Nghiên cứu lựa chọn hình thức công trình và giải pháp thi công công trình bảo vệ bờ biển xóm rớ tỉnh phú yên

Theo đơn vị quản lý hồ chứa Công ty TNHH một thành viên SôngChu thì nhu cầu dùng nước ở hạ du hồ chứa tăng lên so với thiết kế ban đầu vì vậy bài toán đặt ra là cần nâng cao dung tích hi

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành chương trình cao học và viết luận văn này, tôi đã nhậnđược sự hướng dẫn, giúp đỡ và góp ý nhiệt tình của quý thầy cô trường Đạihọc Thủy Lợi Hà Nội

Trước hết, tôi xin chân thành cảm ơn đến qúy thầy cô trường Đại họcThủy Lợi, đặc biệt là những thầy cô đã tận tình dạy bảo cho tôi suốt thời gianhọc tập tại trường

Tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến GS.TS Lê Kim Truyền và TS LêXuân Khâm đã dành rất nhiều thời gian và tâm huyết hướng dẫn nghiên cứu

và giúp tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp

Nhân đây, tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu trường Đại họcThủy Lợi cùng quý thầy cô trong Khoa Công trình, lãnh đạo Chi cục thủy lợiThanh Hóa đã tạo rất nhiều điều kiện để tôi học tập và hoàn thành tốt khóahọc

Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn tấm lòng của những người thântrong gia đình, bạn bè đã động viên giúp đỡ khích lệ tôi trong suốt quá trìnhhọc tập và hoàn thành luận văn này

Mặc dù tôi đã có nhiều cố gắng hoàn thiện luận văn bằng tất cả sự nhiệttình và năng lực của mình, tuy nhiên không thể tránh khỏi những thiếu sót, rấtmong nhận được những đóng góp qúy báu của qúy thầy cô và các bạn

Xin chân thành cảm ơn./

Hà Nội, tháng 11 năm 2015

Tác giả luận văn

Lê Hoàng Hà

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan rằng số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn làhoàn toàn trung thực và chưa hề được sử dụng để bảo vệ một học vị nào

Mọi sự giúp đỡ cho việc hoàn thành luận văn đã ghi trong lời cảm ơn.Các thông tin, tài liệu trình bày trong luận văn đã được ghi rõ nguồn gốc Tác giả luận văn

Lê Hoàng Hà

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

LỜI CAM ĐOAN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC HÌNH ẢNH v

DANH MỤC BẢNG vii

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN HIỆN TRẠNG HỒ CHỨA NƯỚC TỈNH THANH HÓA 3

1.1 Tóm tắt điều kiện tự nhiên và phát triển kinh tế xã hội khu vực nghiên cứu 3

1.2 Hiện trạng hồ chứa nước tỉnh Thanh Hóa 6

1.2.1 Hiện trạng cấp nước các hồ chứa 11

1.2.2 Hiện trạng hệ thống công trình 12

1.2.3 Hiện trạng hệ thống dẫn nước 15

1.2.4 Tình hình quản lý khai thác hệ thống công trình thủy lợi trong tỉnh Thanh Hóa 15

Kết luận chương 1 22

CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH DUNG TÍCH HIỆU DỤNG HỒ CHỨA SÔNG MỰC THEO CHỨC NĂNG NHIỆM VỤ MỚI 23

2.1 Giới thiệu công trình 23

2.1.1 Tóm tắt các đặc trưng thiết kế 24

2.1.2 Hiện trạng sử dụng nước 26

2.1.3 Hiện trạng tưới 27

2.2 Xác định nhiệm vụ công trình trong điều kiện mới 27

2.3 Tính toán dung tích hồ chứa theo nhiệm vụ mới 31

2.4 Xác định mực nước tính toán thiết kế 38

Kết luận chương 2 39

CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN GIẢI PHÁP CẢI TẠO NÂNG CẤP CÔNG TRÌNH HỒ CHỨA NƯỚC SÔNG MỰC THEO NHIỆM

VỤ MỚI 40

3.1 Các căn cứ và quy chuẩn, tiêu chuẩn áp dụng để bảo đảm an toàn đập 40 2.3.1 Nâng cao trình ngưỡng tràn kết hợp mở rộng khẩu độ tràn tràn .42 2.3.2 Nâng cao trình ngưỡng tràn kết hợp chuyển tràn tự do sang tràn có cửa van 43

2.3.3 Nâng cao trình ngưỡng tràn kết hợp chuyển hình thức tràn thực dụng sang tràn zích zắc 44

2.3.4 Nâng cao trình ngưỡng tràn kết hợp làm thêm tràn phụ, tràn sự cố 48

2.3.5 Nâng cao đỉnh đập 60

2.3.6 Nâng cao trình ngưỡng tràn + Nâng cao đập kết hợp với làm tường chắn sóng 60

2.3.7 Kết hợp các giải pháp với nhau 63

3.2 Tính toán kiểm tra an toàn công trình đầu mối 63

3.3 Nghiên cứu lựa chọn các giải pháp hợp lý nâng cấp công trình 71

Kết luận chương 3 74

TÀI LIỆU THAM KHẢO 75

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Hồ Cửa Đạt huyện Thường Xuân, tỉnh Thanh Hóa 7

Hình 1.2 Hồ Sông Mực huyện Như Thanh tỉnh Thanh Hóa 9

Hình 1.3 Hồ Yên Mỹ huyện Nông Cống, tỉnh Thanh Hóa 9

Hình 1.4 Hồ Cống Khê huyện Ngọc Lặc, tỉnh Thanh Hóa 10

Hình 2.1 Mặt cắt ngưỡng tràn đỉnh rộng 40

Hình 2.2 Mặt cắt của ngưỡng tràn thực dụng Ôphixêrôp 41

Hình 2.3 Mặt bằng và cắt dọc ngưỡng tràn khi được nâng cao, mở rộng 42

Hình 2.4 Chuyển hình thức tràn tự do sang tràn có cửa van 43

Hình 2.5 Cắt ngang ngưỡng tràn thực dụng 45

Hình 2.6 Mặt bằng và cắt ngang ngưỡng tràn zích zắc 45

Hình 2.7 Quan hệ giữa lưu lượng và mực nước của hình thức A, B và tràn Creager 47

Hình 2.8 Tổ hợp các hình thức kết cấu của tràn chính và tràn phụ 49

Hình 2.9 Đường quá trình xả lũ khi tràn chính và 49

Hình 2.10 Đường quá trình xả khi tràn chính tự do và tràn phụ kiểu tấm gập nhanh hoặc đập tự vỡ ( Trường hợp 1) 51

Hình 2.11 Đường quá trình xả khi tràn chính tự do và tràn phụ kiểu tấm gập .52

Hình 2.12 Đường quá trình xả khi tràn chính là tràn tự do và tràn phụ kiểu bản lệch trục ngang (Trường hợp 1) 52

Hình 2.13 Đường quá trình xả khi tràn chính tự do và tràn phụ kiểu bản lệch trục ngang (Trường hợp 2) 53

Hình 2.14 Đường quá trình xả lũ khi tràn chính có cửa và tràn phụ tự do 54

Hình 2.15 Đường quá trình xả khi tràn chính cócửa van và tràn phụ kiểu tấm gập nhanh hoặc đập tự vỡ ( Trường hợp 1) 56

Hình 2.16 Đường quá trình xả khi tràn chính cócửa van và tràn phụ kiểu tấm

gập nhanh hoặc đập tự vỡ ( Trường hợp 2) 57

Hình 2.17 Đường quá trình xả khi tràn chính có cửa van và tràn phụ kiểu bản lệch trục ngang (Trường hợp 1) 58

Hình 2.18 Đường quá trình xả khi tràn chính có cửa van và tràn phụ kiểu bản lệch trục ngang (Trường hợp 2) 59

Hình 2.19: Lắp ghép cửa van phụ ở phía trên 61

Hình 2.20 Áp trúc mái thượng lưu đập 61

Hình 2.21 Áp trúc mái thượng hạ lưu đập 61

Hình 2.22 Áp trúc mái thượng thượng hạ lưu đập 62

Hình 2.23 Đường quá trình lũ thiết kế và lũ kiểm tra đến hồ sông Mực 67

Hình 2.24 Quá trình lũ đến và xả qua tràn ứng với tần suất lũ thiết kế 0,5% 69

Hình 2.25.Quá trình lũ đến và xả qua tràn ứng với tần suất lũ kiểm tra 0,1% 70

Hình 2.26 Quan hệ cột nước trên đỉnh tràn và lưu lượng xả qua tràn 70

Hình 2.27: Lắp ghép cửa van phụ ở phía trên 71

Hình 2.28 Áp trúc mái thượng hạ lưu đập 72

Hình 2.29 Áp trúc mái thượng thượng hạ lưu đập 72

DANH MỤC BẢNG

Bảng 3.1 Bảng các nhà máy trồng mía 14Bảng 3.2 Bảng tổng hợp diện tích mía có khả năng tưới 14Bảng 3.3 Tổng hợp tình hình cấp nước cho sản xuất nông nghiệp theo lưuvực 15Bảng 2.1 Hệ số tăng lưu lượng n cuả tràn piano key A so với tràn Creager 46Bảng 2.2 Hệ số tăng lưu lượng (n) của tràn piano key B so với tràn Creager 47

MỞ ĐẦU

I Tính cấp thiết của Đề tài:

Thanh Hóa hiện có trên 610 hồ chứa, trong đó có 4 hồ chứa có dungtích từ 10 triệu m3 nước trở lên Đa phần các hồ chứa được xây dựng trướcnhững năm 1980 và xây dựng trong điều kiện nền kinh tế nước ta còn khókhăn nên việc đầu tư còn nhiều hạn chế Hơn nữa do điều kiện kĩ thuật chưaphát triển việc xác định nhiệm vụ công trình chưa lường hết sự phát triểnkinh tế xã hội của địa phương nên phần lớn các hồ chứa chỉ phục vụ tưới làchính, chưa đề cập đến phục vụ đa mục tiêu Qua nhiều năm sử dụng côngtrình thiếu vốn để duy tu bảo dưỡng và quản lý khai thác cũng thiếu quy trìnhnên nhiều hồ chứa bị xuống cấp, dẫn đến nguy cơ mất an toàn cho hồ chứa

Trong điều kiện hiện nay nhiều hồ chứa có nhu cầu nâng cao dung tích

dể đảm bảo các mục tiêu: Cấp nước cho nông nghiệp, cho thủy sản, chănnuôi, công nghiệp, dân sinh, giảm lũ cho hạ lưu, giảm lũ cho hạ lưu và biếnđổi khí hậu Hồ chứa nước Sông Mực là một trong những hồ nằm trong số đó

Theo đơn vị quản lý hồ chứa (Công ty TNHH một thành viên SôngChu) thì nhu cầu dùng nước ở hạ du hồ chứa tăng lên so với thiết kế ban đầu

vì vậy bài toán đặt ra là cần nâng cao dung tích hiệu dụng của hồ chứa này để

đảm bảo nhiệm vụ mới được đặt ra Trước những yêu cầu đã nêu đề tài “ Nghiên cứu nâng cao dung tích hồ chứa hồ Sông Mực tỉnh Thanh Hóa phục vụ theo nhiệm vụ mới” là cần thiết.

II Mục đích của Đề tài:

- Đánh giá hiện trạng các hồ chứa trên địa bàn tỉnh Thanh Hóa và xácđịnh nhiệm vụ của hồ chứa nước Sông Mực;

- Đánh giá kiểm tra sự an toàn của hồ chứa nước Sông Mực khi nângcao dung tích theo nhiệm vụ mới

III Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu:

Cách tiếp cận:

Từ kết quả nghiên cứu nhu cầu dùng nước và sử dụng nước hồ chứa SôngMực xác định dung tích hồ chứa cần thiết từ đó tính toán kiểm tra đưa ra giảipháp hợp lý công trình làm việc an toàn khi nâng cao dung tích hồ chứa theonhiệm vụ mới

Phương pháp nghiên cứu:

- Phương pháp thống kê, phân tích đánh giá các công trình đã có , các số liệu thu thập được

- Phương pháp điều tra đo đạc, quan sát thực tế, điều tra hiện trường

- Phương pháp so sánh lựa chọn tối ưu

- Phương pháp mô hình toán, sử dụng các phần mềm thông dụng để làm công

cụ tính toán

- Phương pháp chuyên gia Tranh thủ ý kiến của các nhà khoa học, các nhàquản lý có kinh nghiệm

- Ứng dụng công trình thực tế

IV Kết quả dự kiến đạt được:

- Xác định được dung tích của hồ chứa sông Mực theo chức năng nhiệm vụ mới

- Nghiên cứu lựa chọn giải pháp cải tạo nâng cấp công trình hồ chứa sôngMực

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN HIỆN TRẠNG HỒ CHỨA NƯỚC TỈNH

THANH HÓA 1.1 Tóm tắt điều kiện tự nhiên và phát triển kinh tế xã hội khu vực nghiên cứu

I ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN:

1 Vị trí địa lý

Thanh Hoá nằm ở cực Bắc Miền Trung, cách Thủ đô Hà Nội 150 km vềphía Nam, cách Thành phố Hồ Chí Minh 1.560km Phía Bắc giáp với ba tỉnhSơn La, Hoà Bình và Ninh Bình, phía Nam giáp tỉnh Nghệ An, phía Tây giáptỉnh Hủa Phăn (nước Cộng hoà dân chủ nhân dân Lào), phía Đông là VịnhBắc Bộ

Thanh Hoá nằm trong vùng ảnh hưởng của những tác động từ vùng kinh tếtrọng điểm Bắc Bộ, các tỉnh Bắc Lào và vùng trọng điểm kinh tế Trung bộ, ở

vị trí cửa ngõ nối liền Bắc Bộ với Trung Bộ, có hệ thống giao thông thuận lợinhư: đường sắt xuyên Việt, đường Hồ Chí Minh, các quốc lộ 1A, 10, 45, 47,217; cảng biển nước sâu Nghi Sơn và hệ thống sông ngòi thuận tiện cho lưuthông Bắc Nam, với các vùng trong tỉnh và đi quốc tế Hiện tại, Thanh Hóa cósân bay Sao Vàng và đang dự kiến mở thêm sân bay quốc tế sát biển phục vụcho Khu kinh tế Nghi Sơn và khách du lịch

- Vùng đồng bằng có diện tích đất tự nhiên là 162.341 ha, chiếm 14,61%diện tích toàn tỉnh, được bồi tụ bởi các hệ thống Sông Mã, Sông Bạng, SôngYên và Sông Hoạt Độ cao trung bình từ 5- 15m, xen kẽ có các đồi thấp và

núi đá vôi độc lập.Đồng bằng Sông Mã có diện tích lớn thứ ba sau đồng bằngSông Cửu Long và đồng bằng Sông Hồng

- Vùng ven biển có diện tích 110.655 ha, chiếm 9,95% diện tích toàntỉnh,với bờ biển dài 102 km, địa hình tương đối bằng phẳng Chạy dọc theo bờbiển là các cửa sông Vùng đất cát ven biển có độ cao trung bình 3-6 m, có bãitắm Sầm Sơn nổi tiếng và các khu nghỉ mát khác như Hải Tiến (Hoằng Hoá) vàHải Hoà (Tĩnh Gia) ; có những vùng đất đai rộng lớn thuận lợi cho việc nuôitrồng thuỷ sản và phát triển các khu công nghiệp, dịch vụ kinh tế biển

3 Khí hậu

Thanh Hoá nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa với 4 mùa rõ rệt

- Lượng mưa trung bình hàng năm khoảng 1600-2300mm, mỗi năm cókhoảng 90-130 ngày mưa Độ ẩm tương đối từ 85% đến 87%, số giờ nắngbình quân khoảng 1600-1800 giờ Nhiệt độ trung bình 230C - 240C, nhiệt độgiảm dần khi lên vùng núi cao

- Hướng gió phổ biến mùa Đông là Tây bắc và Đông bắc, mùa hè làĐông và Đông nam

Đặc điểm khí hậu thời tiết với lượng mưa lớn, nhiệt độ cao, ánh sáng dồidào là điều kiện thuận lợi cho phát triển sản xuất nông, lâm, ngư nghiệp

II.- TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN:

1 Tài nguyên đất:

Thanh Hoá có diện tích tự nhiên 1.112.033 ha, trong đó đất sản xuất nông

nghiệp 245.367 ha; đất sản xuất lâm nghiệp 553.999 ha; đất nuôi trồng thuỷ sản10.157 ha; đất chưa sử dụng 153.520 ha với các nhóm đất thích hợp cho pháttriển cây lương thực, cây lâm nghiệp, cây công nghiệp và cây ăn quả

2 Tài nguyên rừng:

Thanh Hoá là một trong những tỉnh có tài nguyên rừng lớn với diện tíchđất có rừng là 484.246 ha, trữ lượng khoảng 16,64 triệu m3 gỗ, hàng năm cóthể khai thác 50.000 - 60.000 m3 Rừng Thanh Hoá chủ yếu là rừng cây lá

rộng, có hệ thực vật phong phú đa dạng về họ, loài; có các loại gỗ quý hiếmnhư: lát, pơ mu, sa mu, lim xanh, táu, sến, vàng tâm, dổi, de, chò chỉ Các loạithuộc họ tre nứa gồm có: luồng, nứa, vầu, giang, tre Ngoài ra còn có: mây,song, dược liệu, quế, cánh kiến đỏ … Các loại rừng trồng có luồng, thôngnhựa, mỡ, bạch đàn, phi lao, quế, cao su Thanh Hoá là tỉnh có diện tích luồnglớn nhất trong cả nước với diện tích trên 50.000 ha

Rừng Thanh Hoá cũng là nơi quần tụ và sinh sống của nhiều loài độngvật như: hươu, nai, hoẵng, vượn, khỉ, lợn rừng, các loài bò sát và các loàichim … Đặc biệt ở vùng Tây nam của tỉnh có rừng quốc gia Bến En, vùngTây Bắc có các khu bảo tồn thiên nhiên Pù Hu, Pù Luông, Xuân Liên, lànhững khu rừng đặc dụng, nơi tồn trữ và bảo vệ các nguồn gien động, thựcvật quí hiếm, đồng thời là các điểm du lịch hấp dẫn đối với du khách

3 Tài nguyên biển:

Thanh Hoá có 102 km bờ biển và vùng lãnh hải rộng 17.000 km2, vớinhững bãi cá, bãi tôm có trữ lượng lớn Dọc bờ biển có 5 cửa lạch lớn, thuậnlợi cho tàu thuyền đánh cá ra vào Đây cũng là những trung tâm nghề cá củatỉnh Ở vùng cửa lạch là những bãi bồi bùn cát rộng hàng ngàn ha, thuận lợicho nuôi trồng hải sản, trồng cói, trồng cây chắn sóng và sản xuất muối Diệntích nước mặn ở vùng biển đảo Mê, Biện Sơn có thể nuôi cá song, trai ngọc,tôm hùm và hàng chục ngàn ha nước mặn ven bờ thuận lợi cho nuôi nhuyễnthể vỏ cứng như ngao, sò …

Vùng biển Thanh Hoá có trữ lượng khoảng 100.000 - 120.000 tấn hảisản, với nhiều loại hải sản có giá trị kinh tế cao

4 Tài nguyên khoáng sản:

Thanh Hoá là một trong số ít các tỉnh ở Việt Nam có nguồn tài nguyênkhoáng sản phong phú và đa dạng; có 296 mỏ và điểm khoáng sản với 42 loạikhác nhau, nhiều loại có trữ lượng lớn so với cả nước như: đá granit vàmarble (trữ lượng 2 -3 tỉ m3), đá vôi làm xi măng (trên 370 triệu tấn), sét làm

xi măng (85 triệu tấn), crôm (khoảng 21 triệu tấn), quặng sắt (2 triệu tấn),

secpentin (15 triệu tấn), đôlômit (4,7 triệu tấn), ngoài ra còn có vàng sakhoáng và các loại khoáng sản khác.

5 Tài nguyên nước:

Thanh Hóa có 4 hệ thống sông chính là sông Hoạt, sông Mã, sông Bạng,

sông Yên với tổng chiều dài 881 km, tổng diện tích lưu vực là 39.756km2;tổng lượng nước trung bình hàng năm 19,52 tỉ m3 Sông suối Thanh Hoá chảyqua nhiều vùng địa hình phức tạp, là tiềm năng lớn cho phát triển thủy điện.Nước ngầm ở Thanh Hoá cũng rất phong phú về trữ lượng và chủng loại bởi

vì có đầy đủ các loại đất đá trầm tích, biến chất, mac ma và phun trào

1.2 Hiện trạng hồ chứa nước tỉnh Thanh Hóa

Hiện nay, trên địa bàn tỉnh Thanh Hóa có 610 hồ chứa nước đangphục vụ tưới cho hơn 71.305 ha Các hồ chứa được phân theo dung tích nhưsau:

a) Hồ chứa nước Cửa Đạt.

Hồ chứa nước Cửa Đạt có đầu mối nằm trên đất xã Xuân Mỹ, huyệnThường Xuân cách thành phố Thanh Hóa 80km về phía Tây Là hồ chứanước đa mục tiêu, công trình thủy lợi lớn nhất Thanh Hóa ở thời điểm hiệntại Diện tích lưu vực là 5938 Km2, trong đó có 4905 km2 thuộc địa phận

Lào, chiếm 82,6% diện tích lưu vực Hồ Cửa Đạt sẽ đảm bảo nước cho sảnxuất nông nghiệp, công nghiệp, sinh hoạt của toàn bộ vùng đông bằng phíanam Sông Mã, cắt lũ sông Chu, phát điện, đẩy mặn cho du hạ sông Mã, tạo racảnh quan, môi trường và điều kiện kinh tế - xã hội của vùng

Nhiệm vụ công trình là: Giảm lũ với tần suất 0,6%, bảo đảm mực nướctại Xuân Khánh không vượt quá 13,71m (lũ lịch sử năm 1962) Cấp nước chocông nghiệp và sinh hoạt với lưu lượng 7,715 m3/s Tạo nguồn nước tưới ổnđịnh cho 86.862 ha đất canh tác (trong đó nam Sông Chu là 54.043ha và bắcSông Chu-Nam Sông Mã là: 32.831 ha), kết hợp phát điện công suất lắp máyN=97MW

Hình 1.1 Hồ Cửa Đạt huyện Thường Xuân, tỉnh Thanh Hóa

Bổ sung nước mùa kiệt cho hạ lưu để đẩy mặn, cải tạo môi trường sinhthái với lưu lượng Q= 30,42 m3/s Khởi công xây dựng ngày 02/02/2004, tíchnước từ ngày 26/11/2009 và hoàn thành công trình đầu mối vào năm 2010.Hiện nay hệ thống kênh Bắc sông Chu – Nam sông Mã bao gồm kênh Chínhdài 16,4 km, kênh chính Bắc dài 58,5 km, kênh chính Nam dài 43,3 km, 55kênh cấp I, 150 kênh cấp II, 72 kênh cấp III đang được triển khai thi công đểdảm bảo cung cấp nước cho 32.831 ha của 6 huyện Ngọc Lặc, Thường Xuân,Thọ Xuân, Cẩm Thủy, Yên Định và Thiệu Hóa Sau khi hệ thống kênh Bắc

sông Chu – Nam sông Mã hoàn thành sẽ đảm nhận toàn bộ diện tích mà hiệnnay trạm bơm Kiểu và các trạm bơm vùng tả Thọ Xuân đang phục vụ.

Như vậy hệ thống kênh Bắc sông Chu – Nam sông Mã sẽ thay thế khutưới của 188 công trình gồm 21 công trình của huyện Ngọc Lặc, 24 trạm bơmcủa huyện Thường Xuân, 80 trạm bơm huyện Yên Định và 33 trạm bơm vùng

tả sông Chu thuộc huyện Thiệu Hóa

b) Hồ Sông Mực

Hồ Sông Mực được bắt đầu xây dựng từ năm 1977, hoàn thành các hạngmục chính năm 1981 có diện tích lưu vực 236 km2, hệ số dòng chảy 0,44,dung tích 200.10^6 m3; Whi=187.10^6 m3; Wsc=323.10^6 m3;Qtrtk0,5%=267 m3/s; tưới cho 11344ha; cắt giảm lũ với tần suất P=0,5%;giảm đỉnh lũ từ 2.400 m3/s xuống còn 200m3/s Hạn chế ngập lụt sông Yên4540ha, phát điện 1,8 Mw, hệ số lợi dụng kênh mương bằng 0,687, năm 1999được quy định là 0,7, qtk=1,1 l/s/ha

Năm 2007 được nâng cấp, các chỉ tiêu thiết kế: MN chết: +18,0m;MNDBT=+33,0m tương úng với Whi=180.10^6 m3; cao trình đỉnh đập đất +39,40m; cao trình tường chắn sóng +40,4m; xây dựng tràn xả sâu cửa vancung đóng mở bằng thủy lực, cao trình ngưỡng tràn +28,0m; 2 cửa van điềutiết gồm cửa bxh= 2*(4x5)m, đảm bảo cấp nước cho 11.344 ha, cấp nước chonhà máy đường Nông Cống, nhà máy giấy Lam Sơn và khu kinh tế Nghi Sơn,cắt giảm lũ với tần suất P=0,5%, giảm đỉnh lũ từ 2.400 m3/s xuống còn200m3/s Hạn chế ngập lụt sông Yên 4540ha

Hình 1.2 Hồ Sông Mực huyện Như Thanh tỉnh Thanh Hóa

c) Hồ Yên Mỹ

Hồ Yên Mỹ được xây dựng năm 1978 có diện tích lưu vực 137 km2,dung tích 61.10^6 m3, Whi=58.10^6 m3, tưới cho 5840 ha, qtk= 1,33 l/s/ha,qmin= 0,56 l/s/ha, hệ số lợi dụng kênh mương bằng 0,75

Hình 1.3 Hồ Yên Mỹ huyện Nông Cống, tỉnh Thanh Hóa

Năm 2003 được nâng cấp, các chỉ tiêu thiết kế như sau, MN chết=+8,45m; MNDBT= +20,36m tương ứng Whi= 83.10^6 m3; MNSC= +23,03

m ứng với Wsc= 124,6.10^6 m3; cao trình đỉnh đập đất +24,5m; đỉnh tườngchắn sóng +25,03 m; xây dựng tràn xả sâu ba cửa van cung 3*(bxh)=

3*(6x3,86)m; Qtran= 454 m3/s, đảm bảo cấp nước cho 5840 ha và cấp nước

55000 m3/ ngày đêm cho khu kinh tế Nghi Sơn, cắt giảm 50% tổng lượng lũ của sông Thị Long với tần suất P=1%

Ngoài 3 hồ chứa trên thì Thanh Hóa còn một số hồ chứa lớn khác như hồHao Hao, hồ Thung Bằng, hồ Đồng Ngư, Bỉnh Công, Tây Trác, Đồng Bể,Cống Khê, Đồng Chùa, Kim Giao II có dung tích trên 3 triệu m3

Hình 1.4 Hồ Cống Khê huyện Ngọc Lặc, tỉnh Thanh Hóa

3.1.1.2 Các hồ chứa nhỏ

Tỉnh Thanh Hóa có 577 hồ chứa nhỏ Từ năm 2000 đến năm 2014 số

hồ được đầu tư sửa chữa, nâng cấp là 196 hồ, còn lại 401 hồ chưa được sửachữa, nâng cấp, trong đó có 108 hồ đã bị hư hỏng nặng, không đảm bảo antoàn cần được ưu tiên sữa chữa, nâng cấp Tình trạng chung của các hồ nhưsau:

Đập đất, thấp, mặt cắt đập nhỏ, chiều rộng mặt đập bé, không có thiết

bị thoát nước hạ lưu, mái thượng hạ lưu bị xói lở nghiêm trọng, mái hạ lưu bịthấm khi hồ tích đầy nước, mái hạ lưu thấm xuất hiện cung trượt;

Cống lấy nước: các cống xây dựng từ lâu, cửa van vận hành bố trí ởphía thượng lưu đập nên khó khăn khi vận hành; Đa số bị hiện tượng lùngmang và lùng đáy cống, cửa cống là cửa van phẳng đóng không kín, dàn đóng

mở, cầu công tác đã bị hư hỏng nhiều, thiếu kinh phí tu bổ sửa chữa, địaphương chỉ đủ kinh phí để sửa các hư hỏng nhỏ;

Tràn xả lũ: Cơ bản là tràn đất, phần dốc nước, bể và sân sau tiêu năng

bị xói lở, có những hồ tạo thành hố xói sâu phía hạ lưu tràn

1.2.1 Hiện trạng cấp nước các hồ chứa

Hiện nay, trên địa bàn tỉnh Thanh Hóa có 610 hồ chứa nước đangphục vụ tưới cho hơn 71.305 ha Các hồ chứa được phân theo dung tích nhưsau:

để đầu tư

Các hồ đều có tình trạng chung là:

- Đập đất thấp, chiều rộng mặt đập bé, không có thiết bị thoát nước hạlưu, mái thượng hạ lưu bị xói lở nghiêm trọng, mái hạ lưu bị thấm khi hồ tíchđầy nước, mái hạ lưu thấm xuất hiện cung trượt có nguy cơ vỡ

- Cống lấy nước: Các cống xây dựng từ lâu, cửa van vận hành bố trí ởphía thượng lưu đập nên khó khăn khi vận hành; Đa số bị lùng mang và đáycống, cửa cống là cửa van phẳng đóng không kín, dàn đóng mở, cầu công tác

tỉnh Thanh Hóa có 2.250 công trình tưới tiêu đầu mối Trong đó có 02

hồ chứa nước cấp quan trọng Quốc Gia là hồ Cửa Đặt và hồ Sông Mực, 09

hồ chứa nước quan trọng cấp tỉnh là hồ Yên Mỹ, Đồng Ngư, Bỉnh Công, TâyTrác, Đồng Bể, Cống Khê, Đồng Chùa, Kim Giao II

- Hồ chứa Hiện nay trên địa bàn tỉnh Thanh Hóa có 610 hồ chứa trong

đó 432 hồ chứa có diện tích tưới Ft≥ 10ha

- Đập dâng 831 cái, trong đó 368 đập dâng có diện tích tưới Ft≥ 10ha

- Trạm bơm các loại:

+ Trạm bơm tưới 788 trạm

+ Trạm bơm tiêu 64 trạm

Trạm bơm tưới tiêu kết hợp 39 trạm

Trong số những công trình tưới trên có 6 hệ thống lớn theo thiết kếđảm bảo tưới được từ 4.000 đến 50.000 ha như hồ Cửa Đặt 86.000ha, đập BáiThượng 50.000 ha, Trạm bơm Sa loan 4000 ha, hồ Yên Mỹ 5800ha, Trạmbơm Kiểu 14.000 ha hồ Sông Mực 11.800 ha, trạm bơm Hoằng Khánh19.000 ha

Tổng năng lực tưới theo thiết kế: 222.000 ha

Trong đó: - DNTN quản lý: 125.000 ha

- Các thành phần khác quản lý: 97.000 ha

+ Tưới tự chảy (Hồ, đập dâng): 119.000 ha

Tưới màu và cây công nghiệp: 30.000 ha

Kênh mương đã kiên cố 3.537,20/ 7.185 km đạt gần 50% kế hoạch,trong đó kênh liên huyện, liên xã 733,69/ 1.486 km đạt 49,30%, kênh nộiđồng 2.803,6 km/5.612 km đạt 50% ( các huyện đồng bằng 2.445,9/4.653,8km đạt 52,5% kế hoạch, các huyện miền núi 352,22/ 958,149 km đạt36,7% kế hoạch)

Công ty thủy nông sông Chu đã làm được 455,08/1103 km đạt 41,3% ,công ty thủy nông Bắc sông Mã 111,2/272,9 km đạt 40,74% , công ty thủynông Nam sông Mã 79,1/110 km đạt 72%

Tuy nhiên vào những năm nắng hạn chế gay gắt vẫn còn nhiều diệntích thiếu nước, năm hạn xảy ra gay gắt như năm 1998, 2010 diện tích hạntoàn tỉnh lên tới 45.000 ha thời gian kéo dài nhiều tháng, từ tháng I đến tháng

IV và tháng VI dến tháng VII

Cấp nước tưới cho cây công nghiệp vẫn còn rất hạn chế, cây mía có

diện tích lớn khoảng 30.000 ha nhưng hiện nay mới tưới được khoảng trên

1000 ha, năng suất còn rất thấp, trung bình toàn tỉnh còn khoảng 60 tấn/ha

đồi

Ruộngchuyê

n màu

Đấtbãi

Đấtđồi

Ruộngchuyê

n màu

Đấtbãi

1 Việt - Đài 16.754 11.946 2.256 2.552 16.754 11.946 2.256 2.552

2 Lam Sơn 24.000 19.890 1.268 2.842 24.000 19.890 1.268 2.842

Tổng 46.76 6 37.22 3 3.524 6.01 9 46.76 6 37.22 3 3.524 6.019

Nguồn: Rà soát tổng quan mía đường Việt Nam – Viện QHTL

Căn cứ vào địa hình vùng mía và các công trình thủy lợi hiện có, khả

năng các vị trí có thể xây dựng công trình thủy lợi, toàn tỉnh có khoảng

13.000 ha có thể cung cấp nước tưới nhưng chưa có công trình thủy lợi

Bảng 3.2 Bảng tổng hợp diện tích mía có khả năng tưới

Hiện

tại Tươn g lai Tổng Lúa + màu Mía Tổn g

Lúa + mà u Mía Tổng

Lúa + màu Mía

1538

Nông

Tổng 31.29 5 39.140 35.61 7 22.65 5 12.95 0 6.27 5 6.70 5

Tuy nhiên để tưới cho mía cần phải xây dựng các công trình phù hợp

Ngoài cây mía, các cây công nghiệp khác hầu hết đang nhờ nước mưa

Bảng 3.3 Tổng hợp tình hình cấp nước cho sản xuất nông nghiệp theo lưu

vực.

Tên lưu vực Dân số Flv(km2) Đất NN

(ha)

Đất có thể tưới (ha)

Đất đã được tưới (ha)

Các khu vực khó tưới hiện nay ở Thanh Hóa, tập trung ở 2 vùng chính

là ven biển và trung du miền núi

1.2.3 Hiện trạng hệ thống dẫn nước

Kênh mương đã kiên cố 3.537,20/ 7.185 km đạt gần 50% kế hoạch,trong đó kênh liên huyện, liên xã 733,69/ 1.486 km đạt 49,30%, kênh nộiđồng 2.803,6 km/5.612 km đạt 50% ( các huyện đồng bằng 2.445,9/4.653,8km đạt 52,5% kế hoạch, các huyện miền núi 352,22/ 958,149 km đạt36,7% kế hoạch)

Công ty thủy nông sông Chu đã làm được 455,08/1103 km đạt 41,3% ,công ty thủy nông Bắc sông Mã 111,2/272,9 km đạt 40,74% , công ty thủynông Nam sông Mã 79,1/110 km đạt 72%

1.2.4 Tình hình quản lý khai thác hệ thống công trình thủy lợi trong tỉnh Thanh Hóa

1 Tổng quan tình hình quản lý khai thác hệ thống công trình trong tỉnh Thanh Hóa

Thanh Hóa có 2.250 công trình tưới tiêu đầu mối Trong đó có 02 hồchứa nước cấp quan trọng Quốc Gia là hồ Cửa Đặt và hồ Sông Mực, 09 hồchứa nước quan trọng cấp tỉnh là hồ Yên Mỹ, Đồng Ngư, Bỉnh Công, TâyTrác, Đồng Bể, Cống Khê, Đồng Chùa, Kim Giao II

- Hồ chứa Hiện nay trên địa bàn tỉnh Thanh Hóa có 610 hồ chứa trong

đó 432 hồ chứa có diện tích tưới Ft≥ 10ha

- Đập dâng 831 cái, trong đó 368 đập dâng có diện tích tưới Ft≥ 10ha

- Trạm bơm các loại:

+ Trạm bơm tưới 788 trạm

+ Trạm bơm tiêu 64 trạm

Trạm bơm tưới tiêu kết hợp 39 trạm

Trong số những công trình tưới trên có 6 hệ thống lớn theo thiết kếđảm bảo tưới được từ 4.000 đến 50.000 ha như hồ Cửa Đặt 86.000ha, đập BáiThượng 50.000 ha, Trạm bơm Sa loan 4000 ha, hồ Yên Mỹ 5800ha, Trạmbơm Kiểu 14.000 ha hồ Sông Mực 11.800 ha, trạm bơm Hoằng Khánh19.000 ha

Tổng năng lực tưới theo thiết kế: 222.000 ha

Tưới màu và cây công nghiệp: 30.000 ha

Kênh mương đã kiên cố 3.537,20/ 7.185 km đạt gần 50% kế hoạch,trong đó kênh liên huyện, liên xã 733,69/ 1.486 km đạt 49,30%, kênh nộiđồng 2.803,6 km/5.612 km đạt 50% ( các huyện đồng bằng 2.445,9/4.653,8km đạt 52,5% kế hoạch, các huyện miền núi 352,22/ 958,149 km đạt36,7% kế hoạch)

Công ty thủy nông sông Chu đã làm được 455,08/1103 km đạt 41,3% ,công ty thủy nông Bắc sông Mã 111,2/272,9 km đạt 40,74% , công ty thủynông Nam sông Mã 79,1/110 km đạt 72%

2 Công tác quản lý khai thác hồ đập trong tỉnh thanh hóa

2.1 Tổ chức quản lý, khai thác

- Công ty TNHH một thành viên Sông Chu quản lý 44 hồ chứa hồchứa, có nhiệm vụ cấp nước tưới cho 48.065ha (trong đó có 11 hồ chứa đượcchuyển giao từ các tổ chức hợp tác dung nước trên địa bàn huyện Tĩnh Giacho Công ty TNHH một thành viên Sông Chu quản lý nhằm đảm bảo an toàncho vùng hạ du công trình và khu Kinh tế Nghi Sơn tại Công văn số12327/UBND-NN ngày 15/12/2014 của UBND tỉnh Thanh Hóa)

Đội ngũ cán bộ kỹ thuật, công nhân vận hành của Công ty có trình độ,chuyên môn quản lý, vận hành hồ chứa; công tác quản lý vận hành theo quytrình nên ít xảy ra sự cố

- Các địa phương (trực tiếp là các HTX, UBND xã hoặc thôn) được giaoquản lý 566 hồ có quy mô vừa và nhỏ phục vụ tưới cho 23.240 ha Do thiếu cán

bộ kỹ thuật, người quản lý vận hành hồ chứa chưa được đào tạo, công tác quản

lý an toàn đập thiếu sự quan tâm từ cấp chính quyền huyện, thiếu kinh phí duy tubảo dưỡng nên hồ xuống cấp nhanh và thường xảy ra sự cố

2.2 Công tác quản lý an toàn hồ đập

a) Công tác lập tờ khai quản lý an toàn đập

Tổng số hồ chứa trên địa bàn tỉnh đã lập tờ khai quản lý an toàn đậptheo quy định là 426/610 hồ chứa

Đối với các hồ chứa do công ty quản lý, tờ khai quản lý an toàn đậpcủa công ty được kê khai đầy đủ nội dung các thông tin trong tờ khai do cáccông trình của công ty quản lý tài liệu lưu trữ đầy đủ; Đối với các công trình

do các Hợp tác xã, UBND xã quản lý tờ khai quản lý an toàn đập số liệu kêkhai còn thiều nhiều do các công trình đã được xây dựng từ những năm 1970,

1980 do nhân dân xây dựng thủ công, không có tài liệu lưu trữ

Đối với các công trình hồ chứa chưa có tờ khai quản lý an toàn đập,UBND tỉnh Thanh Hóa đã giao Sở Nông nghiệp và PTNT Thanh Hóa đônđốc, chỉ đạo các Chủ đập tiếp tục kê khai đăng ký an toàn đập, nhất là các hồđập đã được cải tạo nâng cấp

b) Công tác kiểm định an toàn đập

Hồ chứa nước có dung tích trữ bằng hoặc lớn hơn 10 triệu m3: Có 04

hồ chứa: hồ Cửa Đạt, hồ Sông Mực, hồ Yên Mỹ và hồ Hao Hao mới được sửachữa nâng cấp và làm mới từ 2004 đến năm 2009, do vậy 04 hồ này chưa làmcông tác kiểm định an toàn đập, có 01 hồ đến thời hạn kiểm định đó là hồchứa nước Yên Mỹ (thời gian kiểm định là năm 2015)

Hồ chứa có dung tích nhỏ hơn 10 triệu m3: Đến nay chưa có hồ nàotiến hành công tác kiểm định an toàn đập do chưa có kinh phí để thực hiện

c) Công tác lập phương án phòng chống lũ lụt cho vùng hạ du đập

Hàng năm trên địa bàn tỉnh mới chỉ lập phương án phòng, chống lũ lụtcho vùng hạ du đập của 03 công trình hồ chứa gồm: hồ Yên Mỹ, hồ SôngMực và hồ Cửa Đạt Tuy nhiên việc lập phương án phòng chống lũ lụt chovùng hạ du đập mới chỉ dựa vào bản đồ khu vực kết hợp với việc điều tranghiên cứu tại thực địa, không có kinh phí để xác định, tính toán cụ thể, chưađáp ứng đúng và đầy đủ theo hướng dẫn tại mục IV của Thông tư số 33/2008/TT-BNN

d) Về quy trình vận hành điều tiết các hồ chứa nước

Hiện tại, có 64/610 hồ chứa có quy trình vận hành được duyệt theoquy định Các hồ chứa còn lại chủ đập chưa lập quy trình vận hành trình cơquan quản lý Nhà nước có thẩm quyền phê duyệt mà chỉ vận hành hồ chứatheo kinh nghiệm

e) Tình hình thực hiện các quy định về quản lý vận hành, khai thác vàkiểm tra hồ chứa

- Công tác quản lý, vận hành khai thác và kiểm tra hồ chứa cơ bảntuân thủ đầy đủ các nội dung quy định theo tiêu chuẩn quốc gia TCVN8414:2010 Hàng năm, UBND tỉnh Thanh Hóa giao Sở Nông nghiệp vàPTNT chỉ đạo các công ty, các địa phương và các chủ đập tổ chức kiểm tracông trình trước, sau mùa mưa lũ để tổng hợp báo cáo kịp thời theo quy định;Đồng thời tổ chức kiểm tra định kỳ đột xuất một số hồ chứa lớn có nguy cơmất an toàn và có thông báo kết quả kiểm tra cho các đơn vị kịp thời khắcphục những tồn tại trong công tác quản lý đảm bảo an toàn công trình Tuynhiên đối với các hồ chứa nhỏ do địa phương quản lý, việc lập phương án chưađạt yêu cầu, chưa tuân thủ theo nội dung quy định của Nghị định 72 UBND các

xã mới chỉ lập phương án PCLB chung cho toàn xã trong đó có phần phòngchống bão lụt cho hồ chứa, chưa có phương án riêng cho công trình nên khi cótình huống xảy ra thì lúng túng trong xử lý

- Đối với 04 hồ chứa (Hồ Cửa Đạt, hồ Sông Mực, hồ Yên Mỹ và hồĐồng Chùa) có tràn xả lũ là tràn có cửa thì việc vận hành tích nước, xả nướcđược tuân thủ theo quy định, tổ chức theo dõi chặt chẽ diễn biến mực nướctrong hồ chủ động xả nước theo quy định Trước khi xả lũ, chủ hồ đã thôngbáo cho các địa phương vùng hạ du đúng theo quy định được phê duyệt trongphương án phòng chống lũ, lụt cho vùng hạ du đập Còn lại 606 hồ chứa trênđịa bàn toàn tỉnh là tràn xả lũ tự động, phần lớn không có tràn xả lũ sự cố, khinước về lớn hơn ngưỡng tràn là nước tự động tràn qua đập, loại hồ này không

có khả năng điều tiết lũ Vì vậy, dù có phương án điều tiết thì cũng rất khókhăn trong việc quyết định tích nước hoặc xả lũ, khi có mưa lớn và hồ đã tíchnước đầy sẽ là trường hợp rất nguy hiểm cho an toàn hồ chứa

- Đối với việc quan trắc khí tượng thủy văn và theo dõi mực nước hồ:+ Các hồ chứa vừa và lớn do các công ty TNHH một thành viênKTCTTL quản lý đều thực hiện tốt việc quan trắc mực nước hồ và lượng mưatheo quy định, theo dõi chặt chẽ diễn biến mực nước, đối chiếu với mực nước

hồ được phép giữ quy định trong quy trình vận hành

+ Các hồ chứa nhỏ do địa phương quản lý không được theo dõi diễnbiến mực nước hồ thường xuyên Trong thời gian trước, trong và sau thời gianmưa bão có theo dõi nhưng không được ghi chép

- Về quan trắc diễn biến công trình thủy công: Chỉ có 04 hồ chứa đượclắp đặt thiết bị quan trắc thấm, chuyển vị: hồ Hao Hao, hồ Yên Mỹ, hồ SôngMực và hồ Cửa Đạt, Công ty TNHH một thành viên Sông Chu thực hiện chế

độ theo dõi quan trắc thường xuyên theo quy định Hồ Cửa Đạt được lắp đặt

hệ thống giám sát bằng hình ảnh qua Camera tại Đập chính, Tràn xả lũ….Tuy nhiên, đối với hồ Cửa Đạt do công trình đang trong giai đoạn chuyểngiao nên chưa đo đủ các chỉ tiêu thấm qua thân đập, chưa cung cấp các chỉtiêu đánh giá thấm, chưa thực hiện được quan trắc động đất vì Ban Quản lý

đầu tư xây dựng thủy lợi 3 (gọi tắt là Ban 3) chưa lắp đặt và bàn giao choCông ty quản lý

- Công tác duy tu, bảo dưỡng, sửa chữa thường xuyên: Đối với các

hồ chứa do các Công ty TNHH một thành viên KTCTTL quản lý thì việcthực hiện duy tu bảo dưỡng, sửa chữa thường xuyên được tuân thủ đáp ứngyêu cầu kỹ thuật Các hồ chứa vừa và nhỏ do địa phương quản lý chưa thực

sự được quan tâm do thiếu đội ngũ kỹ thuật

f) Công tác phân cấp quản lý, khai thác các công trình hồ chứa nướctrên địa bàn tỉnh

Thực hiện các quy định tại Nghị định 72/2007/NĐ-CP, các hồ chứaphải được giao cho đơn vị có đủ năng lực chuyên môn và điều kiện quản lýđảm bảo an toàn hồ Năm 2014, để đảm bảo an toàn cho vùng hạ du hồ chứa

và khu Kinh tế Nghi Sơn, UBND tỉnh Thanh Hóa đã thực hiện phân cấp 11 hồchứa từ các tổ chức hợp tác dùng nước trên địa bàn huyện Tĩnh Gia về Công

ty TNHH một thành viên Sông Chu quản lý, vận hành (Công văn số12327/UBND-NN ngày 15/12/2014 của UBND tỉnh Thanh Hóa)

Sau khi rà soát, trên địa bàn tỉnh còn 388 hồ chứa có dung tích từ200.000 m3 trở lên cần thực hiện phân cấp quản lý cho các Công ty TNHHmột thành viên KTCTTL quản lý, vận hành

40/2011/TT-BNNPTNT ngày 27/5/2011 của Bộ Nông nghiệp và PTNT Hiệnnay trên địa bàn tỉnh còn 325 người trực tiếp vận hành các công trình hồ chứachưa được đào tạo nghề, các tổ chức hợp tác dùng nước không có kinh phí để

hỗ trợ người lao động được tham gia học nghề

- Nguồn kinh phí cấp bù thủy lợi phí cấp về cho các đơn vị hàng nămchưa đáp ứng được về số lượng cũng như thời gian (kinh phí cấp ứng theoQuyết định 59/QĐ-TTg ngày 30/9/2010) do vậy rất khó khăn cho các đơn vị,mức chi phí cho công tác duy tu bảo dưỡng, sửa chữa thường xuyên đạt tỷ lệrất thấp chỉ từ 5-11%, do vậy các công trình không tránh khỏi bị xuống cấp và

hư hỏng

- Nguồn vốn cho sửa chữa, nâng cấp theo chương trình an toàn hồchứa còn hạn chế, không được bố trí thường xuyên, kinh phí cấp bù thủy lợiphí chỉ đủ để thực hiện công tác quản lý, vận hành và sửa chữa, bảo dưỡngnhỏ, các hư hỏng lớn không có đủ kinh phí sửa chữa kịp thời, dẫn đến cáccông trình hồ chứa bị xuống cấp gây mất an toàn

- Công tác kiểm định: Theo quy định, các hồ chứa < 10 triệu m³ khôngquá 7 năm phải tổ chức tính toán lại dòng chảy đến, khả năng xả lũ của hồchứa, Tỉnh Thanh Hóa có 606 hồ chứa phải thực hiện theo quy định này,trong đó phần nhiều là hồ nhỏ, đã hư hỏng nhiều, chưa được sửa chữa, nângcấp, hồ sơ tài liệu quản lý thiếu nên để thực hiện cần nguồn kinh phí rất lớn

Kết luận chương 1

Nâng cao dung tích của hồ chứa là vấn đề mang tính thời sự đối với các

hồ chứa nước ở Việt Nam nói chung và ở Thanh Hóa nói riêng và là vấn đềcấp thiết hiện nay Do cơ cấu, giống các loại cây trồng đã thay đổi, thời vụgieo trồng ngắn hơn do đó nhu cầu dùng nước cũng tăng lên, tốc đọ đo thị hóa

và xây dựng các khu công nghiệp ngày càng nhanh, nhu cầu cấp nước, sửdụng nước cũng tăng lên,cùng với tình hình biến đổi khí hậu làm cho các yếu

tố thời tiết cực đoan hơn, cường độ mưa lớn,thời gian nắng nóng kéo dài, làm

cho các công trình thủy lợi không còn đáp ứng được các nhu cầu về nước nhưvậy Nghiên cứu nâng cao dung tích hồ chứa phục vụ theo nhiệm vụ mới là rấtcần thiết.

CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH DUNG TÍCH HIỆU DỤNG HỒ CHỨA SÔNG

MỰC THEO CHỨC NĂNG NHIỆM VỤ MỚI 2.1 Giới thiệu công trình

Hồ chứa nước Sông Mực được xây dựng năm 1977 và được đưa vàokhai thác năm 1981 Sông Mực là một phần thượng nguồn sông Yên Vị tríđập chính ở 19031’ vĩ độ Bắc và 105031’ kinh độ Đông thuộc địa phận xãHải Long, Hải Vân huyện Như Thanh,tỉnh Thanh Hóa

Lưu vực giới hạn từ 19028’÷19041’ vĩ độ Bắc và 105025’÷105035’ kinh độĐông

Vị trí hồ chứa nước Sông Mực-tỉnh Thanh Hóa

Địa hình, địa lý tự nhiên lưu vực

Sông Mực là một phần của sông Yên , phát nguyên từ vùng núi Như Xuân ởcao độ (+100)÷(+125)m theo hướng Tây Nam-Đông Bắc chảy xuống vùngđồng bằng huyện Nông Cống đến cầu Chuối, từ cầu Chuối trở xuống gọi làsông Yên

Lưu vực tính đến Bến Mẩy là 236km2, tính đến Đồng Lớn là 254km2

Sông chính tính đến đập sông Mực có chiều dài là 26,2Km

Lớp phủ thực vật: Phần thượng nguồn có rừng cây rậm rạp và là vùng Rừngquốc gia Bến Én.

Địa hình: Là vùng đồi núi không cao, sườn thoải

Địa chất: Phần lớn là đất bazan phiến thạch được hình thành do phong hóacủa đá gốc tại chỗ, đa số phát triển trên trầm tích Cấu tạo địa chất không dày

2.1.1 Tóm tắt các đặc trưng thiết kế

Cấp công trình

- Đầu mối hồ chứa thuộc công trình cấp II

- Hệ thống tưới thuộc công trình cấp III

- Mức đảm bảo tưới: P = 75%

- Tần suất lũ thiết kế: P = 0,1 %

- Tần suất lũ kiểm tra: P = 0,5 %

Các đặc trưng thiết kế cơ bản.

Thông số kỹ thuật của công trình

I – Đặc trưng lưu vực và dòng chảy

STT Thông số kỹ thuật Đơn vị Trị số

II – Các thông số của hồ chứa

III- Quy mô kết cấu các hạng mục chính

STT Thông số kỹ thuật Đơn vị Trị số

C – Cống lấy nước

40 Khẩu diện cống sau tháp là ống tròn

Theo nhu cầu cấp nước hiện nay, hồ Sông Mực có nhiệm vụ:

- Tưới cho 9045ha đất hai vụ lúa; 2.290ha màu

- Cấp nước sinh hoạt:

- Nhà máy nước sạch Như Thanh, công suất 3.500 m3/ ngày đêm

- Nhà máy nước sạch Vạn Hoà, công suất 2.500 m3/ ngày đêm

- Nhà máy nước sạch Minh Thọ, công suất 2.500 m3/ ngày đêm

- Cấp nước công nghiệp:

- Nhà máy đường Nông Cống: Công suất =2x160 m3/h

- Nhà máy giấy Nông Cống: Công suất =70m3/h

- Cấp nước cho khu kinh tế nghi sơn 60.000 m3/ngđ

Ngoài ra còn có nhiệm vụ phát điện, cắt giảm lũ cho sông Yên hạn chếngập úng cho 4.540ha, nuôi trồng thủy sản và yêu cầu lợi dụng tổng hợpkhác

2.1.3 Hiện trạng tưới

Hệ thống kênh hồ Sông Mực gồm 03 tuyến được kiên cố năm 2003.

(km)

Diện tích TK(ha)

Mực nước đầu kênh

Lưu lượng TK

Kênh dài 20.309 m, có dộ dốc kênh i= 210-4 Đã kè lát từ K0+00 K.20+309

2.2 Xác định nhiệm vụ công trình trong điều kiện mới

1 Dung tích hồ chứa phục vụ cho Nông nghiệp

Ngày nay do điều kiện khí hậu biến đổi làm cho nhiệt độ trung bìnhtăng, lượng mưa giảm trong mùa khô dẫn đến cần phải tăng hệ số tưới nhưvậy nhu cầu nước sẽ tăng lên Hệ số tưới q(l/s/ha): được tính theo chươngtrình CROPWAT của tổ chức nông nghiệp và lương thực thế giới (FAO)lập ra

- Lượng bốc hơi mặt ruộng ETc:

ETc = ET0.Kc (2-1)Trong đó:

ET0 : Lượng bốc hơi tiềm năng, được tính toán theo công thức Penmancải tiến, là hàm của nhiệt độ, độ ẩm không khí, tốc độ gió, thời gian chiếusáng và bức xạ mặt trời (mm/ngày).

Kc : Hệ số cây trồng, phụ thuộc vào từng giai đoạn sinh trưởng của từngloại cây trồng

- Nhu cầu nước IRReq:

Đối với lúa nước:

IRReq = ETc + P - Peff (2-2)Đối với cây trồng cạn:

IRReq = ETc - Peff (2-3)Trong đó:

Peff : Lượng mưa hiệu quả (mm) – lượng mưa rơi trên mặt ruộng tại thờiđiểm tính toán có thể lợi dụng thay cho mức tưới

P : Lượng ngấm ổn định (mm) Được tính theo công thức:

P = K.t trong đó:

K : Hệ số ngấm ổn định, tuỳ thuộc vào từng loại đất (mm/ngày)

t : Thời gian tính toánNgoài lượng nước tưới cho cây trồng tính từ thời điểm gieo cấy đến khithu hoạch, đối với lúa còn phải kể đến lượng cấp cho mạ và làm ải

Từ công thức (3-2) và (3-3) ta thấy rằng khi lượng mưa Peff giảm lượngnước cần tưới IRReq sẽ tăng lên

Trong chương trình CROPWAT các yếu tố trên sẽ được tính toán chomỗi thời đoạn 10 ngày

- Hệ số tưới mặt ruộng (q):

q = IRReq ( / / )86,4T l s ha (2-4)

T: thời gian tưới, đơn vị ngày

IRreq : Là lượng nước tưới thời đoạn, đơn vị là m3

- Tính toán nhu cầu dùng nước của khu vực tưới

Căn cứ vào kết quả tính toán hệ số tưới cho từng tháng của từng loạicây trồng, từ sơ đồ bố trí thời vụ cây trồng của vùng tưới có thể xác địnhđược:

Yêu cầu nước tại mặt ruộng:

Mmr = q FTi i i (2-5)

Trong đó:

- q : Hệ số tưới mặt ruộng của từng loại cây trồng trong thời gian tínhitoán

- F : Diện tích từng loại cây trồng (h)i

- T : Thời gian tính toán (sec)i

Mức tưới của cây trồng

Tính theo công thức sau

m = 3.6 x n x t x q

Trong đó :

n: số giờ tưới trong ngày (giờ )t: số ngày duy trì hệ số tướiq: Hệ số tưới (l/s.ha)

Từ việc tính toán sự thay đổi nhu cầu sử sụng nước cho các loại câytrồng trong điều kiện biến đổi khí hậu, lượng mưa đến sẽ giảm sẽ giảm đếnphải tăng hệ số tưới cho cây trồng khi hệ số tưới tăng lên đồng nghĩa với việctăng nhu cầu dùng nước phục vụ sản xuất nông nghiệp, dẫn đến cần phải tăngdung tích hữu ích hồ chứa nước

* Xác định dung tích hồ chứa phục vụ cho phát điện:

Dưới tác động của biến đổi khí hậu, dòng chảy trong sông sẽ biến đổi

và do đó dẫn đến sản lượng điện của các nhà máy thủy điện sẽ bị ảnh hưởng.Điện lượng giảm trên các lưu vực sông chủ yếu do dòng chảy trong các tháng

mùa cạn giảm mạnh, giải pháp để khắc phục được điều này là phải nâng caodung tích hữu ích của hồ chứa để phục vụ phát điện.

* Xác định dung tích hồ chứa phục vụ cho phòng lũ:

Dưới tác động của biến đổi khí hậu, lượng dòng chảy lũ cùng với lưulượng đỉnh lũ có xu thế gia tăng, dẫn đến khả năng có thể xảy ra các trận lũlớn hơn trong tương lai gia tăng mức độ nguy hiểm của lũ lụt, uy hiếp các

hồ chứa, cũng như đe dọa hệ thống đê sông và ngập lụt hạ du các hồ chứa

Do đó cần phải nâng cao dung tích hồ chứa để đáp ứng các yên cầu phòng

lũ cho hạ du

* Xác định dung tích hồ chứa phục vụ du lịch:

Các hồ chứa cũng góp phần phát triển du lịch, đặc biệt là các hồ chứa

có lòng hồ rộng và cảnh quan đẹp Do đó cần nâng cao dung tích chết của hồchứa nhằm mở rộng mặt hồ và độ sâu đảm bảo tàu thuyền đi lại tham quankhu vực lòng hồ, để giải quyết yêu cầu này, đòi hỏi phải nâng cao dung tíchcủa hồ

* Xác định dung tích hồ chứa phục vụ cho thủy sản:

Biến đổi khí hậu làm suy giảm lượng dòng chảy trong sông suối vàlượng nước trong các hồ chứa, dẫn đến nguồn nước phục vụ nuôi trồng thủysản bị giảm Vì vậy cần nâng cao dung tích hữu ích của hồ chứa để đáp ứngnhu cầu về nước cho ngành thủy sản

2.3 Tính toán dung tích hồ chứa theo nhiệm vụ mới

TÍNH TOÁN CÁC YÊU CẦU NƯỚC

Phương pháp tính toán yêu cầu nước cho cây trồng

Mức tưới mặt ruộng được tính toán theo chương trình CROPWAT của

tổ chức nông nghiệp và lương thực thế giới (FAO) lập ra

Lượng mưa hiệu quả :

Tính toán theo phương pháp USBR (US Bureau of Reclamation) của

Tổ chức Nông Lương thế giới (FAO)

Peff = P85% - 0.0016 P2

85% nếu P85% 250 mmPeff = 125 + 0.1P 85% nếu P85%> 250 mm

Trong đó :

Peff : Lượng mưa hiệu quả (mm)

P85% : Lượng mưa vụ ứng với tần suất 85%(mm)Lượng bốc hơi mặt ruộng ETc:

ETc = ET0.Kc

Trong đó:

ET0 : Lượng bốc hơi tiềm năng, được tính toán theo công thức Penmancải tiến, là hàm của nhiệt độ, độ ẩm không khí, tốc độ gió, thời gian chiếusáng và bức xạ mặt trời (mm/ngày)

Kc : Hệ số cây trồng, phụ thuộc vào từng giai đoạn sinh trưởng của từngloại cây trồng

Nhu cầu nước IRReq:

Đối với lúa nước:

IRReq = ETc + P - PeffTrong đó :

Etc : Lượng bốc hơi mặt ruộng (mm)

P : Lượng ngấm ổn định (mm) Được tính theo công thức:

P = K.t

K : Hệ số ngấm ổn định, tuỳ thuộc vào từng loại đất (mm/ngày)

t : Thời gian tính toán

Peff : Lượng mưa hiệu quả (mm)

Trong chương trình CROPWAT các yếu tố trên sẽ được tính toán chomỗi thời đoạn 10 ngày

Mức tưới của cây trồng

Tính theo công thức sau

m = 3.6 x n x t x q

Trong đó :

n: số giờ tưới trong ngày (giờ )t: số ngày duy trì hệ số tướiq: Hệ số tưới (l/s.ha)

Tần suất tính toán tưới

Nhu cầu nước tưới cho cây trồng được tính toán theo quy phạmTCXDVN 285: 2002, quy định trong tính toán chế độ tưới tiêu, dựa trên điềukiện kinh tế cho phép và mức độ quan trọng của vùng dự án, chúng tôi chọntần suất tưới theo tần suất mưa P =85%

Tài liệu mưa tưới thiết kế dùng để tính toán trên cơ sở xây dựng môhình mưa tưới với tần suất 85%

Tài liệu tính toán yêu cầu nước cho cây trồng

Để tính toán nhu cầu nước cho từng loại cây trồng cần phải biết các yếu

tố ảnh hưởng trực tiếp cũng như gián tiếp đến quá trình sinh trưởng và pháttriển của chúng Các yếu tố này chính là các tài liệu cần thiết dùng để tínhtoán Các yếu tố này bao gồm: thời vụ cây trồng, phương thức, tập quán canhtác, tính chất đất đai, tài liệu khí tượng (nhiệt độ, độ ẩm…), sinh lý từng loạicây trồng

Tài liệu khí tượng

Do trong lưu vực hồ không có trạm đo khí tượng nên chúng tôi sửdụng số liệu khí tượng của trạm Như Xuân gần nhất để phục vụ tính toán cácđặc trưng khí tượng cho lưu vực hồ Số liệu khí tượng tính toán cho mô hìnhCropwat lấy trung bình nhiều năm, tài liệu mưa là mô hình thiết kế mưa nămđiển hình với tần suất 85%

Thời vụ cây trồng