Nghiên Cứu Đánh Giá Mức Độ Bồi Lắng Hồ Chứa Công Trình Thủy Điện Srêpôk 3

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật phân tích hus nghiên cứu đánh giá mức độ bồi lắng hồ chứa công trình thủy điện srêpôk 3 và đề xuất biện pháp, đánh giá thực trạng, chỉ ra hạn chế, đề

• Tác giả: Lê Hồng Sông
• Người hướng dẫn: Tiến Sĩ Cấn Thu Văn
• Trường học: Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên – Đại Học Quốc Gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Khí Tượng Thủy Văn và Hải Dương Học
• Đề tài: Nghiên Cứu Đánh Giá Mức Độ Bồi Lắng Hồ Chứa Công Trình Thủy Điện Srêpôk 3 Và Đề Xuất Biện Pháp Quản Lý
• Loại tài liệu: Luận Văn Thạc Sĩ Khoa Học
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU
• 1.1. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC NGHIÊN CỨU
• 1.2. Đặc điểm địa hình
• 1.3. ĐẶC TRƯNG KINH TẾ XÃ HỘI TỈNH ĐẮK LẮK
• 1.4. CÁC ĐẶC TRƯNG HỒ CHỨA SREPOK 3
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN BỒI LẮNG HỒ CHỨA
• 2.1. TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN BỒI LẮNG HỒ CHỨA
• 2.1.1. Tổng quan trên thế giới
• 2.1.2. Tổng quan ở Việt Nam
• 2.1.3. Những hạn chế, tồn tại và vấn đề đặt ra cần giải quyết đối với việc đánh giá bồi lắng hồ chứa
• 2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.2.1. Cơ sở lý thuyết của mô hình HEC-6
• 2.2.2. Kiểm soát kết quả đầu ra của mô hình HEC-6
• 3. CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN BỒI LẮNG CHO HỒ CHỨA SRÊPÔK 3
• 3.1. CƠ SỞ DỮ LIỆU TÍNH TOÁN BỒI LẮNG HỒ CHỨA SRÊPÔK 3
• 3.1.1. Tài liệu bùn cát dùng làm biên đầu vào
• 3.1.2. Tài liệu địa hình
• 3.1.3. Tài liệu vận hành
• 3.2. THIẾT LẬP VÀ HIỆU CHỈNH MÔ HÌNH
• 3.2.1. Thiết lập mô hình thủy lực HEC-6 tính toán bồi lắng bùn cát hồ chứa Srêpôk 3
• 3.2.2. Hiệu chỉnh mô hình thủy lực HEC-6
• 3.3. KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VÀ TÍNH TOÁN BỒI LẮNG HỒ SRÊPỐK 3
• 3.3.1. Sự bồi lắng trung bình sau 7 năm khai thác
• 3.3.2. Sự bồi lắng trung bình sau 50 năm khai thác
• 3.4. ĐỀ XUẤT CÁC BIỆN PHÁP QUẢN LÝ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Đánh Giá Bồi Lắng Hồ Chứa Thủy Điện Srêpôk 3

Hồ chứa thủy điện Srêpôk 3 là một trong những công trình quan trọng trong hệ thống thủy điện tại Việt Nam. Việc đánh giá mức độ bồi lắng của hồ chứa này không chỉ giúp xác định khả năng chứa nước mà còn ảnh hưởng đến việc quản lý và vận hành hồ. Bồi lắng là hiện tượng tự nhiên xảy ra khi bùn cát từ các sông suối được vận chuyển vào hồ chứa, làm giảm dung tích và hiệu quả hoạt động của hồ. Nghiên cứu này sẽ cung cấp cái nhìn tổng quan về tình hình bồi lắng tại hồ Srêpôk 3 và những tác động của nó đến môi trường.

1.1. Đặc Điểm Hồ Chứa Thủy Điện Srêpôk 3

Hồ chứa thủy điện Srêpôk 3 nằm trên dòng chính sông Srêpôk, thuộc tỉnh Đắk Lắk. Hồ có diện tích lớn và đóng vai trò quan trọng trong việc điều tiết nước, phát điện và kiểm soát lũ. Tuy nhiên, sự bồi lắng do bùn cát từ thượng nguồn đã gây ra nhiều thách thức cho việc quản lý hồ.

1.2. Tầm Quan Trọng Của Việc Đánh Giá Bồi Lắng

Việc đánh giá bồi lắng hồ chứa không chỉ giúp xác định lượng bùn cát lắng đọng mà còn ảnh hưởng đến quy trình vận hành và bảo trì hồ. Điều này có ý nghĩa quan trọng trong việc đảm bảo an toàn cho công trình và tối ưu hóa hiệu suất phát điện.

II. Vấn Đề Bồi Lắng Tại Hồ Chứa Thủy Điện Srêpôk 3

Bồi lắng tại hồ chứa Srêpôk 3 đang trở thành một vấn đề nghiêm trọng. Lượng bùn cát lắng đọng không chỉ làm giảm dung tích hồ mà còn ảnh hưởng đến chất lượng nước và hệ sinh thái xung quanh. Các yếu tố như lượng mưa, dòng chảy và hoạt động khai thác tài nguyên tự nhiên đều góp phần vào hiện tượng này. Việc hiểu rõ nguyên nhân và mức độ bồi lắng là rất cần thiết để đưa ra các giải pháp quản lý hiệu quả.

2.1. Nguyên Nhân Gây Ra Bồi Lắng

Nguyên nhân chính gây ra bồi lắng tại hồ chứa bao gồm sự xói mòn từ các sườn dốc thượng nguồn, lượng mưa lớn và dòng chảy mạnh. Những yếu tố này làm tăng lượng bùn cát được vận chuyển vào hồ, dẫn đến tình trạng bồi lắng nghiêm trọng.

2.2. Tác Động Của Bồi Lắng Đến Môi Trường

Bồi lắng không chỉ làm giảm dung tích hồ mà còn ảnh hưởng đến chất lượng nước và sự sống của các loài thủy sinh. Điều này có thể dẫn đến sự suy giảm đa dạng sinh học và ảnh hưởng đến các hoạt động kinh tế như đánh bắt cá và du lịch.

III. Phương Pháp Đánh Giá Bồi Lắng Hồ Chứa Thủy Điện Srêpôk 3

Để đánh giá mức độ bồi lắng tại hồ chứa Srêpôk 3, nhiều phương pháp đã được áp dụng. Các phương pháp này bao gồm mô hình toán thủy văn, khảo sát thực địa và phân tích dữ liệu lịch sử. Việc kết hợp các phương pháp này giúp cung cấp cái nhìn toàn diện về tình hình bồi lắng và đưa ra các giải pháp quản lý hiệu quả.

3.1. Mô Hình Toán Thủy Văn

Mô hình toán thủy văn được sử dụng để mô phỏng quá trình bồi lắng theo không gian và thời gian. Phương pháp này giúp xác định khối lượng bùn cát lắng đọng và dự đoán diễn biến bồi lắng trong tương lai.

3.2. Khảo Sát Thực Địa

Khảo sát thực địa là một phần quan trọng trong việc đánh giá bồi lắng. Qua việc thu thập dữ liệu từ các điểm khảo sát, có thể xác định chính xác tình hình bồi lắng và các yếu tố ảnh hưởng đến nó.

IV. Giải Pháp Quản Lý Bồi Lắng Hồ Chứa Thủy Điện Srêpôk 3

Để giảm thiểu tình trạng bồi lắng tại hồ chứa Srêpôk 3, cần có các giải pháp quản lý hiệu quả. Các biện pháp này bao gồm cải thiện quy trình vận hành, tăng cường kiểm soát xói mòn và thực hiện các biện pháp bảo vệ môi trường. Việc áp dụng công nghệ mới cũng có thể giúp nâng cao hiệu quả quản lý bồi lắng.

4.1. Cải Thiện Quy Trình Vận Hành

Cải thiện quy trình vận hành hồ chứa có thể giúp giảm thiểu lượng bùn cát lắng đọng. Việc điều chỉnh thời gian xả nước và kiểm soát lưu lượng nước vào hồ là rất cần thiết.

4.2. Tăng Cường Kiểm Soát Xói Mòn

Tăng cường kiểm soát xói mòn từ các sườn dốc thượng nguồn là một trong những giải pháp quan trọng. Việc trồng cây và bảo vệ rừng có thể giúp giảm thiểu lượng bùn cát được vận chuyển vào hồ.

V. Ứng Dụng Thực Tiễn Kết Quả Nghiên Cứu Về Bồi Lắng

Kết quả nghiên cứu về bồi lắng tại hồ chứa Srêpôk 3 sẽ cung cấp thông tin quan trọng cho các nhà quản lý và các bên liên quan. Những thông tin này sẽ giúp họ đưa ra các quyết định đúng đắn trong việc quản lý và vận hành hồ chứa, từ đó nâng cao hiệu quả sử dụng tài nguyên nước và bảo vệ môi trường.

5.1. Thông Tin Cho Các Nhà Quản Lý

Kết quả nghiên cứu sẽ cung cấp thông tin chi tiết về mức độ bồi lắng, giúp các nhà quản lý có cái nhìn rõ ràng hơn về tình hình hồ chứa và đưa ra các biện pháp quản lý phù hợp.

5.2. Tăng Cường Ý Thức Cộng Đồng

Nghiên cứu cũng có thể được sử dụng để nâng cao ý thức cộng đồng về tầm quan trọng của việc bảo vệ môi trường và quản lý tài nguyên nước. Việc giáo dục cộng đồng về các vấn đề liên quan đến bồi lắng sẽ giúp giảm thiểu tác động tiêu cực đến hồ chứa.

VI. Kết Luận Và Tương Lai Của Hồ Chứa Thủy Điện Srêpôk 3

Việc đánh giá bồi lắng tại hồ chứa thủy điện Srêpôk 3 là một nhiệm vụ quan trọng nhằm đảm bảo an toàn và hiệu quả trong quản lý hồ. Các giải pháp quản lý cần được thực hiện đồng bộ và liên tục để giảm thiểu tình trạng bồi lắng. Tương lai của hồ chứa phụ thuộc vào sự phối hợp giữa các cơ quan chức năng, cộng đồng và các nhà khoa học trong việc bảo vệ và quản lý tài nguyên nước.

6.1. Tầm Nhìn Tương Lai

Tương lai của hồ chứa Srêpôk 3 sẽ phụ thuộc vào việc áp dụng các công nghệ mới và các biện pháp quản lý hiệu quả. Việc nghiên cứu và đánh giá liên tục sẽ giúp duy trì khả năng chứa nước của hồ.

6.2. Khuyến Nghị Chính Sách

Cần có các chính sách hỗ trợ từ chính phủ và các cơ quan chức năng để đảm bảo việc quản lý bồi lắng được thực hiện hiệu quả. Các chính sách này nên bao gồm việc đầu tư vào công nghệ và nâng cao nhận thức cộng đồng.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Hiện tượng bồi lắng lòng hồ là một thách thức kỹ thuật và môi trường mang tính toàn cầu. Theo các thống kê thủy văn quốc tế, hiện có khoảng 40.000 hồ chứa lớn trên thế giới chịu tác động của bồi lắng, làm suy giảm từ 0,5% đến 1% tổng dung tích lưu trữ mỗi năm. Tại Việt Nam, hệ thống sông Srêpôk thuộc lưu vực sông Mê Kông sở hữu tổng diện tích lưu vực lên tới 29.450 km2 với chiều dài dòng chính 640 km và độ dốc lòng sông trung bình 3,2 phần nghìn. Đây là một trong những hệ thống sông có cường độ vận chuyển bùn cát lớn và mạng lưới bậc thang thủy điện dày đặc bậc nhất vùng Tây Nguyên.

Công trình Thủy điện Srêpôk 3 được xây dựng tại khu vực giáp ranh giữa tỉnh Đắk Lắk và Đắk Nông, quản lý diện tích lưu vực tính đến tuyến đập là 9.410 km2. Hồ chứa có dung tích toàn bộ 218,99 triệu m3, dung tích hữu ích 62,85 triệu m3 và công suất lắp máy 220 MW, chính thức phát điện thương mại từ tháng 5 năm 2010. Sau nhiều năm vận hành trong điều kiện khí hậu nhiệt đới gió mùa phân hóa sâu sắc, lượng bùn cát bồi tích từ thượng nguồn đổ về lòng hồ ngày càng gia tăng, trực tiếp đe dọa dung tích phòng lũ, làm suy giảm hiệu suất phát điện và gây xáo trộn chế độ dòng chảy hạ du.

Mục tiêu cốt lõi của nghiên cứu là đánh giá toàn diện hiện trạng bồi lắng hồ chứa Thủy điện Srêpôk 3 sau 7 năm vận hành thực tế giai đoạn 2010 – 2017, đồng thời ứng dụng mô hình toán chuyên sâu để mô phỏng diễn biến bồi xói và dự báo dung tích bồi lắng trong thời đoạn 50 năm khai thác tiếp theo. Nghiên cứu mang ý nghĩa khoa học và thực tiễn sâu sắc, cung cấp cơ sở dữ liệu định lượng chính xác để chủ hồ và cơ quan quản lý điều chỉnh quy trình vận hành liên hồ chứa, bảo vệ tuổi thọ công trình và chủ động thích ứng với các tác động tiêu cực của biến đổi khí hậu trên lưu vực sông Srêpôk.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng trên nền tảng thủy lực sông ngòi và động lực học dòng chảy mang bùn cát trong lòng dẫn hở. Hai quy luật vật lý cơ bản chi phối toàn bộ quá trình tính toán là phương trình bảo toàn năng lượng một chiều của dòng không ổn định biến đổi dần và phương trình liên tục bùn cát Exner. Phương trình năng lượng được giải thông qua phương pháp bước chuẩn nhằm xác định các yếu tố thủy lực then chốt như mực nước, lưu tốc trung bình, độ sâu hiệu dụng và độ dốc đường năng tại từng vị trí mặt cắt.

Bên cạnh đó, nghiên cứu vận dụng các khái niệm chuyên ngành nền tảng gồm dung tích chết với thiết kế ban đầu 156,13 triệu m3, dung tích hữu ích 62,85 triệu m3, hiệu quả bẫy bùn cát của hồ chứa, sự phân tầng vận chuyển giữa bùn cát lơ lửng và bùn cát di đẩy đáy, cùng lý thuyết trao đổi bùn cát giữa lớp đáy động và lớp đáy tĩnh không xói. Khung mô phỏng số học tích hợp 11 hàm quan hệ sức tải bùn cát tiêu chuẩn, cho phép tái hiện chân thực quá trình bồi tụ trầm tích và thô hóa lòng dẫn theo cả thời gian và không gian.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu đầu vào của đề tài bao gồm chuỗi số liệu quan trắc thủy văn và bùn cát thực đo tại trạm Cầu 14 trong 86 tháng liên tục từ tháng 5 năm 2010 đến tháng 7 năm 2017, với lưu lượng nước bình quân nhiều năm đạt 250 m3/s và lưu lượng đỉnh lũ thiết kế 8.760 m3/s. Dữ liệu địa hình sử dụng hệ thống mặt cắt ngang lòng sông và lòng hồ được đo đạc chi tiết ở tỷ lệ 1:5000 kết hợp bản đồ số độ cao DEM toàn lưu vực.

Cỡ mẫu nghiên cứu được xác lập thông qua mạng lưới 15 mặt cắt ngang đại diện, được bố trí dọc theo trục dòng chính của lòng hồ Srêpôk 3 từ khu vực đuôi hồ tiếp giáp hạ lưu thủy điện Hòa Phú đến tuyến đập chính dài 460 m. Phương pháp chọn mẫu mặt cắt dựa trên đặc trưng hình thái uốn khúc, độ dốc đáy sông và các điểm giao cắt thủy lực xung yếu.

Lý do lựa chọn mô hình thủy lực HEC-6 phiên bản một chiều là vì lòng hồ Thủy điện Srêpôk 3 có dạng lòng sông miền núi điển hình với chiều dài lớn hơn rất nhiều so với chiều rộng mặt nước. Quá trình biến đổi thủy lực và vận chuyển bùn cát diễn ra mạnh mẽ nhất theo phương dọc trục dòng chảy. Mô hình HEC-6 cho phép phân chia mặt cắt thành lòng chính và các bãi tràn bên bờ, xử lý xuất sắc các bài toán cân bằng bùn cát dài hạn lên đến 50 năm mà vẫn đảm bảo tính ổn định hội tụ và tiết kiệm chi phí tính toán hơn so với các mô hình hai chiều phức tạp.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Sau 7 năm vận hành thực tế từ năm 2010 đến 2017, tổng khối lượng bùn cát lắng đọng trong lòng hồ Thủy điện Srêpôk 3 đã chiếm khoảng 2,8% tổng dung tích chết thiết kế ban đầu. Quá trình bồi lắng diễn ra không đồng đều giữa các khu vực, tập trung đậm đặc tại vùng cửa vào lòng hồ và đoạn giữa hồ. Tại mặt cắt số 4 và mặt cắt số 9, cao trình đáy sông đã bị nâng cao trung bình từ 0,65 m đến 1,42 m so với thời điểm tích nước năm 2010, tạo nên các doi cát ngầm làm biến dạng hình học lòng dẫn tự nhiên.

Kết quả mô phỏng dự báo sau 50 năm khai thác công trình cho thấy xu thế bồi lắng tích lũy gia tăng rõ rệt. Khối lượng phù sa bồi lấp lấn sâu vào khu vực dung tích hữu ích, làm suy giảm ước tính khoảng 19,4% dung tích hữu ích của hồ chứa nếu giữ nguyên quy trình xả lũ hiện hành. Tại mặt cắt số 15 gần tuyến công trình đầu mối, cao trình đáy bùn cát có xu hướng dâng cao thêm từ 2,8 m đến 3,6 m, thu hẹp đáng kể khoảng cách an toàn đến cao trình ngưỡng cửa lấy nước phát điện ở mức 244 m.

Thảo luận kết quả

Khi xem xét dữ liệu qua đồ thị quan hệ mực nước và dung tích hồ V = f(H), đường cong dung tích thực đo sau 7 năm đã dịch chuyển tịnh tiến sang trái so với đường cong thiết kế ban đầu. Biểu đồ mặt cắt dọc lòng hồ qua các mốc thời gian 10 năm, 30 năm và 50 năm mô tả rõ rệt hiện tượng hình thành nêm bùn cát bồi tụ dạng tam giác tại khu vực chuyển tiếp giữa dòng chảy sông và dòng chảy hồ, đặc biệt khi mực nước hồ được duy trì ở mực nước dâng bình thường 272 m.

Nguyên nhân căn bản của hiện tượng này bắt nguồn từ chế độ mưa tập trung của vùng Tây Nguyên, nơi lượng mưa trong 6 tháng mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10 chiếm tới 85% đến 90% tổng lượng mưa năm, gây xói mòn bề mặt đất đỏ bazan mạnh mẽ trên diện tích lưu vực 9.410 km2. Khi dòng chảy xiết thượng nguồn mang hàm lượng phù sa cao tiến vào lòng hồ, vận tốc dòng chảy suy giảm đột ngột dưới tác động dềnh nước, làm mất sức tải và khiến hạt cát thô lắng đọng ngay tại vùng thượng lưu hồ.

So sánh với các nghiên cứu tại hồ chứa Thủy điện Hòa Bình và Thủy điện Cửa Đạt, hệ số bẫy bùn cát của hồ Srêpôk 3 trong những năm đầu vận hành đạt trên 85%, sau đó có xu hướng giảm dần khi các hố trũng tự nhiên bị lấp đầy. Kết quả này hoàn toàn tương thích với quy luật bồi lắng hồ chứa dạng sông trên thế giới, khẳng định độ tin cậy cao của phương pháp mô phỏng số học HEC-6.

Đề xuất và khuyến nghị

Thứ nhất, điều chỉnh quy trình vận hành xả cát định kỳ qua hệ thống đập tràn gồm 5 cửa van cung kích thước 15 m x 15,5 m. Đơn vị vận hành cần chủ động mở cửa van xả đáy và xả mặt vào các đợt lũ đầu mùa khi lưu lượng dòng chảy về hồ vượt ngưỡng 450 m3/s và mực nước hồ hạ thấp gần mực nước chết 268 m. Giải pháp này giúp cuốn trôi khoảng 15% đến 20% lượng phù sa mịn lơ lửng ra khỏi lòng hồ, thực hiện định kỳ hàng năm bởi Công ty Cổ phần Thủy điện Srêpôk 3.

Thứ hai, triển khai kế hoạch nạo vét cơ giới có kiểm soát tại các khu vực bồi lắng xung yếu, tập trung tại vùng bãi bồi quanh mặt cắt số 9 và vùng cửa nhận nước. Mục tiêu giải phóng khoảng 300.000 m3 bùn cát mỗi chu kỳ 5 năm trong giai đoạn 2020 – 2030, do đơn vị quản lý thủy điện phối hợp với Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn tỉnh Đắk Lắk cấp phép và giám sát kỹ thuật.

Thứ ba, tăng cường các giải pháp phi công trình thông qua việc nâng cao độ che phủ rừng phòng hộ đầu nguồn trên toàn bộ lưu vực 9.410 km2 từ mức 70% hiện tại lên trên 75% vào năm 2030. UBND tỉnh Đắk Lắk và Đắk Nông cần kiểm soát chặt chẽ tình trạng chuyển đổi đất rừng sang canh tác cây công nghiệp ngắn ngày trên sườn dốc, giúp giảm thiểu 25% lượng đất xói mòn trôi vào mạng lưới sông suối.

Thứ tư, thiết lập trạm quan trắc bùn cát tự động liên tục kết hợp ứng dụng công nghệ viễn thám và hệ thống thông tin địa lý GIS để đo vẽ định kỳ 3 năm một lần toàn bộ 15 mặt cắt ngang lòng hồ, hoàn thiện cơ sở dữ liệu số phục vụ cập nhật đường cong dung tích theo thời gian thực.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nhóm thứ nhất là các kỹ sư vận hành và ban giám đốc tại các nhà máy thủy điện thuộc hệ thống bậc thang sông Srêpôk như Buôn Tua Srah, Buôn Kuốp, Srêpôk 3, Srêpôk 4 và Srêpôk 4A. Luận văn cung cấp phương pháp luận thực chứng để tối ưu hóa quy trình điều tiết hồ chứa liên hoàn 220 MW và bảo vệ an toàn công trình đầu mối.

Nhóm thứ hai là các nhà khoa học, giảng viên và học viên cao học chuyên ngành Thủy văn học, Kỹ thuật tài nguyên nước và Xây dựng công trình thủy. Tài liệu là cẩm nang hữu ích về quy trình thiết lập, hiệu chỉnh thông số nhám và kiểm soát sai số cho mô hình thủy lực bùn cát HEC-6 trên sông ngòi Việt Nam.

Nhóm thứ ba là cán bộ quản lý tài nguyên môi trường tại Sở Tài nguyên và Môi trường cùng Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn các tỉnh Tây Nguyên. Nghiên cứu mang lại cơ sở khoa học để hoạch định quy hoạch lưu vực sông, kiểm soát xói mòn đất và ban hành chính sách chi trả dịch vụ môi trường rừng.

Nhóm thứ tư là các tổ chức tư vấn thiết kế công trình thủy lợi và năng lượng. Luận văn hỗ trợ số liệu tham khảo thực tế về tốc độ bồi lắng để tính toán dung tích chết chính xác cho các dự án xây dựng hồ chứa mới trong tương lai.

Câu hỏi thường gặp

Mô hình HEC-6 có ưu điểm nổi bật gì trong việc tính toán bồi lắng hồ thủy điện Srêpôk 3? Mô hình HEC-6 được thiết kế tối ưu cho dòng dẫn một chiều dạng hẹp và dài, tích hợp sẵn 11 công thức tính sức tải bùn cát cho từng cấp hạt. Mô hình cho phép mô phỏng quá trình bồi lắng và xói lở đáy sông dài hạn qua chuỗi thời gian 50 năm với độ ổn định toán học cao, đáp ứng chính xác cấu trúc hình thái của lưu vực 9.410 km2.

Hiện tượng bồi lắng ảnh hưởng trực tiếp đến dung tích hồ chứa Srêpôk 3 như thế nào? Bồi lắng bùn cát làm suy giảm dung tích chết 156,13 triệu m3 và dần lấn sang dung tích hữu ích 62,85 triệu m3. Quá trình này làm nâng cao trình đáy hồ tại các mặt cắt then chốt lên từ 0,65 m đến 1,42 m sau 7 năm, trực tiếp làm giảm khả năng tích trữ nước phục vụ phát điện 220 MW trong mùa khô.

Khu vực nào trong lòng hồ Thủy điện Srêpôk 3 chịu mức độ bồi lắng nghiêm trọng nhất? Khu vực cửa vào lòng hồ tại vùng thượng lưu và các đoạn uốn khúc quanh mặt cắt số 4 và số 9 bị bồi lắng nặng nhất. Vận tốc dòng chảy giảm đột ngột khi gặp mực nước dâng bình thường 272 m khiến các hạt cát thô và phù sa hạt lớn nhanh chóng lắng đọng thành nêm bùn cát dày.

Thời điểm nào thích hợp nhất để vận hành xả bùn cát qua các cửa van đập tràn? Thời điểm tối ưu là vào các trận lũ đầu mùa mưa trong khoảng tháng 5 đến tháng 7 hàng năm, khi lưu lượng nước về hồ vượt 450 m3/s và mực nước hồ được hạ về gần mực nước chết 268 m. Vận tốc dòng chảy đáy tăng vọt qua 5 cửa van cung sẽ tạo lực cuốn trôi lớp phù sa mới lắng đọng.

Mức độ che phủ rừng trên lưu vực sông Srêpôk có vai trò ra sao đối với quá trình bồi tích lòng hồ? Thảm phủ thực vật chiếm khoảng 70% diện tích lưu vực đóng vai trò giữ đất và cản dòng chảy tràn mặt. Khi diện tích rừng bị suy giảm, tốc độ xói mòn đất bazan trên sườn dốc tăng mạnh, làm lượng phù sa đổ về hồ trong mùa mưa tăng thêm từ 20% đến 35%, đẩy nhanh tốc độ bồi lấp lòng hồ.

Kết luận

• Luận văn đã xác định chính xác hiện trạng bồi lắng lòng hồ Thủy điện Srêpôk 3 sau 7 năm vận hành thực tế giai đoạn 2010 – 2017 với mức nâng cao trình đáy từ 0,65 m đến 1,42 m tại các mặt cắt trọng điểm.
• Thiết lập thành công mô hình thủy lực HEC-6 một chiều trên 15 mặt cắt ngang đại diện, đạt độ tin cậy cao trong mô phỏng bồi xói bùn cát lòng dẫn.
• Dự báo chi tiết diễn biến bồi lắng sau 50 năm khai thác, chỉ ra nguy cơ suy giảm gần 20% dung tích hữu ích nếu không có giải pháp kỹ thuật can thiệp kịp thời.
• Cung cấp luận cứ khoa học thực chứng phục vụ công tác điều phối vận hành liên hồ chứa trên hệ thống bậc thang sông Srêpôk công suất 220 MW.
• Đề xuất hệ thống giải pháp đồng bộ kết hợp giữa công trình xả cát định kỳ, nạo vét cơ giới và phi công trình nâng cao độ che phủ rừng lưu vực lên 75%.

Trong giai đoạn tiếp theo từ năm 2020 đến 2025, công tác quan trắc địa hình lòng hồ cần được thực hiện định kỳ để tiếp tục chuẩn hóa bộ thông số mô hình. Các đơn vị quản lý thủy điện và cơ quan chuyên trách tài nguyên nước cần sớm ứng dụng các đề xuất của luận văn vào thực tiễn vận hành nhằm bảo vệ tối đa dung tích hữu ích và nâng cao tuổi thọ công trình.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC NGHIÊN CỨU Công trình thủy điện Srêpôk 3 nằm trên địa phận huyện Buôn Đôn, tỉnh Đăk Lăk và huyện Cư Jút, tỉnh Đăk Nông. - Các hạng mục công trình đầu mối: Nằm trên địa phận các xã: Tân Hòa, huyện Buôn Đôn, tỉnh Đăk Lăk và xã Ea Pô, huyện Cư Jút tỉnh Đăk Nông. - Nhà máy thuỷ điện nằm trên địa phận xã Tân Hòa, huyện Buôn Đôn, tỉnh Đăk Lăk.

- Khu vực lòng hồ: thuộc xã Ea Pô, huyện Cư Jút, tỉnh Đăk Nông; xã Hòa Xuân, TP.Buôn Ma Thuột, xã Ea Nuôl và xã Tân Hòa huyện Buôn Đôn, tỉnh Đăk Lăk. Khu vực công trình nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới ẩm gió mùa với đặc điểm cơ bản là: nền nhiệt độ, độ ẩm cao và ít biến động trong tiến trình năm. Sự biến động của lượng mưa năm lớn, bão ít ảnh hưởng đến khu vực. Khí hậu toàn khu vực có thể chia thành hai tiểu vùng.

Vùng phía Tây bắc có khí hậu nắng nóng, khô hanh về mùa khô, vùng phía Đông và phía Nam có khí hậu mát mẻ, ôn hoà. Thời tiết chia làm 2 mùa khá rõ rệt là mùa mưa và mùa khô. Mùa mưa thường bắt đầu từ tháng 5 đến tháng 10 kèm theo gió Tây nam thịnh hành, các tháng có lượng mưa lớn nhất là tháng 7,8,9, lượng mưa chiếm 80-90% lượng mưa năm. Riêng vùng phía Đông do chịu ảnh hưởng của Đông Trường Sơn nên mùa mưa kéo dài hơn tới tháng 11.

Mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau, trong mùa này độ ẩm giảm, gió Đông bắc thổi mạnh, bốc hơi lớn, gây khô hạn nghiêm trọng. Dòng chảy năm trên hệ thống sông của khu vực tương đối phức tạp: phần diện tích phía Tây có mùa lũ từ tháng 7 đến tháng 11, phần diện tích phía Đông và Đông Bắc có mùa lũ từ tháng 9 đến tháng 12 trong năm. Lưu vực sông Srêpôk nằm trong khu vực khống chế bởi tọa độ 11o58’ - 14o05’ vĩ độ Bắc và 105o57’ - 108o46’ kinh độ Đông. Tổng diện tích của lưu vực sông Srêpôk là 29.450 km2 với chiều dài sông chính là 640 km và độ hạ thấp khoảng 800m (Hình 1-1).

Sông Srêpôk là một trong những sông nhánh chính của sông Mê Kông, bắt nguồn từ các vùng núi phía Nam, Đông Nam và phía Đông của tỉnh Đăk Lăk có độ cao từ 800m - 2.000m, hợp lưu với sông Mê Kông tại vị trí cách Stung Treng (Campuchia) 35km về 10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] phía thượng lưu. Phần lưu vực sông Srêpôk thuộc lãnh thổ Việt Nam có diện tích khoảng 18.000km2 bao gồm các phụ lưu của Srêpôk như Prek - Drang, Ya Hleo và Srêpôk thượng. Srêpôk thượng do hai nhánh sông chính hợp thành là Krông Ana và Krông Knô. Krông Ana có diện tích lưu vực khoảng 4.000km2 và Krông Knô có diện tích lưu vực khoảng 3.

Thượng nguồn của sông Krông Ana là Krông Búk thượng bắt nguồn từ vùng núi có độ cao 900m, Krông Păk bắt nguồn từ vùng núi có độ cao 1.200m và Krông Bông bắt nguồn từ vùng núi có độ cao 1. Tất cả các sông này đều chảy trong vùng đồi núi có lòng sông hẹp và dốc. Từ hợp lưu Krông Bông về đến hợp lưu với Krông Knô, sông Krông Ana chảy trong vùng tương đối bằng phẳng có lòng sông rộng với nhiều vùng bị ngập nước thường xuyên, đặc biệt là khu vực từ hồ Lăk đến hợp lưu với sông Krông Knô, khu vực này giống như một hồ điều tiết lớn trong mùa mưa lũ. Sông Krông Knô bắt nguồn từ vùng núi phía Đông Nam Buôn Ma Thuột, nơi giáp với lưu vực sông Đa Nhim và sông Cái, có độ cao từ 1.

Từ đầu nguồn đến Đức Xuyên sông chảy theo hướng Đông - Tây trong vùng đồi núi có lòng sông hẹp và dốc. Từ Đức Xuyên đến hợp lưu với sông Krông Ana, sông chảy theo hướng Đông Nam - Tây Bắc trong vùng có lòng sông rộng với nhiều vùng bị ngập nước thường xuyên, trong khu vực này còn có nhiều hồ ao đầm lầy như Ea R’Bin, Ea Tut, Ea Roume, EaSno. (Bảng 1-1) Hình 1-1: Tổng thể lưu vực sông Srêpôk 11 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Từ hợp lưu Krông Ana và Krông Knô đến biên giới Việt Nam Campuchia, sông Srêpôk chảy theo hướng Đông Nam - Tây Bắc trong vùng đồi núi có lòng sông hẹp và dốc, chiều dài của đoạn sông này khoảng 110km với độ hạ thấp 200m, trong đoạn sông này có nhiều ghềnh thác như đoạn thác Buôn Kuốp với độ chênh cao khoảng 60m, thác Dray H’linh 15m, đoạn thác Srepok 3 chênh cao khoảng 35m. Địa hình lưu vực sông Srêpôk thượng có thể chia thành 3 dạng: vùng núi, các cao nguyên, vùng trũng và đồng bằng.

Vùng núi bao gồm các dãy núi phía Đông Bắc nơi bắt nguồn của sông Krông Búk thượng và Krông Păk có độ cao từ 800m - 1.000m, các dãy núi phía Đông là nơi bắt nguồn của sông Krông Bông và sông Krông Ana có độ cao từ 1.000m, dãy núi phía Nam và Tây Nam có độ cao từ 800m - 1. Các cao nguyên bao gồm cao nguyên Buôn Ma Thuột, cao nguyên M’Đrăk có độ cao từ 300m - 800m. Vùng trũng chạy dài từ Krông Pắk đến Lắk, vốn là một thung lũng bóc mòn có nhiều đầm lầy. Bảng 1-1: Đặc trưng hình thái sông ngòi lưu vực Srêpôk Độ cao Độ dốc Chiều Chiều Mật độ F bình quân Sông dài sông rộng lưu lòng sông lưới (km2) lưu vực L (km) vực (km) (‰) sông.

(m) Tính đến TĐ 9410 220 42,8 550 3,2 0,26 Srêpôk 3 Krông Ana 3.69 Krông Búk 478 13 58 590 5,5 0,56 Krông Bông 788 73 56 950 9,2 0,50 Krông Knô 3. Đặc điểm địa hình Địa hình vùng nghiên cứu trong báo cáo này tương đối đa dạng, đồi núi xen kẽ bình nguyên và thung lũng, khái quát có thể chia thành các dạng địa hình sau: Địa hình vùng núi cao: nằm ở phía Nam và Đông Nam của lưu vực, có độ cao trung bình 1.200m, có các đỉnh núi cao như Chu-Yang-Sin (2.405m) và Chư- Pan-Phan (2. Dải Trường Sơn chạy qua vùng thuộc địa phận huyện Krông Bông, huyện Lăk. Trong khu vực địa hình này diện tích rừng còn nhiều, độ dốc lớn và địa hình chia cắt mạnh.

Địa hình vùng cao nguyên: Vùng cao nguyên với những đồng bằng lượn sóng và 12 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] độ dốc thoải. Dạng địa hình này nằm ở 2 vùng: Vùng cao nguyên Buôn Ma Thuột và phụ cận (các huyện Krông Búk, Krông Păk, Cư M’gar.) với cao độ trung bình từ 400 - 500m. Vùng thứ hai là cao nguyên Đăk Nông nằm ở phía Tây Nam của lưu vực, có cao độ từ 700 - 800m. Vùng cao nguyên Buôn Ma Thuột địa hình bằng phẳng hơn vùng Đăk Nông.

Các cao nguyên này được tạo thành từ phun trào Bazan thuộc thời kỳ tiền đệ tứ. Đá bazan phong hóa tạo thành lớp đất đỏ màu mỡ, rất phù hợp cho phát triển các cây công nghiệp dài ngày. Địa hình vùng đất thấp: Bao gồm các dải đất phù sa bằng phẳng dọc các sông. Loại địa hình này tập trung ở các huyện Lăk, Krông Ana và Ea Suop.

Trong đó vùng Lăk-Buôn Trấp chạy dọc sông Krông Ana từ hồ Lăk qua Buôn Triết, Buôn Trấp tới hạ lưu, có cao độ trung bình từ 410m - 450m. Vị trí địa lý và đặc điểm địa hình ảnh hưởng trực tiếp tới thời tiết khí hậu trong vùng, nó không những mang tính chất nhiệt đới nóng ẩm mà còn có tính chất của vùng cao nguyên mát dịu. Lớp phủ thổ nhưỡng Theo kết quả đánh giá về thổ nhưỡng của Viện Qui hoạch và thiết kế Nông nghiệp đã được chuyển đổi sang hệ thống phân loại FAO - UNESCO toàn lưu vực có các loại đất sau: Nhóm đất phù sa, nhóm đất Glay, nhóm đất than bùn, nhóm đất đen, nhóm đất xám, nhóm đất đỏ, nhóm đất mùn Alit trên núi cao, nhóm đất trơ sỏi đá. Trong đó 2 nhóm đất: Đen xám, nhóm đất đỏ chiếm diện tích lớn nhất.

Nhóm đất xám phân bố ở các vùng: Ea Suop, Cư Jút, M'Đrăk, Krông Bông. Đa số đất này tầng mỏng, độ dốc lớn, có lẫn đá hoặc đá lộ thiên, thảm phủ thực vật tự nhiên là rừng thứ sinh. Nhóm đất đỏ: Phân bố tập trung tại các khối Bazan Buôn Ma Thuột, Đăk Nông, Đăk Mil. So với nhóm đất xám thì nhóm đất đỏ Bazan ít dốc và tầng đất dày hơn rõ rệt.

Thổ nhưỡng trên lưu vực sông Srêpôk thượng chủ yếu là đất đỏ Bazan (50%) tập trung chính ở cao nguyên Buôn Ma Thuột và vùng Gia Nghĩa, đất đen Bazan ở phía Tây, đất vàng xám phát triển trên đá granit ở Khánh Dương và Bắc Buôn Hồ, đất đỏ vàng trên sa thạch và sa phiến thạch phân bố rải rác và xen kẽ giữa các loại đất khác, đất dốc tụ thường ở các hợp thủy và chân núi, đất phù sa do sự bồi đắp của sông suối ở vùng trũng, đất đầm hồ ở những vùng tự nhiên như hồ Lăk. Lớp phủ thực vật Tầng phủ thực vật của lưu vực khá phong phú, mức độ che phủ của rừng khoảng 13 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 70%, trong đó bao gồm nhiều loại như rừng lá rộng, rừng lá kim, rừng hỗn giao, rừng tre nứa, rừng trồng. ngoài ra còn có một số lượng đáng kể cây cà phê, trà. Hình 1-2: Bản đồ mật độ che phủ rừng lưu vực Sông Srêpôk 1.

ĐẶC TRƯNG KINH TẾ XÃ HỘI TỈNH ĐẮK LẮK Tỉnh Đắk Lắk với diện tích 13.125,4 km2 nằm trên địa bàn Tây Nguyên, trong khoảng tọa độ địa lý từ 107°28'57"- 108°59'37" độ kinh Đông và từ 12°9'45" - 13°25'06" độ vĩ Bắc, phía Bắc giáp tỉnh Gia Lai, phía Nam giáp tỉnh Lâm Đồng, phía Đông giáp tỉnh Phú Yên và tỉnh Khánh Hòa, phía Tây giáp Vương quốc CamPuChia và tỉnh Đắk Nông. Đắk Lắk là tỉnh có đường biên giới dài 70 km chung với nước Campuchia, trên đó có quốc lộ 14C chạy dọc theo biên giới hai nước rất thuận lợi cho việc phát triển kinh tế vùng biên kết hợp với bảo vệ an ninh quốc phòng. 14 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Hình 1-3: Bản đồ hành chính tỉnh Đắk Lắk 1. Kinh tế Kinh tế chủ đạo của Đăk Lăk chủ yếu dựa vào sản xuất và xuất khẩu nông sản, lâm sản.

Tỉnh có tiềm năng về du lịch sinh thái. Trong bảng xếp hạng về Chỉ số năng lực cạnh tranh cấp tỉnh của Việt Nam năm 2017, tỉnh Đắk Lắk xếp ở vị trí thứ 31/63 tỉnh thành. Đắk Lắk là tỉnh có diện tích và sản phẩm cà phê xuất khẩu lớn nhất cả nước, với diện tích 182.343ha và sản lượng thu hoạch hàng năm đạt trên 400.