Tiến Sĩ Nghiên cứu sự thay đổi một số yếu tố thủy văn - thủy lực hạ lưu hệ thống sông Hương dưới tác động củ

LUẬN ÁN TIẾN SỸ
NĂM 2014

MỞ ĐẦU


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 5
1.1 TỔNG QUAN VỀ CÁC NGHIÊN CỨU TRƯỚC ĐÂY CÓ LIÊN QUAN . 5
1.1.1 Các nghiên cứu trên thế giới . 5
1.1.2 Các nghiên cứu trong nước . 9
1.1.3 Những hạn chế của các công trình nghiên cứu trước đây trên lưu vực sông
Hương và hướng khắc phục . 16
1.1.4 Hướng tiếp cận của luận án . 18
1.2 ĐẶC ĐIỂM LƯU VỰC SÔNG HƯƠNG 21
1.2.1 Đặc điểm tự nhiên . 21
1.2.2 Đặc điểm kinh tế - xã hội 33
1.3 XU THẾ BIẾN ĐỔI MỘT SỐ YẾU TỐ KHÍ TƯỢNG, THỦY VĂN TRÊN
LƯU VỰC SÔNG HƯƠNG 35
1.3.1 Dữ liệu và phương pháp đánh giá xu thế . 35
1.3.2 Xu thế biến đổi một số yếu tố khí tượng . 38
1.3.3 Xu thế biến đổi một số yếu tố thủy văn . 44
1.3.4 Đánh giá chung về xu thế diễn biến một số yếu tố khí tượng, thủy văn và kịch
bản biến đổi khí hậu, nước biển dâng cho lưu vực sông Hương . 47
1.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG I . 49
CHƯƠNG II: PHÂN TÍCH VÀ TÍNH TOÁN . 50
2.1. HỆ THỐNG CÔNG TRÌNH THỦY LỢI – THỦY ĐIỆN TRÊN LƯU VỰC
SÔNG HƯƠNG 50
2.1.1 Các công trình thủy lợi –thủy điện 50
2.1.2 Đặc điểm các công trình thủy lợi – thủy điện 51
2.1.3 Lựa chọn các công trình chính nghiên cứu trong luận án . 52
2.1.4 Khung đánh giá tác động 55
2.2. CÁC YẾU TỐ CHÍNH TÁC ĐỘNG ĐẾN CHẾ ĐỘ THỦY VĂN – THỦY
LỰC SÔNG HƯƠNG . 56
2.2.1 Mưa, bão và các hình thế thời tiết gây mưa lũ 56
2.2.2 Điều kiện địa hình, thảm phủ . 59
2.2.3 Đầm phá và thủy triều . 61
2.2.4 Hoạt động kinh tế - xã hội trên lưu vực . 62
2.3. CÁC TÁC ĐỘNG CHÍNH CỦA HỆ THỐNG CÔNG TRÌNH THỦY LỢI –
THỦY ĐIỆN ĐẾN CHẾ ĐỘ THỦY VĂN – THỦY LỰC SÔNG HƯƠNG . 64
2.3.1 Về mùa lũ (Khi chưa có qui trình vận hành liên hồ chứa trên lưu vực sông
Hương được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt) . 64
2.3.2 Về mùa cạn 66
2.4. ỨNG DỤNG MÔ HÌNH HEC – HMS VÀ HEC – RAS ĐỂ MÔ PHỎNG
DÒNG CHẢY LƯU VỰC SÔNG HƯƠNG . 68
2.4.1 Giới thiệu chung về mô hình HEC-HMS và HEC-RAS 68
2.4.2 Ứng dụng mô hình HEC-HMS VÀ HEC-RAS cho lưu vực sông Hương 69
2.5 KẾT LUẬN CHƯƠNG II 92


CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 93
3.1 CÁC TRƯỜNG HỢP NGHIÊN CỨU VÀ PHƯƠNG ÁN VẬN HÀNH HỆ
THỐNG CÔNG TRÌNH 93
3.1.1 Các trường hợp nghiên cứu . 93
3.1.2 Phương án vận hành hệ thống công trình để đánh giá tác động . 93
3.1.3 Xác định năm đại biểu và lượng mưa theo kịch bản đến năm 2030 . 100
3.2 TÁC ĐỘNG CỦA CÁC CÔNG TRÌNH VÀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN MỘT
SỐ YẾU TỐ THỦY VĂN - THỦY LỰC HẠ LƯU HỆ THỐNG SÔNG HƯƠNG
102
3.2.1 Vị trí kiểm tra và đánh giá 102
3.2.2 Tác động đến dòng chảy ngày trong năm 103
3.2.3 Tác động đến dòng chảy lũ . 106
3.2.4 Tác động đến dòng chảy kiệt 114
3.2.5 Tác động đến vấn đề bùn cát hạ lưu 116
3.3 ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP ĐỊNH HƯỚNG GIẢM THIỂU TÁC ĐỘNG TIÊU
CỰC VÀ TĂNG HIỆU QUẢ CÁC CÔNG TRÌNH THỦY LỢI – THỦY ĐIỆN
118
3.3.1 Mục tiêu và cơ sở đề xuất giải pháp . 118
3.3.2 Các giải pháp phi công trình 120
3.3.3 Giải pháp công trình 128
3.3.4 Nhận xét hiệu quả của các giải pháp đề xuất 133
3.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG III 137
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ . 139
Kết luận . 139
Những đóng góp mới của luận án 140
Kiến nghị . 141
DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ 142
TÀI LIỆU THAM KHẢO . 143
Tiếng Việt . 143
Tiếng Anh . 148

MỞ ĐẦU
1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA LUẬN ÁN
Sông Hương là sông liên tỉnh song chủ yếu thuộc tỉnh Thừa Thiên Huế, có
tài nguyên nước rất phong phú nhưng phân bố rất không đều trong năm, những đặc
điểm của tài nguyên nước và điều kiện lưu vực tạo ra những khó khăn trong khai
thác phục vụ phát triển kinh tế – xã hội. Hiện nay trên lưu vực đã và đang xây dựng
nhiều công trình thủy lợi – thủy điện lớn, có tác động đáng kể đến chế độ thủy văn -
thủy lực sông Hương. Để có thể quản lý và khai thác tài nguyên nước lưu vực sông
Hương hiệu quả hơn, cần xác định, hiểu rõ và định lượng được những thay đổi của
chế độ dòng chảy ở hạ lưu sông Hương do tác động của các công trình thủy lợi -
thủy điện trên lưu vực.
Những năm gần đây đã có một số nghiên cứu liên quan đến đánh giá tác
động của các công trình thủy lợi - thủy điện và biến đổi khí hậu đến tài nguyên
nước lưu vực sông Hương. Tuy nhiên các nghiên cứu này mới xem xét các tác động
một cách riêng rẽ, tập trung chủ yếu vào đánh giá tác động môi trường của từng hồ
chứa đơn độc. Một số nghiên cứu xây dựng các kịch bản biến đổi khí hậu trên lưu
vực và đề xuất các giải pháp ứng phó, một số khác nghiên cứu tác động của nước
biển dâng đối với vùng ven biển mà chưa đi sâu nghiên cứu đánh giá tác động của
cả hệ thống công trình thủy lợi- thủy điện đến tài nguyên nước và chế độ thủy vănthủy
lực của sông Hương.
Trong bối cảnh phát triển kinh tế - xã hội hiện nay của tỉnh Thừa Thiên Huế,
việc nghiên cứu tác động của các công trình thủy lợi - thủy điện đến chế độ dòng
chảy sông Hương là vấn đề cấp thiết phục vụ cho qui hoạch và quản lý khai thác sử
dụng tổng hợp có hiệu quả tài nguyên nước. Vì vậy việc lựa chọn đề tài luận án
“Nghiên cứu sự thay đổi một số yếu tố thủy văn - thủy lực hạ lưu hệ thống sông
Hương dưới tác động của các công trình thủy lợi - thủy điện và biến đổi khí hậu”
là cần thiết, đáp ứng yêu cầu phát triển bền vững kinh tế - xã hội trên lưu vực, đặc
biệt phục vụ cho công tác cấu trúc lại cơ cấu nông nghiệp và xây dựng tỉnh Thừa
Thiên Huế phát triển thành thành đô thị loại I trực thuộc Trung ương.
2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
 Làm rõ sự thay đổi một số yếu tố thủy văn - thủy lực hạ lưu hệ thống sông
Hương dưới tác động của các công trình thủy lợi - thủy điện và biến đổi khí
hậu.
 Đề xuất các giải pháp thích ứng nhằm giảm thiểu tác động xấu đến phát triển
kinh tế - xã hội và bảo vệ môi trường hạ lưu sông Hương.
Để đạt được mục tiêu đề ra, luận án thực hiện các nội dung sau:
1) Nghiên cứu các đặc điểm tài nguyên nước, chế độ thủy văn - thủy lực và
phân tích các yếu tố tác động đến chế độ thủy văn - thủy lực sông Hương.
2) Nghiên cứu xu thế biến đổi một số yếu tố khí hậu, thủy văn trên lưu vực
sông Hương.
3) Nghiên cứu ứng dụng mô hình toán thủy văn - thủy lực để tính toán mô
phỏng dòng chảy năm, dòng chảy lũ, dòng chảy kiệt sông Hương.
4) Đánh giá sự thay đổi một số yếu tố thủy văn – thủy lực hạ lưu sông Hương
dưới tác động của các công trình thủy lợi - thủy điện khi không xét và có xét đến
biến đổi khí hậu.
5) Trên cơ sở các kết quả phân tích đánh giá, luận án đề xuất những giải
pháp định hướng để giảm thiểu tác động tiêu cực của các công trình thủy lợi - thủy
điện, góp phần phát triển kinh tế - xã hội và bảo vệ môi trường trên lưu vực sông
Hương.
3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
Đối tượng nghiên cứu: Luận án tập trung đánh giá thay đổi về một số yếu tố
thủy văn, thủy lực vùng hạ lưu sông Hương dưới tác động của hệ thống các công
trình thủy lợi – thủy điện lớn trên lưu vực.
Phạm vi không gian: Toàn bộ lưu vực sông Hương, chủ yếu là khu vực hạ
lưu từ sau đập các hồ chứa lớn đến đập Thảo Long.
Phạm vi thời gian: Từ nay đến năm 2030 khi chưa có những thay đổi lớn về
hệ thống công trình cũng như biến đổi khí hậu, nước biển dâng.