Nghiên cứu vai trò của các công trình hồ chứa trong xâm nhập mặn trên lưu vực sông Mã

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu vai trò của hồ chứa trong việc đánh giá xâm nhập mặn tại lưu vực sông Mã, cung cấp giải pháp quản lý hiệu quả.

• Tác giả: Nguyễn Trung Hiếu
• Người hướng dẫn: TS. Bùi Công Quang
• Trường học: Trường Đại Học Thủy Lợi
• Chuyên ngành: Thủy văn học
• Đề tài: Đánh Giá Vai Trò Hồ Chứa Trong Kiểm Soát Xâm Nhập Mặn Ở Lưu Vực Sông Mã
• Loại tài liệu: Luận Văn Thạc Sĩ
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CÁM ƠN
• DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH
• DANH MỤC BANG BIẾU
• DANH MỤC CÁC TỪ VIET TAT
• 1. Tính cấp thiết của đề tài
• 2. Mục dich của đề tài
• 3. Các tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
• 4. Kết quả dự kiến
• 1. CHUONG 1: TÔNG QUAN NHỮNG NGHIÊN CỨU TRONG NƯỚC VA NGOÀI
• 1.1. Tổng quan các công trình nghiên cứu xâm nhập mặn
• 1.1.1. Tình hình nghiên cứu xâm nhập mặn trên thé giới
• 1.2. Tinh hình nghiên cứu xâm nhập man ở Việt Nam
• 1.3. Giới thiệu vùng nghiên cứu
• 1.3.1. Vị trí, giỏi hạn, phạm vi ving nghiên
• 1.3.2. Đặc điền hệ thing sông ngôi làng dẫn
• 1.3.3. Đặc điềm khí hậu
• 1.3.4. Đặc điểm thir văn, dòng chảy
• 1.3.5. Hiện trang các công trình thúy lợi và tình hình xâm nhập mặn vùng lạ lưu: lieu vực sông Mã
• 2. UNG DỤNG MO HÌNH MO PHONG QUÁ TRÌNH XÂM NHAP MAN TREN LƯU VUC SÔNG MÃ
• 2.1. Phân tích, lựa chọn công cụ tinh toán
• 2.1.1. Các công cụ nghiên cứu dự báo và cảnh báo xâm nhập man
• 2.1.2. Lựa chọn mô hình mồ phỏng xâm nhập mặn
• 2.2. Giới thiệu mô hình MIKE 11 và Mô dun chất lượng nước
• 2.2.1. Giới thiệu chung về mỏ hình MIKE 1
• 2.2.2. Mô dun chất lượng nước
• 2.3. Thiết lập sơ đồ tính va xác định did biên
• 2.3.1. Thiế lập sơ dé tinh
• 2.3.2. THẢ ap di kién ban đầu
• 2.4. Tinh toán mô phỏng, hiệu chỉnh mô hình và kiễm định mô bình
• 2.4.1. Hiệu chink mô hình
• 2.4.2. Kế qué kiém định mé hình
• 3. CHƯƠNG 3.MO PHONG XÂM NHẬP MAN HẠ LƯU LƯU VỰC SÔNG MÃ
• 3.1. Xây dựng các kịch bán và tinh toán nghiên cứu xâm nhập mặn cho kịch bán hiện trạng và kịch bản phát triển 2030
• 3.1.1. Mô phỏng đu biển mặn cho kịch bản hiện trang
• 3.1.2. Mô phỏng dign bién mặn cho kịch bản phát triển đến năm 2030
• 3.2. Tinh toán diễn biển xâm nhập mặn vùng ha du LV sông Mã với các kịch bản vận hành hồ chứa
• 3.3. Đề xuất giải pháp xây dung công trình ngăn mặn
• KET LUẬN
• KIÊN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHAO

Tóm tắt

I. Tính cấp thiết của đề tài

Lưu vực sông Mã đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp nước và hỗ trợ các hoạt động kinh tế - xã hội tại tỉnh Thanh Hóa. Tuy nhiên, tình trạng xâm nhập mặn đang gia tăng, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến sản xuất nông nghiệp và sinh hoạt. Nghiên cứu này nhấn mạnh rằng, với nồng độ mặn có thể vượt quá 4%, việc kiểm soát xâm nhập mặn trở nên cấp thiết hơn bao giờ hết. Các hồ chứa nước trong khu vực có thể đóng vai trò quan trọng trong việc điều tiết dòng chảy và giảm thiểu tác động của xâm nhập mặn. Do đó, việc nghiên cứu và đánh giá vai trò của các công trình hồ chứa trong kiểm soát xâm nhập mặn là rất cần thiết. "Tình trạng xâm nhập mặn đã ảnh hưởng lớn đến khả năng tưới tiêu và sinh hoạt của người dân", cho thấy sự cần thiết phải tìm ra các giải pháp hiệu quả trong việc quản lý và vận hành các công trình thủy lợi.

II. Mục đích của đề tài

Mục đích chính của nghiên cứu là ứng dụng mô hình MIKE 11 để tính toán quá trình xâm nhập mặn trên dòng chính sông Mã theo các kịch bản khác nhau, bao gồm cả kịch bản hiện trạng và kịch bản trong bối cảnh biến đổi khí hậu đến năm 2030. Từ đó, đề xuất các giải pháp thích ứng trong vận hành các công trình hồ chứa nhằm phòng chống xâm nhập mặn cho khu vực nghiên cứu. Việc xác định các kịch bản xâm nhập mặn sẽ giúp đưa ra các biện pháp quản lý tài nguyên nước hiệu quả hơn. "Đề xuất các giải pháp thích ứng sẽ góp phần giảm thiểu ảnh hưởng của xâm nhập mặn, bảo vệ sản xuất nông nghiệp và sinh hoạt của cộng đồng".

III. Các tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu này áp dụng phương pháp tiếp cận quản lý tổng hợp tài nguyên nước, với sự kết hợp giữa phương pháp khảo sát thực tế, thống kê và mô hình toán học. Phương pháp khảo sát thực tế giúp thu thập dữ liệu chính xác về tình hình xâm nhập mặn, trong khi phương pháp thống kê và phân tích dữ liệu từ các nghiên cứu trước đây cung cấp nền tảng cho việc xây dựng mô hình. "Việc áp dụng mô hình toán học như MIKE 11 cho phép dự đoán chính xác hơn về diễn biến xâm nhập mặn trong tương lai", từ đó giúp đưa ra các giải pháp quản lý hiệu quả.

IV. Kết quả dự kiến

Kết quả dự kiến của nghiên cứu bao gồm việc thiết lập sơ đồ tính toán, xác định các điều kiện biên, và thực hiện các bước hiệu chỉnh mô hình. Mô phỏng quá trình xâm nhập mặn trong điều kiện hiện trạng và theo các kịch bản khác nhau sẽ được thực hiện, từ đó xác định các ranh giới nhiễm mặn trên sông. "Đề xuất các giải pháp thích ứng trong vận hành các công trình hồ chứa sẽ giúp giảm thiểu xâm nhập mặn và bảo vệ nguồn nước ngọt cho khu vực", điều này không chỉ có giá trị lý thuyết mà còn mang lại ứng dụng thực tiễn cho công tác quản lý tài nguyên nước.

V. Tổng quan nghiên cứu trong nước và ngoài nước

Nghiên cứu về xâm nhập mặn đã được thực hiện rộng rãi trên thế giới, với nhiều phương pháp và mô hình khác nhau được áp dụng. Các nghiên cứu này cung cấp nền tảng cho việc hiểu rõ hơn về quy luật xâm nhập mặn và tác động của nó đến môi trường và kinh tế. Tại Việt Nam, các nghiên cứu về xâm nhập mặn chủ yếu tập trung vào đồng bằng sông Cửu Long và sông Hồng, nhưng việc nghiên cứu trên lưu vực sông Mã còn hạn chế. "Việc tổng hợp các kết quả nghiên cứu trước đây sẽ tạo ra cơ sở vững chắc cho nghiên cứu này, đồng thời nâng cao tính khả thi và độ tin cậy của các kịch bản dự báo".

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Lưu vực sông Mã, với diện tích khoảng 28.400 km², trong đó 62% thuộc lãnh thổ Việt Nam, là một trong những lưu vực sông lớn và quan trọng của Bắc Trung Bộ. Vùng hạ lưu sông Mã, đặc biệt tại tỉnh Thanh Hóa, có tổng diện tích tự nhiên khoảng 367.000 ha và dân số khoảng 2 triệu người, đóng vai trò trung tâm kinh tế - xã hội với các hoạt động nông nghiệp, công nghiệp và du lịch phát triển. Tuy nhiên, trong những năm gần đây, vùng hạ lưu sông Mã phải đối mặt với hiện tượng xâm nhập mặn gia tăng, đặc biệt trong mùa kiệt khi lưu lượng nước ngọt từ thượng nguồn giảm mạnh. Độ mặn đo được tại nhiều trạm trên sông Mã, sông Lach Trường và sông Lên đã vượt ngưỡng 4‰, ảnh hưởng trực tiếp đến sinh trưởng cây trồng và hoạt động sản xuất nông nghiệp.

Trên lưu vực hiện có gần 80 hồ chứa với tổng dung tích khoảng 2.590 triệu m³, trong đó ba hồ chứa lớn Trung Sơn, Cửa Đạt và Hủa Na chiếm tới 87% tổng dung tích. Các công trình này có vai trò điều tiết lũ, cung cấp nước sinh hoạt, nông nghiệp, công nghiệp và phát điện, đồng thời ảnh hưởng lớn đến dòng chảy và quá trình xâm nhập mặn tại hạ lưu. Nghiên cứu nhằm đánh giá vai trò của các công trình hồ chứa trong việc kiểm soát xâm nhập mặn trên lưu vực sông Mã, từ đó đề xuất các giải pháp vận hành hồ chứa và quản lý tài nguyên nước hiệu quả, góp phần giảm thiểu tác động của xâm nhập mặn đến phát triển kinh tế - xã hội khu vực.

Mục tiêu cụ thể của luận văn là ứng dụng mô hình MIKE 11 để mô phỏng quá trình xâm nhập mặn trên dòng chính sông Mã theo các kịch bản hiện trạng và phát triển đến năm 2030, đồng thời đề xuất các giải pháp thích ứng trong vận hành các công trình hồ chứa nhằm phòng chống xâm nhập mặn hiệu quả. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào vùng hạ lưu lưu vực sông Mã, với dữ liệu thu thập từ các trạm quan trắc thủy văn, khí tượng và môi trường trong giai đoạn 2003-2012. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc hỗ trợ quy hoạch, quản lý tổng hợp tài nguyên nước và phát triển bền vững vùng hạ lưu sông Mã.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình thủy văn, thủy lực kết hợp với mô hình truyền chất để mô phỏng quá trình xâm nhập mặn trong hệ thống sông ngòi phức tạp. Hai khung lý thuyết chính được áp dụng gồm:

1. Lý thuyết thủy động lực học: Dựa trên hệ phương trình Saint-Venant mô tả dòng chảy không ổn định trong kênh hở một chiều, đảm bảo tính liên tục và bảo toàn động lượng. Lý thuyết này giúp mô phỏng dòng chảy, mực nước và vận tốc dòng chảy trên lưu vực sông Mã.

2. Lý thuyết truyền và khuếch tán chất hòa tan: Áp dụng phương trình truyền chất (Advection-Dispersion) để mô phỏng sự lan truyền và phân bố độ mặn trong dòng chảy, kết hợp với các yếu tố thủy triều và vận hành hồ chứa.

Các khái niệm chuyên ngành quan trọng bao gồm: xâm nhập mặn, lưu lượng kiệt, biên độ thủy triều, mô hình thủy lực một chiều, mô hình truyền chất, hồ chứa đa mục tiêu, và kịch bản vận hành hồ chứa.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu nghiên cứu bao gồm số liệu quan trắc mực nước, lưu lượng, độ mặn, khí tượng thủy văn từ các trạm trên lưu vực sông Mã trong giai đoạn 2003-2012, cùng với các thông tin về công trình hồ chứa và quy hoạch phát triển đến năm 2030.

Phương pháp nghiên cứu kết hợp:

• Phương pháp thống kê và phân tích dữ liệu: Thu thập, tổng hợp và phân tích số liệu thực tế về dòng chảy, độ mặn, khí tượng thủy văn để đánh giá hiện trạng và xu hướng xâm nhập mặn.

• Phương pháp khảo sát thực tế: Điều tra hiện trạng các công trình thủy lợi, hồ chứa và tác động đến dòng chảy, xâm nhập mặn tại vùng hạ lưu.

• Phương pháp mô hình hóa toán học: Ứng dụng mô hình MIKE 11 với các mô đun thủy lực (HD) và truyền chất (AD) để mô phỏng quá trình xâm nhập mặn theo các kịch bản vận hành hồ chứa hiện trạng và phát triển đến năm 2030. Mô hình được hiệu chỉnh và kiểm định dựa trên số liệu thực đo tại các trạm quan trắc.

• Phương pháp kế thừa và tổng hợp: Áp dụng các kết quả nghiên cứu trước đây về mô hình hóa xâm nhập mặn và vận hành hồ chứa trên các lưu vực sông khác tại Việt Nam, kết hợp với dữ liệu thực tế để nâng cao độ chính xác và tính khả thi của mô hình.

Quá trình nghiên cứu được thực hiện trong khoảng thời gian từ năm 2016 đến 2018, với cỡ mẫu dữ liệu quan trắc tại hơn 10 trạm thủy văn và môi trường, đảm bảo tính đại diện và độ tin cậy cao cho kết quả mô phỏng.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Diễn biến xâm nhập mặn hiện trạng: Mô hình MIKE 11 mô phỏng cho thấy, trong điều kiện hiện trạng, độ mặn tại các vị trí hạ lưu sông Mã có thể vượt ngưỡng 4‰ trong mùa kiệt, với độ mặn lớn nhất đạt 6,1‰ tại Giảng Cách (cách cửa sông 24 km), 9,45‰ tại Cầu Tào trên sông Lach Trường và 7,1‰ tại Cụ Thôn trên sông Lên. Độ mặn vượt ngưỡng này ảnh hưởng nghiêm trọng đến sinh trưởng cây trồng và hoạt động tưới tiêu.

2. Ảnh hưởng của các công trình hồ chứa: Ba hồ chứa lớn Trung Sơn, Cửa Đạt và Hủa Na với tổng dung tích gần 2.245 triệu m³ chiếm 87% tổng dung tích hồ chứa toàn lưu vực, có vai trò quan trọng trong điều tiết dòng chảy và bổ sung nước mùa kiệt. Mô phỏng các kịch bản vận hành hồ chứa cho thấy việc điều tiết hợp lý có thể giảm sâu độ xâm nhập mặn từ 10-15% so với kịch bản không vận hành hồ chứa.

3. Dự báo xâm nhập mặn đến năm 2030: Theo kịch bản phát triển kinh tế xã hội và biến đổi khí hậu, mô hình dự báo độ mặn tại hạ lưu sông Mã sẽ tăng lên, với ranh giới mặn 1‰ và 4‰ tiến sâu hơn vào nội địa từ 5-8 km so với hiện trạng. Việc vận hành hồ chứa theo các kịch bản đề xuất có thể hạn chế mức độ xâm nhập mặn, giảm thiểu tác động tiêu cực đến sản xuất và sinh hoạt.

4. Tác động của biến đổi khí hậu và thủy triều: Biến đổi khí hậu làm tăng mực nước biển và thay đổi chế độ thủy triều, góp phần làm gia tăng xâm nhập mặn. Mô hình cho thấy biên độ thủy triều tại các cửa sông dao động từ 1,5 đến 3 m, ảnh hưởng lớn đến sự phân bố độ mặn trong mùa kiệt.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của xâm nhập mặn sâu là do lưu lượng nước ngọt từ thượng nguồn giảm trong mùa kiệt, kết hợp với tác động của thủy triều và biến đổi khí hậu. Các công trình hồ chứa, mặc dù có tác dụng điều tiết dòng chảy và bổ sung nước mùa kiệt, nhưng nếu vận hành không hợp lý có thể làm giảm lưu lượng dòng chảy, làm tăng nguy cơ xâm nhập mặn.

So sánh với các nghiên cứu tại đồng bằng sông Cửu Long và đồng bằng sông Hồng, mô hình một chiều MIKE 11 được đánh giá phù hợp và hiệu quả trong việc mô phỏng xâm nhập mặn tại lưu vực sông Mã với địa hình phức tạp và hệ thống sông kênh đa dạng. Việc mô phỏng kết hợp thủy lực và truyền chất giúp dự báo chính xác hơn diễn biến độ mặn theo thời gian và không gian.

Dữ liệu mô phỏng có thể được trình bày qua các biểu đồ diễn biến độ mặn theo thời gian tại các trạm quan trắc, bản đồ ranh giới xâm nhập mặn 1‰ và 4‰ theo các kịch bản vận hành hồ chứa, giúp các nhà quản lý dễ dàng đánh giá và ra quyết định.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Tối ưu hóa vận hành hồ chứa: Áp dụng các kịch bản vận hành hồ chứa linh hoạt, ưu tiên bổ sung nước vào mùa kiệt để duy trì lưu lượng dòng chảy tối thiểu, giảm sâu xâm nhập mặn. Thời gian thực hiện: ngay trong giai đoạn quy hoạch và vận hành hiện tại. Chủ thể thực hiện: Ban quản lý hồ chứa và cơ quan quy hoạch thủy lợi.

2. Xây dựng công trình ngăn mặn tại cửa sông: Đề xuất xây dựng các công trình cống ngăn mặn kết hợp với hệ thống kênh dẫn để kiểm soát độ mặn xâm nhập vào nội đồng, bảo vệ nguồn nước tưới tiêu và sinh hoạt. Thời gian thực hiện: 3-5 năm. Chủ thể thực hiện: Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, Ban quản lý dự án đầu tư xây dựng.

3. Tăng cường quan trắc và cảnh báo xâm nhập mặn: Phát triển hệ thống quan trắc tự động, kết hợp mô hình dự báo xâm nhập mặn để cảnh báo sớm, hỗ trợ quản lý và vận hành hồ chứa hiệu quả. Thời gian thực hiện: 1-2 năm. Chủ thể thực hiện: Trung tâm Khí tượng Thủy văn, Viện Quy hoạch Thủy lợi.

4. Quản lý tổng hợp tài nguyên nước lưu vực sông Mã: Xây dựng kế hoạch quản lý tổng hợp, phối hợp giữa các địa phương và ngành liên quan nhằm cân bằng lợi ích sử dụng nước, bảo vệ môi trường sinh thái và phát triển bền vững. Thời gian thực hiện: dài hạn. Chủ thể thực hiện: Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, UBND các tỉnh liên quan.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các nhà quản lý và hoạch định chính sách thủy lợi: Nhận diện tác động của hồ chứa đến xâm nhập mặn, từ đó xây dựng chính sách vận hành và quy hoạch phù hợp nhằm bảo vệ nguồn nước và phát triển kinh tế vùng hạ lưu.

2. Các nhà nghiên cứu và chuyên gia thủy văn, thủy lực: Áp dụng mô hình MIKE 11 và phương pháp mô phỏng xâm nhập mặn để nghiên cứu các lưu vực sông khác, phát triển các giải pháp kỹ thuật và quản lý tài nguyên nước.

3. Các đơn vị vận hành hồ chứa và công trình thủy lợi: Hiểu rõ vai trò và ảnh hưởng của công trình đến dòng chảy và xâm nhập mặn, từ đó điều chỉnh vận hành hồ chứa hiệu quả, giảm thiểu tác động tiêu cực.

4. Người dân và doanh nghiệp vùng hạ lưu sông Mã: Nắm bắt thông tin về diễn biến xâm nhập mặn, các giải pháp phòng chống và thích ứng, bảo vệ sản xuất nông nghiệp, nuôi trồng thủy sản và sinh hoạt hàng ngày.

Câu hỏi thường gặp

1. Xâm nhập mặn là gì và tại sao nó lại ảnh hưởng đến lưu vực sông Mã?
   Xâm nhập mặn là hiện tượng nước biển mặn xâm nhập vào vùng cửa sông khi lưu lượng nước ngọt giảm, đặc biệt trong mùa kiệt. Ở lưu vực sông Mã, hiện tượng này ảnh hưởng đến nguồn nước tưới tiêu, sinh hoạt và môi trường sinh thái, gây thiệt hại cho sản xuất nông nghiệp.

2. Mô hình MIKE 11 được sử dụng như thế nào trong nghiên cứu này?
   MIKE 11 là mô hình thủy lực một chiều kết hợp mô đun truyền chất được sử dụng để mô phỏng dòng chảy và quá trình lan truyền độ mặn trên lưu vực sông Mã. Mô hình được hiệu chỉnh và kiểm định dựa trên số liệu thực tế, giúp dự báo xâm nhập mặn theo các kịch bản vận hành hồ chứa.

3. Các công trình hồ chứa có vai trò gì trong việc kiểm soát xâm nhập mặn?
   Hồ chứa điều tiết dòng chảy, bổ sung nước mùa kiệt, giúp duy trì lưu lượng nước ngọt tại hạ lưu, từ đó hạn chế xâm nhập mặn. Tuy nhiên, nếu vận hành không hợp lý, hồ chứa có thể làm giảm dòng chảy và làm sâu thêm xâm nhập mặn.

4. Biến đổi khí hậu ảnh hưởng như thế nào đến xâm nhập mặn trên lưu vực sông Mã?
   Biến đổi khí hậu làm tăng mực nước biển và thay đổi chế độ thủy triều, làm gia tăng xâm nhập mặn vào nội địa. Ngoài ra, biến đổi khí hậu còn ảnh hưởng đến lượng mưa và dòng chảy, làm giảm nguồn nước ngọt từ thượng nguồn.

5. Giải pháp nào được đề xuất để giảm thiểu xâm nhập mặn hiệu quả?
   Các giải pháp bao gồm tối ưu hóa vận hành hồ chứa, xây dựng công trình ngăn mặn, tăng cường hệ thống quan trắc và cảnh báo, cùng với quản lý tổng hợp tài nguyên nước lưu vực sông Mã nhằm cân bằng lợi ích sử dụng nước và bảo vệ môi trường.

Kết luận

• Lưu vực sông Mã đang đối mặt với hiện tượng xâm nhập mặn gia tăng, ảnh hưởng nghiêm trọng đến sản xuất nông nghiệp và sinh hoạt vùng hạ lưu.
• Các công trình hồ chứa lớn có vai trò quan trọng trong điều tiết dòng chảy và kiểm soát xâm nhập mặn, nhưng cần vận hành hợp lý để phát huy hiệu quả.
• Mô hình MIKE 11 là công cụ hiệu quả trong mô phỏng và dự báo quá trình xâm nhập mặn, hỗ trợ xây dựng các kịch bản vận hành và giải pháp thích ứng.
• Đề xuất các giải pháp kỹ thuật và quản lý tổng hợp nhằm giảm thiểu tác động xâm nhập mặn, bảo vệ nguồn nước và phát triển bền vững lưu vực sông Mã.
• Các bước tiếp theo bao gồm triển khai thực hiện các giải pháp vận hành hồ chứa, xây dựng công trình ngăn mặn, phát triển hệ thống quan trắc và hoàn thiện chính sách quản lý tài nguyên nước.

Hành động ngay hôm nay để bảo vệ nguồn nước và phát triển bền vững lưu vực sông Mã!

Trích đoạn nội dung tài liệu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI NGUYÊN TRUNG HIẾU NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ VAI TRÒ CỦA CÁC CÔNG TRÌNH HO CHUA DEN XÂM NHAP MAN TREN LƯU VUC SONG MA LUAN VAN THAC SI HA NOI, NAM 2018 BO GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRUONG ĐẠI HỌC THUY LỢI NGUYEN TRUNG HIẾU NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ VAI TRÒ CỦA CÁC CÔNG TRINH HO CHỨA DEN XÂM NHẬP MAN TREN LƯU VUC SONG MA Chuyên ngành: Thủy văn học Mã số: 60440225 NGƯỜI HƯỚNG DAN KHOA HỌC 1.TS BÙI CÔNG QUANG HÀ NỘI, NĂM 2018 LỜI CAM ĐOAN ‘Tie giá xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tác giá. Các kết quả nghiên cứu và cức kết luận ong luận văn là trung thực, không sao chép từ bắt kỹ một sn nào và dưới bắt kỳ hình thức nào. Việc tham khảo các nguồn t liệu (nếu có) đã được thực hiện ích dẫn và ghi nguồn tài iệu tham khảo đúng quy định Tác giả luận văn carts Nguyén Trung LỜI CÁM ƠN Sau một thời gian làm Luận văn ốt nghiệp, với sự nỗ lực phần đầu của bản thân và được sự hướng dẫn tận tình của TS, Vũ Thanh Tú, PGS.TS Bài Công Quang và sự tạo điều kiện của các cán bộ lãnh đạo Viện Quy hoạch Thuỷ lợi, Ban chủ nhiệm đề tải DTDL.CN- 51115: Nghiên cửu tắc động của các hoạt động phát triển đến đồng chay và mỗi trường sink thái vùng hạ du sông Mã, đề xudt các giải pháp giảm thiểu các tác động bắt li và đảm bảo an toàn hg du”, em đã hoàn thành luận văn tốt nghiệp của mình, với đềtài '*Nghiên cứu đánh giá vai trò của các công trình hỗ chứa đến xâm nhập mặn trên lưu vực sông Ma”, Thời gian làm Luận văn tốt nghiệp là một khoảng thi gian vô cùng quý giá để em có đi kiện hệ thông lại kiến thức đã được học và giúp em bit cách áp dụng lý thuyết vào thực tế. Đây là Luận văn tốt nghiệp sử dì ig tài liệu thực tế và vận dụng tổng hợp các kiến thức đã học.

Dù bản thin đã hết súc cổ gắng nhưng do thời gian cũng như sự hạn chế trong trình độ nên Luận văn không thé tránh khỏi những thiểu sốt. Em kính mong được sự chỉ bảo, hướng dẫn, giáp đỡ của các thiy cô giáo giúp cho Luận ân của em được hoàn chỉnh hon, từ đổ kiến thức chuyên môn cũng được hoàn thiện và nâng cao Em xin chân thành cảm ơn! MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH. v DANH MỤC BANG BIẾU viii DANH MỤC CÁC TU VIET TAT. Tính cấp thiết của đề tài 1 2.

Mục dich của đề tài 2 3. Các tiếp cận và phương pháp nghiên cứu. Kết quả dự kiến. “ “ 3 CHUONG LTÔNG QUAN NHỮNG NGHIÊN CỨU TRONG NƯỚC VÀ NGOÀI.1 Tổng quan các công trình nghiên cứu xâm nhập mặn.1 Tình hình nghiên cửu xâm nhập mặn trên thé giới 5 1.2 Tinh hình nghiên cứu xâm nhập man ở Việt Nam 6 1.2 Giới thiệu vùng nghiên cứu =) 1.1 Vj tí, giỏi hạn, phạm vi ving nghiên 9 1.2 Đặc điền hệ thing sông ngôi làng dẫn.3 Đặc điềm khí hậu.4 Đặc điểm thir văn, dòng chảy 18 4.5 HHiện trang các công trình thúy lợi và tình hình xâm nhập mặn vùng lạ lưu: lieu vực sông Mã.UNG DỤNG MO HÌNH MO PHONG QUÁ TRÌNH XÂM NHAP MAN TREN LƯU VUC SÔNG MÃ.1 Phân tích, lựa chọn công cụ tinh toán.

35 21 Các công cụ nghiên cứu dự báo và cảnh báo xâm nhập man 35 2.12 Lựa chọn mô hình mồ phỏng xâm nhập mặn 36 2.2 Giới thiệu mô hình MIKE 11 và Mô dun chất lượng nước.1 Giới thiệu chung về mỏ hình MIKE 1 37 2.2, Mô dun chất lượng nước 39 2.3 Thiết lập sơ đồ tính va xác định did biên.1 Thiế lập sơ dé tinh 2 23.2 THẢ ap di kién ban đầu 46 2.4 Tinh toán mô phỏng, hiệu chỉnh mô hình và kiễm định mô bình 48 24 Hiệu chink mô hình 4“ 242 Kế qué kiém định mé hình “ 'CHƯƠNG 3.MO PHONG XÂM NHẬP MAN HẠ LƯU LƯU VỰC SÔNG MÃø0 341 Xây dựng các kịch bán và tinh toán nghiên cứu xâm nhập mặn cho kịch bán hiện trạng và kịch bản phát triển 2030 " " ss 60 3.1 Mô phỏng đu biển mặn cho kịch bản hiện trang.12AMô phỏng dign bién mặn cho kịch bản phát triển đến năm 2030 70 3.2 Tinh toán diễn biển xâm nhập mặn vùng ha du LV sông Mã với các kịch bản vận hành hồ chứa T5 4.3 Điễn biến xâm nhập mãn hiện rang kh vận hành hỗ chứn 76 4.14 Diễn bin xâm nhập mn KBPT 2030 Khi vận hành hd chứa si 3.3 Đề xuất giải pháp xây dung công trình ngăn mặn. $6 KET LUẬN 94 KIÊN NGHỊ % TÀI LIỆU THAM KHAO. 97 DANH MỤC CÁC HÌNH ANH Hình 1-1 Lưu vực sông Mã 0 inh. 1-2 Bản đồ mang lưới rạm thủy văn lưu vue sông Mã " Hình 1-3 Ban đồ hiện trạng các công tình thủy lợi trên lưu vực sông Mã 29 Hình 2 nh toín.

; : cd Hình kiếm tra 41 Hình 2-3 Sơ dé khối tính toán thủy lực. 43 Hình 2-4 Sơ đồ mạng sông Mã 46 Hình 2-5 Hiệu chỉnh mực nước thực đo va tính toán trạm Nguyệt Viên từ 02- 16/04/2003 sl Hình 2-6 Hiệu chỉnh mực nước thực do và tính toán tram Hàm Rồng từ 02- 16/04/2003. " : : oS Hình 2-7 Hiệu chỉnh mye nước thực do và tinh toán tram Pha Thắm từ 02-16/04/2003 32 Hình 2-8 Hiệu chính mực nước thực đo và tinh toán tram Quang Lộc từ 02- 16/04/2003 “ Hình 2-9 Hiệu chính mục nước thực đo và tinh toán trạm Hoàng Hà từ 02-16/04/2003 33 Hình 2-10 Hiệu chỉnh mực nước thực do va tinh toán trạm Cự Da từ 02-16/04/2003 53 1 Kiểm định mực nước thực do và tinh toán trạm Hàm Rồng từ 21/3- 2703/2010 s Hình 2-12 Kiểm định mực nước thực do và tính oán trạm Hoàng Hà từ 21/3- 2703/2010 s Hình 2-13 Kiểm định mực nước thực đo và tinh toán trạm Nguyệt Viên từ 21/3- 271032010 56 Hình 2-14 Kiểm định mực nước thực do và inh oán tram Phà Thắm từ 21/3- 20/08/2010. 56 Hình 2-15 Kiếm định độ mặn thực do và tinh toán trạm Hàm Rồng từ 21/3- 2710372010 37 Hình 2-16 Kiểm định độ mặn thực đo và tỉnh toán tram Hoàng Hà từ 21/3-27/03/2010 sĩ Hình 2-17 Kiểm định độ mặn thục đo và tính toán trạm Nguyệt Viên từ 21/3- 21/03/2010 sẽ nh.

2-18 Kiểm định độ mặn thực đo và tinh toán trạm Pha Thắm từ 21/3-27/03/2010 58 Diễn biến xâm nhập mặn trên lưu vực sông Mã với kịch bản hiện trang.69 im nhập mặn và ranh giới mặn 1% và 4%e vùng hạ du lưu vực sông Mã theo Kịch bản hiện trang 70 Hình 3-3 Chiễu dài xâm nhập mặn trên các sông thuộc Lưu vực sông Mã đến năm 200 n inh 3-4 Diễn biến xâm nhập mặn và ranh giới mặn 1%e và 4% vùng hạ du lưu vực sông Mã theo KBPT 2030 Ta Hình 3-5 So sánh ranh giới mặn 1s giữa kịch bản hiện trang và kịch bản phát triển năm 2030 7 Hình 3-6 Diễn biến mặn với các phương án vận hành hồ trên sông Mã. 1 Mình 3-7 Diễn biến mặn với các phương án vận hành hỗ trên sông Lach Trường.8 Hình 3-8 Diễn biến mãn với các phương án vận hành hỗ trên sông Lin +9 Hình 3-9 Ranh giới mặn 1% phần hạ du sông Mã KB hiện trạngvà các kịch bản vận. hành hồ chứa 80 Hình 3-10 Ranh giới mặn 4% phần ha du sông Mã KB hiện trangva các kịch bản vận hành hồ chứa. si Hình 3-11 Diễn biển mặn tại sông Lach Trường đến năm 2030 với các kịch bản điều tiếthỗ.

" " " oe) 3-12 Diễn biến mặn tại ng Lên đến năm 2030 với các kịch bản điều tết hồ .84 Hình 3-13 Ranh giới xâm nhập mặn 1%s phan hạ du sông Mã đến năm 2030 và các. kịch bản vận hành hỗ chứa 85 Hình 3-14 Ranh giới xâm nhập mặn 4% phần ha du sông Mã đến năm 2030 và các kịch ban vận hành hỗ chữa. 86 Hình 3-15 So sính diễn biến mặn trên sông Mã năm 2030 với 3 các kịch bản vận hành hồ và thêm kịch bản 4 : : : s88 Hình 3-16 So sánh diễn biến mặn trên sông Lach Trường năm 2030 với 3 các kịch bản ân hành hồ và thêm kịch ban 4 88 Hinh 3-17 So sinh diễn biến mặn trên sông Lên năm 2030 với 3 các kich bản vin hành hỗ và thêm kịch bản 4. 89 inh 3-18 Ranh giới mặn 1%: với KBPT 2030 trên LV sông Mã và khi vận hành hd chứa với KB3 và KB4 89 Hình 3-19 Ranh giới mặn 4% với KBPT 2030 trên LV sông Mã và khi vận hành hồ chứa với KB3 và KB4 90 Hình 3-20 Ranh giới mặn 1% với KBPT 2030 trên LV sông Mã và khi vận hành hồ chứa với 4 kịch bản.

cản cước — Hình 3-21 Ranh giới mặn 4% với KBPT 2030 trên LV sông Mã và khi vận hành hồ chứa với 4 kịch bản. 93 DANH MỤC BANG BIEU Bảng 1-1 Đặc trưng hình thi sông ngồi lưu vực sông Mã 14 Bảng 1-2 Dặc trưng mưa năm tai một s6 tram trên lưu vực sông Mã. 16 Bảng 1-3 Dang chiy năm trung bình nhiễu năm ở một số vị trí. ar) Bảng 1-4 Tin suất đồng chay năm ở một số tram trên sông Ma.

19 Bảng 1-5 Kết quả phan phối dòng chảy năm trung bình nhiều năm tại các tram TV thuộc lưu vực sông Mã 21 Bảng 1-6 Khả năng xảy ra lũ lớn nhất năm vào các thang trong nm 2 Bang 1-7 Lưu lượng kiệt tháng và kiệt ngày nhỏ nhất trong năm. 2 Bảng 1-8 Dòng chảy 30 ngày liên tục nhỏ nhất ở một số vị trí 24 Bảng 1-9 Mực nước tiểu lớn nhất, nhỏ nhất thực đ từ 11°23 thing 3 năm 2012.27 Bang 1-10 Thông số cơ bản của các công trình lợi dụng tổng hợp trên sông Mã.29 Bảng 1-11 Độ mặn thực do từ ngày 2-161V/2003 tại một số vị tí trên sông Mã.30 Bảng 1-12 Độ mặn thực do từ 20-27/111/2010 tại các vi tí hạ du sông Mã. 31 Bảng 1-13 Nông độ mặn lớn nhất, nhỏ nhất (ir ngày 1123 tháng II năm 2012).2 Bảng 1-14 Đặc trưng độ mặn (%o) trên sông mã, sing lạch trưởng, sông LÈn rong thời kỷ điều tra năm từ 1990-2015 và TBNN 33 Bảng 2-1 Dia hình lòng dẫn lưu vực sông Mã 45 Bảng 2-2 Biên gia nhập doc sông của mô hình, 48 Bảng 2-3 Kết quả mực nước thực đo và tính toán khi hiệu chỉnh mô hình trong mùa. kết 50 Bảng 2-4 Kết quả nồng độ mudi và inh toán hiệu chỉnh mô hình 50 2-5 Kết quả mực nước thực do và tinh toắn kiểm định.