Giải Pháp Giảm Thiểu Ngập Lụt Cho Hồ Chứa Bản Lải, Lạng Sơn

Nghiên cứu đề xuất giải pháp hiệu quả nhằm giảm thiểu ngập lụt cho hồ chứa Bản Lải, Lạng Sơn, bảo vệ môi trường và an toàn cho cộng đồng.

• Tác giả: Nguyễn Thị Hiền
• Người hướng dẫn: TS. Lê Thị Thu Hiền
• Trường học: Trường Đại Học Thủy Lợi
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Tài Nguyên Nước
• Đề tài: Giải Pháp Giảm Thiểu Ngập Lụt Cho Hồ Chứa Bản Lải, Lạng Sơn
• Loại tài liệu: Luận Văn Thạc Sĩ
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• LỜI CAM ĐOAN
• MỤC LỤC
• 1.1. DANH MỤC BẢNG BIỂU
• 1.2. DANH MỤC HÌNH ẢNH
• MỞ ĐẦU
• 0.1. Giới thiệu chung
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Phạm vi vùng nghiên cứu
• 1.2. Vị trí công trình đầu mối và đặc trưng lưu vực
• 1.3. Các đặc trưng lưu vực nhập lưu vào hệ thống
• 1.4. Tình hình tài liệu KTTV
• 1.4.1. Mạng lưới trạm khí tượng
• 1.4.2. Mạng lưới trạm thủy văn
• 1.5. Hiện trạng hệ thống sông Kỳ Cùng
• 1.6. Tổng quan về đặc điểm tự nhiên vùng nghiên cứu
• 2. CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN VÀ SỐ LIỆU
• 2.1. Thiết lập mô hình dòng chảy MIKE NAM
• 2.2. Xây dựng mô hình MikeNam cho các lưu vực nhập lưu. Thiết lập mô hình thủy lực MIKE 11 thượng lưu hồ Bản Lải. Giới thiệu mô hình thủy lực MIKE 11
• 2.3. Thiết lập mạng lưới sông thượng lưu hồ chứa nước Bản Lải
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ TÍNH TOÁN VÀ PHÂN TÍCH
• 3.1. Kết quả tính toán với mô hình Mike Nam
• 3.2. Hiệu chỉnh, kiểm định xác định bộ thông số mô hình NAM. Tính toán dòng chảy đến thượng lưu hồ và các nút nhập lưu. Kết quả tính toán với mô hình thủy lực MIKE 11. Hiệu chỉnh, kiểm định mô hình thủy lực Mike11
• 3.2.1. Tính toán kiểm định mô hình với trận lũ từ ngày 24-28/IX/2008
• 3.2.2. Đánh giá và lựa chọn bộ thông số cho mô hình thủy lực
• 3.3. Mô phỏng thủy lực thượng lưu hồ chứa nước Bản Lải
• 3.3.1. Xây dựng kịch bản tính toán thủy lực
• 3.3.2. Mô phỏng tính toán thủy lực xác định mực nước dềnh hồ Bản Lải
• 3.3.3. Phân tích, đánh giá kết quả và đề xuất một số giải pháp giảm ngập cho hồ chứa nước Bản Lải
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• 4.1. Kiến nghị
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Ngập Lụt Hồ Bản Lải Lạng Sơn Nguyên Nhân Giải Pháp

Hồ chứa nước Bản Lải là công trình cấp 1 lớn nhất tỉnh Lạng Sơn, nằm trên sông Kỳ Cùng, với diện tích lưu vực 457km2. Sông Kỳ Cùng bắt nguồn từ núi Ba Xá, chảy qua Lộc Bình, thị xã Lạng Sơn. Thượng lưu sông dốc, nhiều thác ghềnh, lưu vực hẹp. Việc xây dựng hồ chứa điều tiết dòng chảy có thể gây dềnh nước về phía thượng lưu, ảnh hưởng đến diện tích ngập lụt. Luận văn này tập trung nghiên cứu, đề xuất các giải pháp giảm thiểu ngập lụt cho hồ chứa Bản Lải, tỉnh Lạng Sơn, nhằm đảm bảo an toàn công trình và giảm thiểu thiệt hại cho khu dân cư.

1.1. Vị Trí Địa Lý và Đặc Điểm Lưu Vực Hồ Chứa Bản Lải

Hồ chứa nước Bản Lải nằm trên sông Kỳ Cùng, thuộc xã Khuất Xá, huyện Lộc Bình, tỉnh Lạng Sơn. Lưu vực sông Kỳ Cùng thuộc vùng Đông Bắc Việt Nam, có tọa độ địa lý từ 21°19'00" đến 22°27'30" vĩ độ Bắc và từ 106°06'07" đến 107°21'45" kinh độ Đông. Sông Kỳ Cùng có chiều dài 243km, bắt nguồn từ vùng núi Bắc Xa. Vị trí này có ý nghĩa quan trọng trong việc điều tiết nước và phòng chống thiên tai cho khu vực.

1.2. Tình Hình Tài Liệu Khí Tượng Thủy Văn Khu Vực Nghiên Cứu

Mạng lưới trạm khí tượng thủy văn trên lưu vực sông Kỳ Cùng được xây dựng từ những năm 1960. Các trạm quan trắc các yếu tố như nhiệt độ, độ ẩm, bốc hơi, nắng, gió, mưa. Các trạm thủy văn đo mực nước, lưu lượng. Dữ liệu từ các trạm này rất quan trọng cho việc dự báo ngập lụt và quản lý hồ chứa. Theo tài liệu gốc, chuỗi số liệu được đo đảm bảo thống nhất về phương pháp đo, dụng cụ đo, và có chất lượng đảm bảo, tin cậy.

II. Thách Thức Ngập Lụt Tác Động Đến Hồ Bản Lải Lạng Sơn

Việc xây dựng hồ chứa Bản Lải có thể gây ra hiện tượng nước dềnh về phía thượng lưu, ảnh hưởng đến diện tích ngập lụt. Địa hình lòng hồ nhỏ, độ dốc lớn, hình dạng lòng sông, khi xảy ra lũ lớn có thể gây ra những tác động tiêu cực. Cần có nghiên cứu mô hình thủy lực để tính toán nước dềnh vùng thượng lưu lòng hồ, xác định phạm vi và tổn thất do ngập lụt. Điều này giúp xác định vùng an toàn lòng hồ, làm cơ sở cho việc giải phóng mặt bằng, di dân tái định cư.

2.1. Hiện Trạng Hệ Thống Sông Kỳ Cùng và Các Công Trình Thủy Lợi

Hệ thống sông Kỳ Cùng từ thượng lưu đến tuyến đập Bản Lải hầu như vẫn còn là hệ thống sông nguyên thủy, chưa bị tác động nhiều của con người. Trên sông có một số cầu giao thông bắc qua. Trong thời gian thực hiện dự án, đơn vị tư vấn đã đi điều tra lũ lịch sử, lũ thực tế các năm gần đây như 2008, 2014, khảo sát thực địa các công trình trên hệ thống sông Kỳ Cùng.

2.2. Đặc Điểm Khí Hậu và Thủy Văn Vùng Lưu Vực Hồ Bản Lải

Lưu vực hồ chứa nước Bản Lải nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa, chia ra hai mùa rõ rệt là mùa khô và mùa mưa. Mùa mưa thường bắt đầu từ tháng 5 đến tháng 9, mùa khô từ tháng 10 đến tháng 4 năm sau. Vùng nghiên cứu có nhiệt độ thấp, biên độ dao động nhiệt độ ngày đêm lớn. Điều này ảnh hưởng đến dòng chảy lũ và mực nước hồ chứa.

2.3. Tác Động Của Biến Đổi Khí Hậu Đến Nguy Cơ Ngập Lụt

Biến đổi khí hậu làm gia tăng tần suất và cường độ của các hiện tượng thời tiết cực đoan như mưa lớn, lũ quét, sạt lở đất. Điều này làm tăng nguy cơ ngập lụt cho hồ chứa Bản Lải và các khu vực lân cận. Cần có các giải pháp ứng phó với biến đổi khí hậu để giảm thiểu rủi ro.

III. Giải Pháp Công Trình Giảm Thiểu Ngập Lụt Hồ Bản Lải Hiệu Quả

Các giải pháp công trình đóng vai trò quan trọng trong việc giảm thiểu ngập lụt cho hồ chứa Bản Lải. Các giải pháp này bao gồm nạo vét lòng hồ, xây dựng đê điều, cải tạo hệ thống thoát lũ, và xây dựng các công trình điều tiết nước. Việc lựa chọn và triển khai các giải pháp công trình cần được thực hiện một cách khoa học, dựa trên kết quả nghiên cứu và đánh giá kỹ lưỡng.

3.1. Nạo Vét Lòng Hồ Tăng Dung Tích Chứa Nước và Thoát Lũ

Nạo vét lòng hồ là một giải pháp hiệu quả để tăng dung tích chứa nước của hồ chứa Bản Lải, giúp giảm nguy cơ ngập lụt. Việc nạo vét cần được thực hiện định kỳ để loại bỏ bùn cát, đảm bảo khả năng thoát lũ của hồ. Cần có quy trình quản lý bùn thải sau nạo vét để đảm bảo an toàn môi trường.

3.2. Xây Dựng Đê Điều Bảo Vệ Khu Dân Cư và Đất Canh Tác

Xây dựng đê điều là một giải pháp quan trọng để bảo vệ khu dân cư và đất canh tác khỏi nguy cơ ngập lụt. Đê điều cần được thiết kế và xây dựng đảm bảo tiêu chuẩn kỹ thuật, có khả năng chống chịu với các trận lũ lớn. Cần có kế hoạch bảo trì, sửa chữa đê điều định kỳ để đảm bảo an toàn.

3.3. Cải Tạo Hệ Thống Thoát Lũ Nâng Cao Khả Năng Tiêu Thoát Nước

Cải tạo hệ thống thoát lũ là một giải pháp cần thiết để nâng cao khả năng tiêu thoát nước của khu vực. Hệ thống thoát lũ cần được thiết kế đảm bảo khả năng tiêu thoát nước nhanh chóng, tránh gây ngập úng. Cần có kế hoạch duy tu, bảo dưỡng hệ thống thoát lũ định kỳ.

IV. Giải Pháp Phi Công Trình Quản Lý Rủi Ro Ngập Lụt Hồ Bản Lải

Các giải pháp phi công trình đóng vai trò quan trọng trong việc quản lý rủi ro ngập lụt cho hồ chứa Bản Lải. Các giải pháp này bao gồm dự báo ngập lụt, xây dựng bản đồ ngập lụt, nâng cao nhận thức cộng đồng, và quy hoạch sử dụng đất hợp lý. Việc triển khai các giải pháp phi công trình cần được thực hiện đồng bộ với các giải pháp công trình để đạt hiệu quả cao nhất.

4.1. Dự Báo Ngập Lụt Cảnh Báo Sớm và Ứng Phó Kịp Thời

Dự báo ngập lụt là một công cụ quan trọng để cảnh báo sớm cho người dân và chính quyền địa phương về nguy cơ ngập lụt. Hệ thống dự báo cần được xây dựng dựa trên các mô hình toán học hiện đại, sử dụng dữ liệu khí tượng thủy văn tin cậy. Cần có quy trình truyền tin dự báo nhanh chóng, chính xác đến người dân.

4.2. Xây Dựng Bản Đồ Ngập Lụt Xác Định Vùng Rủi Ro và Kế Hoạch Ứng Phó

Xây dựng bản đồ ngập lụt giúp xác định các vùng có nguy cơ ngập lụt cao, từ đó có kế hoạch ứng phó phù hợp. Bản đồ cần được cập nhật thường xuyên, phản ánh chính xác tình hình thực tế. Bản đồ ngập lụt là cơ sở quan trọng cho việc quy hoạch sử dụng đất và xây dựng cơ sở hạ tầng.

4.3. Nâng Cao Nhận Thức Cộng Đồng Chủ Động Phòng Tránh và Ứng Phó

Nâng cao nhận thức cộng đồng về nguy cơ ngập lụt là một giải pháp quan trọng để người dân chủ động phòng tránh và ứng phó khi có lũ lụt. Cần tổ chức các hoạt động tuyên truyền, giáo dục, hướng dẫn người dân về các biện pháp phòng tránh, ứng phó với ngập lụt. Cần xây dựng lực lượng xung kích phòng chống thiên tai tại cộng đồng.

V. Ứng Dụng Mô Hình Thủy Lực Đánh Giá Hiệu Quả Giải Pháp Giảm Ngập

Luận văn sử dụng mô hình thủy lực MIKE 11 để mô phỏng dòng chảy và đánh giá hiệu quả của các giải pháp giảm ngập cho hồ chứa Bản Lải. Mô hình được hiệu chỉnh và kiểm định bằng dữ liệu thực tế, đảm bảo độ tin cậy. Kết quả mô phỏng cho thấy các giải pháp công trình và phi công trình có thể giảm thiểu đáng kể nguy cơ ngập lụt cho khu vực.

5.1. Thiết Lập Mô Hình MIKE NAM và MIKE 11 Cho Lưu Vực Bản Lải

Luận văn sử dụng mô hình MIKE NAM để tính toán dòng chảy lũ đến thượng lưu hồ và các nút nhập lưu. Mô hình MIKE 11 được sử dụng để mô phỏng thủy lực thượng lưu hồ Bản Lải. Việc thiết lập mô hình đòi hỏi thu thập và xử lý dữ liệu địa hình, thủy văn, khí tượng một cách cẩn thận.

5.2. Hiệu Chỉnh và Kiểm Định Mô Hình Bằng Dữ Liệu Thực Tế

Mô hình MIKE NAM và MIKE 11 được hiệu chỉnh và kiểm định bằng dữ liệu thực tế từ các trạm thủy văn và các đợt lũ lịch sử. Việc hiệu chỉnh và kiểm định giúp đảm bảo độ tin cậy của mô hình và kết quả mô phỏng.

5.3. Phân Tích Kết Quả Mô Phỏng và Đề Xuất Giải Pháp Tối Ưu

Kết quả mô phỏng được phân tích để đánh giá hiệu quả của các giải pháp giảm ngập. Dựa trên kết quả phân tích, luận văn đề xuất các giải pháp tối ưu để giảm thiểu nguy cơ ngập lụt cho hồ chứa Bản Lải và khu vực lân cận.

VI. Kết Luận Kiến Nghị Hướng Đến Quản Lý Bền Vững Hồ Bản Lải

Nghiên cứu đã đề xuất các giải pháp giảm thiểu ngập lụt cho hồ chứa Bản Lải, tỉnh Lạng Sơn, bao gồm cả giải pháp công trình và phi công trình. Việc triển khai đồng bộ các giải pháp này sẽ giúp giảm thiểu rủi ro ngập lụt, bảo vệ khu dân cư và đất canh tác, góp phần vào sự phát triển bền vững của khu vực. Cần có sự phối hợp chặt chẽ giữa các cấp chính quyền, các ngành chức năng và cộng đồng để thực hiện thành công các giải pháp này.

6.1. Tóm Tắt Kết Quả Nghiên Cứu và Đóng Góp Mới

Luận văn đã nghiên cứu và đề xuất các giải pháp giảm thiểu ngập lụt cho hồ chứa Bản Lải, tỉnh Lạng Sơn. Nghiên cứu đã xây dựng và ứng dụng mô hình thủy lực để đánh giá hiệu quả của các giải pháp. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa khoa học và thực tiễn, góp phần vào công tác quản lý và vận hành hồ chứa.

6.2. Kiến Nghị Đối Với Công Tác Quản Lý và Vận Hành Hồ Chứa

Luận văn kiến nghị cần tăng cường công tác quản lý và vận hành hồ chứa, đảm bảo an toàn công trình và giảm thiểu nguy cơ ngập lụt. Cần có quy trình vận hành hồ chứa rõ ràng, phù hợp với điều kiện thực tế. Cần tăng cường công tác dự báo ngập lụt và cảnh báo sớm cho người dân.

6.3. Hướng Nghiên Cứu Tiếp Theo Về Quản Lý Rủi Ro Ngập Lụt

Cần tiếp tục nghiên cứu về quản lý rủi ro ngập lụt cho hồ chứa Bản Lải, đặc biệt trong bối cảnh biến đổi khí hậu. Cần nghiên cứu các giải pháp thích ứng với biến đổi khí hậu, giảm thiểu tác động của ngập lụt đến đời sống và sản xuất của người dân.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Hồ chứa nước Bản Lải, công trình cấp 1 lớn nhất tỉnh Lạng Sơn, nằm trên sông Kỳ Cùng với diện tích lưu vực khoảng 457 km², đóng vai trò quan trọng trong việc điều tiết dòng chảy và giảm thiểu ngập lụt cho vùng thượng lưu. Lưu vực sông Kỳ Cùng có diện tích 6.660 km², dài 243 km, bắt nguồn từ vùng núi Bắc Xa với độ cao 1.166 m, chảy qua các huyện Lộc Bình, thành phố Lạng Sơn và tiếp tục sang Trung Quốc. Vùng nghiên cứu có đặc điểm khí hậu nhiệt đới gió mùa, với mùa mưa kéo dài từ tháng 5 đến tháng 9, chiếm khoảng 74-78% tổng lượng mưa năm, trung bình khoảng 1.629 mm/năm tại lưu vực hồ Bản Lải. Lũ trên sông Kỳ Cùng chủ yếu xuất hiện vào các tháng mùa mưa, đặc biệt là tháng 6, 7, 8 và 9, với thời gian truyền lũ trung bình từ 6 đến 12 giờ dọc theo dòng chảy.

Mục tiêu nghiên cứu là xây dựng mô hình thủy lực tính toán hiện tượng nước dềnh vùng thượng lưu hồ Bản Lải theo các kịch bản thiết kế nhằm xác định phạm vi ngập lụt, phục vụ công tác bồi thường, di dân tái định cư và vận hành hồ chứa hiệu quả. Nghiên cứu tập trung vào phân tích dòng chảy lũ, mô phỏng thủy lực và đề xuất các giải pháp giảm thiểu ngập lụt cho vùng lòng hồ. Phạm vi nghiên cứu bao gồm vùng thượng lưu hồ chứa nước Bản Lải, với dữ liệu thu thập từ các trạm khí tượng thủy văn xung quanh như Lạng Sơn, Đình Lập, Lộc Bình, và các trận lũ lớn trong các năm 1971, 2008, 2014.

Ý nghĩa nghiên cứu không chỉ nâng cao trình độ chuyên môn cho kỹ sư tài nguyên nước mà còn cung cấp cơ sở khoa học cho công tác quản lý vận hành hồ chứa, giảm thiểu thiệt hại do ngập lụt, đảm bảo an sinh xã hội và phát triển kinh tế vùng dự án.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn áp dụng hai mô hình chính trong lĩnh vực kỹ thuật tài nguyên nước: mô hình thủy văn MIKE NAM và mô hình thủy lực MIKE 11.

• Mô hình thủy văn MIKE NAM dựa trên nguyên tắc mô phỏng quá trình hình thành dòng chảy bằng chuỗi các bể chứa xếp theo chiều thẳng đứng và tuyến tính, mô phỏng dòng chảy mặt và dòng chảy ngầm. Mô hình này có ưu điểm là sử dụng ít thông số, dễ hiệu chỉnh và phù hợp với lưu vực vừa và nhỏ như lưu vực hồ Bản Lải. Các khái niệm chính bao gồm: lưu trữ bề mặt (Umax), lưu trữ tầng đáy (Lmax), dòng chảy tràn (CQOF), dòng chảy sát mặt (CKIF), và dòng chảy cơ bản (CKBF). Mô hình được hiệu chỉnh và kiểm định bằng hệ số Nash-Sutcliffe (NSE) và hệ số tương quan (R²) để đảm bảo độ tin cậy.

• Mô hình thủy lực MIKE 11 là mô hình một chiều giải hệ phương trình Saint-Venant đầy đủ, dùng để mô phỏng dòng chảy không ổn định trên hệ thống sông, kênh và vùng ngập lũ. Mô hình sử dụng phương pháp sai phân ẩn 6 điểm Abbott-Ionescu để giải hệ phương trình vi phân phi tuyến, xác định lưu lượng và mực nước tại các mặt cắt ngang theo thời gian. MIKE 11 có khả năng mô phỏng các công trình thủy lợi như đập, cống và kết nối với các mô hình thủy văn khác, tạo điều kiện thuận lợi cho việc phân tích chi tiết và vận hành hồ chứa.

Các khái niệm chuyên ngành quan trọng bao gồm: dòng chảy mặt, dòng chảy ngầm, mực nước dềnh, hệ số Nash-Sutcliffe, phương trình Saint-Venant, và mô hình bể chứa.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu nghiên cứu bao gồm số liệu khí tượng thủy văn thu thập từ các trạm Lạng Sơn, Đình Lập, Lộc Bình, Bản Chắt, Mẫu Sơn, và Bình Liêu, với chuỗi số liệu từ năm 1956 đến nay, đảm bảo chất lượng và độ tin cậy. Dữ liệu dòng chảy và mực nước được thu thập từ các trận lũ lớn trong các năm 1971, 2008, 2014 tại các trạm thủy văn Bản Lải và Lạng Sơn.

Phương pháp phân tích gồm:

• Xây dựng mô hình thủy văn MIKE NAM để tính toán dòng chảy lũ đến thượng lưu hồ Bản Lải, hiệu chỉnh thông số mô hình dựa trên số liệu thực đo, sử dụng hệ số NSE và R² để đánh giá độ chính xác.

• Thiết lập mô hình thủy lực MIKE 11 mô phỏng dòng chảy không ổn định, tính toán mực nước dềnh vùng thượng lưu hồ chứa theo các kịch bản lũ thiết kế với tần suất từ 1% đến 0,2%.

• Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình bằng cách so sánh kết quả mô phỏng với số liệu thực đo các trận lũ lịch sử, sử dụng phương pháp đồ thị và số liệu thống kê.

• Phân tích kết quả mô phỏng để xác định phạm vi ngập lụt, mức độ ảnh hưởng đến khu dân cư và đất canh tác trong vùng lòng hồ.

Timeline nghiên cứu kéo dài từ năm 2018 đến 2020, bao gồm giai đoạn thu thập số liệu, xây dựng mô hình, hiệu chỉnh, mô phỏng và đề xuất giải pháp.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Hiệu quả mô hình MIKE NAM trong tính toán dòng chảy lũ: Sau hiệu chỉnh, mô hình đạt hệ số Nash-Sutcliffe (NSE) trên 0,75 và hệ số tương quan R² trên 0,8, cho thấy mô hình mô phỏng dòng chảy lũ phù hợp với số liệu thực đo tại trạm Bản Lải trong các trận lũ năm 1971, 2008 và 2014.

2. Mực nước dềnh thượng lưu hồ Bản Lải: Mô phỏng thủy lực với mô hình MIKE 11 cho thấy mực nước dềnh tại vùng thượng lưu hồ có thể tăng lên từ 0,5 đến 1,2 m tùy theo kịch bản lũ thiết kế (P=1%, P=5%, P=0,2%). Mực nước dềnh này làm tăng diện tích ngập lụt vùng lòng hồ khoảng 15-20% so với hiện trạng chưa có hồ.

3. Ảnh hưởng của hồ chứa đến giảm ngập lụt hạ du: Hồ Bản Lải có khả năng giảm mực nước lũ tại trạm Lạng Sơn khoảng 1,8 m đối với lũ có tần suất 1% (tương đương trận lũ năm 1986), góp phần giảm thiểu thiệt hại cho khu dân cư và các ngành kinh tế vùng hạ du.

4. Phạm vi ngập lụt và ảnh hưởng đến đất canh tác: Diện tích đất canh tác bị ngập trong vùng lòng hồ tăng lên khoảng 1.600 ha trong các kịch bản lũ lớn, ảnh hưởng đến việc giải phóng mặt bằng và tái định cư dân cư.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân mực nước dềnh thượng lưu hồ Bản Lải chủ yếu do địa hình lòng hồ dài khoảng 35 km, dốc lớn và dạng lòng sông hẹp, khiến dòng chảy bị chậm lại và nước dâng cao khi có lũ lớn. Kết quả mô phỏng phù hợp với các nghiên cứu trước đây về hiện tượng nước dềnh tại các hồ chứa thủy điện và thủy lợi ở Việt Nam.

So sánh với các nghiên cứu tương tự, mô hình MIKE 11 và MIKE NAM được đánh giá cao về độ chính xác và khả năng mô phỏng chi tiết dòng chảy và mực nước dềnh. Việc kết hợp hai mô hình này giúp cung cấp bức tranh toàn diện về thủy văn và thủy lực lưu vực, hỗ trợ hiệu quả cho công tác quản lý vận hành hồ chứa.

Kết quả mô phỏng có thể được trình bày qua biểu đồ so sánh lưu lượng thực đo và mô phỏng, bản đồ phân bố mực nước dềnh và diện tích ngập lụt theo các kịch bản lũ, giúp trực quan hóa ảnh hưởng của hồ chứa đến vùng thượng lưu và hạ du.

Ý nghĩa thực tiễn của nghiên cứu là cung cấp cơ sở khoa học cho công tác bồi thường, giải phóng mặt bằng, di dân tái định cư và vận hành hồ chứa nhằm giảm thiểu ngập lụt, bảo vệ an toàn công trình và phát triển kinh tế xã hội vùng dự án.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Xây dựng bản đồ ngập lụt chi tiết vùng thượng lưu hồ Bản Lải: Sử dụng kết quả mô phỏng thủy lực để lập bản đồ ngập lụt phục vụ công tác bồi thường, giải phóng mặt bằng và tái định cư dân cư trong vòng 1 năm, do Ban Quản lý dự án phối hợp với các cơ quan địa phương thực hiện.

2. Áp dụng các biện pháp kỹ thuật giảm ngập lụt: Thiết kế và xây dựng các công trình điều tiết bổ sung như cống thoát nước, kênh dẫn để giảm mực nước dềnh, nâng cao hiệu quả vận hành hồ chứa trong vòng 2-3 năm, do Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn chủ trì.

3. Tăng cường công tác quản lý vận hành hồ chứa: Xây dựng quy trình vận hành hồ linh hoạt theo các kịch bản lũ, kết hợp với hệ thống cảnh báo sớm để chủ động điều tiết lũ, giảm thiểu ngập lụt cho khu dân cư thượng lưu trong vòng 1 năm, do Ban Quản lý hồ chứa phối hợp với Trung tâm Khí tượng Thủy văn tỉnh thực hiện.

4. Nâng cao nhận thức và hỗ trợ cộng đồng: Tổ chức các chương trình đào tạo, tập huấn về phòng chống ngập lụt và di dân tái định cư cho người dân vùng lòng hồ, đồng thời xây dựng kế hoạch di dời dân cư khi có lũ lớn, trong vòng 1-2 năm, do UBND huyện Lộc Bình phối hợp với các tổ chức xã hội thực hiện.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Cơ quan quản lý tài nguyên nước và thủy lợi: Sử dụng kết quả nghiên cứu để lập kế hoạch vận hành hồ chứa, quản lý lũ và phát triển hệ thống thủy lợi vùng thượng lưu hồ Bản Lải.

2. Chủ đầu tư và đơn vị thi công công trình thủy lợi: Áp dụng mô hình thủy lực và thủy văn trong thiết kế, thi công và vận hành công trình nhằm giảm thiểu rủi ro ngập lụt và đảm bảo an toàn công trình.

3. Các nhà nghiên cứu và sinh viên chuyên ngành kỹ thuật tài nguyên nước: Tham khảo phương pháp xây dựng, hiệu chỉnh mô hình thủy văn và thủy lực, cũng như các kết quả phân tích dòng chảy và mực nước dềnh trong lưu vực sông miền núi.

4. Cộng đồng dân cư và tổ chức xã hội tại vùng lòng hồ: Hiểu rõ về phạm vi ngập lụt, tác động của hồ chứa đến đời sống và sản xuất, từ đó chủ động tham gia các chương trình phòng chống thiên tai và di dân tái định cư.

Câu hỏi thường gặp

1. Mô hình MIKE NAM có ưu điểm gì trong tính toán dòng chảy lũ?
   Mô hình MIKE NAM sử dụng cấu trúc bể chứa đơn giản, ít thông số, dễ hiệu chỉnh và phù hợp với lưu vực vừa và nhỏ. Nó cho phép mô phỏng chính xác quá trình chuyển đổi mưa thành dòng chảy mặt và ngầm, giúp dự báo lũ hiệu quả.

2. Tại sao chọn mô hình MIKE 11 để mô phỏng thủy lực hồ Bản Lải?
   MIKE 11 giải hệ phương trình Saint-Venant đầy đủ, mô phỏng dòng chảy không ổn định một chiều, có khả năng mô phỏng chi tiết mực nước và lưu lượng trên hệ thống sông phức tạp, phù hợp với đặc điểm địa hình và thủy văn vùng nghiên cứu.

3. Hiện tượng nước dềnh là gì và ảnh hưởng như thế nào đến vùng thượng lưu hồ?
   Nước dềnh là hiện tượng mực nước dâng cao và chậm rút do địa hình lòng hồ dốc và hẹp, gây ngập lụt diện rộng vùng thượng lưu, ảnh hưởng đến đất canh tác và khu dân cư, đòi hỏi phải có giải pháp giảm thiểu hiệu quả.

4. Các giải pháp kỹ thuật nào được đề xuất để giảm thiểu ngập lụt?
   Bao gồm xây dựng công trình điều tiết bổ sung, cải tạo kênh mương thoát nước, vận hành hồ linh hoạt theo kịch bản lũ, và nâng cao hệ thống cảnh báo sớm kết hợp với công tác di dân tái định cư.

5. Làm thế nào để kết quả nghiên cứu hỗ trợ công tác quản lý vận hành hồ chứa?
   Kết quả mô phỏng cung cấp dữ liệu về mực nước, lưu lượng và phạm vi ngập lụt theo các kịch bản lũ, giúp đơn vị quản lý xây dựng quy trình vận hành hồ chủ động, giảm thiểu rủi ro ngập lụt và đảm bảo an toàn công trình.

Kết luận

• Hồ chứa nước Bản Lải có vai trò quan trọng trong điều tiết lũ và cung cấp nước cho vùng Lạng Sơn với diện tích lưu vực 457 km².
• Mô hình thủy văn MIKE NAM và mô hình thủy lực MIKE 11 được lựa chọn và hiệu chỉnh thành công, đạt độ chính xác cao trong mô phỏng dòng chảy và mực nước dềnh.
• Mực nước dềnh thượng lưu hồ có thể tăng từ 0,5 đến 1,2 m, làm tăng diện tích ngập lụt vùng lòng hồ khoảng 15-20%.
• Hồ chứa góp phần giảm mực nước lũ tại trạm Lạng Sơn khoảng 1,8 m đối với lũ tần suất 1%, giảm thiểu thiệt hại cho khu dân cư và kinh tế hạ du.
• Đề xuất các giải pháp kỹ thuật và quản lý vận hành nhằm giảm thiểu ngập lụt, bảo vệ an toàn công trình và phát triển bền vững vùng dự án.

Next steps: Triển khai xây dựng bản đồ ngập lụt chi tiết, hoàn thiện quy trình vận hành hồ chứa, và tổ chức các chương trình đào tạo cộng đồng.

Các cơ quan quản lý, nhà nghiên cứu và cộng đồng dân cư cần phối hợp chặt chẽ để áp dụng kết quả nghiên cứu vào thực tiễn, nâng cao hiệu quả phòng chống ngập lụt và phát triển bền vững vùng lưu vực hồ Bản Lải.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1.1 Giới thiệu chung 1. Phạm vi vùng nghiên cứu Lưu vực sông Kỳ Cùng thuộc vùng Đông Bắc Việt Nam, có toạ độ địa lý từ 21019'00" đến 22027'30" vĩ độ Bắc và từ 106006'07" đến 107021'45" kinh độ Đông. Lưu vực sông Kỳ Cùng đoạn chảy trên lãnh thổ Việt Nam có diện tích lưu vực là 6.660km2, sông dài 243km, bắt nguồn từ vùng núi Bắc Xa thuộc huyện Đình Lập có độ cao 1166m, vĩ độ 21038'20" Bắc và 107021'10" kinh độ Đông chạy từ Đông Nam lên Tây Bắc qua huyện Lộc Bình đến Thành Phố Lạng Sơn. Sông chảy qua TP Lạng Sơn, thị trấn Văn Lãng, thị trấn Thất Khê rồi tới Bi Nhi, từ đây sông vượt biên giới sang Trung Quốc để hợp lưu với sông Bằng Giang tại thị trấn Long Châu, Quảng Tây, Trung Quốc.

Bản đồ lưu vực Bản Lải, Lạng Sơn Hồ chứa nước Bản Lải dự kiến được xây dựng trên sông Kỳ Cùng thuộc địa phận xã Khuất Xá, huyện Lộc Bình, tỉnh Lạng Sơn. - Vị trí công trình đầu mối hồ chứa nước Bản Lải thuộc địa phận xã Khuất Xá, huyện Lộc Bình, tỉnh Lạng Sơn, có vị trí địa lý khoảng: 5 2135’  2145’ vĩ độ Bắc. - Vị trí khu hưởng lợi vùng dự án có vị trí địa lý khoảng: 2142’  2218’ vĩ độ Bắc. Hệ thống kênh sau công trình đầu mối Hồ chứa nước Bản Lải được xây dựng trên sông địa phận xã Khuất Xá và Tú Đoạn, huyện Lộc Bình, tỉnh Lạng Sơn.

Đầu mối Bản Lải, Lạng Sơn 1. Vị trí công trình đầu mối và đặc trưng lưu vực Các đặc trưng lưu vực nghiên cứu tính đến các trạm thủy văn và vị trí công trình đầu mối như sau: Bảng 1- 1: Bảng tổng hợp đặc trưng lưu vực Các đặc trưng Đơn vị TV Lạng Sơn TV Bản Lải Tuyến đập Diện tích lưu vực (Flv) km2 1560 459 457 Chiều dài sông (Ls) km 117 72 71,5 6 1. Các đặc trưng lưu vực nhập lưu vào hệ thống Trên cơ sở tài liệu địa hình, tính toán thủy lực nước dềnh hồ Bản Lải được giới hạn từ thượng nguồn sông Kỳ Cùng đến tuyến đập Bản Lải, gồm 14 lưu vực nhập lưu. Chi tiết hệ thống các nút biên, các lưu vực nhập lưu được trình bày ở bảng sau: Bảng 1- 2: Đặc trưng hình thái các lưu vực nhập lưu Tên Lsông STT F (km2) Tên sông hoặc tên địa danh lưu vực (km) 1 P1 23,5 11,3 S.

Khuổi Mười 2 P2 7,9 4,93 Cách S.54km về phía T. Khuổi Pặc 8 T2 17,1 7,24 Bản Pò Phát 9 T3 4,5 5,15 Xã Lâm Trường 10 T4 4,1 4,19 Thượng lưu cầu Pò Háng 11 T5 6,5 5,25 Cách S. Thao Cát 3,15km về phía hạ lưu 12 T6 28,9 12,7 S. Thao Cát 13 T7 16,3 6,43 Bản Lư 14 Z340 161,1 26,4 Sông Kỳ Cùng (từ thượng nguồn về cao trình 340) 1.

Tình hình tài liệu KTTV  Mạng lưới trạm khí tượng Công tác quan trắc khí tượng và đo mưa được tiến hành vào những năm đầu của thế kỷ 20. Tuy nhiên phần lớn các trạm khí tượng thuỷ văn trên lưu vực sông Kỳ Cùng được xây dựng từ khi Miền Bắc đi vào xây dựng đất nước, phổ biến từ 1960, nhưng do có chiến tranh và thiếu kinh phí nên một số trạm đã ngừng đo Trạm khí tượng trên lưu vực sông Kỳ Cùng quan trắc các yếu tố như nhiệt độ, độ ẩm, bốc hơi, nắng, gió, mưa và các đặc trưng khí tượng khác. Thông tin các trạm ở xung 7 quanh lưu vực hồ Bản Lải và số liệu quan trắc được thống kê ở bảng 1-3. Đây là chuỗi số liệu được đo đảm bảo thống nhất về phương pháp đo, dụng cụ đo.

Các số liệu khí tượng, đo mưa có chất lượng đảm bảo, tin cậy. Bảng 1- 3: Các trạm đo khí tượng và mưa xung quanh lưu vực nghiên cứu TT Tên trạm Tài liệu đo Thời gian đo Ghi chú 1 Lạng Sơn Khí tượng 1956  nay 2 Đình Lập Khí tượng 1963  nay 3 Lộc Bình Mưa 1961  nay 4 Bản Chắt Mưa 1964  1978 Dừng đo 5 Đồng Quan Mưa 1967 ÷ 1977 -nt- 6 Mẫu Sơn Mưa 2010 ÷ nay 7 Bình Liêu Mưa 1960  nay  Mạng lưới trạm thủy văn Mạng lưới trạm thủy văn trên lưu vực sông Kỳ Cùng trước năm 1980 tương đối phong phú. Cả tỉnh có 7 trạm đo mực nước, lưu lượng, trong đó trên lưu vực sông Kỳ Cùng có 5 trạm là: Lạng Sơn, Bản Trại, Văn Mịch, Bản Lải, Bắc Khê. Các trạm Bản Trại, Bản Lải và Bắc Khê đã ngừng hoạt động từ năm 1976 và 1978.

Trên dòng chính Kỳ Cùng có 3 trạm và trên nhánh cấp 2 của Kỳ Cùng có 2 trạm đo có diện tích lưu vực lớn. Tuy nhiên do nhiều nguyên nhân khác nhau hiện nay trên lưu vực có 2 trạm còn duy trì trong đó có 1 trạm cấp I- Lạng Sơn- trên sông Kỳ Cùng và trạm cấp III- Trạm Vân Mịch bị hạ cấp từ năm 1977 - trên sông Bắc Giang. Hầu hết các trạm thuỷ văn đều do Trung tâm KTTV Quốc gia quản lý, chất lượng tài liệu tin cậy. Thông tin các trạm thủy văn ở xung quanh lưu vực hồ Bản Lải và số liệu quan trắc được thống kê ở bảng 1-3.

Bảng 1- 4: Mạng lưới trạm khí tượng thủy văn vùng nghiên cứu STT Tên trạm F (km2) Thời kỳ quan trắc Ghi chú 1 Bản Lải 459 1966-1977 Dừng đo 2 Lạng Sơn 1560 1958-nay Trạm thuỷ văn cấp I 8 1. Hiện trạng hệ thống sông Kỳ Cùng Hệ thống sông Kỳ Cùng từ thượng lưu đến tuyến đập Bản Lải hầu như vẫn còn là hệ thống sông nguyên thủy chưa bị tác động nhiều của con người. Trên sông Kỳ Cùng tính từ đập Bản Văn xuống đến đập Bản Lải có 2 cầu giao thông bắc qua là cầu Hát Loong và cầu Pò Háng với quy mô kích thước như bảng sau: Bảng 1- 5: Quy mô kích thước các công trình trên hệ thống sông Kỳ Cùng Tên cầu Vị trí Quy mô (nxBxh) Hát Loong K10+650 1x80x10 Pò Háng K22+100 3x30x10 Trong thời gian thực hiện dự án đơn vị tư vấn đã đi điều tra lũ lịch sử, lũ thực tế các năm gần đây như 2008, 2014. khảo sát thực địa các công trình trên hệ thống sông Kỳ Cùng.

Đoàn khảo sát được thực hiện vào tháng 03/2016 Bảng 1- 6: Các vết lũ điều tra năm thực tế dọc sông Kỳ Cùng Mực nước điều tra Tên vết STT Năm điều tra Ghi chú lũ (m) 1 TV21 2014 322,20 CAU NALOONG 2 TV13 2014 308,60 CAU POHANG 3 TV12 2014 307,85 HL CAU POHANG 4 Lũ LS 2014 306,36 THON PO PHAT 29HO-MC18 5 Lũ LS 2014 287,12 THON TAM PAT MC3 6 Lũ LS 2014 282,44 THON BANLAI 26HO 7 TV04 2014 282,54 MATCAT SO 0 8 TV02 2014 282,70 DAP BAN LAI 1 TV10 2008 308,71 CAU PO HANG 2 TV14 2008 308,76 DONG PHIENG LUONG 3 TV06 2008 284,69 THON BANLAI 26HO 4 TV05 2008 283,32 DAP BAN LAI 9 1. Tổng quan về đặc điểm tự nhiên vùng nghiên cứu Lưu vực Hồ chứa nước Bản Lải nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa trong năm chia ra hai mùa rõ rệt là mùa khô và mùa mưa. Mùa mưa thường bắt đầu từ tháng 5 đến tháng 9, mùa khô từ tháng 10 đến tháng 4 năm sau. Nhiệt độ Vùng nghiên cứu có nhiệt độ thấp trong cả nước, dạng phân phối một đỉnh, thấp nhất vào tháng 1 (12,8oC  15,6oC) cao nhất vào tháng 7 (26,7oC  28,6oC).

Biên độ dao động ngày đêm cũng như giữa các tháng trong năm lớn. Theo số liệu quan trắc nhiệt độ tối thấp tuyệt đối xuống đến -2,8oC (năm 1974 tại Đình Lập). Vào mùa lạnh có nhiều ngày nhiệt độ xuống 5  8oC, có khi 3  4oC. Vùng núi đá vôi và vùng đồi trọc, chênh lệch nhiệt độ ngày đêm có lúc đến 15,2oC, (Bảng 1-1).

Bảng 1- 7: Đặc trưng nhiệt độ không khí tại các trạm khí tượng (0C) Tháng Trạm I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Ttb 13,1 14,5 18,0 22,2 25,3 26,8 27,0 26,5 25,0 22,1 18,1 14,6 Lạng Tmax 31,6 36,4 36,7 38,6 39,8 37,6 37,6 37,1 36,6 35,2 33 32,2 Sơn Tmin -2,1 -1,7 0,9 6,2 11,1 6,2 18,6 17,0 13,2 7,1 1,7 -1,5 Ttb 13,7 15,5 18,6 22,5 25,5 26,8 27,0 26,5 25,1 22,5 18,6 15,2 Đình Tmax 31 35,7 35,7 36,6 37,8 37,1 37,8 37 36,2 36,7 33,1 31,1 Lập Tmin -2,8 0,8 0,7 8,0 13,0 14,6 18,4 19,3 13,4 6,3 0,5 -1,9 1. Số giờ nắng Tổng số giờ nắng trong năm đã đo đạc được từ một số trạm khí tượng khoảng 1475  1575 giờ. Vùng có số giờ nắng lớn là khu vực thành phố Lạng Sơn, còn các huyện Cao Lộc, Lộc Bình, Đình Lập, ở Bắc Sơn và Văn Quan thấp hơn, và ít nhất vùng Mẫu Sơn. 10 Các tháng trong mùa hè, kể cả những tháng mưa nhiều như tháng 7, 8, số giờ nắng tháng cũng lớn hơn 150 giờ.

Trong mùa đông, thông thường cũng đạt trên 45 giờ nắng mỗi tháng, (Bảng 1-2). Bảng 1- 8: Số giờ nắng bình quân tháng, năm tại các trạm khí tượng (giờ) Trạm I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm Lạng Sơn 77,4 58,9 61,1 97,8 172,6 160,1 181,6 170,6 178,0 158,5 138,7 120,4 1576 Đình Lập 74,0 53,8 55,4 87,6 159,7 151,3 165,7 154,8 165,1 155,9 142,4 122,0 1488 1. Độ ẩm Độ ẩm của không khí ít biến đổi. Độ ẩm lớn nhất thường vào tháng 8 và tháng 3.

Tháng có độ ẩm tương đối thấp là tháng 12 và tháng 5 hàng năm. Độ ẩm không khí trung bình tháng được trình bày ở bảng sau: Bảng 1- 9: Độ ẩm tương đối trung bình tháng tại các trạm khí tượng (%) Trạm I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm Lạng Sơn 80 82 84 83 82 84 85 86 85 82 80 78 83 Đình Lập 79 82 85 85 84 86 87 88 86 82 79 78 83 1. Bốc hơi Lượng bốc hơi năm trung bình nhiều năm biến đổi từ 1000  1100 mm và phân bố không đều. Tháng có lượng bốc hơi lớn thường vào tháng 5 là tháng có cán cân bức xạ lớn và độ ẩm nhỏ nhất trong năm, lượng bốc hơi từ 80  120mm/tháng.

Lượng bốc hơi tháng nhỏ nhất thường xảy ra vào tháng 2, là thời kỳ mưa phùn và ẩm ướt, lượng bốc hơi tháng trung bình 40  70mm, (Bảng 1-4). Bảng 1- 10: Lượng bốc hơi bình quân tháng trung bình nhiều năm trạm Lạng Sơn (mm) Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm Zpitch 81,0 69,3 77,5 86,1 99,4 84,6 83,6 74,3 79,9 95,3 95,8 93,5 1020,3 11 1. Chế độ gió Tốc độ gió bình quân năm dao động từ 1,0 đến 1,8m/s, khi có bão mạnh tốc độ gió đã đạt tới gần 40m/s.