(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu đánh giá tác động của các hồ chứa thượng nguồn đến chế độ thủy động lực khu vực hợp lưu các sông Thao, Đà, Lô và đề xuất giải pháp giảm thiểu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI

LÊ THẾ CƯỜNG

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA CÁC HỒ CHỨA THƯỢNG
NGUỒN ĐẾN CHẾ ĐỘ THỦY ĐỘNG LỰC KHU VỰC HỢP LƯU CÁC
SÔNG THAO, ĐÀ, LÔ VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP GIẢM THIỂU

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Hà Nội – 2015


LÊ THẾ CƯỜNG

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA CÁC HỒ CHỨA THƯỢNG
NGUỒN ĐẾN CHẾ ĐỘ THỦY ĐỘNG LỰC KHU VỰC HỢP LƯU CÁC
SÔNG THAO, ĐÀ, LÔ VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP GIẢM THIỂU

Chuyên ngành: Thủy văn
học Mã số: 60-44-90

LUẬN VĂN THẠC SĨ
Người hướng dẫn khoa học:
1. TS Nguyễn Đăng Giáp
2. PGS.TS Ngô Lê Long

Hà Nội – 2015


BẢN CAM KẾT

Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi.
Các số liệu nêu trong luận văn là trung thực, có nguồn gốc rõ ràng, được
trích dẫn và có tính kế thừa từ các cơng trình nghiên cứu, kết quả của luận
văn chưa từng được ai cơng bố trong bất kỳ cơng trình nào khác.
Tơi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm về kết quả nghiên cứu của mình.

Hà Nội, ngày ..... tháng......năm 2015

Lê Thế Cường


LỜI CẢM ƠN
Luận văn thạc sĩ “Nghiên cứu đánh giá tác động của các hồ chứa
thượng nguồn đến chế độ thủy động lực khu vực hợp lưu các sông Thao,
Đà, Lơ và đề xuất giải pháp giảm thiểu” được hồn thành với sự giúp đỡ,
động viên về mọi mặt của tập thể Trung tâm Nghiên cứu phòng tránh và giảm
nhẹ thiên tai – Phịng Thí nghiệm trọng điểm Quốc Gia về Động lực học sông
biển dưới sự hướng dẫn của TS. Nguyễn Đăng Giáp và PGS.TS Ngô Lê
Long.
Tác giả xin bày tỏ sự cảm ơn chân thành tới thầy giáo PGS.TS Ngô Lê
Long và TS. Nguyễn Đăng Giáp đã tận tình giúp đỡ trong suốt quá trình
nghiên cứu luận văn. Tác giả cũng xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới
nhóm thực hiện đề tài KC.08.02/11-15 đã cung cấp các số liệu, tài liệu cho
luận văn, các Thầy, Cô giáo trong Khoa Thủy văn và Tài nguyên nước trường
Đại học Thủy Lợi đã hỗ trợ, giúp đỡ, truyền đạt kiến thức chuyên môn, tạo

điều kiện tối đa cho học viên trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu luận
văn.
Xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè và đồng nghiệp đã giúp đỡ, cổ
vũ, khích lệ và tạo điều kiện thuận lợi trong quá trình học tập và hoàn thành
luận văn này. Tuy nhiên, do thời gian và kinh nghiệm cịn hạn chế nên luận
văn khơng thể tránh khỏi những thiếu sót, vì vậy rất mong nhận được sự góp
ý của các Thầy, Cơ giáo, các chun gia và các bạn đồng nghiệp để luận văn
được hoàn thiện hơn.
Hà Nội, ngày ..... tháng......năm 2015

Lê Thế Cường


5

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU.................................................................................................................. 7
1. SỰ CẦN THIẾT VÀ Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU..........................7
2. MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI.............8
1. Mục tiêu............................................................................................................. 8
2. Nội dung, phạm vi nghiên cứu:.......................................................................... 8
3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU...................................................................... 9
4. CẤU TRÚC CỦA LUẬN VĂN........................................................................ 9
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU TÁC ĐỘNG CỦA HỒ CHỨA ĐẾN
CHẾ ĐỘ THỦY VĂN, THỦY LỰC LÒNG DẪN................................................. 10
1.1. TỔNG QUAN VỀ MỘT SỐ NGHIÊN CỨU TRƯỚC ĐÂY..........................10
1.1.1. Giới thiệu một số cơng trình nghiên cứu có liên quan trước đây về chế độ
thủy văn, thủy lực................................................................................................10
1.1.2. Một vài nhận xét và đánh giá về kết quả nghiên cứu trước đây;................19
1.1.3. Các vấn đề tồn tại trong các kết quả nghiên cứu........................................ 21

1.1.4. Những hạn chế của các sản phẩm nghiên cứu............................................ 23
1.2. GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT HỆ THỐNG HỒ CHỨA THƯỢNG NGUỒN
SÔNG HỒNG.........................................................................................................23
1.2.1. Hồ Thác Bà................................................................................................ 23
1.2.2. Hồ Tuyên Quang........................................................................................ 24
1.2.3. Hồ Sơn La.................................................................................................. 25
1.2.4. Hồ Hịa Bình.............................................................................................. 25
CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN VÀ TÌNH HÌNH DÂN SINH
KINH TẾ KHU VỰC NGHIÊN CỨU....................................................................27
2.1. ĐIỀU KIỆN ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN LƯU VỰC SƠNG HỒNG.........................27
2.1.1. Vị trí địa lý................................................................................................. 27
2.1.2. Địa hình, địa mạo....................................................................................... 28
2.1.3. Địa chất, thổ nhưỡng.................................................................................. 31
2.1.4. Thảm phủ thực vật..................................................................................... 35
2.1.5. Điều kiện khí hậu, thủy văn....................................................................... 37
2.2. TÌNH HÌNH DÂN SINH KINH TẾ................................................................. 49


6
CHƯƠNG 3: THIẾT LẬP MƠ HÌNH TỐN NGHIÊN CỨU CHẾ ĐỘ THỦY
VĂN, THỦY LỰC KHU VỰC NGHIÊN CỨU.....................................................51
3.1. GIỚI THIỆU MỘT SỐ MƠ HÌNH THỦY ĐỘNG LỰC HỌC....................51
3.1.1. Mơ hình MIKE 21................................................................................... 51
3.1.2. Mơ hình SMS.......................................................................................... 56
3.1.3. Mơ hình TREM....................................................................................... 61
3.2. PHÂN TÍCH LỰA CHỌN MƠ HÌNH.......................................................... 61
3.3. THIẾT LẬP MƠ HÌNH TÍNH TỐN.......................................................... 65
3.3.1. Xử lý số liệu địa hình và thiết lập lưới tính tốn.....................................65
3.3.2. Hiệu chỉnh mơ hình................................................................................ 72
3.3.3. Kiểm định bộ thồn số mơ hình................................................................76

CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG MƠ HÌNH TỐN CHO NGHIÊN CỨU, TÍNH TỐN
VÀ PHÂN TÍCH SỰ BIẾN ĐỘNG VỀ CHẾ ĐỘ THỦY VĂN, THỦY LỰC KHU
VỰC NGHIÊM CỨU.............................................................................................. 82
4.1. NGHIÊN CỨU, TÍNH TỐN XÂY DỰNG CÁC KỊCH BẢN LŨ PHỤC VỤ
CHO NGHIÊN CỨU TRÊN MƠ HÌNH TỐN.....................................................82
4.1.1. Lựa chọn trận lũ để tính toán tổ hợp.......................................................... 82
4.1.2. Sơ bộ đánh giá sự thay đổi của các đặc trưng thủy văn, thủy lực vùng
nghiên cứu khi có tác động của các cơng trình hồ chứa thượng nguồn......85
4.1.2.1. Biến đổi các giá trị mực nước đặc trưng:............................................. 85
4.1.2.2. Biến đổi các giá trị lưu lượng đặc trưng:............................................. 86
4.1.2.3. Biến đổi của chế độ bùn cát:............................................................... 86
4.1.3. Đề xuất giải pháp chỉnh trị......................................................................... 87
4.1.3.1. Giải pháp phi cơng trình...................................................................... 87
4.1.3.2 Giải pháp cơng trình............................................................................. 88
4.2. ỨNG DỤNG MƠ HÌNH MIKE 21FM ĐỂ MƠ PHỎNG TÍNH TỐN CHẾ
ĐỘ THỦY VĂN, THỦY LỰC KHU VỰC NGHIÊN CỨU THEO CÁC KỊCH
BẢN TÍNH TỐN........................................................................................... 93
4.2.1. Nghiên cứu chế độ thủy động lực ứng với trường hợp địa hình hiện trạng
của khu vực nghiên cứu............................................................................. 93
4.2.1.1. Phân tích kết quả tính tốn độc dốc mực nước dọc sơng.....................93
4.2.1.2. Phân tích kết quả lưu tốc dòng chảy.................................................... 94


7
4.2.2. Nghiên cứu chế độ thủy động lực học của khu vực nghiên cứu dưới tác
dụng của phương án chỉnh trị...............................................................................95
4.2.2.1. Đánh giá hiệu quả về điều chỉnh mực nước và độ dốc dọc sông..........95
4.2.2.2. Đánh giá hiệu quả về điều chỉnh lưu tốc dịng chảy của phương án cơng
trình...................................................................................................... 96
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ............................................................................... 102

TÀI LIỆU THAM KHẢO..................................................................................... 103
PHỤ LỤC.............................................................................................................. 105


DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 2.1: Bản đồ vị trí khu vực nghiên cứu............................................................27
Hình 2.2: Bản đồ cao độ số lưu vực sơng Hồng......................................................28
Hình 2.3: Bản đồ sử dụng đất lưu vực sơng Hồng - sơng Thái Bình.......................36
Hình 3.1: Bùn (trái) và cát (phải)............................................................................63
Hình 3.3: Vùng nghiên cứu mở rộng (vùng tính tốn thực tế), VNC......................68
Hình 3.4: Lưới tính cho mơ hình Mike 21 FM ứng với phương án hiện trạng........69
Hình 3.5: Lưới tính cho mơ hình Mike 21 FM ứng với phương án cơng trình........70
Hình 3.6: Lưới tính chi tiết tại vị trí cơng trình......................................................70
Hình 3.7: Số liệu lưu lượng đầu vào tại các biên trên của mơ hình.........................73
Hình 3.8: Số liệu mực nước tại biên dưới Sơn Tây và các vị trí dùng để hiệu chỉnh
...................................................................................................................................73
Hình 3.9: So sánh số liệu mực nước thực đo và tính tốn tại vị trí trạm Trung Hà 74
Hình 3.10: So sánh mực nước tính tốn bẳng MIKE 11 và MIKE 21FM tại MC2
(hợp lưu Thao – Đà)................................................................................................74
Hình 3.11: So sánh mực nước tính tốn bẳng MIKE 11 và MIKE 21FM tại MC3 75
Hình 3.12: So sánh mực nước tính tốn bẳng MIKE 11 và MIKE 21FM tại MC4 75
Hình 3.13: So sánh mực nước tính tốn bẳng MIKE 11 và MIKE 21FM tại MC5 76
Hình 3.14: Số liệu lưu lượng các nhánh trích từ mơ hình MIKE 11........................77
Hình 3.15: Số liệu mực nước trạm Sơn Tây và các vị trí kiểm định trích từ mơ hình
MIKE 11.................................................................................................................. 77
Hình 3.16: So sánh kết quả kiểm định trận lũ năm 2002 tại vị trí hợp lưu Thao – Đà
...................................................................................................................................78
Hình 3.17: So sánh kết quả kiểm định trận lũ năm 2002 vị trí cắt ngang bãi Cổ Đơ
...................................................................................................................................78
Hình 3.18: So sánh kết quả kiểm định trận lũ năm 2002 vị trí hợp lưu Lơ – Hồng .79

Hình 3.19: So sánh kết quả kiểm định trận lũ năm 2002 vị trí cách trạm Sơn Tây
5km về phía thượng lưu..........................................................................................79
Hình 4.1: Tổ hợp lũ tần suất p=0,2% dạng lũ năm 1996.........................................83
Hình 4.2: Biên tính tốn cho mơ hình hai chiều dạng lũ năm 1996.........................85
Hình 4.3: Quy hoạch chỉnh trị đoạn hợp lưu Thao – Đà – Lơ.................................90
Hình 4.4: Cao trình mặt nước dọc khu hợp lưu Thao, Đà, Lơ địa hình hiện trạng. .93


Hình 4.5: Trường phân bố lưu tốc tại thời điểm trận lũ đạt đỉnh cắt lũ PA1 ứng với
địa hình hiện trạng...................................................................................................94
Hình 4.6: Trường phân bố lưu tốc tại thời điểm trận lũ đạt đỉnh cắt lũ PA2 ứng với
địa hình hiện trạng...................................................................................................95
Hình 4.7: Cao trình mặt nước dọc khu hợp lưu Thao Đà Lơ ứng với phương án cơng
trình......................................................................................................................... 96
Hình 4.8: Trường phân bố lưu tốc và lưu hướng dịng chảy tại vị trí các cơng trình
chỉnh trị...................................................................................................................99
Hình 4.9: Kết quả so sánh lưu tốc dòng chảy khu vực nghiên cứu giữa phương án
chỉnh trị CTPA2 và phương án địa hình hiện trạng...............................................100


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1: Đặc trưng hồ chứa và cơng trình lớn trên hệ thống sơng Hồng...............19
Bảng 2.1: Bảng phân phối độ cao của lưu vực sông Hồng......................................30
Bảng 2.2: Thống kê các loại đất trên lưu vực sông Hồng - sơng Thái Bình............33
Bảng 3.1: So sánh mực nước tính toán bằng MIKE 21FM và MIKE 11.................76
Bảng 3.2: So sánh mực nước kiểm định tại một số vị trí trong khu vực tính tốn...80
Bảng 4.1: Các kịch bản tính tốn cho mơ hình 2 chiều dạng lũ 500 năm................83
Bảng 4.2: Các giá trị đặc trưng của mực nước qua các thời kỳ...............................85
Bảng 4.3: Các giá trị đặc trưng của lưu lượng bình quân ngày qua các thời kỳ......86
Bảng 4.4: Giá trị đặc trưng của bùn cát qua các thời kỳ..........................................86

Bảng 4.5: Thống kê các cơng trình chỉnh trị...........................................................90
Bảng 4.6: Tổng hợp mực nước và độ dốc dọc sông phương án địa hình hiện trạng
94 Bảng 4.7: Tổng hợp mực nước và độ dốc dọc sơng phương án cơng trình.........96


MỞ ĐẦU
1. SỰ CẦN THIẾT VÀ Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU
Hệ thống sông Hồng là hệ thống sông lớn thứ hai của Việt Nam, đây là lưu
vực có tài nguyên nước khá dồi dào, tuy nhiên lưu lượng nước phân bổ không đều
theo không gian và thời gian. Lưu vực sơng Hồng có tiềm năng thủy điện vào loại
lớn nhất nước ta, vì vậy trên thượng nguồn đã xây dựng hàng loạt các hồ chứa lớn
nhằm khai thác thủy năng và điều tiết dòng chảy cho hạ du. Đến năm 2010, phần
thượng nguồn sông Hồng thuộc lãnh thổ Việt Nam đã có rất nhiều các hồ chứa đi
vào hoạt động, trong đó có 4 hồ chứa lớn là Hịa Bình, Tun Quang, Thác Bà và
Sơn La.
Ngồi việc phịng chống lũ cho hạ du, cung cấp điện cho lưới điện Quốc gia,
các hồ chứa cũng có ảnh hưởng hưởng không nhỏ đến chế độ thủy động lực vùng hạ
lưu, gây ra hiện tượng sạt lở bờ sông, bãi sông, ảnh hưởng tới các hoạt động phát
triển kinh tế, môi trường ở hạ du.
Các vấn đề nghiên cứu quá trình biến đổi cơ chế động lực học dịng sơng hạ
du có thể tổng hợp như sau:
- Q trình xói phổ biến và sự lan truyền về hạ du: Trong điều kiện dòng chảy từ hồ
chứa xả xuống là dòng nước có hàm lượng bùn cát thấp, lịng sơng hạ du sẽ xuất
hiện xói phổ biến, xuất phát từ gần chân đập sau đó lan truyền về hạ du.
- Thay đổi hướng trục động lực dòng chảy, thay đổi lạch sâu, bãi cạn: Hầu hết hồđập
đều làm thay đổi chếđộ dòng chảy trong lịng dẫn hạ du.
- Thơ hóa thành phần hạt của dịng sơng: Sự bào xói phổ biến trong lịng sơng hạ du
hồ chứa sẽ dẫn đến hiện tượng thơ hóa lịng sơng. Q trình thơ hóa tùy theo kết
cấu tạo lịng sơng cũ khác nhau mà có đặc điểm khác nhau.
- Điều chỉnh hình thái mặt cắt ngang sơng: Xói phổ biến lịng sơng hạ du hồ chứa sẽ

làm cho hình thái mặt cắt, độ dốc lịng sơng có những điều chỉnh rõ rệt.
- Điều chỉnh độ dốc dọc lịng sơng:Đồng thời với việc điều chỉnh trên mặt cắt ngang,
độ dốc dọc lịng sơng cũng có những điều chỉnh tương ứng.
- Chuyển hóa loại hình sơng: Sau khi xây dựng hồ chứa trên thượng nguồn, sự


thay đổi các loại điều kiện nói chung là có lợi cho sự phát triển theo xu thếổn định
lịng sơng.
- Phát sinh các tình thế nguy hiểm mới:Ở hạ du các hồ chứa, vào thời kỳđầu khai
thác, do quá trình tái tạo lòng dẫn xảy ra rất mãnh liệt, lòng sơng bị xói sâu, mực
nước cũng bị hạ thấp, cơng trình dọc theo tuyến sơng như đê điều, trạm bơm, cửa
lấy nước, kè cống, cầu qua sơng v.v khơng thích ứng với điều kiện mới, thường xảy
ra các tình thế nguy hiểm như: sạt lở bờ sông, bãi sông, uy hiếp sự an tồn của đê,
xói sâu cục bộ tại các cơng trình. Vào mùa kiệt mâu thuẫn trong các hộ dùng nước
sẽ dẫn đến sự suy giảm mực nước ở hạ du làm ảnh hưởng đến sự làm việc của các
trạm bơm và ảnh hưởng đến an toàn của luồng lạch giao thơng thủy.
Chính vì thế, luận văn “Nghiên cứu đánh giá tác động của các hồ chứa thượng
nguồn đến chế độ thủy động lực khu vực hợp lưu các sông Thao, Đà, Lô và đề xuất
giải pháp giảm thiểu” là rất cần thiết.
2. MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI
1. Mục tiêu:
- Phân tích, đánh giá chế độ thủy văn, thủy lực ở hạ du khi vận hành các hồ chứa lớn:
Sơn La, Hịa Bình, Tun Quang và Thác Bà.
- Đưa ra giải pháp để giảm thiểu các tác động bất lợi của việc vận hành hồ chứa
đến khu vực hợp lưu.
2. Nội dung, phạm vi nghiên cứu:
a- Nội dung:

- Phân tích số liệu, đánh giá chế độ vận hành của các hồ chứa và các ảnh hưởng
đến khu vực nghiên cứu;

- Nghiên cứu xây dựng các kịch bản lũ khi có sự vận hành của các hồ chứa phục vụ
cho nghiên cứu trên mơ hình tốn;
- Ứng dụng mơ hình tốn để mơ phỏng tính tốn chế độ thủy văn, thủy lực của khu
vực nghiên cứu.
- Đề xuất giải pháp khắc phục;


b-Phạm vi nghiên cứu:
Vùng hợp lưu sông Thao - Đà và Lô - Hồng nằm ở 21005’ đến 21025’ vĩ độ
Bắc và 105015’ đến 105030’ kinh độ Đông thuộc địa bàn 3 tỉnh, thành phố là Hà
Nội, Phú Thọ và Vĩnh Phúc, có chiều dài khoảng 20km.
3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Để đạt được mục đích và giải quyết tốt nhiệm vụ nêu trên, luận văn đã sử dụng
tổng hợp một số phương pháp nghiên cứu dưới đây:
- Phương pháp kế thừa: Thu thập, hệ thống hóa, xử lý các kết quả nghiên cứu có
liên quan;
- Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa nhằm bổ xung tài liệu và kiểm tra kết quả
nghiên cứu;
- Phương pháp chỉnh lý và phân tích số liệu thực đo;
- Phương pháp mơ hình tốn hệ thống sơng;
4. CẤU TRÚC CỦA LUẬN VĂN
Ngồi phần mở đầu và phần kết luận, Luận văn gồm 4 chương chính như sau:
Chương 1: Tổng quan nghiên cứu tác động của hồ chứa đến chế độ thủy văn,
thủy lực lòng dẫn.
Chương 2: Đặc điểm địa lý tự nhiên và tình hình dân sinh kinh tế khu vực nghiên
cứu.
Chương 3: Thiết lập mơ hình tốn nghiên cứu chế độ thủy văn, thủy lực khu vực
nghiên cứu.
Chương 4: Ứng dụng mơ hình tốn cho nghiên cứu, tính tốn và phân tích sự
biến động về chế độ thủy văn, thủy lực khu vực nghiêm cứu.

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU TÁC ĐỘNG CỦA HỒ
CHỨA ĐẾN CHẾ ĐỘ THỦY VĂN, THỦY LỰC LÒNG DẪN
1.1. TỔNG QUAN VỀ MỘT SỐ NGHIÊN CỨU TRƯỚC ĐÂY
1.1.1. Giới thiệu một số cơng trình nghiên cứu có liên quan trước đây về chế độ thủy
văn, thủy lực.
Trên thế giới
Hồ chứa là cơng trình lợi dụng tổng hợp nguồn nước, được xây dựng trên
các lưu vực sơng với mục đích điều hòa sự chênh lệch dòng chảy giữa mùa lũ và
mùa kiệt, nhằm mục tiêu lợi dụng, khai thác tổng hợp nguồn nước như phòng lũ,
phát điện, cấp nước về mùa kiệt và cải tạo môi trường. Hệ thống các hồ chứa được
xây dựng trên lưu vực sơng có dạng bậc thang. Mỗi hồ chứa trong hệ thống có chức
năng và biểu đồ hoạt động riêng, nhưng lại hoạt động có tính tổng hợp với nhiều
mục tiêu theo một biểu đồ điều phối chung nên có tác động qua lại tương tác với
nhau, đồng thời tác động tới thượng và hạ du.
Trên thế giới việc xây dựng hồ chứa đã được tiến hành từ rất sớm, Trung Quốc,
xây dựng đập đất Shaopi trên vùng đất thuộc tỉnh An Huy ngày nay trong những
năm 598 - 591 trước Công nguyên (tr.CN) dưới thời Đơng Chu. Đến nay đã có hàng
vạn hồ chứa nước được xây dựng trên khắp lãnh thổ Trung Quốc, trong đó lớn nhất
là thủy điện Tam Hiệp trên sơng Dương Tử, ngồi ra Trung Quốc cịn xây dựng
hàng loạt cơng trình thủy điện lớn trên thượng nguồn sơng Mê Kông, các nước phát
triển khác như Hoa Kỳ, Nhật Bản, Nga, Canada, Ấn Độ, Braxin, Mexico v.v.
Việc xây dựng hồ chứa đã mang lại một số lợi ích nhất định trong phát triển
kinh tế như: Điều tiết dòng chảy, tham gia cắt lũ, giảm ngập lụt cho hạ du; cung cấp nguồn
thủy điện có giá thành thấp; gia tăng mực nước ngầm; phát triển du lịch.
Ngồi những mặt lợi, thì việc xây dựng các hồ chứa lớn ở thượng nguồn,
nhất là các hồ chứa lớn cũng tiềm ẩn và gây nên một số tác động bất lợi sau: Rừng
đầu nguồn sẽ bị tàn phá; mất đất canh tác; lượng phù sa về hạ lưu bị suy giảm làm
suy thoái đất trồng trọt; chế độ dòng chảy hạ lưu thay đổi; gia tăng sạt lở bờ, bãi

sông;


kích thích hiện tượng động đất phát triển. Ví dụ: Đập thủy điện Zipingpu (Trung
Quốc) là tác nhân gây ra trận động đất 7,8 độ Richter ngày 12/5/2008, làm chết hơn
8 vạn người; đập Sayano-Shushenskaya (LBNga) và sự cố khủng khiếp ngày
17/8/2009; đập đất Teton bị vỡngày 5/6/1976, thiệt hại lên tới 2 tỷ USD.
Để giảm thiểu các bất lợi đối với hạ du, trên thế giới có hai lựa chọn: i) hạn
chế việc xây dựng các hồ chứa lớn vì tiềm ẩn rủi ro rất lớn về an tồn; ii) xây dựng
các qui trình, cơng nghệ để vận hành các hồ chứa một cách khoa học nhất.
Hiện nay, quản lý vận hành hệ thống các hồ chứa cấp nước, phát điện, duy
trì dịng chảy mơi trường là một trong những vấn đề quan trọng của quản lý lưu vực
sông đang được nhiều nước trên thế giới rất quan tâm nghiên cứu và đã có nhiều
kết quả và sản phẩm cơng nghệ có thể tiếp cận để tham khảo và ứng dụng trong
thực tế.
Cùng với việc tiếp tục xây dựng bổ sung để tiến tới hoàn chỉnh hệ thống các hồ
chứa trên các lưu vực sông, các nước trên thế giới cũng đã và đang rất chú trọng
đầu tư nghiên cứu trong lĩnh vực quản lý vận hành hệ thống để khai thác sử dụng
hợp lý và nâng cao hiệu quả sử dụng nước các hồ chứa của hệ thống, phát điện, cấp
nước, duy trì dịng chảy mơi trường để bảo vệ các hệ sinh thái nước ở khu vực hạ
du.
Về phương pháp luận và kinh nghiệm thực tiễn đã có rất nhiều kết quả
nghiên cứu về lý thuyết và kết quả nghiên cứu ứng dụng có giá trị của các nước trên
thế giới để giải quyết bài toán quản lý vận hành hệ thống các hồ chứa đa mục tiêu.
Các kết quả nghiên cứu này đã được trình bày trong nhiều hội thảo quốc tế về quản
lý tổng hợp tài nguyên nước, quản lý lưu vực sông, trong nhiều bài báo được cơng
bố trong tạp chí quốc tế về quản lý tài nguyên nước và trong một số sách đã xuất
bản về kỹ thuật tài nguyên nước.
(1) Về lý thuyết, vấn đề quản lý vận hành hệ thống hồ chứa đã được thế giới nghiên
cứu giải quyết trên cơ sở ứng dụng lý thuyết hệ thống trong phát triển tài nguyên

nước (System theory in water resources development), trong đó việc vận hành các hồ
chứa không thể xem xét một cách riêng rẽ mà phải nằm trong một hệ thống có mối
quan hệ và ràng buộc lẫn nhau nhằm đáp ứng mục tiêu chung về khai thác sử


dụng nguồn nước của hệ thống sơng.
Nhìn chung, những nghiên cứu trên các lưu vực sông của thế giới để giải
quyết bài toán quản lý vận hành hệ thống liên hồ chứa đều tập trung vào hai hướng:
i) tìm lời giải hợp lý dựa trên xây dựng và ứng dụng các mơ hình mơ phỏng hệ thống
để tìm quy trình vận hành hệ thống hồ chứa; ii) tìm lời giải tối ưu dựa trên ứng dụng lý
thuyết tối ưu hệ thống để tìm lời giải vận hành (mơ hình quy hoạch tuyến tính, mơ
hình quy hoạch động).
Theo các hướng nghiên cứu trên, để giải bài toán quản lý vận hành hệ thống
liên hồ chứa, ngoài tư duy và vận dụng kiến thức về “lý thuyết hệ thống” đối với hệ
thống tài nguyên nước lưu vực sông, cần sử dụng các cơng cụ rất quan trọng và
khơng thể thiếu, đó là các mơ hình tốn để mơ phỏng hệ thống (trong trường hợp 1)
và để tối ưu hóa hệ thống (trong trường hợp 2).
Trải qua thời gian dài phát triển, nhóm các nước có nền khoa học và kinh tế
phát triển như Nga, Mỹ, Úc, các nước cộng đồng châu Âu đã có những thành tựu
rất đáng kể trong việc phát triển lý thuyết, xây dựng và ứng dụng các công cụ nói
trên để giải quyết vấn đề quản lý vận hành hệ thống liên hồ chứa của các lưu vực
sông lớn theo cả hai hướng tìm lời giải hợp lý và lời giải tối ưu cho quy trình vận
hành hệ thống.
(2) Để nâng cao hiệu quả của quản lý vận hành hệ thống liên hồ chứa nhiều mơ hình
thủy văn, thủy lực, mơ hình mơ phỏng cân bằng nước hệ thống hồ chứa đã được xây
dựng ở nhiều nước trên thế giới và ứng dụng có kết quả trong thực tế, làm cơ sở cho
việc nghiên cứu xác định quy trình vận hành hồ chứa, thí dụ như các nhóm mơ hình: Các
mơ hình tốn thủy văn tất định mơ phỏng tính tốn và dự báo dịng chảy lưu vực và
hệ thống sơng từ mưa như mơ hình SSARR, STANFORD (Mỹ), mơ hình TANK
(Nhật), mơ hình MIKE NAM (Đan Mạch); Các mơ hình thủy lực 1D, 2D để tính

tốn và dự báo biến đổi chế độ dịng chảy trong sơng, đặc biệt dịng chảy lũ, như các
mơ hình HEC-RAS, MIKE11, MIKE21; Các mơ hình cân bằng, phân bổ nguồn nước
hệ thống sơng như mơ hình MITSIM, RIBASIM, MIKE BASIN, GAMS v.v. Các
mơ hình này cũng cho phép tìm lời giải tối ưu của hệ thống thủy văn.


Bên cạnh các phần mềm mơ phỏng, tối ưu hóa và cân bằng phân bổ nguồn
nước việc xây dựng các phần mềm trợ giúp này như một công nghệ tiện dụng cho
quản lý vận hành hệ thống các hồ chứa nước của lưu vực sông là xu hướng phát
triển trên thế giới hiện nay. Ví dụ: Chương trình nghiên cứu vận hành hệ thống hồ
chứa EIS bao gồm 9 hồ chứa trên sơng chính và 26 hồ trên các nhánh của lưu vực
Tennssee, từ khi bắt đầu (1997) đến nay đã thu được những kết quả tốt đẹp. Một dự
án khác cũng đã mang lại hiệu quả là điều hành hệ thống hồ chứa bang Texas do
Wurbs Ralph
A. thuộc Viện Tài nguyên nước Texas xây dựng năm 1985 và hoàn thiện năm 2007.
Jain S. K. và Goel M. K. (1999) đã phát triển quy trình vận hành hệ thống hồ chứa
lưu vực sông Sabarmati (Ấn Độ) gồm 5 hồ chứa với 4 đập và 1 đập tràn nhằm kiểm
soát lũ và cung cấp nước cho các khu vực hạ lưu đập và 2 thành phố Ahmedabad và
Gandhinagar.
Sau khi xây dựng hồ chứa thượng nguồn, dịng sơng được chia thành hai con
sơng có q trình vận động khác nhau. Song song với việc nghiên cứu q trình bồi
tích ở thượng nguồn, người ta quan tâm nhiều đến nghiên cứu sự biến đổi của chế
độ thủy động lực học vùng hạ du. Các kết quả nghiên cứu của các nhà khoa học trên
thế giới chủ yếu tập trung vào một số vấn đề sau:
- Nghiên cứu về q trình xói phổ biến: Xói phổ biến trong lịng sơng hạ du
chỉ thấy xuất hiện rất hạn chế trong các nghiên cứu của Maccaveev N.I, của Tạ
Giám Hoành, Tiền Ninh (của Trung Quốc) và của một số tác giả của Mỹ, châu Âu
v.v. Với việc tính tốn biến hình lịng dẫn trên một đoạn rất dài, yêu cầu có được
những lời giải rất chi tiết bằng các mơ hình 2D, 3D là rất khó và cũng khơng cần
thiết, thường chỉ áp dụng bài tốn 1D, trường hợp cần thiết mới tính bằng mơ hình

2D hoặc thí nghiệm trên mơ hình vật lý. Riêng bài tốn 1D về xói phổ biến cũng có
nhiều phương pháp tính tốn khác nhau để đơn giản hóa trong mơ phỏng và tìm đến
những lời giải gần đúng một cách thuận lợi nhất.
- Nghiên cứu về thơ hóa bùn cát lịng dẫn: Trong lịng sơng nếu đã hình thành lớp
chống xói tạo bởi các hạt bùn cát thơ thì đó là yếu tố làm cho hiện tượng xói phổ
biến trong lịng sơng gặp trở ngại. Lúc đó, tính tốn xói phổ biến chuyển thành tính


tốn thơ hóa. Các tác giả và thành tựu về thơ hóa lịng sơng khơng nhiều, có thể dẫn
ra các nghiên cứu của Simion Honcu (Rumania), Kriukin (Nga).
- Nghiên cứu về chế độ động lực hạ du: Những nghiên cứu thuộc lĩnh vực động lực
dịng sơng, chuyển động bùn cát và vấn đề chỉnh trị được phát triển mạnh trong nửa
thế kỷ 19 ở các nước Âu-Mỹ. Những nghiên cứu của các nhà khoa học Pháp như Du
Boys về chuyển động bùn cát, Barré de Saint-Venant về dịng khơng ổn định, L.
Fargue về hình thái lịng sơng uốn khúc. Động lực học dịng sơng và chỉnh trị sơng được
nghiên cứu từ thế kỷ 19, nhưng phát triển rực rỡ nhất là vào khoảng thời gian 60 năm
đầu của thế kỷ 20, với những tên tuổi lớn như Lotchin V.M về tính ổn định của lịng
sơng; của Bernadski N.M về chuyển động hai chiều; của Makavêép V.M về dòng
thứ cấp; của Velicanốp M.A về q trình lịng sơng; của Gơntrarơp V.N và Lêvi I.I
về chuyển động bùn cát; của Altunin S.T, Grisanin K.B, Kariukin S.N về chỉnh trị
sông v.v.
Từ những năm 60 của thế kỷ 20 đến nay, do ứng dụng những tiến bộ khoa học
kỹ thuật và đặc biệt là những tiến bộ trong tính tốn, động lực học dịng sơng có những
bước phát triển mới, sâu sắc trong việc hồn thiện mơ hình hóa các hiện tượng thủy lực
phức tạp. Vì vậy, trong nghiên cứu thực địa đã có những thiết bị đo hiện đại, nhanh chóng,
chính xác; trong nghiên cứu mơ hình vật lý đã thực hiện được những tiêu chuẩn tương
tựkhó; trong mơ hình tốn giải quyết được các bài tốn về dịng khơng ổn định nhiều chiều
bằng phương pháp số v.v. Bên cạnh những tên tuổi riêng biệt mới xuất hiện như Cunge
J.A (Pháp), Bogardi J.L (Hungari), Hâncu Simion (Rumani), Mamak W (Balan), Grisanhin
K.V (Liên Xô) v.v. đã xuất hiện những cơng trình mang tên của tập thể tác giả hoặc tên

của một cơ quan nghiên cứu như Bureau of Reclamation (Mỹ), SOGREAH (Pháp),
VNIIG (Liên Xô), DELFT (Hà Lan), DHI (Đan Mạch), ĐH Vũ Hán (Trung Quốc).
Ở Việt Nam
Việc xây dựng các hồ chứa thủy lợi, thủy điện được tiến hành rất sớm, đầu
thế kỷ 20 người Pháp đã xây dựng đập Bái Thượng trên sông Chu (Thanh Hóa), hệ
thống thủy nơng Liễn Sơn (Vĩnh Phúc). Ngày nay, đã có nhiều cơng trình lớn
được xây dựng như hồ Dầu Tiếng (Tây Ninh), đập Định Bình (Bình Định), Cửa
Đạt (Thanh Hóa) v.v. Song song với các cơng trình thủy lợi, chúng ta cũng xây
dựng các cơng


trình thủy điện lớn như: thủy điện Thác Bà, Hịa Bình, Trị An, Yaly, sơng Hinh,
Tun Quang, rồi đến thủy điện lớn nhất khu vực Đông Nam Á là Sơn La và thủy
điện Lai Châu. Việc xây dựng các công trình thủy lợi đã mang lại một số lợi ích cho
xã hội như: i) khi thủy điện Hịa Bình, Tun Quang đi vào vận hành thì đồng bằng
Bắc Bộ về cơ bản đã khống chế được lũ, nên mới đây Thủ tướng Chính phủ đã
quyết định xóa bỏ các khu chậm lũ của lưu vực sơng Hồng, sơng Thái Bình; ii)
phần nào đã bổ sung được một lượng nước nhất định về mùa kiệt cho hạ du.
Nhưng ngược lại thì các hồ chứa lớn cũng gây ra một số mặt bất lợi như: i) Cường
độ, tốc độ lũ truyền xuống hạ du, khả năng ngập lụt ở hạ du sẽ tăng lên nếu vận hành các
hồ không khoa học; ii) giảm lượng phù xa xuống hạ lưu làm suy thoái đất trồng trọt;
iii) làm gia tăng xâm nhập mặn, giảm mực nước ngầm vùng hạ du (điển hình là xâm
nhập mặn làm nhà máy nước Thủ Đức không thể hoạt động theo thiết kế). Đối với đồng
bằng Bắc Bộ thì nguồn nước ngầm ngày càng khan hiếm, suy kiệt. Đặc biệt là mực
nước sông Hồng suốt từ năm 2005 đến nay năm nào cũng lập kỷ lục mới trong hạ thấp
mực nước so với các năm trước đó, cụ thể như sau:
Theo các số liệu cụ thể về sự khô hạn vào mùa kiệt đoạn sông Hồng qua Hà
Nội ngày càng kiệt quệ, nhiều đoạn trơ đáy. Năm 2004, mực nước thấp nhất là 1,95
m; năm 2005 là 1,46 m; năm 2006 là 1,28 m; năm 2007 là 1,10 m; năm 2008 là 0,79
m; năm 2009 là 0,91 m. Thậm chí vào tháng I/2010 mực nước Sơng Hồng có lúc

xuống tới 0,56 m và đặc biệt là cuối tháng II năm 2010 có thời điểm lạch nước chỉ
sâu có 0,1m.
Việc xây dựng các cơng trình thủy điện trên thượng nguồn sông Đà, Lô sẽ
giữ lại phần lớn lượng bùn cát ở trên lòng hồ, lượng cát xuống hạ du qua trạm Sơn
Tây giảm đáng kể, đây là lý do chính gây nên hiện tượng xói, bồi khơng theo qui
luật tự nhiên ở hạ du, nhất là vùng hợp lưu Thao-Đà-Lô-Hồng, đồng thời gây sạt lở
lớn ở khu vực hợp lưu Thao-Đà và Lơ-Hồng cũng như tồn bộ hạ lưu sơng Hồng,
sơng Thái Bình.
Ví dụ: Theo số liệu của các nghiên cứu trước đây và số liệu quan trắc của
trạm Hòa Bình, phân tích cho hai thời kỳ là trước và sau khi hồ Hịa Bình đi vào
tích nước (giai đoạn 1961-1985 và 1986-2002) cho thấy phân bố bùn cát sau khi
Hịa Bình đi


vào hoạt đông đã giảm đi đáng kể, cụ thể như sau:
Thời kỳ 1961-1985:
- Lưu lượng bùn cát trung bình là: R=1951 kg/s
- Độ đục trung bình là ρ=1153 g/m3
Thời kỳ 1986-2002:
- Lưu lượng bùn cát trung bình là: R=323 kg/s
- Độ đục trung bình là ρ=183 g/m3
Như vậy lượng bùn cát sơng Đà sau khi có hồ Hịa Bình chỉ còn bằng 16%
so với trước đây, số liệu này thể hiện sự thiếu hụt nghiêm trọng lượng bùn cát ở hạ
du.
Để phát huy những lợi ích do hồ chứa mang lại, chúng ta đã và đang xây
dựng các qui trình vận hành cho hệ thống hồ chứa trên các lưu vực sông như: sông
Hồng, sông Ba, sông Sê San, sông Đồng Nai, sông Vu Gia-Thu Bồn, sông Lam v.v.
Trong đó, hồ chứa trên hệ thống sơng Hồng được quan tâm nghiên cứu nhiều nhất,
thể hiện trong kết quả nghiên cứu của các tác giả: Trịnh Quang Hòa, Nguyễn Tuấn Anh,
Nguyễn Lan Châu, Nguyễn Hữu Khải, Lâm Hùng Sơn, Tô Trung Nghĩa, Hà Văn

Khối v.v.
Mặc dù các hồ chứa đã được quan tâm nghiên cứu xây dựng qui trình vận
hành cho từng hồ và gần đây là cho cả hệ thống hồ chứa trên lưu vực. Các qui
trình vận hành được xây dựng đầy đủ, chi tiết và bài bản. Nhưng việc vận hành các
hồ chứa vẫn còn nhiều vấn đề tranh cãi, nhất là các hồ chứa thủy điện mới xây
dựng, việc vận hành hồ chứa không hợp lý đã gây nên những bất lợi lớn cho hạ du
như: i) vận hành hệ thống hồ chứa trên lưu vực sông Vu Gia-Thu Bồn năm 2008,
sông Ba năm 2009;
i) vận hành hệ thống hồ chứa trên sông Hồng làm sạt lở, biến động lớn các bãi khu
vực hợp lưu Thao-Đà đến Lô-Hồng và hạ du, làm mực nước sông Hồng tại Hà Nội
luôn hạ thấp trong 10 năm trở lại đây.
Để làm giảm thiểu các tác động do vận hành hồ chứa thượng nguồn mang lại,
đã có nhiều nghiên cứu của các nhà khoa học đầu ngành về lĩnh vực động lực học
dịng sơng và chỉnh trị sơng, kết quả nghiên cứu gắn liền với các tên tuổi của các tác


giả như: Vũ Tất Uyên, Hoàng Hữu Văn, Nguyễn Văn Tốn, Lê Ngọc Bích, Nguyễn
Tuấn


Anh, Trần Xuân Thái, Lê Mạnh Hùng, Nguyễn Ngọc Quỳnh (Viện Khoa học thủy
lợi Việt Nam), Lương Phương Hậu, Lưu Công Đào (Đại học Xây dựng), Nguyễn
Trọng Sinh, Vũ Hồng Châu (Viện Qui hoạch thủy lợi), Trịnh Quang Hòa, Hà Văn
Khối, Nguyễn Bá Quỳ (Đại học thủy lợi), Nguyễn Hữu Khải (Đại học Khoa học tự nhiên)
v.v. Các nghiên cứu chủ yếu tập trung vào một số vấn đề chính sau:
+ Các nghiên cứu về diễn biến lòng dẫn hạ du: Có thể kể đến các đề tài, dự
án, tác giả điển hình như:
1. Nghiên cứu về diễn biến sơng Hồng đoạn Sơn Tây-Hà Nội: Thực hiện vào các
năm 1965-1970 của Viện Khoa học thủy lợi.
2. Nghiên cứu các chỉ tiêu ổn định và quan hệ hình thái đoạn sơng Hồng Sơn Tây- Hà

Nội của Lê Ngọc Bích, Viện Khoa học thủy lợi thực hiện vào giai đoạn 19681972.
3. Nghiên cứu chun sâu về dịng chảy và bùn cát sơng Hồng của Vi Văn Vị Tổng cục KTTV năm 1980.
4. Nghiên cứu biến đổi lòng dẫn hạ du do ảnh hưởng của điều tiết hồ Hịa Bình.
Đề tài 06.05A thực hiện từ 1980-1985 của tác giả Vũ Tất Uyên làm chủ nhiệm,
Viện Khoa học thủy lợi là cơ quan chủ trì.
5. Nghiên cứu hậu quả sau sơng Đà đối với động lực biến đổi lịng dẫn sơng Hồng
từ 1987-1990, do Nguyễn Căn Cư làm chủ nhiệm.
6. Đề tài “Nghiên cứu dự báo xói lở, bồi lắng lịng dẫn và đề xuất các biện pháp
phịng chống cho hệ thống sơng đồng bằng Bắc Bộ” thực hiện năm 2001-2004, do
Trần Xuân Thái làm chủ nhiệm.
7. Đề tài “Nghiên cứu diễn biến lòng dẫn và thoát lũ do ảnh hưởng của việc xây dựng
các cầu trên sông Hồng khu vực Hà Nội bằng mơ hình MIKE21C”, Nguyễn Ngọc
Quỳnh làm chủ nhiệm. Nội dung chính gồm:
+ Các nghiên cứu về chế độ động lực hạ du
Nghiên cứu về sự biến đổi của quan hệ Q~H: Nghiên cứu tuyến thoát lũ và
hành lang thoát lũ đoạn Sơn Tây-Hà Nội do Vũ tất Uyên là chủ nhiệm được thực
hiện


trong thời gian từ 1990-1995.
Nghiên cứu về sự biến đổi tỷ lệ phân chia lưu lượng trên sông Hồng: Về vấn
đề này có thể tìm thấy trong các nghiên cứu của Vũ Tất Uyên, Trần Thanh Xuân,
Lương Phương Hậu, Trần Xuân Thái, Phạm Đình, Lê Đức Ngân v.v. Qua phân tích
số liệu thống kê trong giai đoạn từ 1961-1995 các tác giả cho thấy: tỷ lệ phân lưu
vào sông Đuống tăng dần qua các thời kỳ, thời kỳ 1961-1969 ở cấp 20.000m3/s, lưu
lượng sông Đuống chiếm khoảng 24,9% lưu lượng tại Sơn Tây, hiện nay là 29,5%,
tăng 4,6%.
+ Các nghiên cứu về chỉnh trị sông và giao thông thủy
Nghiên cứu về chỉnh trị sông trong khu vực đồng bằng Bắc Bộ được tiến hành từ rất
sớm. Đa số các kết quả nghiên cứu về chỉnh trị sơng đều có trước khi hồ Tuyên

Quang và Sơn La đi vào vận hành, chủ yếu nghiên cứu sau khi có thủy điện Hịa
Bình, các kết quả nghiên cứu đó đã góp phần rất lớn trong giữ ổn định tuyến thoát
lũ, chống sạt lở bờ sơng, uy hiếp sự an tồn của đê điều, thể hiện trong các nghiên
cứu sau:
- Đề tài “Nghiên cứu cơng trình bảo vệ bờ chống xói”, mã số 06.05.01.01, do Vũ Tất
Uyên làm chủ nhiệm (1981-1985).
- Đề tài “Nghiên cứu các giải pháp khoa học công nghệ cho hệ thống cơng trình
chỉnh trị sơng trên các đoạn trọng điểm vùng đồng bằng Bắc Bộ và Nam Bộ”, mã
số KC.08.14/06-10 do GS.TS Lương Phương Hậu (Viện Khoa học thủy lợi Việt
Nam) làm chủ nhiệm. Đây là đề tài có tính toàn diện nhất cho các kết quả nghiên
cứu chỉnh trị sông từ trước đến nàyở đồng bằng Bắc Bộ và Nam Bộ, kết quả của đề
tài gần như một “Bách khoa tồn thư” về chỉnh trị sơng ở Việt Nam. Tuy nhiên kết
quả nghiên cứu của đề tài chủ yếu tập chung vào đoạn sông Hồng qua Hà Nội
(đoạn từ Chèm đến Khuyến Lương), có xét đến Sơn Tây sau khi Hà Nội được mở
rộng.
Thông qua các nghiên cứu trước đây, có thể thấy rằng nghiên cứu ảnh hưởng
khi vận hành các hồ chứa thượng nguồn đến hạ du chủ yếu tập trung vào nghiên
cứu cho đoạn sông từ Sơn Tây trở ra đến biển, chủ yếu tập trung nghiên cứu sau khi
có thủy điện Hịa Bình trong giai đoạn từ 1985-2000. Các nghiên cứu ảnh hưởng
của


vận hành hồ chứa thượng nguồn đến vùng hợp lưu từ ngã ba Thao-Đà đến ngã ba
Lô- Hồng được đề cập rất hạn chế trong các kết quả nghiên cứu. Mặt khác các
nghiên cứu trước đây chủ yếu tập trung về mùa lũ, nhưng do tình hình hạn hán,
thiếu hụt nguồn nước nghiêm trọng nên trong thời gian gần đây bắt đầu có các
nghiên cứu về mùa kiệt.
1.1.2. Một vài nhận xét và đánh giá về kết quả nghiên cứu trước đây;
Hệ thống sông Hồng là hệ thống sông lớn thứ hai của Việt Nam, đây là lưu
vực có tài nguyên nước khá dồi dào, tuy nhiên lưu lượng nước phân bổ không đều

theo không gian và thời gian. Lưu vực sơng Hồng có tiềm năng thủy điện vào loại
lớn nhất nước ta, vì vậy trên thượng nguồn đã xây dựng hàng loạt các hồ chứa lớn
nhằm khai thác thủy năng và điều tiết dòng chảy cho hạ du. Đến năm 2010, phần
thượng nguồn sông Hồng thuộc lãnh thổ Việt Nam đã có rất nhiều các hồ chứa đi
vào hoạt động, trong đó có 4 hồ chứa lớn là Hịa Bình, Tun Quang, Thác Bà và
Sơn La.
Do đó, khi các hồ chứa thượng nguồn đi vào hoạt động, ngoài việc phòng chống
lũ cho hạ du, cung cấp điện cho lưới điện Quốc gia, thì vấn đề phịng chống sạt lở bờ
sông, bãi sông và đảm bảo nguồn nước cho phát triển kinh tế, môi trường ở hạ du trong
mùa kiệt cũng vơ cùng quan trọng. Các thơng số chính của các hồ được thể hiện trong
bảng 1.1.
Bảng 1.1: Đặc trưng hồ chứa và cơng trình lớn trên hệ thống sơng Hồng
TT Đặc trưng Đơn vị Các cơng trình ở thượng nguồn

1

MN dâng
thường

bình

m

Hịa
Bình

Thác Bà Tun
Quang

Sơn La Âu

Thuyền

115

58

120

215

Thao ( Việt trì đến Lào Cai)

3 Dung tích hiệu dụng 10

9

m3 5,65

2,16

1,699

6,504

4 Dung tích chết

10

9

m3 3,84

0,78

0,561

4,20

5 Dung tích phịng lũ

10

9

m3 4,69

0,45

1,000

4,500

6 Hình thức điều tiết

Năm N.năm N. năm Năm

Trên
sơng

Trên cơ sở phân tích các kết quả nghiên cứu cho thấy: Khi xây dựng các

hồ chứa ở thượng nguồn, cùng với việc nghiên cứu quá trình bồi lắng ở thượng nguồn,


thì vấn đề nghiên cứu sự biến đổi của chế độ động lực học các sông vùng hạ du
cũng rất được quan tâm. Các vấn đề nghiên cứu quá trình biến đổi cơ chế động lực
học dịng sơng hạ du có thể tổng hợp qua các vấn đề chính như sau:
- Q trình xói phổ biến và sự lan truyền của nó về hạ du: Trong điều kiện dịng
chảy từ hồ chứa xả xuống là dịng nước có hàm lượng bùn cát thấp, lịng sơng hạ du
sẽ xuất hiện xói phổ biến, xuất phát từ gần chân đập sau đó lan truyền về hạ du.
- Thay đổi hướng trục động lực dòng chảy, thay đổi lạch sâu, bãi cạn: Hầu hết hồ
đập đều làm thay đổi chế độ dòng chảy trong lịng dẫn hạ du. Những đập lớn gần
như có ảnh hưởng rất lớn lên chế độ dòng chảy và có thể thay đổi lớn dịng chảy để
đem lại lợi ích hoặc phục vụ các mục tiêu kinh tế xã hội khác.
- Thơ hóa thành phần hạt của dịng sơng: Sự bào xói phổ biến trong lịng sơng hạ
du hồ chứa sẽ dẫn đến hiện tượng thơ hóa lịng sơng. Q trình thơ hóa tùy theo kết
cấu tạo lịng sơng cũ khác nhau mà có đặc điểm khác nhau. Sự thơ hóa lịng sơng sẽ
cho hệ số nhám lịng sơng tăng lên, làm cho năng lực tải cát của dòng chảy giảm
xuống.
- Điều chỉnh hình thái mặt cắt ngang sơng: Xói phổ biến lịng sơng hạ du hồ chứa
sẽ làm cho hình thái mặt cắt, độ dốc lịng sơng có những điều chỉnh rõ rệt.
- Điều chỉnh độ dốc dọc lịng sơng: Đồng thời với việc điều chỉnh trên mặt cắt
ngang, độ dốc dọc lịng sơng cũng có những điều chỉnh tương ứng.
- Chuyển hóa loại hình sơng: Sau khi xây dựng hồ chứa trên thượng nguồn, sự thay
đổi các loại điều kiện nói chung là có lợi cho sự phát triển theo xu thế ổn định lịng
sơng, những các yếu tố ảnh hưởng đến diễn biến lịng sơng hạ du là khá phức tạp.
Yếu tố chủ yếu nhất là quá trình lưu lượng và lượng bùn cát được xả xuống hạ du,
điều kiện địa chất lịng sơng, bờ sơng. Trong các yếu tố ảnh hưởng thì quá trình lưu
lượng và bùn cát xả xuống vẫn mang tính quyết định, các yếu tố này lại hoàn toàn
phụ thuộc vào quá trình vận hành của hệ thống hồ chứa. Do đó, có thể thấy phương
thức vận hành hồ chứa là yếu tố quyết định đến cường độ và phương thức bồi lắng

trong hồ chứa, mà cũng là yếu tố quyết định đến cường độ và hình thức diễn biến
lịng sơng hạ du.