Nghiên cứu diễn biến lòng dẫn sông Hồng đoạn qua Hà Nội dưới tác động điều tiết của công trình hồ chứa thượng nguồn và định hướng các giải pháp ổn định lòng dẫn

LỜI CẢM ƠN Sau một thời gian nghiên cứu, tìm hiểu và thực hiện với tất cả sự nỗ lực của bản thân, tác giả đã hoàn thành luận văn tốt nghiệp với đề tài “Nghiên cứu diễn biến lòng dẫn sông

LỜI CẢM ƠN

Sau một thời gian nghiên cứu, tìm hiểu và thực hiện với tất cả sự nỗ lực của

bản thân, tác giả đã hoàn thành luận văn tốt nghiệp với đề tài “Nghiên cứu diễn biến lòng dẫn sông Hồng đoạn qua Hà Nội dưới tác động điều tiết của công trình hồ chứa thượng nguồn và định hướng các giải pháp ổn định lòng dẫn”

nhằm muốn đóng góp một phần nhỏ vào công tác nghiên cứu, đánh giá, để tìm ra ảnh hưởng của việc điều tiết của các hồ chứa thượng nguồn đối với chế độ dòng

chảy, hình thái lòng dẫn đoạn sông Hồng qua Hà Nội

Trong quá trình thực hiện tác giả đã nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình của Khoa Sau đại học, Khoa Công trình – Trường đại học Thủy Lợi cùng các thầy cô giáo, bạn bè, đồng nghiệp Tác giả xin bày tỏ sự cảm ơn chân thành tới các thầy cô giáo, bạn bè, đồng nghiệp cũng như sự giúp đỡ, tạo điều kiện của Nhà trường Đặc

biệt tác giả xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của PGS TS Nguyễn Bá

Quỳ và TS Nguyễn Kiên Quyết đã giúp tác giả hoàn thành luận văn này

Với trình độ hiểu biết và kinh nghiệm thực tế còn có hạn chế nhất định, đồng

thời vấn đề nghiên cứu là diễn biến lòng dẫn luôn là một vấn đề phức tạp, nên nội dung của luận văn không tránh khỏi những sai sót Tác giả rất mong nhận được sự

chỉ bảo và đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo và của các Quý vị quan tâm

Hà Nội, tháng 08 năm 2014

Tác gi ả luận văn

Nguy ễn Văn Hiền

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan luận văn là kết quả nghiên cứu của riêng tôi, không sao chép của ai Nội dung luân văn có tham khảo và sử dụng các tài liệu, thông tin được đăng trên các tác phẩm, tạp chí, và các trang web theo danh mục của luận văn

Tác gi ả luận văn

Nguy ễn Văn Hiền

MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN

LỜI CAM ĐOAN

MỤC LỤC

DANH MỤC BẢNG BIỂU

DANH MỤC HÌNH VẼ

MỞ ĐẦU 1

1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 1

2 MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI 2

3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 2

4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3

5 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN 3

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU VỀ DIỄN BIẾN LÒNG DẪN SÔNG HỒNG ĐOẠN QUA HÀ NỘI VÀ ĐẶT VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 4

1.1 NHỮNG VẤN ĐỀ ĐẶT RA CHO ĐOẠN SÔNG HỒNG QUA HÀ NỘI 4

1.1.1 Các yêu cầu về thoát lũ 4

1.1.2 Các yêu cầu về giao thông vận tải 5

1.1.3 Các yêu cầu về xây dựng thành phố và các yêu cầu khác 6

1.2 VÀI NÉT VỀ LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU 6

1.2.1 Các giai đoạn khoa học – công nghệ 6

1.2.2.Các đề tài nghiên cứu khoa học cấp Nhà nước và các dự án khoa học – công nghệ .7

1.3 NHỮNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CƠ BẢN 8

1.3.1 Về quá trình lòng dẫn 8

1.3.2.Về tính ổn định và quan hệ hình thái 9

1.3.3.Về lưu lượng tạo lòng 11

1.3.4.Về khả năng vận chuyển bùn cát 12

1.4 CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU PHỤC VỤ SẢN XUẤT 13

1.4.1 Về hành lang thoát lũ (HLTL) 13

1.4.2 Về tuyến chỉnh trị 16

1.4.3 Về hệ thống cảng và luồng lạch giao thông thủy 17

1.5 NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ CHUNG 17

1.5.1 Những thành tựu đạt được 17

1.5.2 Các vấn đề tồn tại 18

1.6 ĐẶT VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN VĂN 18

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 19

2.1 CƠ SỞ KHOA HỌC NGHIÊN CỨU ĐỘNG LỰC HỌC SÔNG HẠ DU SAU KHI XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH HỒ CHỨA THƯỢNG NGUỒN 19

2.1.1.Xói phổ biến trong lòng sông và sự lan truyền của nó từ sau hố xói cục bộ về xuôi 19

2.1.2.Thay đổi chế độ thủy động lực trong lòng dẫn hạ du 20

2.1.3.Thô hoá thành phần hạt lòng sông 20

2.1.4.Điều chỉnh hình thái mặt cắt ngang lòng sông 20

2.1.5.Điều chỉnh độ dốc dọc lòng sông 21

2.1.6.Chuyển hoá loại hình sông 21

2.1.7.Phát sinh các tình thế nguy hiểm mới 22

2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22

2.2.1 Tổng quan các phương pháp nghiên cứu 22

2.2.2 Phương pháp chỉnh lý, phân tích số liệu thực đo 24

2.3 NHẬN XÉT CHUNG 28

CHƯƠNG 3 NGHIÊN CỨU SỰ BIẾN ĐỔI CHẾ ĐỘ DÒNG CHẢY, LÒNG DẪN SÔNG HỒNG ĐOẠN QUA HÀ NỘI TRƯỚC VÀ SAU KHI CÓ ĐIỀU TIẾT CỦA CÁC CÔNG TRÌNH HỒ CHỨA THƯỢNG NGUỒN 29

3.1 NGHIÊN CỨU SỰ BIẾN ĐỔI CÁC YẾU TỐ DÒNG CHẢY TRONG LÒNG DẪN ĐOẠN SÔNG NGHIÊN CỨU 29

3.1.1.Đặc điểm các công trình hệ thống thượng nguồn hệ thống sông Hồng 29

3.1.2 Biến đổi về các đại lượng đặc trưng dòng chảy do điều tiết của các hồ thượng nguồn 35

3.1.3 Sự biến đổi mực nước theo các cấp lưu lượng (quan hệ Q - H) cho đến năm

gần nhất 47

3.1.4 Sự biến đổi tỷ lệ phân chia lưu lượng từ sông Hồng qua sông Đuống và ảnh hưởng địa hình của thôn Bắc Cầu tới phân chia lưu lượng 55

3.2 SỰ PHÁT TRIỂN HÌNH THÁI CỦA LÒNG DẪN SÔNG HỒNG ĐOẠN QUA HÀ NỘI 57

3.2.1 Diễn biến trên mặt bằng 57

3.2.2 Diễn biến trên mặt cắt ngang 65

3.2.3 Diễn biến trên mặt cắt dọc 75

3.2.4 Phân tích nguyên nhân sự phát triển hình thái của lòng dẫn 76

3.3 NHẬN XÉT CHUNG 77

CHƯƠNG 4 ĐỊNH HƯỚNG GIẢI PHÁP ỔN ĐỊNH LÒNG DẪN SÔNG HỒNGĐOẠN QUA HÀ NỘI 79

4.1 CÁC YÊU CẦU CỦA CÁC NGÀNH KINH TẾ XÃ HỘI ĐỐI VỚI ĐOẠN SÔNG 79

4.1.1 Yêu cầu của công tác phòng chống lũ 79

4.1.2 Yêu cầu của luồng lạch giao thông vận tải thủy 80

4.1.3 Yêu cầu của xây dựng thành phố và các yêu cầu khác 80

4.2 ĐỐI TƯỢNG CHỈNH TRỊ 81

4.3 ĐỐI TƯỢNG TÁC ĐỘNG 82

4.4 TUYẾN CHỈNH TRỊ 83

4.4.1 Lựa chọn thế sông 83

4.4.2 Nút khống chế và các đoạn bờ định hướng cần duy trì 84

4.4.3 Các tham số tuyến chỉnh trị 84

4.4.4 Mặt bằng tuyến chỉnh trị 84

4.5 BỐ TRÍ CÔNG TRÌNH CHỈNH TRỊ ĐỐI VỚI ĐOẠN SÔNG HÀ NỘI 85

4.5.1 Chỉ dẫn chung 85

4.5.2 Mặt bằng bố trí công trình 85

4.6 THIẾT KẾ SƠ BỘ CHO MỘT CÔNG TRÌNH BẢO VỆ BỜ SÔNG HỒNG

ĐOẠN HÀ NỘI 89

4.6.1 Các tài liệu phục vụ thiết kế công trình 89

4.6.2 Giải pháp kỹ thuật xây dựng mỏ hàn 91

4.6.3 Tính toán vật liệu làm mỏ hàn 92

4.6.4 Tính toán kiểm tra ổn định công trình 94

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 98

1 KẾT LUẬN 98

2 KIẾN NGHỊ 98

TÀI LIỆU THAM KHẢO 99

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Kết quả tính toán lưu lượng tạo lòng 12

Bảng 2.1 Hiệu chỉnh cao độ thủy văn theo cao độ Quốc gia 25

Bảng 3.1 Mực nước sông Hồng tại Hà Nội trước khi có hồ chứa 39

Bảng 3.2 Mực nước sông Hồng tại Hà Nội sau khi có hồ chứa 40

Bảng 3.3 Mực nước H ứng với các cấp Q qua các thời kỳ tại Sơn Tây 48

Bảng 3.4 Mực nước H ứng với các cấp Q qua các thời kỳ tại Hà Nội 49

Bảng 3.5 Mực nước H với các cấp Q qua các thời kỳ tại Thượng Cát 50

Bảng 3.6 Sự thay đổi tỷ lệ phân lưu vào sông Đuống qua các thời kỳ 55

Bảng 3.7 Các tham số đặc trưng của các thế sông Hồng đoạn Hà Nội 63

Bảng 3.8 Số liệu mặt cắt ngang mùa kiệt ứng với mực nước 3,47m tại Hà Nội 71

Bảng 3.9 Số liệu mặt cắt ngang mùa trung ứng với mực nước 9,5m tại Hà Nội 72

Bảng 3.10 Số liệu mặt cắt ngang mùa lũ ứng với mực nước 13,4m tại Hà Nội 73

Bảng 3.11 Sự biến đổi dung tích lòng dẫn (106 m3) so với năm 1976 74

Bảng 4.1 Kích thước luồng giao thông thủy 80

Bảng 4.2 Chỉ tiêu cơ lý của lớp 1 90

Bảng 4.3 Chỉ tiêu cơ lý của lớp 2 90

Bảng 4.4 Kết quả tính toán đường kính viên đá theo tiêu chuẩn 93

Bảng 4.5 Kết quả tính toán đá dìm bè 94

Bảng 4.6 Kết quả tính toán áp lực thủy động 95

Bảng 4.7 Kết quả tính toán ổn định 95

Bảng 4.8 Kết quả tính toán hố xói 97

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 0.1 Vị trí địa lý đoạn sông Hồng qua Hà Nội 2

Hình 3.1 Quá trình Q – t tại Sơn Tây qua các thời kỳ 36

Hình 3.2 Quá trình Q – t tại Hà Nội qua các thời kỳ 37

Hình 3.3 Quá trình H – t tại Sơn Tây qua các thời kỳ 42

Hình 3.4 Quá trình H – t tại Hà Nội qua các thời kỳ 42

Hình 3.5 Quá trình lưu lượng bùn cát lơ lửng tại Sơn Tây qua các thời kỳ 44

Hình 3.6 Quá trình lưu lượng bùn cát lơ lửng tại Hà Nội qua các thời kỳ 45

Hình 3.7 Quá trình H – t tháng 3 tại Sơn Tây qua các thời kỳ 46

Hình 3.9 Quan hệ Q – H trạm Sơn Tây 52

Hình 3.10 Quan hệ Q – H trạm Hà Nội 53

Hình 3.11 Quan hệ Q – H trạm Thượng Cát 54

Hình 3.12 Mặt bằng đoạn sông qua các thời kỳ 62

Hình 3.13 Sơ đồ các thế sông chính 64

Hình 3.14 Diễn biến mặt cắt 31 – sông Hồng 66

Hình 3.15 Diễn biến mặt cắt 34 – sông Hồng 67

Hình 3.16 Diễn biến mặt cắt 37 – sông Hồng 67

Hình 3.17 Diễn biến mặt cắt 42 – sông Hồng 68

Hình 3.18 Diễn biến diện tích mặt cắt ngang mùa kiệt 69

Hình 3.19 Diễn biến diện tích mặt cắt ngang mùa nước trung 70

Hình 3.20 Diễn biến diện tích mặt cắt ngang mùa lũ 70

Hình 3.21 Diễn biến đường lạch sâu qua các năm đoạn sông Hồng – Hà Nội 75

Hình 4.1 mặt băng bố trí công trình phương án 1 87

Hình 4.2 Mặt bằng bố trí công trình phương án 2 88

Hình 4.3 Sơ đồ tính toán bè chìm 93

Hình 4.4 Mặt cắt tính toán ổn định trượt phẳng 94

Hình 4.5 Mặt cắt tính toán ổn định trượt mái 96

Hình 4.6 Kết quả tính toán ổn định trượt mái 96

JICA Japan International Cooperation Agency

KH & CN Khoa học và Công nghệ

MỞ ĐẦU

1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Lũ lụt, sạt lở, bồi tụ luôn là mối đe doạ cho dân sinh kinh tế xã hội ở đồng bằng Bắc Bộ nói chung và Thủ đô Hà Nội nói riêng

Để phục vụ phòng chống lũ lụt, phát điện và giao thông thủy một cách cơ

bản, từ những năm 70 của thế kỷ XX chúng ta đã tiến hành xây dựng các hồ chứa nước phía thượng nguồn các sông Đồng bằng Bắc bộ Đến nay đã có 4 hồ đi vào

hoạt động là hồ Thác Bà trên sông Chảy (2,16 tỷ m3

, khởi công năm 1964, khánh thành năm 1975); hồ Hòa Bình trên sông Đà (9 tỷ m3, khởi công năm 1979, khánh thành năm 1994) và hồ Tuyên Quang trên sông Gâm (2,245 tỷ m3

, khởi công năm

2002, khánh thành 2009) Hồ Sơn La trên sông Đà (9,26 tỷ m3

, khởi công năm

2006, khánh thành 2012)

Việc xây dựng và đưa các hồ chứa nước thượng nguồn tham gia điều tiết lại phân bố theo thời gian đối với dòng chảy hạ du đã làm thay đổi quá trình lưu lượng, quá trình bùn cát…, dẫn đến sự tái tạo lại hình thái lòng sông, phân bố lại các khu

vực xói bồi Từ đó, xuất hiện những tình huống bị động khi phải đối phó với những

hiện tượng vô hiệu hóa sự làm việc của các công trình được thiết kế và xây dựng

với những điều kiện cũ Có thể lấy nhiều dẫn chứng cho các nhận định trên từ thực

tế trên đoạn sông Hồng qua Hà Nội, xói lở gia tăng và xuất hiện ở các vị trí mới như

Tầm Xá, Ngọc Thụy; các bãi bồi cát thô nhiều hơn, tỷ lệ phân chia lưu lượng thay đổi lớn ở cửa Đuống; mực nước mùa kiệt xuống thấp chưa từng thấy v.v…

Vì vậy, việc đánh giá được tác động điều tiết của các hồ chứa thượng nguồn đối với sự thay đổi chế độ dòng chảy và sự phát triển hình thái lòng dẫn sông hạ du, đặc biệt là sông Hồng đoạn qua thủ đô Hà Nội, trung tâm văn hóa, chính trị của cả nước là rất quan trọng và cần thiết Kết quả nghiên cứu sẽ làm cơ sở cho việc đưa ra các giải pháp giảm thiểu tác động xấu khi điều tiết của các hồ chứa thượng nguồn

3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

- Đối tượng nghiên cứu của đề tài là sông Hồng đoạn qua thủ đô Hà Nội

- Phạm vi nghiên cứu sông Hồng đoạn qua Hà Nội (từ Thượng Cát đến Khuyến Lương) dài khoảng 40km theo đường trũng chủ lưu, chảy qua địa phận hành chính của các huyện Từ Liêm, quận Tây Hồ, quận Hoàn Kiếm, quận Hai Bà Trưng và huyện Thanh Trì ở bờ phải, các huyện Đông Anh, Gia Lâm ở bờ trái

Hình 0.1 Vị trí địa lý đoạn sông Hồng qua Hà Nội

4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Để giải quyết mục tiêu và nhiệm vụ trên, luận văn sẽ sử dụng tổng hợp một số phương pháp nghiên cứu sau đây:

- Phương pháp khảo sát, điều tra thực địa vùng nghiên cứu;

- Phương pháp kế thừa: Thu thập, hệ thống hóa, xử lý các kết quả nghiên cứu

có liên quan;

- Phương pháp phân tích số liệu thực đo thủy văn, bùn cát, địa hình,…;

- Phương pháp phân tích từ các biểu đồ, hình vẽ bằng việc so sánh, nhận xét

5 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN

5.1 Ý nghĩa khoa học

Do việc đưa vào hoạt động của các hồ chứa nước ở thượng nguồn sẽ làm thay đổi quá trình lưu lượng nước và bùn cát dẫn đến những biến đổi lớn đối với các yếu tố khác như quan hệ Q – H, tỷ lệ phân lưu, hình thái mặt bằng, mặt cắt ngang, mặt cắt dọc, từ đó có những ảnh hưởng đến tuyến chỉnh trị, bố trí công trình chỉnh trị, …

Luận văn đề cập đến hầu hết các vấn đề đó, đưa ra các so sánh, phân tích, đánh giá ảnh hưởng điều tiết của các hồ chứa thượng nguồn đến quá trình diễn biến lòng dẫn ở hạ du sông Hồng đoạn qua Hà Nội

5.2 Ý nghĩa thực tiễn

Khi điều tiết các hồ chứa thượng nguồn vùng hạ du sông bị ảnh hưởng rất nhiều: Lưu lượng phù sa giảm đi, quan hệ Q – H thay đổi dẫn đến khả năng thoát lũ của lòng dẫn thay đổi, tỷ lệ phân lưu tại các cửa sông và quan hệ hình thái của từng đoạn sông cũng thay đổi nhiều Việc nghiên cứu các biến đổi trên mang ý nghĩa thực tiễn rất cao Trên cơ sở những kết quả nghiên cứu sẽ đưa ra được các giải pháp phù hợp để giảm thiểu tác động xấu khi điều tiết các hồ chứa nước thượng nguồn

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU VỀ DIỄN BIẾN LÒNG DẪN

SÔNG HỒNG ĐOẠN QUA HÀ NỘI VÀ ĐẶT VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 NHỮNG VẤN ĐỀ ĐẶT RA CHO ĐOẠN SÔNG HỒNG QUA HÀ NỘI

Bắt đầu của đoạn sông Hồng qua Hà Nội được tính ở Thượng Cát và ra khỏi

Hà Nội ở Khuyến Lương Tổng chiều dài của đoạn sông khoảng 40km Trên đoạn sông Hồng qua thủ đô Hà Nội có cửa phân lưu sông Đuống Vai trò của cửa Đuống

có tầm quan trọng đặc biệt tới chế độ thủy lực và diễn biến của đoạn sông Trên đó cũng có các cửa lấy nước lớn là: Thụy Phương – cửa vào được điều tiết của sông Nhuệ, trạm bơm Ấp Bắc, cống Xuân Quan – cửa vào của hệ thống thủy nông Bắc Hưng Hải Đặc biệt cho tới nay đã có nhiều cầu lớn tồn tại trên đoạn sông là: cầu Long Biên, cầu Thăng Long, cầu Chương Dương, cầu Thanh Trì, cầu Vĩnh Tuy, cầu Nhật Tân,…

Có thể nói đoạn sông Hồng qua Hà Nội như mạch máu chảy giữa lòng Thủ

Đô Nó gắn bó hữu cơ cùng với sự phát triển dân sinh kinh tế xã hội của Thủ Đô Hà Nội

1.1.1 Cá c yêu cầu về thoát lũ

- Theo quy trình vận hành liên hồ chứa Sơn La, Hòa Bình, Thác Bà và Tuyên Quang trong mùa lũ hàng năm (quyết định 92/2007/QĐ – TTg và quyết định 198/QĐ - TTg), với các trận lũ tại Sơn Tây có chu kỳ lặp lại nhỏ hơn hoặc bằng 300 năm, phải giữ mực nước sông Hồng tại Hà nội không vượt quá cao trình 13,1m Với các trận lũ tại Sơn Tây có chu kỳ lặp lại nhỏ hơn hoặc bằng 500 năm, phải giữ mực nước sông Hồng tại Hà Nội không vượt quá cao trình 13,4m Như vậy, lòng dẫn sông Hồng phải đảm bảo thoát lũ an toàn cho thủ đô Hà Nội với mực nước lũ thiết

kế lớn nhất là 13,4m ứng với trận lũ tại Sơn Tây (Qmax = 48500 m3/s) có chu kỳ lặp lại là 500 năm

- Cần duy trì tỷ lệ phân lưu sang sông Đuống trong mùa lũ chiếm khoảng 29% đến 30% lưu lượng Sơn Tây để đảm bảo an toàn cho hệ thống đê sông Đuống

- Quá trình thoát lũ cũng phải đảm bảo lòng sông ổn định, không gây sạt lở

bờ sông, sạt lở mái đê, đặc biệt không gây vỡ đê

1.1.2 Các yêu cầu về giao thông vận tải

Hiện tại, sông Hồng là một trong những tuyến đường thủy nội địa quan trọng của miền Bắc với mật độ tàu lớn, có khi lên tới khoảng 500 lượt/ngày – đêm trong

đó có những tàu tải trọng lớn, đây là huyết mạch đường thủy liên thông với các con sông ở Thái Bình, Nam Định và các vùng phụ cận Do đó phải duy trì tuyến luồng lạch và thủy vực ổn định, không gây bồi lấp các cảng, cần giảm mực nước dao động giữa mùa khô và mùa mưa, tạo điều kiện thuận lợi cho cho giao thông thủy

Tuy có vai trò quan trọng như vậy, nhưng do chưa được đầu tư và phát triển nên hầu hết các cảng các quy mô còn nhỏ, thiết bị lạc hậu năng lực bốc xếp hàng hóa còn thấp, phương tiện giao thông thủy còn lạc hậu, chưa khai thác hết tiềm năng còn bỏ ngỏ Chính vì điều này nên trong quy hoạch giao thông vận tải thủy thủ đô

Hà Nội đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2050 định hướng một số nội dung quan trọng như cải tạo nạo vét luồng tuyến, nâng cấp xây mới các cảng dọc sông Hồng và các sông khác phục vụ giao thông thủy liên kết với mạng lưới giao thông toàn quốc

Cụ thể theo đồ án quy hoạch này Hà Nội sẽ có 4 cảng đầu mối là cảng Khuyến Lương, cảng Phù Đổng, Cảng Sơn Tây, Cảng Tầm xá Cùng với 4 bốn cảng đầu mối này quy hoạch cũng đề xuất xây dựng, nâng cấp các cảng địa phương như Chèm, Hồng Vân, Mai Lâm…., làm cảng vệ tinh cho các cảng đầu mối nêu trên Các cảng khách được xác định theo tuyến vận tải khách phù hợp với quy hoạch đô thị của thành phố và các quận huyện Ngoài các cảng khách hiện hữu ở bến Chương Dương sẽ bố trí một số cảng khách khác dọc theo tuyến vận tải khách kết hợp du lịch sông Hồng, sông Đuống, sông Đáy, sông Tô Lịch…

Như vậy, theo quy hoạch này nhu cầu giao thông thủy trong tương lai trên mạng lưới lưu vực sông Hồng là rất lớn, đặc biệt là đoạn qua Hà Nội nên yêu cầu về

ổn định tuyến luồng lạch đặt ra cho nó cũng càng cao hơn

1 1.3 Các yêu cầu về xây dựng thành phố và các yêu cầu khác

1.1.3.1 Xây dựng đô thị

Trên cơ sở có hành lang thoát lũ quy hoạch phạm vi cho phép xây dựng công trình phục vụ cho việc phát triển và mở rộng thành phố, đồng thời từng bước di dời dân cư nằm trong phạm vi hành lang thoát lũ ra khỏi khu vực này; Xây dựng mới đồng thời với việc phát triển và bảo vệ tăng khả năng khai thác các điểm vui chơi giải trí, du lịch

Đồng thời với việc phát triển đô thị phải đảm bảo không gây ô nhiễm các con sông, tạo cảnh quan môi trường sinh thái xanh – sạch – đẹp

1.1.3.2 Ổn định đối với các cửa lấy nước lớn

- Bờ trái: Trạm bơm ấp Bắc, cửa Đuống, cống Xuân Quan

- Bờ phải: Trạm bơm Đan Hoài, cống Liên Mạc

1.1.3.3 Bảo vệ an toàn cho các trụ, mố cầu qua sông

- Hiện có: Cầu Thăng Long, cầu Long Biên, cầu Chương Dương, cầu Vĩnh Tuy, cầu Thanh Trì, cầu Yên Lệnh, cầu Nhật Tân

- Sẽ xây dựng thêm 4 cầu nữa: Cầu Phú Gia, cầu Tứ Liên, cầu Thượng Cát

1.2 VÀI NÉT VỀ LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU

1.2.1 Các giai đoạn khoa học – công nghệ

- Ngay từ khi dời thủ đô về Thăng Long (thế kỷ XI) đã phải đấu tranh chống với lũ sông Hồng, đời Lý Nhân Tông đã cho đắp đê phường Cơ Xá bảo vệ thủ đô Thăng Long Triều trần (thế kỷ XIII) cho đắp đê sông Hồng từ thượng nguồn ra đến biển

- Dưới thời Pháp thuộc, cùng với việc xây dựng cầu Long Biên, các công trình chỉnh trị bảo vệ cầu đã được xây dựng Người Pháp cũng tiến hành xây dựng cảng Hàng Mắm, lúc đó nằm ở hạ lưu cầu Long Biên, đầu phố Hàng Mắm bây giờ

- Từ 1971 ÷ 1980 là thời kỳ tiến hành giải phóng các vật cản trong lòng sông

- Từ 1981 ÷ 1990 là thời kỳ tiến hành các dự án chống bồi lấp cảng Hà Nội

+ 06.05.01.04 – Nghiên cứu công trình chỉnh trị đoạn sông Hồng để chống bồi lấp cảng Hà Nội, do TS Nguyễn Ngọc Cẩn làm chủ nhiệm[ ]2

- Đề tài cấp nhà nước 34A.06.03 “Nghiên cứu các tuyến luồng phục vụ vận tải pha sông biển để nạo vét chỉnh trị trên các tuyến luồng ấy – đặc biệt là tuyến Lạch Giang – Hà Nội” do GS TS Lương Phương Hậu (1986) chủ trì[ ]7

- Các đề tài khoa học độc lập cấp nhà nước KC – ĐL 94 – 15 (1994 – 1996) nghiên cứu về:

+ Xác lập hành lang thoát lũ đoạn hạ du sông Hồng từ Sơn Tây đến Hưng Yên do GS TS Vũ Tất Uyên chủ trì[ ]44 ;

+ Xác lập tuyến chỉnh trị đoạn hạ du sông Hồng từ Sơn Tây đến cửa Luộc do

GS TS Vũ Tất Uyên và PGS TS Nguyễn Văn Toán chủ trì [ ]5 ;

+ Quá trình xói bồi, diến biến lòng dẫn hạ du dưới tác động điều tiết của hồ Hòa Bình do PGS TS Nguyễn Văn Toán chủ trì[ ]35 ;

+ Ảnh hưởng của việc điều tiết hồ Hòa Bình đến việc phát điện, lấy nước tưới, tiêu, giao thông thủy và các yêu cầu dùng nước khác…do PGS TS Trần Đình

Hợi và TS Trần Quốc Thưởng chủ trì[ ]5

- Dự án “Đánh giá thực trạng lòng dẫn sông Hồng – sông Thái Bình ảnh hưởng tới suy giảm khả năng thoát lũ và đề xuất phương án chỉnh trị tại những trọng điểm” (Viện Khoa học Thủy lợi, 2001) [ ]4

- Đề tài cấp nhà nước KC08.14/06-10 “Nghiên cứu các giải pháp Khoa học – Công nghệ cho hệ thống công trình chỉnh trị trên các đoạn sông trọng điểm vùng ĐBBB và ĐBNB do GS TS Lương Phương Hậu chủ trì [ ]13

1.3 NHỮNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CƠ BẢN

1.3.1 Về quá trình lòng dẫn

Trên thế giới có nhiều tác giả nghiên cứu về phân loại quá trình lòng dẫn như: Roxinxki K.I và Kuzmin I.A, Antunin C.T, Kondratev H.E và Popov I.B, Snitsenko B.Φ (1980) Trong đó, Snitsenko B.Φ đã nghiên cứu trên 183 đoạn của

35 sông ở Liên Xô, có chiều dài tổng cộng là 4.523 km đã đi đến hai cách phân loại[ ]5 :

1 Dựa vào tỷ số B0/B và I0/I (trong đó B0, I0 là chiều rộng và độ dốc đáy lũng sông, I là độ dốc mặt nước khi chưa ngập bãi và B là chiều rộng lòng sông)

2 Dùng chỉ tiêu tổng hợp A = I0B0/IB

Theo tiêu chuẩn phân loại quá trình lòng dẫn của Snitsenko B.Φ., GS TS

Vũ Tất Uyên [ ]42 – Viện khoa học Thủy lợi đã phân đoạn sông Hồng từ Việt Trì –

Hà Nội thành 4 đoạn, ba loại:

1) Đoạn sông phân nhánh kiểu lòng sông là đoạn từ Trung Hà tới Phú Châu 2) Đoạn sông cong hạn chế là đoạn từ Phú Châu tới Vân Cốc

3) Đoạn sông cong nửa chừng là đoạn từ Vân Cốc tới cầu Long Biên

4) Đoạn sông cong hạn chế cầu Long Biên – Xuân Quan

d I

B

BI Q

B: Chiều rộng lòng sông tương ứng với lưu lượng tạo dòng (m);

Q: Lưu lượng tạo lòng sông (m3/s)

- Viện Nghiên cứu Thủy văn Liên Xô (1924) đề xuất hệ số ổn định theo chiều rộng và chiều sâu ứng với lưu lượng tạo dòng [ ]12 [ ]19 :

m

B k

sự phát triển hình thái lòng sông tuân theo nguyên tắc độ biến động nhỏ nhất của lòng dẫn, đề xuất biểu thức[ ]12 :

Trong đó:

M: Độ biến động chung của dòng dẫn;

Mđáy, Mbờ: Lần lượt là độ biến động của đáy sông, bờ sông;

a: Hệ số tỷ lệ

Từ đó đã đề xuất công thức xác định quan hệ hình thái của mặt cắt ngang:

0,24 0,24

0,57 0,40 0,32

Trong đó:

B, h: Chiều rộng trung bình, chiều sâu trung bình ổn định của lòng sông (m);

Qf: Lưu lượng tạo lòng (m3/s);

- Sau khi xây dựng nhà máy thủy điện Hòa Bình trên sông Đà, do quá trình lưu lượng được điều tiết, lưu lượng tạo dòng thay đổi, quan hệ hình thái lòng sông ở

hạ du cũng thay đổi Trong điều kiện này có nghiên cứu của Phùng Quang Phúc[ ]21 , trong khuôn khổ đề tài luận án tiến sĩ năm 1996

1.3.3 Về lưu lượng tạo lòng

Lòng dẫn sông được hình thành dưới tác dụng lâu dài của một quá trình dòng chảy tự nhiên trong một điều kiện địa lý, địa chất, khí hậu, thủy văn nhất định Một lưu lượng đặc trưng cho quá trình lưu lượng tự nhiên đó được gọi là lưu lượng tạo lòng

Trước năm 1989, lòng dẫn sông Hồng được tạo ra trong chế độ dòng chảy tự nhiên của lưu vực Nhưng khi có nhà máy thủy điện Hòa Bình trên sông Đà, quá trình lưu lượng được điều tiết nên lưu lượng tạo lòng đã thay đổi

Về lưu lượng tạo lòng trên sông Hồng, có nhiều tác giả tính toán trong các đề tài nghiên cứu của mình như Lưu Công Đào, Vi Văn Vy, Lê Ngọc Bích, Vũ Tất Uyên,…Trong báo cáo khoa học thuộc chương trình 06 – 05, PGS TS Hoàng Hữu Văn đã tổng hợp kết quá tính toán lưu lượng tạo lòng khi có hồ Hòa Bình và hồ Tạ

Bú điều tiết (bảng 1.1)

Từ bảng 1.1 cho thấy, khi hồ Hòa Bình hoạt động do dung tích cắt lũ lòng

hồ quá nhỏ, chế độ tạo lòng ở hạ lưu có thay đổi nhưng không lớn Khi có hồ Tạ Bú

các đỉnh lũ đã được điều tiết, chế độ tạo lòng sông Hồng qua Hà Nội sẽ có những thay đổi cơ bản theo xu hướng dòng nước điều hòa hơn[ ]45

Bảng 1.1 Kết quả tính toán lưu lượng tạo lòng

Tên đoạn sông Tự nhiên

1.3.4 Về khả năng vận chuyển bùn cát

Để nghiên cứu về khả năng xói bồi của lòng sông, yếu tố quan trọng cần xác định là khả năng tải cát của dòng chảy S0 Lòng dẫn sẽ mất ổn định, bồi hoặc xói khi S0 lớn hơn hoặc nhỏ hơn S (S là hàm lượng bùn cát thực tế trong sông)[ ]12[ ]19

Về khả năng tải cát của dòng chảy, thường dùng công thức nổi tiếng của

Trương Thụy Cẩn:

3 0

Ở Việt Nam, các tác giả Vi Văn Vị (1984) [ ]46 , PGS Hoàng Hữu Văn (1986) [ ]45 , GS Lương Phương Hậu [ ]12 ,…đã xác định các hệ số K và m cho các sông vùng đồng bằng Bắc Bộ Công thức (1.9) được xây dựng tương ứng với trạng thái cân bằng bão hòa tương đối, không xói, không bồi (S = S0)

PGS TS Hoàng Hữu Văn [ ]45 dựa trên phương pháp phân tích số liệu thực

đo về bùn cát lơ lửng trạm Hòa Bình và Sơn Tây tác giả đã kiến nghị sử dụng công thức tính toán sức chuyển cát:

3 3 4

0, 00036

T

V V S

1.4.1.1 Nghiên cứu thoát lũ đoạn sông Hồng Sơn Tây – Vạn Phúc

Sau lũ lịch sử 1971, Viện Khoa học Thủy lợi nghiên cứu tuyến thoát lũ sông

Hồng đoạn Sơn Tây – Vạn Phúc trên mô hình vật lý Mô hình có tỷ lệ ngang 1/500,

tỷ lệ đứng 1/80 Từ mô hình Viện Khoa học Thủy lợi đã đánh giá khả năng thoát lũ của đoạn sông Những kết luận chính rút ra từ nghiên cứu này là [ ]41 :

- Hệ thống đê bối đã thu hẹp tuyến thoát lũ rất nhiều và làm dâng cao mực nước lũ trên sông Hồng Nếu phá bỏ hoàn toàn đê bối trên đoạn Sơn Tây – Vạn Phúc thì mực nước tại Hà Nội tương ứng với lũ 1971 (Q=34.200m3/s) có thể hạ xuống 30cm;

- Xác định được khoảng cách hợp lý giữa hai tuyến đê chính hiện nay

Khoảng cách hợp lý của hai tuyến đê là khoảng cách để cho thoát lũ được tốt nhất không làm dâng cao mực nước lũ Đồng thời có thể khai thác được một phần quỹ đất trên bãi sông ở những đoạn sông có khoảng cách quá rộng

Trong dự án “Đánh giá thực trạng lòng dẫn sông Hồng – sông Thái Bình ảnh hưởng tới suy giảm khả năng thoát lũ và đề xuất phương án chỉnh trị tại những trọng điểm” (Viện Khoa học Thủy lợi, 2001), qua kết quả phân tích quan hệ Q – H

ở tram Sơn Tây, trạm Thượng Cát, Trạm Hà Nội các thời kỳ đã đưa ra những nhận xét sau[ ]4 :

- Xét tại các vị trí cố định, từ năm 1960 – 1999, khả năng thoát lũ của đoạn sông đã bị suy giảm, cụ thể với cùng một cấp lưu lượng lũ thiết kế, mực nước tại Sơn Tây đã tăng gần 1,0m, tại Hà Nội khoảng 0,5m và tại Hưng Yên khoảng 0,7m;

- Xét trên toàn đoạn, với cấp lưu lượng lũ tại Sơn Tây QST = 20.000m3/s, mực nước dọc tuyến sông đều có xu hướng tăng và trị số tăng vào khoảng từ 0,4m đến 0,8m

1.4.1.2 Ngh iên cứu quy hoạch thoát lũ sông Hồng của Cục Đê điều

Năm 1975, Cục Đê điều Bộ Thủy lợi lập báo cáo quy hoạch tăng khả năng thoát lũ của sông Hồng Nội dung chính là quy hoạch lại việc sử dụng bãi sông, san phá các đê bối cản trở thoát lũ, mở rộng tuyến đê chính ở chỗ quá hẹp, cắt thẳng những chỗ lòng sông quá cong [ ]44

Trong quy hoạch đã tính thủy lực cho đoạn sông Hồng Sơn Tây – Vũ Thuận với nhiều phương án cải tạo, với 2 cấp lưu lượng (QST = 34.200m3/s và QST = 28.150m3/s) Kết quả đã chọn phương án có nội dung chính như sau:

- Giữ nguyên các đê bối Liên Mạc (km47 ÷ km53), Tứ Liên (km59 ÷km65);

- Phá bỏ một phần các đê bối: Yên Lạc, Yên Lãng, Thanh Trì;

- Đoạn Hà Nội có hai bối Tầm Xá, Đông Dư sẽ phải phá bỏ;

- Uốn thẳng đoạn sông cong gấp Ngô Xá – Vũ Thuận

Theo kết quả mô hình toán của phương án trên, mực nước lũ tại cầu Long Biên hạ thấp từ 24cm đến 34cm Các trị số này xấp xỉ với các trí số của Viện Khoa học Thủy lợi nghiên cứu trên mô hình vật lý khi san phá hoàn toàn đê bối trên đoạn sông này

1.4.1.3 Hành lang thoát lũ đoạn Sơn Tây – Hưng Yên năm 1995 - 1997

Dựa trên cơ sở mô hình toán kết hợp với phân tích tính toán và nghiên cứu thực địa, GS TS Vũ Tất Uyên đã đề xuất hành lang thoát lũ (HLTL) đoạn Sơn Tây – Hưng Yên, cụ thể như sau [ ]35 [ ]44 :

- Chiều rộng HLTL bằng 3B0 (từ Sơn Tây đến cửa Đuống B = 2400m, cửa cửa Đuống đến Hưng Yên B =2100m)

- Những vùng tuyến đê chính hẹp hơn 3B0, nói chung giữ nguyên hiện trạng Những vùng tuyến đê mở rộng hay thu hẹp đột ngột, được thay đổi chiều rộng và vị trí của HLTL cho thuận dòng chảy

1.4.1.4 Các công trình kè bờ

Các công trình kè bờ trong đoạn sông Hà Nội do Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn và Ủy ban Nhân dân thành phố Hà Nội xây dựng bao gồm:

- Kè Thụy Phương (1996) thuộc dự án ADB;

- Kè Phú Gia (1997) thuộc dự án ADB;

- Kè Tứ Liên (1998);

- Kè Xuân Canh (1956 và 1999);

- Kè Hàm Tử - Chương Dương (1983)

Các công trình của ngành Thủy lợi chủ yếu tập trung vào giữ bờ, chống sạt

lở chân đê Cao độ đỉnh kè bờ từ 9,5m đến 11,5

1.4.2 Về tuyến chỉnh trị

1.4.2.1 Công trình chỉnh trị của người Pháp

Vào những năm 1910 – 1940, người Pháp đã tập trung chỉnh trị để cải thiện luồng lạch khu vực Trung Hà, song kết quả không tồn tại lâu Sau đó là sự mất ổn định kéo dài 30 – 40 năm cho tới khi giải phóng Hà Nội [ ]2 [ ]4 [ ]5 [ ]22 Tất cả các công trình chỉnh trị nhằm đưa chủ lưu về cảng Hàng Mắm, vị trí ở hạ lưu cầu Long Biên khoảng 1km, mặc dù tốn kém nhưng không đạt được kết quả, do vậy phải chuyển cảng xuống Phà Đen như vị trí ngày nay

1.4.2.2 Công trình nghiên c ứu khắc phục bồi lấp cảng Hà Nội

Trước những năm 80 luồng lạch đoạn sông Hà Nội thay đổi liên tục ảnh hưởng tới vận tải thủy Cảng Hà Nội nhiều năm bị bồi lấp không vận hành được Từ đầu năm 80 Bộ Giao thông đã triển khai một dự án lớn kéo dài nhiều giai đoạn và hiện nay vẫn tiếp tục, nhằm ổn định luồng lạch và chống sa bồi cảng Hà Nội [ ]2 [ ]22 Kiên trì và đầu tư khá nhiều, cho đến nay định hình về tuyến luồng lạch ở đoạn Hà Nội đã tương đối ổn định Cảng Hà Nội đã hoạt động tương đối tốt

Các cụm công trình chính cải tạo luồng lạch gồm [ ]36 :

- Cụm 15 mỏ hàn ở bãi Tầm Xá, có cao độ đầu kè +7,0m, xây dựng trong các năm 1994 đến 1996;

- Cụm công trình 4 mỏ hàn Phú Gia – Tứ Liên, cao độ đầu kè từ 5,0 đến 6,5m, xây dựng trong các năm 1993 – 1998;

- Cụm công trình 5 mỏ hàn ở bãi Tứ Liên – Trung Hà, cao độ đầu kè từ +6,0 đến 6,5m;

- Cụm công trình 3 mỏ hàn Thạch Cầu, cao độ kè từ +6,0 đến 7,0m, xây dựng vào các năm 1988 – 1991

1.4.2.3 Nghiên cứu của cơ quan Hợp tác Quốc tế Nhật Bản (JICA, 2001 – 2003)

Trong chiến lược dài hạn và quy hoạch tổng thể cho “Hệ thống Giao thông thủy Nội địa sông Hồng …” [ ]3 Đoàn JICA đã đưa ra một số kết luận sau:

- Lựa chọn tuyến luồng giao thông thủy theo thế sông hiện nay;

- Tại bãi Nhật Tân, bề rộng chỉnh trị tổng cộng hai luồng là 900m và tại đoạn

Tứ Liên – Trung Hà là 700m;

- Từ kết quả khảo sát các năm 1999 đến năm 2002, Đoàn JICA đã nhận thấy dòng chảy chính có xu hướng chuyển sang lạch phụ (không theo tuyến sông mong

muốn) Do vậy các giải pháp ổn định luồng phải thực hiện càng sớm càng tốt;

- Các công trình đề xuất ổn định luồng cần được xây dựng từng bước, kết hợp với khảo sát thăm dò về hiệu quả của công trình;

- Đoàn JICA vẫn lấy đối tượng chỉnh trị là lòng sông mùa nước kiệt tương ứng với mực nước 6m tại Hà Nội, chủ yếu phục vụ giao thông thủy

1.4.3 Về hệ thống cảng và luồng lạch giao thông thủy

Các công trình chỉnh trị của giao thông đã bước đầu duy trì được tuyến luồng lạch trong những năm 90 Do đó hệ thống cảng Hà Nội, cảng Khuyến Lương và bến Chèm cũng khá ổn định

1.5 NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ CHUNG

1.5.1 Những thành tựu đạt được

- Bảo vệ an toàn hệ thống đê, chỉnh trị chống bồi lấp cảng Hà Nội;

- Nghiên cứu về ảnh hưởng của Nhà máy thủy điện Hòa Bình đối với đoạn sông hạ du thu được nhiều kết quả quan trọng, ứng dụng tốt trong thực tế;

- Xây dựng được một số quan hệ Q – H và quan hệ hình thái sông trước và sau khi có hồ chứa Hòa Bình cho lòng sông Hồng đoạn qua Hà Nội

1.5.2 Các vấn đề tồn tại

- Trong các nghiên cứu trước đây ở sông Hồng, các nhà khoa học tập trung nhiều vào vấn đề thoát lũ sông Hồng đoạn qua Hà Nội, đã đưa ra kết luận khả năng

thoát lũ sông Hồng giảm, mực nước sông Hồng dâng cao hơn trước 40cm ÷ 80 cm,

nhưng thực tế đang diễn ra trên sông Hồng đoạn qua Hà Nội là mực nước đang bị

hạ thấp đặc biệt là trong mùa kiệt, điều này có gì mẫu thuẫn không?

- Mặc dù có nhiều cố gắng trong xây dựng công trình chỉnh trị sông, song vẫn chưa hình thành được tuyến chỉnh trị ổn định theo đề xuất từ nhiều năm trước,

vì vậy lòng dẫn hạ du vẫn đang có nhiều diễn biến phức tạp như đoạn từ cầu Thăng Long đến cửa Đuống, nhất là diễn biến trên mặt cắt ngang Đây là đoạn sông rất quan trọng, quyết định đến ổn định thế sông thuận lợi cho các ngành kinh tế hữu quan khai thác đoạn sông

1.6 ĐẶT VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN VĂN

Thông qua xem xét những vấn đề tồn tại hiện nay đã trình bày trong phần tổng quan, luận văn lựa chọn đi sâu nghiên cứu một số vấn đề sau:

- Đánh giá ảnh hưởng của điều tiết các hồ chứa thượng nguồn đối với chế độ dòng chảy (lưu lượng, mực nước, bùn cát, quan hệ Q - H, tỷ lệ phân lưu qua sông Đuống), từ đó phân tích nguyên nhân sự phát triển hình thái lòng dẫn sông Hồng đoạn qua Hà Nội

- Lý giải hiện tượng mực nước sông Hồng giảm mạnh trong thời gian gần đây;

- Định hướng các giải pháp giảm thiểu tác động bất lợi đến lòng dẫn sông Hồng đoạn qua Hà Nội

CHƯƠNG 2

CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 CƠ SỞ KHOA HỌC NGHIÊN CỨU ĐỘNG LỰC HỌC SÔNG HẠ DU SAU KHI XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH HỒ CHỨA THƯỢNG NGUỒN

Sau khi xây dựng hồ chứa ở thượng nguồn, dòng sông được chia thành hai phần có quá trình vận động khác nhau: Dòng sông thượng lưu trở thành dòng sông lão hóa dần, lòng sông hạ du trở thành một dòng sông trẻ, bắt đầu quá trình phát triển mới Song song với việc nghiên cứu quá trình bồi tích ở thượng nguồn, các nhà khoa học quan tâm nhiều đến quá trình động lực học dòng sông ở hạ du Các vấn đề nghiên cứu về quá trình đổi mới chế độ động lực dòng sông hạ du có thể tổng hợp lại trong 7 vấn đề sau đây: [ ]17 [ ]18 [ ]21

2.1.1 Xói phổ biến trong lòng sông và sự lan truyền của nó từ sau hố xói cục

bộ về xuôi

Trong điều kiện dòng chảy từ hồ chứa xả xuống là nước trong, lòng sông hạ

dụ sẽ xẩy ra xói phổ biến, xuất phát từ đoạn gần chân đập, sát sau hố xói cục bộ, rồi lan truyền dần về xuôi Trong vấn đề này có thể lý giải như sau:

- Sau khi hồ chứa đi vào tích nước, trong lòng hồ xảy ra bồi tích, hàm lượng bùn cát tháo xuống đã giảm đi nhiều, hoặc chỉ mang theo chất rửa trôi (bùn cát mịn) không thể trao đổi với bùn cát lòng sông, có khi thậm chí chỉ là nước trong, không mang bùn cát Vì vậy, để thỏa mãn yêu cầu về sức tải cát của dòng chảy, dòng chảy đào xới hạt bùn cát từ lòng sông đến khi đạt tới trạng thái bão hòa, hiện tượng xói lòng dẫn mới dừng lại

- Tuy nhiên, thực trạng và lý thuyết đều chỉ ra rằng, khoảng cách để dòng chảy từ trạng thái thứ bão hòa đến trạng thái bão hòa không cần phải rất dài như thế,

mà chỉ cần không quá mấy trăm mét, cùng lắm không quá mấy ngàn mét, không có cùng số đo với hiện tượng xói phổ biến trong lòng sông hạ du hồ chứa Vì vậy, vấn

đề này cần được tiếp tục nghiên cứu làm rõ trong các nghiên cứu tiếp theo

2.1.2 Thay đổi chế độ thủy động lực trong lòng dẫn hạ du

Hầu hết hồ đập đều làm thay đổi chế độ dòng chảy trong lòng dẫn hạ du Những đập lớn gần như có những ảnh hưởng rất lớn đến chế độ dòng chảy và có thể thay đổi độ lớn dòng chảy đem lại lợi ích hoặc phục vụ các mục tiêu xã hội khác Những đập nhỏ với dung tích chứa nước không lớn sẽ ít ảnh hưởng đến chế độ dòng chảy hơn nhưng về cơ bản, hầu hết chúng vẫn có thể điều khiển một con sông tùy theo ý muốn trong nhiều thời đoạn khác nhau

Chế độ dòng chảy bao gồm quá trình lưu lượng và quá trình mực nước, kèm theo là quan hệ giữa lưu lượng và mực nước Do lưu lượng và mực nước thay đổi, quá trình bùn cát cũng thay đổi dẫn đến quá trình tạo lòng cũng thay đổi theo quy luật hình thái

2.1.3 Thô hoá thành phần hạt lòng sông

Sự bào xói phổ biến trong lòng sông hạ du hồ chứa nước sẽ dẫn đến hiện tượng thô hóa dòng sông Quá trình thô hóa tùy theo kết cấu tạo lòng sông có khác nhau mà có những đặc điểm khác nhau

Sự thô hóa dòng sông sẽ làm cho hệ số nhám lòng sông tăng lên và làm cho năng lực tải cát của dòng chảy giảm nhỏ Mặc dù có thể không hình thành một lớp thô hóa có tính chống xói, ngăn chặn lòng sông hạ thấp, nhưng do sức tải cát của dòng chảy quá nhỏ, tốc độ xói của dòng sông sẽ giảm đi rõ rệt, cường độ xói rửa cũng sẽ bị hạn chế nhiều

2.1.4 Điều chỉnh hình thái mặt cắt ngang lòng sông

Xói phổ biến lòng sông hạ du công trình hồ chứa sẽ làm cho hình thái mặt cắt và độ dốc dòng sông có những điều chỉnh rõ rệt Về hình thái mặt cắt, quá trình phát triển xói diễn ra với sự song hành của 3 hoạt động: Xói sâu, mở rộng và vừa xói sâu vừa mở rộng Trường hợp hai bờ sông có cấu tạo vật chất khó xói, lòng sông sẽ bị xói sâu, trường hợp đáy sông không thể xói thì lòng sông sẽ bị mở rộng, khi cả bờ và đáy sông đều khả biến thì dòng sông vừa xói sâu vừa mở rộng

2.1.5 Điều chỉnh độ dốc dọc lòng sông

Đồng thời với việc điều chỉnh trên mặt cắt ngang, độ dốc dọc dòng sông cũng có những điều chỉnh tương ứng Trong tình hình chung, chỉ cần lòng sông cấu tạo bởi vật chất có thể xói thì tùy theo sự phát triển của xói phổ biến, độ dốc dọc lòng sông sẽ biến thoải dần Đó là vì xói phổ biến lan truyền từ thượng lưu về hạ lưu, thượng lưu bị xói sâu, hạ lưu bị xói ít hơn Chỉ có trường hợp khi lớp mặt lòng dẫn là cát, lớp đáy là cuội sỏi có độ dốc lớn, mới xuất hiện trường hợp ngoại lệ

2.1.6 Chuyển hoá loại hình sông

Sau khi xây dựng công trình đầu mối, sự thay đổi các loại điều kiện nói chung là có lợi cho sự phát triển theo xu thế ổn định lòng sông Nhưng các yếu tố ảnh hưởng đến diễn biến lòng sông hạ du công trình hồ chứa nước là khá phức tạp yếu tố chủ yếu nhất có thể khái quát là trị số và quá trình của lưu lượng nước và lượng bùn cát xả xuống hạ du; điều kiện địa chất lòng sông và bờ sông; vị trí của chuẩn xâm thực ở hạ du

Trong các yếu tố ảnh hưởng nói trên, có tác dụng quyết định luôn vẫn là trị

số và quá trình của dòng nước và bùn cát tháo xuống Chỉ cần lòng sông tạo thành bởi vật chất dễ xói, cường độ xói và hình thái của lòng sông hạ du, cũng như có bị bồi lấp trở lại không đều phụ thuộc chủ yếu vào trị số và quá trình dòng chảy và bùn cát tháo xả xuông, mà điều này lại tùy thuộc vào phương thức vận hành của hồ chứa Có thể thấy phương thức vận hành hồ chứa không chỉ là yếu tồ mấu chốt quyết định lượng bồi lắng và phương thức bồi lắng trong hồ chứa, mà cũng là yếu tố mấu chốt quyết định cường độ và hình thức diến biến lòng sông hạ du, tạo ra mâu thuẫn chủ yếu nhất trong nhiều mâu thuẫn gây nên diễn biến thượng và hạ du hồ chứa

2.1.7 Phát sinh các tình thế nguy hiểm mới

Ở hạ du các hồ chứa, vào thời kỳ đầu khai thác, do quá trình tái tạo lòng dẫn xảy ra rất mãnh liệt, lòng sông bị xói sâu, mực nước cũng hạ thấp, các công trình dọc theo tuyến sông như đê điều, trạm bơm, cửa lấy nước, kè cống, cầu qua sông,

…không thích ứng với điều kiện mới, thường xảy ra các tình thế nguy hiểm:

- Sạt lở mái, uy hiếm an toàn của đê;

- Xói sâu chân kè, trụ mố cầu phá hoại công trình;

- Ảnh hưởng sự làm việc của các trạm bơm, của dòng nước;

- Tăng thêm các đoạn cạn trong luông lạch chạy tàu;

- Xuất hiện các đoạn sạt lở mới…

2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.2.1 Tổng quan các phương pháp nghiên cứu

Để nghiên cứu quá trình diễn biến lòng dẫn có thể sử dụng các phương pháp nghiên cứu sau:

- Phương pháp chỉnh lý, phân tích số liệu thực đo:

+ Phương pháp chỉnh lý, phân tích số liệu thực đo là phương pháp dựa theo các số liệu đo đạc địa hình, địa chất, thủy văn nhiều năm, phân tích vị trí, quy mô, tốc độ xói, bồi trên mặt bằng, trên mặt cắt dọc, mặt cắt ngang, tìm ra quy luật thống

kê và xu thế phát triển của đoạn sông nghiên cứu;

+ Phương pháp chỉnh lý, phân tích số liệu thực đo không bị hạn chế bởi điều kiện biến đổi dần của dòng chảy, và có thể nghiên cứu nó theo không gian 3 chiều Nhưng nó chỉ thích hợp cho việc nghiên cứu các quá trình diễn biến trong điều kiện

đã có tiền lệ trong quá khứ, không thể hoàn toàn dựa vào nó để dự báo tác động của các công trình trong tương lai

- Phương pháp mô hình toán:

+ Phương pháp mô hình toán là phương pháp dựa vào các hệ phương trình thích hợp cho dòng chảy và bùn cát tại đoạn sông nghiên cứu, xác định các điều kiện biên, điều kiện ban đầu hợp lý, tìm các lời giải giải tích hoặc lời giải số trị cho các vấn đề nghiên cứu;

+ Phương pháp mô hình toán với sự giúp đỡ của máy tính điện tử có nhiều điểm lợi cả về khoa học lẫn kinh tế, cho phép ta mô tả những gì đã xảy ra trong quá khứ và nhưng gì sẽ xảy ra trong tương lai với những điều kiện thay đổi tùy ý Nhưng hiện nay, phương pháp này chỉ có độ tin cậy chấp nhận được khi hạn chế trong bài toán 1D và 2D, trong điều kiện phải có số liệu đầu vào chất lượng cao, hơn thế nữa kết quả về trường vận tốc chỉ là trung bình độ sâu do vậy rất hạn chế trong việc phân tích diễn biến lòng dẫn Đối với mô hình 3D hiện nay ở nước ta đang bước đầu nghiên cứu và kết quả vẫn còn khác xa so với thực tế

- Phương pháp mô hình vật lý:

+ Phương pháp mô hình vật lý là phương pháp thu nhỏ đoạn sông nghiên cứu lại trong một khu vực có các trang thiết bị thí nghiệm, tái diễn dòng chảy trong sông thiên nhiên theo các định luật tương tự, để quan sát, đo đạc và từ các số liệu đo đạc tìm ra quy luật diễn biến của đoạn sông

+ Phương pháp mô hình vật lý có những lợi thế của phương pháp hình thái, hơn nữa nó có thể đặt công trình trong tương lai vào mô hình để nghiên cứu ảnh hưởng của nó sẽ gây ra Nhưng hạn chế của phương pháp này là rất khó thỏa mãn các điều kiện tương tự, nhất là các điều kiện tương tự về bùn cát, nên có thể có những sai lệch nhất định giữa mô hình và nguyên hình, mặt khác chi phí để xây dựng mô hình thường lớn, vì vậy chỉ những dự án lớn mới có điều kiện thực hiện

Từ những kết luận trên cùng với mục đích của luận văn là nhằm đánh giá được ảnh hưởng của điều tiết các hồ chứa thượng nguồn đối với chế độ dòng chảy,

sự thay đổi hình thái mặt bằng, mặt cắt ngang, mặt cắt dọc thời gian qua trong lòng dẫn sông Hồng đoạn qua Hà nội, nên trong luận văn này phương pháp nghiên cứu được sử dụng là phương pháp chỉnh lý, phân tích số liệu thực đo

2.2.2 Phương pháp chỉnh lý, phân tích số liệu thực đo

2.2.1.1 Nguồn số liệu

Số liệu sử dụng trong luận văn này được sưu tầm từ Trung tâm Khí tượng Thủy văn, Viện Khoa học Thủy Lợi

a) Số liệu thực đo về thủy văn

Số liệu lưu lượng, mực nước, bùn cát của các trạm Sơn Tây, Hà Nội, Thượng Cát từ 1960 đến 2012 Liệt số liệu này được chia thành các thời kỳ như sau:

- Từ năm (1960 ÷ 1969) là thời kỳ tiến hành đắp các bối lớn trên sông Hồng;

- Từ năm (1970 ÷ 1979) là thời kỳ sau lũ lịch sử năm 1971, các bối đã đắp xong;

- Từ năm (1980 ÷ 1989) là thời kỳ trước khi có hồ Hòa Bình;

- Từ năm (1990 ÷ 1999) là thời kỳ sau khi có hồ Hòa Bình;

- Từ năm (2000 ÷ 2009) là thời kỳ lòng sông Hồng có nhiều biến động, trước khi có hồ Tuyên Quang;

- Từ năm (2010 ÷ 2012) là thời kỳ sau khi có hồ Tuyên Quang

+ Bình đồ khảo sát sông Hồng các năm 2009, 2010, 2011, 2012 (tỷ lệ 1.5000), công ty tư vấn đầu tư Phú Hà (PHUHABIC) thuộc dự án đầu tư phát triển giao thông thủy đồng bằng Bắc Bộ của ngân hàng thế giới (WB6)

- Các số liệu về mặt cắt ngang:

+ Tài liệu đo đạc các mặt cắt ngang cố định trên sông Hồng các năm 1996,

2001 đến 2012 (tỷ lệ đứng 1/100, tỷ lệ ngang 1/5000) hệ cao độ quốc gia

Cao độ mới = Cao độ cũ + Chênh lệch ∆H(chênh lệch ở các trạm thủy văn xem bảng 2.1

Bảng 2.1 Hiệu chỉnh cao độ thủy văn theo cao độ Quốc gia

TT Tên sông Tên trạm Cao độ cũ

(m)

Cao độ mới (m)

Phương pháp tiến hành như sau:

- Số liệu lưu lượng, mực nước, bùn cát thực đo tại các trạm thủy văn Sơn Tây, Hà Nội được chia thành các thời kỳ như trên;

- Tính trung bình các tháng của mỗi thời kỳ, tiến hành vẽ biểu đồ quá trình lưu lượng, mực nước, bùn cát trung bình của mỗi thời kỳ;

- Tổng hợp các biểu đồ quá trình lưu lượng (hoặc mực nước, bùn cát) từng thời kỳ vào cùng hệ tọa độ;

- Từ biểu đồ tổng hợp này tiến hành phân tích, đánh giá những thay đổi của các thời kỳ so với nhau Từ đó giúp tìm ra mối liên hệ giữa hiện tượng xói bồi và các yếu tố ảnh hưởng

Bên cạnh phân tích quá trình lưu lượng, mực nước, bùn cát trung bình tháng trong năm, cũng có thể chọn ra một tháng để phân tích quá trình theo các ngày trong tháng

b) Xây dựng quan hệ lưu lượng – mực nước (Q - H)

Phương pháp tiến hành như sau:

- Số liệu lưu lượng, mực nước, thực đo tại các trạm thủy văn Sơn Tây, Hà Nội, Thượng Cát được chia thành các thời kỳ (10 năm một);

- Vẽ quan hệ Q – H ứng với mỗi thời kỳ;

- Tổng hợp các quan hệ Q – H từng thời kỳ vào cùng hệ tọa độ;

- Từ biểu đồ tổng hợp các quan hệ Q – H của các thời kỳ, tiến hành so sánh các đường cong cho ta căn cứ để phán đoán xu thế xói bồi trung bình của lòng dẫn

và sự thay đổi khả năng thoát lũ của lòng dẫn Thông thường, trong mùa kiệt vì dòng chảy nhỏ, tác dụng tạo lòng yếu, lòng dẫn tương đối ổn định, nếu với cùng một lưu lượng mùa kiệt, mực nước qua các thời kỳ có biến đổi rõ rệt thì chắc chắn lòng dẫn đã có xói, bồi

c) Phân tích tỷ lệ phân lưu

Phương pháp tiến hành như sau:

- Số liệu lưu lượng thực đo tại các trạm thủy văn Sơn Tây, Hà Nội, Thượng Cát được chia thành các thời kỳ (10 năm một);

- Xây dựng mối quan hệ giữa lưu lượng tổng tại Sơn Tây và lưu lượng trên sông Đuống ứng với mỗi thời kỳ;

- Từ quan hệ này, ứng với các cấp lưu lượng tại Sơn Tây tìm ra lưu lượng qua sông Đuống, từ đó tính được tỷ lệ phần trăm lưu lượng tại Sơn Tây chuyển qua sông Đuống;

- Căn cứ vào tỷ lệ này của các thời kỳ để rút ra các kết luận về tỷ lệ phân lưu, tìm ra nguyên nhân và phương pháp giảm các ảnh hưởng xấu

2.2.1.4 P hân tích số liệu quan trắc địa hình lòng dẫn

Cơ sở của phương pháp này là các tài liệu về địa hình, vì chính nó là sản phẩm của một quá trình diễn biến tại một thời điểm nào đó Cần có được ít nhất là

3 ÷ 5 tài liệu địa hình lòng sông, trong đó có địa hình của năm gần nhất

a) Phân tích diễn biến trên mặt bằng, mặt cắt ngang

Để phân tích, thường tiến hành chập bình đồ ở những thời kỳ tương ứng hoặc đặt chúng theo thứ tự vào các lưới tọa độ định sẵn Trên một bình đồ chập không nên thể hiện quá 2 thời kỳ, chỉ chập đường mép nước và 2 ÷ 3 đường đồng mức đặc trưng Từ bình đồ chập vạch ra ranh giới bồi xói, dùng mầu để thể hiện Từ đó, có thể tính toán khối lượng (thể tích), tốc độ bồi xói

Trước hết cần kiểm tra các bản đồ địa hình các thời kỳ có cùng tỷ lệ, cùng hệ tọa độ, hệ cao độ hay không, nếu không, cần tiến hành chỉnh lý Trên các bình đồ, cần tìm ra những mốc địa hình, địa vật chung để làm căn cứ chập hình

Ngoài ra, còn kết hợp chập các mặt cắt ngang để phân tích hình thái mặt cắt ngang lòng sông và biến hình xói bồi, làm cơ sở cho việc tính toán khối lượng và phân bố xói trong đoạn sông

Với số liệu thực đo các mặt cắt ngang, cũng có thể tính toán lượng xói bồi thông qua so sánh diện tích các mặt cắt ngang dưới cùng một cao trình nước nhất định Khi đã có lượng xói bồi tại các mặt cắt thì có thể ước tính khối lượng xói bồi trong các đoạn sông mà các mặt cắt ngang đó khống chế

b) Phân tích diễn biến trên mặt cắt dọc

Để nghiên cứu sự biến hóa xói bồi theo chiều dọc của lòng sông, có thể chập các đường trũng lòng sông (hoặc đường cao trình trung bình lòng dẫn) qua các thời

kỳ, thông qua phân tích, đối chiếu để đưa ra các nhận xét về các biến đổi của hố sâu, ngưỡng cạn

2.3 NHẬN XÉT CHUNG

Luận văn đề cập đến vấn đề tương tác giữa dòng chảy – lòng dẫn và công trình chỉnh trị sông, là vấn đề phức tạp, nhạy cảm và khó khăn trong khoa học chỉnh trị sông, vì nó tích hợp 3 lĩnh vực cơ học: chất lỏng (nước), chất rắn (công trình) và chất rời (lòng sông) Để giải quyết một phần nhỏ những vấn đề này trong luận văn

sử dụng phương pháp phân tích số liệu thực đo để làm sáng tỏ những nội dung nghiên cứu, cụ thể như sau:

- Để đánh giá được ảnh hưởng của điều tiết các hồ chứa thượng nguồn đối với chế độ dòng chảy sử dụng phương pháp chỉnh lý, phân tích chế độ dòng chảy (lưu lượng, mực nước, bùn cát), xây dựng quan hệ lưu lượng – mực nước (Q – H) qua các thời kỳ, xác định tỷ lệ phân lưu sang sông Đuống;

- Để phân tích diễn biến lòng dẫn sử dụng phương pháp chập bình đồ, chập mặt cắt ngang, chập đường trũng chủ lưu qua các năm, tính toán dung tích xói bồi của lòng dẫn với các mùa nước khác nhau

Tất nhiên, không thể nào hy vọng có được kết quả chính xác hoàn toàn, vì mới chỉ sử dụng 1 phương pháp (chỉnh lý, phân tích số liệu thực đo) Vấn đề là có được những thông tin từ những kết quả phân tích, đối tượng nghiên cứu sẽ dần dần được sáng tỏ bởi bản chất hiện tượng vật lý

CHƯƠNG 3 NGHIÊN CỨU SỰ BIẾN ĐỔI CHẾ ĐỘ DÒNG CHẢY, LÒNG DẪN SÔNG HỒNG ĐOẠN QUA HÀ NỘI TRƯỚC VÀ SAU KHI CÓ ĐIỀU TIẾT

CỦA CÁC CÔNG TRÌNH HỒ CHỨA THƯỢNG NGUỒN

3.1 NGHIÊN CỨU SỰ BIẾN ĐỔI CÁC YẾU TỐ DÒNG CHẢY TRONG LÒNG DẪN ĐOẠN SÔNG NGHIÊN CỨU

3.1.1 Đặc điểm các công trình hệ thống thượng nguồn hệ thống sông Hồng

Hiện nay, trên thượng nguồn hệ thống sông Hồng đã đưa vào hoạt động của

4 hồ chứa với các đặc điểm như sau:

3.1.1.1 Hồ Sơn La

- Cao trình mực nước chết: 175m;

- Cao trình mực nước dâng bình thường: 215m;

- Cao trình mực nước dâng gia cường: 217.83m;

- Cao trình mực nước trước lũ: 198,1m;

- Dung tích hiệu dụng: 6,504 tỷ m3;

- Dung tích phòng lũ cho hạ du: 4 tỷ m3( từ 198,1m – 215m)

3.1.1.2 Hồ Hòa Bình

- Cao trình mực nước chết: 80m;

- Cao trình mực nước dâng bình thường: 117m;

- Cao trình mực nước dâng gia cường: 122m;

- Cao trình mực nước trước lũ: 98,8m (sau khi Sơn La đưa vào hoạt động);

- Dung tích hiệu dụng: 5,65 tỷ m3

;

- Dung tích phòng lũ cho hạ du: 3 tỷ m3 (từ 98,8m – 117m)

3.1.1.3 Hồ Tuyên Quang

- Cao trình mực nước chết: 90m;

- Cao trình mực nước dâng bình thường: 120m;

- Cao trình mực nước dâng gia cường: 122.55m;

- Cao trình mực nước trước lũ: 105,22m;

- Dung tích hiệu dụng: 1,699 tỷ m3;

- Dung tích phòng lũ cho hạ du: 1 tỷ m3(từ 105,22m – 120m)

3.1.1.4 Hồ Thác Bà

- Cao trình mực nước chết: 46m;

- Cao trình mực nước dâng bình thường: 58m;

- Cao trình mực nước dâng gia cường: 61m;

- Cao trình mực nước trước lũ: 56,5m;

- Dung tích hiệu dụng: 2,16 tỷ m3

;

- Dung tích phòng lũ hạ du: 0,45 tỷ m3 (từ 56,5m – 58m)

3.1.1.5 Chu trình hoạt động của các hồ chứa thượng nguồn

Để đảm bảo chống lũ an toàn và nâng cao hiệu ích phát điện, quy định 3 thời

kỳ vận hành trong mùa lũ như sau:

- Trước 25 tháng 6, để cắt lũ tiểu mãn bảo vệ sản xuất và các công trình đang xây dựng ở hạ du, việc vận hành các hồ chứa như sau:

+ Hồ Hòa Bình xả xuống hạ du lưu lượng không lớn hơn 4.000m3/s Khi lưu lượng đến hồ lớn hơn 4.000m3/s, hồ Hòa Bình được sử dụng dung tích hồ đến cao trình 107m để cắt lũ Khi hồ Hòa Bình đã đạt cao trình 107m mà dự báo lưu lượng

về hồ vẫn lớn hơn 4.000m3/s, thì hồ Sơn La được sử dụng dung tích hồ đến cao trình 205m để tham gia cắt lũ nhằm giữ mực nước hồ Hòa Bình không quá cao trình 107m Nếu dự báo mực nước hồ Hòa Bình có thể vượt quá cao trình 107m thì hồ được phép xả xuống hạ du bằng lưu lượng đến hồ;

+ Hồ Tuyên Quang xả xuống hạ du lưu lượng không lớn hơn 1500m3

/s Khi lưu lượng đến hồ lớn hơn 1500m3/s, hồ được sử dung dung tích đến cao trình 113m

để cắt lũ Khi mực nước hồ đã đạt đến cao trình 113m mà dự báo lưu lượng về hồ vẫn lớn hơn 1500m3/s, thì hồ được phép xả xuống hạ du bằng lưu lượng đến hồ;

+ Khi lưu lượng đến các hồ giảm, vận hành xả nước đưa dần mực nước các

hồ về mức quy định trước lũ

- Vận hành chống lũ cho hạ du từ 26 tháng 6 đến 19 tháng 7

Bậc thang Sông Đà:

+ Khi dự báo mực nước tại Hà Nội vượt quá cao trình 11,5m trong 24h tới,

hồ Sơn La được sử dụng dung tích hồ đến cao trình 205m để cắt lũ, giữ mực nước tại Hà Nội không vượt quá cao trình 11,5m Khi mực nước tại Hà Nội xuống dưới cao trình 11m, vận hành xả nước đưa dần mực nước hồ về cao trình mực nước quy định trước lũ;

+ Hồ Hòa Bình không tham gia cắt lũ khi mực nước Hà Nội chưa vượt quá cao trình 11,5m;

+ Khi mực nước tại Hà Nội vượt quá cao trình 11,5m, hồ Sơn La được sử dụng tiếp dung tích hồ đến cao trình 208m, hồ Hòa Bình được sử dụng dung tích hồ đến cao trình 108m để điều tiết lũ Khi mực nước tại Hà Nội xuống dưới cao trình 11m, vận hành xả nước đưa dần mực nước các hồ về cao trình mực nước quy định trước lũ