vị trí địa lý khu vực nghiên cứu
2.1.2 Đặc điểm địa hình
2.1.3 Đặc điểm thổ nhưỡng, thảm phủ thực vật
2.2. Tài liệu khí tƣợng - thủy văn
2.2.1 Khí tượng thủy văn công trình, sông ngòi
Bảng 2.1: Đặc trưng hình thái lưu vực hồ chứa
Đặc trưng

Flv
2

(km )

Lsông chính
(km)

Llưu
vực

Blưu
vực

Js
0

Jd
0

( /00) ( /00)


5

Đập Liệt

36,8

Sơn

8,70

(km)

(km)

9,0

4,0

60

92

2.2.2 Tài liệu khí tượng thủy văn
2.2.3 Đặc điểm khí hậu
2.2.3.1 Nhiệt độ không khí
2.2.3.2 Độ ẩm không khí tương đối
2.2.3.3 Tốc độ gió
2.2.3.4 Bốc hơi
2.2.3.5 Lượng mưa năm, lượng mưa gây lũ, lượng mưa khu tưới
a. Mưa trung bình năm tại lưu vực các hồ chứa
Bảng 2.9: Lượng mưa bình quân nhiều năm lưu vực nghiên cứu
Tên hồ chứa

X0(mm)

Liệt Sơn

2245,80

b.Mưa gây lũ thiết kế theo tần suất
Bảng 2.11: Lượng mưa một ngày lớn nhất trạm Đức Phổ
Trạm

Đặc trƣng thống kê Lƣợng mƣa ngày lớn nhất HP ( mm )
X

Cv

Cs 0,01 0,1% 0,2% 0,5% 1,0% 1,5% 2,0% 5%

Đức Phổ 211,82 0,40 0,50 623 536 508 470 440 421 408 362
2.2.3.6 Các đặc trưng dòng chảy năm
Bảng 2.12: Các đặc trưng dòng chảy năm tính đến các tuyến hồ
Tuyến

F

Gía trị trung bình

Yo

Mo

mm

l/s/km2

Q(m3/s)

Liệt Sơn 36,80 1400

44,40

1,63

công trình km2

Cv
0,55

Cs
2Cv


6
2.3. Đặt điểm lũ lụt
2.4 Ảnh hƣởng của biến đổi khí hậu đối với dòng chảy lƣu
vực Hồ chứa nƣớc Liệt Sơn.
2.4.1 Ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đối với thế giới và
Việt Nam.
2.4.2 Lựa chọn các kịch bản BĐKH để tính toán khả năng
tháo lũ hồ chứa nước Liệt Sơn.
Năm 2016, Bộ Tài nguyên và Môi trường công bố Kịch bản
biến đổi khí hậu và Nước biển dâng của Việt Nam, số liệu cập nhật
đến 2014 (MONRE).
Để đánh giá sự ảnh hưởng của BĐKH đến dòng chảy. Trong
đề tài này, tôi sử dụng mức biến đổi (%) lượng mưa theo mùa của
khu vực Quảng Ngãi so với thời kỳ 1986-2005 với các khoản thời
đoạn năm 2030 và 2050 theo Kịch bản nồng độ khí nhà kính cao

(RCP4.5) như sau:
Bảng 2.15: Mức biến đổi (%) lượng mưa theo mùa so với thời
kỳ cơ sở khu vực Quảng Ngãi với các mốc thời gian của thế kỉ 21.
(Nguồn MONRE, 2016)
Năm

ĐVT: %
2030

2050

Mùa đông (T12-T2)

3,21

17,9

Mùa xuân (T3-T5)

4,9

-4,7

Mùa hạ (T6-T8)

-2,0

-9,3

Mùa Thu (T9-T11)

28,9

39,1

Để tính toán lại giá trị mưa ngày max theo từng thời đoạn năm
2030 và 2050 tôi sử dụng số liệu trên để tính toán. Từ đó mô phỏng
đường quá trình lũ đến Hồ chứa nước Liệt Sơn để phục vụ tính toán
điều tiết với 04 loại kịch bản sau:


7
+ Kịch bản nền: (02 kịch bản)
Là kịch bản mô phỏng quá trình điều tiết của Hồ chứa nước Liệt
Sơn khi xảy ra các trận lũ thiết kế, lũ kiểm tra sau khi đã cập nhật dòng
chảy đến hồ Liệt Sơn. Nhằm đánh giá khả năng tháo lũ của hồ Liệt Sơn
khi cập nhật dòng chảy lũ ứng với cấp công trình mới.
+ Kịch bản BĐKH: (04 kịch bản)
Là kịch bản mô phỏng quá trình điều tiết của hồ Liệt Sơn khi
xảy ra các trận lũ thiết kế, lũ kiểm tra vào những khoản thời gian
năm 2030 và 2050. Nhằm đánh giá khả năng tháo lũ của hồ Liệt Sơn
trước ảnh hưởng của BĐKH.
Bảng 2.16: Tổng thông số kỹ thuật hiện trạng công trình
THÔNG SỐ

TT

Cấp công trình

I

1

Đơn vị Giá trị hiện trạng
-

II

km2

36.80

3

Đặc trƣng Lƣu vực và
dòng chảy

-

Diện tích lưu vực

-

Lưu lượng lũ thiết kế 1,0%

m /s

720.0

-

Lưu lượng lũ kiểm tra 0,2%

m3/s

883.0

-

Diện tích tưới (TK/TT)

ha

1780

II

Các thông số hồ chứa
m

38.10

m

22.50

m

40.52

m

41.04

-

Mực

nước

dâng

bình

thường (MNDBT)
Mực nước chết (MNC)
Mực

nước lũ thiết

kế

(MNLTK)
Mực nước lũ kiểm tra


8
(MNLKT)
-

Dung tích toàn bộ

106m3

24.97

-

Dung tích hữu ích

6

3

10 m

23.72

-

Dung tích chết

106m3

1.245

m

42.10

Đập đất

-

Cao trình đỉnh đập

-

Cao trình tường chắn sóng

-

Chiều rộng đỉnh đập

m

5.00

-

Chiều dài đập

m

178.0

-

Chiều cao đập cao nhất

m

26.80

-

Tràn xả lũ
2 khoan Tự do + 2
-

Hình thức

khoan có cửa,
BTCT

-

Cao trình ngưỡng tràn

m

38,1; 36,1

-

Chiều rộng ngưỡng tràn

m

19,8; 14

m3/s

358,91

m3/s

450,26

-

Lưu lượng xả lũ thiết kế
1,0%
Lưu lượng xả lũ kiểm tra
0,2%

CHƢƠNG 3
TÍNH TOÁN THỦY VĂN DÒNG CHẢY LŨ THEO TẦN SUẤT
VÀ THIẾT LẬP MÔ HÌNH ĐIỀU TIẾT HỒ CHỨA HECRESSIM, ỨNG DỤNG VÀO TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT HỒ
3.1 Tính toán dòng chảy lũ.


9
3.1.1 Cơ sở lý thuyết về công thức tính lũ.
- Phương pháp xây dựng các công thức tính lũ thiết kế
Công thức lý luận; Công thức kinh nghiệm; Công thức bán
kinh nghiệm.
- Phương pháp mô hình toán
3.1.2 Các công thức tính toán lũ.
- Công thức cường độ giới hạn; Công thức thể tích Xô-kô-lôpsky; Công thức triết giảm.
d. Lựa chọn công thức tính lũ:
Trên lưu vực thượng lưu hồ chứa Liệt Sơn không có trạm đo

mưa, không có các số liệu quan trắc thủy văn, do đó không thể sử
dụng các mô hình mô phỏng, tính toán thủy văn cho lưu vực này, do
vậy tôi sử dụng công thức tính lũ để tính toán dòng chảy lũ đến hồ
chứa nước Liệt Sơn. Dòng chảy lũ của lưu vực nghiên cứu được tính
theo công thức kinh nghiệm trong QP.TL C-6 -77.
Hồ chứa nước Liệt Sơn có diện tích lưu vực (36,8 km2) nhỏ
hơn 100km2, theo QP.TL C-6 -77 sử dụng công thức cường độ giới
hạn để xác định đặc trưng dòng chảy lũ.
QP% = AP.HnP.F.
e. Xác định đường quá trình lũ.
Trong giới hạn về số liệu thu thập, tôi sử dụng phương pháp
thu phóng cùng tỉ số để dùng đường quá trình lũ điển hình đo được
từ trạm quan trắc thủy văn Đức Phổ, thuộc lưu vực tương tự như lưu
vực hồ Liệt Sơn.
3.1.2 Kết quả tính toán lũ và đường quá trình lũ thu phóng
theo các trường hợp tính toán.


10
Bảng 3.1: Kết quả tính toán đỉnh lũ đến hồ chứa nước Liệt
Sơn bằng công thức cường độ giới hạn theo các trường hợp
Q(m3/s)

P=1%

P=0.2%

Kịch bản nền

839,4

969,1

BĐKH 2030

1.021,6

1.212,2

BĐKH 2050

1.102,7

1.273,8

+ Kết quả đường quá trình lũ thu phóng:
Lấy trận lũ điển hình xảy ra tại lưu vực Hồ chứa nước Liệt
Sơn năm 2009 để thu phóng, mô phỏng quá trình lũ ứng với các kịch
bản, từ đó mô phỏng quá trình điều tiết của hồ chứa nước Liệt Sơn
ứng với các kịch bản nền và kịch bản BĐKH.

Bảng 3.2: Đường quá trình lũ điển hình tại trạm Đức Phổ năm 2009


11

Bảng 3.3: Đường quá trình lũ thiết kế theo kịch bản nền

Bảng 3.4. Đường quá trình lũ thiết kế theo kịch bản BĐKH 2030

12

Bảng 3.5: Đường quá trình lũ thiết kế theo kịch bản BĐKH 2050
3.2. Thiết lập mô hình HEC-RESSIM trong việc tính toán
điều tiết hồ chứa Liệt Sơn
3.2.1. Cơ sở lý thuyết mô hình HEC-RESSIM.
3.2.2. Thiết lập mô hình hồ chứa nước Liệt Sơn bằng HECRESSIM.
+ Bước 1: Thiết lập mạng lưới sông hồ chứa nước Liệt Sơn.
+ Bước 2: Khai báo các đặc tính hồ chứa nước Liệt Sơn.
+ Bước 3: Thiết lập các trường hợp tính toán điều liết
Simulation.
CHƢƠNG 4
ỨNG DỤNG MÔ HÌNH HEC-RESSIM TÍNH TOÁN
ĐIỀU TIẾT HỒ CHỨA NƢỚC LIỆT SƠN
4.1 Xây dựng kịch bản mô phỏng điều tiết Hồ chứa nƣớc
Liệt Sơn.
Bảng 4.1: Các kịch bản mô phỏng điều tiết Hồ chứa nước Liệt Sơn
đến hồ chứa nước Liệt Sơn


13
NỘI DUNG KỊCH BẢN

TT
Tần suất 1,0%

I
1

Kịch bản nền (kịch bản cập nhật chuỗi dữ liệu thủy văn)

2

Kịch bản BĐKH 2030

3

Kịch bản BĐKH 2050

II

Tần suất 0,2 %

1

Kịch bản nền (kịch bản cập nhật chuỗi dữ liệu thủy văn)

2

Kịch bản BĐKH 2030

3

Kịch bản BĐKH 2050
4.2. Kết quả áp dụng mô hình HEC-RESSIM mô phỏng

Hồ chứa nƣớc Liệt Sơn theo các kịch bản.
- Kịch bản I-1: Kết quả mô phỏng điều tiết hồ chứa nước Liệt Sơn
ứng với trận lũ thu phóng từ trận lũ năm 2009 với tần suất 1,0% khi cập

nhật số liệu, theo Quy trình vận hành hồ chứa trên lưu vực Liệt Sơn.
Nhận xét: Ứng với trận lũ thiết kế 1.0%, sau khi cập nhật dữ
liệu mưa, thì hồ chứa nước Liệt Sơn vẫn tạo được dung tích đón lũ
đến hồ. Khi mực nước hồ trước lũ 36,1m, xảy ra mưa, lưu lượng
nước về hồ khoảng 9,63 m3/s và tăng lên đến 10h45 ngày 28/9/2009
khoảng 121,11 m3/s, khi đó mực nước trong hồ tăng dần đạt mực
nước dâng bình thường 38,1m (MNDBT) thì hồ bắt đầu xả lũ. Lưu
lượng hồ xả tăng lên ứng với lưu lượng trận lũ ngày càng tăng nhằm
tạo dung tích đón lũ cho hồ.
Theo kịch bản quá trình lũ, mực nước hồ tăng lên đến 41,64m cao
hơn mực nước dâng gia cường 1,12m; thấp hơn cao trình đỉnh đập hiện
trạng 0,5m, năng lực xả của hồ đã vượt so với năng lực xả 358,9m3/s như
số liệu thiết kế.


14
Ứng với trận lũ thiết kế P=1% sau khi cập nhật số liệu tính toán
dòng chảy lũ, thì hồ chứa nước Liệt Sơn vẫn có khả năng vận hành được,
tuy nhiên việc MNLTK tăng lên thì thông số của đập không còn đáp ứng
theo các tiêu chuẩn thiết kế đập hồ chứa hiện hành.

Hình 4.1. Vận hành điều tiết hồ chứa nước Liệt Sơn theo kịch
bản I-1, tần suất lũ 1,0%.
- Kịch bản I-2: Kết quả mô phỏng điều tiết hồ chứa nước Liệt
Sơn ứng với trận lũ thu phóng từ trận lũ năm 2009 với tần suất 1,0%
xét đến ảnh hưởng của BĐKH năm 2030, theo Quy trình hồ chứa
trên lưu vực hồ Liệt Sơn.
Nhận xét: Với kịch bản này, hồ chứa nước Liệt Sơn không thể
vận hành tốt được, sau 29h lưu lượng lũ đến đạt đến đỉnh lũ 1.021,2
m3/s, vượt đến 301,2 m3/s so với lũ kiểm tra của hồ Liệt Sơn. Lưu

lượng xả của hồ tăng dần lên đến 467,43 m3/s, năng lực xả của hồ đã
vượt so với năng lực xả 358,9m3/s so với số liệu thiết kế cũ. Mực


15
nước hồ tăng lên 42,39m cao hơn mực nước lũ thiết kế 1,87m; Vượt
hơn cao trình đỉnh đập hiện trạng 0,29m. Đồng thời quá trình mực
nước hồ vượt ngưỡng cao trình đỉnh đập 42,1m kéo dài đến 2,5h.
Với kết quả mô phòng trên, đập Liệt Sơn không thể vận hành
an toàn được nữa, tình huống này chắc chắn sẽ xảy ra vỡ đập.

Hình 4.2. Vận hành điều tiết hồ chứa Nước Liệt Sơn theo kịch bản I2, BĐKH 2030, tần suất lũ 1,0%.
- Kịch bản I-3: Kết quả mô phỏng điều tiết hồ chứa nước Liệt
Sơn ứng với trận lũ thu phóng từ trận lũ năm 2009 với tần suất 1,0%
xét đến ảnh hưởng của BĐKH năm 2050, theo Quy trình hồ chứa
trên lưu vực Liệt Sơn.
Nhận xét: Với kịch bản này, hồ chứa nước Liệt Sơn không thể
vận hành tốt được, sau 43h lưu lượng lũ đến đạt đến đỉnh lũ 1.102,2
m3/s, vượt đến 382,2 m3/s so với lũ kiểm tra của hồ Liệt Sơn. Lưu
lượng xả của hồ tăng dần lên đến 826,68 m3/s, năng lực xả của hồ đã
vượt so với năng lực xả 358,9m3/s so với số liệu thiết kế cũ. Mực


16
nước hồ tăng lên 42,705m cao hơn mực nước lũ thiết kế 2,18m; Vượt
hơn cao trình đỉnh đập hiện trạng 0,60m. Đồng thời quá trình mực
nước hồ vượt ngưỡng cao trình đỉnh đập 42,1m kéo dài đến 3h45p.
Với kết quả mô phỏng trên, đập Liệt Sơn không thể vận hành
được nữa, tình huống này chắc chắn sẽ xảy ra vỡ đập.

Hình 4.3. Vận hành điều tiết hồ chứa nước Liệt Sơn theo kịch
bản I-3, BĐKH 2050, tần suất lũ 1,0%.
- Kịch bản II-1: Kết quả mô phỏng điều tiết hồ chứa nước
Liệt Sơn ứng với trận lũ thu phóng từ trận lũ năm 2009 với tần suất
0,2% sau khi cập nhật số liệu, theo Quy trình vận hành hồ chứa trên
lưu vục Liệt Sơn.
Nhận xét: Với kịch bản này, hồ chứa nước Liệt Sơn không thể
vận hành tốt được, sau 45h lưu lượng lũ đến đạt đến đỉnh lũ 780,29
m3/s, vượt đến 68,29 m3/s so với lũ kiểm tra của hồ Liệt Sơn. Lưu
lượng xả của hồ tăng dần lên đến 729,3 m3/s, năng lực xả của hồ đã


17
vượt so với năng lực xả 358,9m3/s so với số liệu thiết kế cũ. Mực
nước hồ tăng lên 42,18m cao hơn mực nước lũ thiết kế 1,66m; Vượt
hơn cao trình đỉnh đập hiện trạng 0,08m. Đồng thời quá trình mực
nước hồ vượt ngưỡng cao trình đỉnh đập 42,1m kéo dài đến 75phút.
Với kết quả mô phỏng trên, đập Liệt Sơn không thể vận hành được
nữa, tình huống này chắc chắn sẽ xảy ra vỡ đập.

Hình 4.4. Vận hành điều tiết hồ chứa nước Liệt Sơn theo trường hợp
II-1, tần suất lũ 0,2%
- Kịch bản II-2: Kết quả mô phỏng điều tiết hồ chứa nước
Liệt Sơn ứng với trận lũ thu phóng từ trận lũ năm 2009 với tần suất
0,2% xét đến ảnh hưởng của BĐKH năm 2030, theo Quy trình vận
hành hồ chứa trên lưu vực Liệt Sơn.
Nhận xét: Với kịch bản này, hồ chứa nước Liệt Sơn không thể
vận hành tốt được, sau 43h lưu lượng lũ đến đạt đến đỉnh lũ 1.212,2
m3/s, vượt đến 492,2 m3/s so với lũ kiểm tra của hồ Liệt Sơn. Lưu
lượng xả của hồ tăng dần lên đến 889,76 m3/s, năng lực xả của hồ đã

18
vượt so với năng lực xả 358,9m3/s so với số liệu thiết kế cũ. Mực
nước hồ tăng lên 43,178m cao hơn mực nước lũ thiết kế 2,658m;
Vượt hơn cao trình đỉnh đập hiện trạng 1,08m. Đồng thời quá trình
mực nước hồ vượt ngưỡng cao trình đỉnh đập 42,1m kéo dài đến 5h.
Với kết quả mô phỏng trên, đập Liệt Sơn không thể vận hành
được nữa, tình huống này chắc chắn sẽ xảy ra vỡ đập.

Hình 4.5. Vận hành điều tiết hồ chứa nước Liệt Sơn theo trường hợp
II-2, BĐKH 2030, tần suất 0,2%.
- Kịch bản II-3: Kết quả mô phỏng điều tiết hồ chứa nước
Liệt Sơn ứng với trận lũ thu phóng từ trận lũ năm 2009 với tần suất
0,2% xét đến ảnh hưởng của BĐKH năm 2050, theo Quy trình vận
hành hồ chứa trên lưu vực Liệt Sơn
Nhận xét: Với kịch bản này, hồ chứa nước Liệt Sơn không thể
vận hành tốt được, sau 43h lưu lượng lũ đến đạt đến đỉnh lũ 1.273,2
m3/s, vượt đến 753,2 m3/s so với lũ kiểm tra của hồ Liệt Sơn. Lưu
lượng xả của hồ tăng dần lên đến 925,85 m3/s, năng lực xả của hồ đã


19
vượt so với năng lực xả 358,9m3/s so với số liệu thiết kế cũ. Mực
nước hồ tăng lên 43,446m cao hơn mực nước lũ thiết kế 2,926m;
Vượt hơn cao trình đỉnh đập hiện trạng 1,346m. Đồng thời quá trình
mực nước hồ vượt ngưỡng cao trình đỉnh đập 42,1m kéo dài đến 6h.
Với kết quả mô phỏng trên, đập Liệt Sơn không thể vận hành
được nữa, tình huống này chắc chắn sẽ xảy ra vỡ đập.

Hình 4.6. Vận hành điều tiết hồ chứa nước Liệt Sơn theo kịch bản II3, BĐKH 2050, tần suất lũ 0,2%.
4.3. Đề xuất giải pháp nâng cao an toàn cho công trình.
4.3.1. Tổng hợp kết quả các kịch bản mô phỏng quá trình điều
tiết của hồ chứa nước Liệt Sơn:
Bảng 4.2 Tổng hợp kết quả điều tiết hồ chứa nước Liệt Sơn
theo các kịch bản.
TT

KỊCH BẢN

Lƣu

Lƣu

Mực

lƣợng

lƣợng

nƣớc


20
lũ đến

xả lũ

hồ max

3

max

(m)

(m /s)

3

(m /s)
Tần suất 1,0 %

I
I-1

Kịch bản nền

621,1

629,63

41,644

I-2

Kịch bản BĐKH 2020

755,8

767,43

42,381

I-3

Kịch bản BĐKH 2050

887,4

826,68

42,705

II

Tần suất 0,2 %

II-1

Kịch bản nền

717,3

729,3

42,18

II-2

Kịch bản BĐKH 2020

897,2

889,76

43,178

II-3

Kịch bản BĐKH 2050

942,25

925,85

43,446

- Theo kịch bản nền: Ứng với trận lũ thiết kế có tần suất P=1%
sau khi cập nhật số liệu tính toán dòng chảy lũ thì hồ chứa nước Liệt
Sơn vẫn có khả năng vận hành được, tuy nhiên việc MNLTK tăng
lên thì thông số của đập không còn đáp ứng theo các tiêu chuẩn thiết
kế đập hồ chứa hiện hành. Tuy nhiên, với tần suất lũ kiểm tra
P=0,2%, hồ chứa nước Liệt Sơn không thể vận hành được vì quá
trình điều tiết mực nước hồ tăng lên vượt hơn cao trình đỉnh đập hiện
trạng và quá trình mực nước hồ vượt ngưỡng cao trình đỉnh đập
42,1m kéo dài, tình huống này chắc chắn xảy ra vỡ đập.
- Theo các kịch bản ứng với ảnh hưởng của BĐKH những năm
2030, 2500 khi xảy ra trận lũ tần suất P=1,0% và P=0,2% như các
kịch bản I-2, I-3, II-2, II-3 thì Đập Liệt Sơn chắc chắn sẽ vỡ vì không

thể chịu nổi những trận lũ lớn xảy ra như thế.


21
4.3.2. Đánh giá hiện trạng Tràn xả lũ
Tràn xả lũ được xây dựng trên yên ngựa bên phía bờ tả cách
đập chính 500m, vai tả tràn là vách đá có độ dốc lớn, vai hữu tràn là
sườn đồi có độ dốc thỏa và trồng cây lâu năm như keo, bạch đàn…
Nguồn gốc đất do Công ty TNHH một thành viên khai thác công
trình thủy lợi Quảng Ngãi quản lý. Năm 2010 sửa chữa lại và lắp
thêm 02 cánh van clape để xả lũ. Kết cấu hiện trạng tràn cụ thể như
sau: Tràn tự do, thực dụng B = 19,8m; Zng = 38,1m và có cửa, đỉnh
rộng B = (2x7,0m) = 14,0m; Zng = 36,1m. Hiện trạng vẫn đang hoạt
động bình thường, ổn định.
4.3.3. Giải pháp nâng cao an toàn cho công trình:
Trên cơ sở hiện trạng thực tế của công trình tràn, tôi đề xuất
giải pháp mở rộng tràn về phía bờ hữu, để đảm bảo tháo lũ theo kịch
bản BĐKH 2050 (tần suất lũ P= 0,2%) nhằm khắc phục sự ảnh
hưởng của lũ đến quá trình vận hành của đập như sau:
4.3.3.1 Phương án 1: Mở rộng 01 khoan tràn tự do tăng thêm
bề rộng tràn B=15m và mở rộng tràn có cửa tăng thêm bề rộng tràn
02 khoan tràn có cửa với kích thước khoan cửa như hiện trạng
(B=2x7m) về phía bờ hữu. Khi đó khả năng xả lũ của đập Liệt Sơn
sẽ tăng lên. Với khả năng xả lũ mới lên đến 1.030 m3/s, thì hồ chứa
nước Liệt Sơn vẫn vận hành đảm bảo an toàn.
4.3.3.2 Phương án 2: Mở rộng 01 khoan tràn tự do tăng thêm
bề rộng tràn B=50m. Khi đó khả năng xả lũ của đập Liệt Sơn sẽ tăng
lên. Với khả năng xả lũ mới lên đến 1.140 m3/s, thì hồ chứa nước
Liệt Sơn vẫn vận hành đảm bảo an toàn.

22

Hình 4.7. Vận hành điều tiết hồ chứa Liệt Sơn theo kịch bản
II-3, BĐKH 2050, tần suất 0,2% ứng với khả năng xả lũ mớ (PA1).

Hình 4.8. Vận hành điều tiết hồ chứa Liệt Sơn theo kịch bản
II-3, BĐKH 2050, tần suất 0,2% ứng với khả năng xả lũ mới (PA2).


23
Nhận xét:
So sánh 02 phương án trên, tôi nhận thấy Phương án 2 hợp lý
hơn vì biện pháp tổ chức thi công xây dựng đơn giản hơn; Việc quản
lý khai thác và vận hành hồ chứa thuận lợi hơn. Tuy nhiên việc nâng
cấp mở rộng khả năng tháo lũ của hồ chứa nước Liệt Sơn cần tính
toán kiểm định lại khả năng xả lũ thực tế của tràn xả lũ, từ đó làm cơ
sở tính toán nâng cấp mở rộng tràn.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
1. Kết luận:
Qua quá trình nghiên cứu và làm luận văn về đề tài “Nghiên
cứu khả năng tháo lũ của công trình tràn hồ chứa nƣớc Liệt Sơn,
huyện Đức Phổ trong điều kiện biến đổi khí hậu”, đề tài đã giải
quyết được những vấn đề sau:
1. Trên cơ sở số liệu và tài liệu thu thập, xử lý cập nhật nguồn
số liệu như: Số liệu KTTV của các lưu vực lân cận hồ chứa nước
Liệt Sơn, số liệu các trận lũ đã từng xảy ra làm cơ sở tính toán dòng
chảy lũ đến hồ Liệt Sơn, thu thập các thông số của công trình hồ
chứa. Từ đó, tác giải đã sử dụng các dữ liệu này làm số liệu đầu vào
cho bài toán mô phỏng quá trình vận hành điều tiết hồ chứa nước

Liệt Sơn theo quy trình vận hành hồ chứa ứng với các kịch bản
BĐKH.
2. Sử dụng phương pháp thống kê và mô hình toán HECRESSIM để mô phỏng quá trình điều tiết của hồ chứa nước Liệt Sơn.
Kết quả đạt được đã chứng minh với cấp công trình mới (theo
QCVN 04-05: 2012/BNNPTNT của Bộ Nông nghiệp và PTNT), thì
ứng với trận lũ thiết kế có tần suất P=1% sau khi cập nhật số liệu tính
toán dòng chảy lũ thì hồ chứa nước Liệt Sơn vẫn có khả năng vận