Tính cấp thiết của đề tài
Trên địa bàn Quảng Nam hiện có 73 hồ chứa thủy lợi, với tổng lượng nước trữ khoảng
Hệ thống công trình thủy lợi của tỉnh Quảng Nam, với 500 triệu m³ nước từ 6 hồ chứa lớn, đã đóng góp quan trọng vào phát triển kinh tế và ổn định đời sống nhân dân Tuy nhiên, nhu cầu nước cho sản xuất và sinh hoạt ngày càng tăng, đặc biệt ở vùng hạ lưu và các khu công nghiệp Biến đổi khí hậu và thời tiết cực đoan làm giảm lượng nước mưa và dòng chảy về các hồ chứa, dẫn đến tình trạng cạn kiệt nước vào cuối vụ Hè thu Để đáp ứng yêu cầu phát triển kinh tế trong tương lai, cần tăng dung tích hữu ích của các hồ chứa nước.
Việc cải tạo và nâng cao dung tích hữu ích của hồ chứa cần xem xét kỹ lưỡng về chi phí đầu tư, ổn định công trình và nguy cơ ngập lụt thượng lưu Nghiên cứu các biện pháp nâng cao dung tích hồ chứa nên tập trung vào việc tăng mực nước dâng bình thường phục vụ sản xuất mà không làm tăng mực nước lũ thiết kế, đồng thời đảm bảo an toàn cho các hạng mục khác và yêu cầu vốn đầu tư thấp.
Với tầm quan trọng và tính cấp thiết của ngành Xây dựng công trình thủy, tác giả đã lựa chọn nghiên cứu luận văn tốt nghiệp của mình tại trường Đại học Thủy lợi, tập trung vào lĩnh vực này.
“Nghiên cứu biện pháp nâng cao dung tích hữu ích hồ chứa nước, Áp dụng cho hồ chứa nước Phước Hà, tỉnh Quảng Nam”
Mục tiêu nghiên cứu
Nghiên cứu các nguyên nhân ảnh hưởng đến công tác tích nước là rất quan trọng nhằm phục vụ nhu cầu sử dụng nước trong mùa khô Điều này không chỉ đảm bảo an sinh xã hội mà còn góp phần vào phát triển kinh tế bền vững cho các hồ chứa nước.
Nghiên cứu các phương án nhằm tăng cường dung tích hữu ích của hồ chứa hiện có và đánh giá an toàn của các hồ chứa là cần thiết khi mực nước dâng bình thường bị ảnh hưởng.
- Áp dụng giải pháp hữu hiệu nhất cho hồ chứa nước Phước Hà ở huyện Thăng Bình, tỉnh Quảng Nam.
3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
Nghiên cứu này tập trung vào việc phân tích ảnh hưởng của biến đổi khí hậu (BĐKH) đến dung tích hữu ích của hồ chứa Đồng thời, bài viết cũng đề xuất một số giải pháp nhằm nâng cao dung tích của các hồ chứa, nhằm đảm bảo nguồn nước và ứng phó hiệu quả với những thay đổi do BĐKH gây ra.
- Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu các giải pháp nâng cao dung tích cho hồ chứa nước Phước Hà, tỉnh Quảng Nam.
Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
- Tìm hiểu tình hình kinh tế, xã hội trên địa bàn tỉnh, đặc biệt ảnh hưởng của các hồ chứa nước đến an sinh xã hội.
Điều tra và đánh giá hiện trạng các hồ chứa tại tỉnh là cần thiết để khảo sát và tính toán sự phù hợp cho việc áp dụng các giải pháp nhằm nâng cao dung tích hữu ích.
- Đưa ra nhiều giải pháp, so sánh sự hiệu quả để tìm ragiải pháp tối ưu nhất.
- Vận dụng giải pháp vào công trình cụ thể.
Để tiến hành nghiên cứu hiệu quả, cần phối hợp nhiều kênh thông tin số liệu, bao gồm số liệu đo đạc nhiều năm từ các đơn vị quản lý hồ chứa và các trạm khí tượng thủy văn.
- Xin ý kiến góp ý của các giáo viên hướng dẫn, các đồng nghiệp về vấn đề cần nghiên cứu.
Bố cục luận văn
Bên cạnh phần Mở đầu, Kết luận và Kiến nghị, danh mục tài liệu tham khảo, hình vẽ, bảng biểu và các từ viết tắt, nội dung chính của luận văn được cấu trúc thành ba chương chính.
Chương 1: Tổng quan về công trình hồ chứa, đánh giá nguồn nước và nhu cầu sử dụng nguồn nước.
Chương 2: Nghiên cứu và lựa chọn giải pháp tối ưu nâng cao dung tích hữu ích các hồ chứa ở Quảng Nam
Chương 3: Áp dụng lựa chọn giải pháp tối ưu nhất cho Hồ chứa nước Phước Hà
Kết luận và kiến nghị
TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH HỒ CHỨA, ĐÁNH GIÁ NGUỒN NƯỚC VÀ NHU CẦU SỬ DỤNG NƯỚC
Tổng quan về công trình hồ chứa
1.1.1 Nhiệm vụ, vai trò của hồ chứa nước:
Việt Nam hiện có khoảng 6.886 hồ chứa nước, trong đó 6.648 hồ chứa thủy lợi chiếm 96,50%, với tổng dung tích khoảng 11 tỷ mét khối Hệ thống hồ chứa nước trải dài từ Bắc vào Nam, bao gồm cả hồ tự nhiên và nhân tạo Các hồ chứa này đóng vai trò quan trọng trong tưới tiêu nông nghiệp, nuôi trồng thủy sản, khai thác thủy điện, phát triển du lịch, cung cấp nước cho công nghiệp và sinh hoạt, cũng như giảm ngập lụt và xâm nhập mặn ở hạ du Hơn nữa, các hồ chứa còn có ý nghĩa lớn trong việc điều hòa sinh thái và bảo vệ môi trường sống của con người.
Hệ thống hồ chứa nước ở Việt Nam đã mang lại lợi ích kinh tế - xã hội và bảo vệ môi trường đáng kể Trong bối cảnh thiên tai ngày càng phức tạp, với lượng mưa tăng trong mùa mưa và giảm trong mùa khô, vai trò của hồ chứa trở nên quan trọng hơn bao giờ hết Chúng không chỉ cung cấp nguồn nước ngọt mà còn điều phối lượng nước giữa mùa lũ và mùa kiệt, phát triển hệ thống hồ sinh thái, đảm bảo nguồn nước cho nông nghiệp, và tăng năng suất cây trồng, góp phần vào việc xóa đói và giảm nghèo.
1.1.2 Phân loại và các bộ phận của hồ chứa nước
- Phân loại theo nguồn gốc
Hồ chứa tự nhiên được hình thành từ sự vận động của vỏ trái đất, giúp duy trì cân bằng cho môi trường sinh thái Con người đã cải tạo và nâng cấp các hồ này nhằm phục vụ lợi ích cho xã hội và cộng đồng.
Hồ chứa nhân tạo là công trình do con người xây dựng nhằm mục đích sử dụng tổng hợp nguồn nước, phục vụ cho sự phát triển dân sinh, kinh tế, quốc phòng và an ninh.
Hình 1 1: Biểu đồ phân loại theo nguồn gốc
Hồ chứa nước tại Việt Nam chủ yếu được phân loại theo nhiệm vụ chính, trong đó hồ chứa xây dựng để tưới là loại chiếm ưu thế, với tỷ lệ lên tới 96,50% Loại hồ này không chỉ phục vụ cho mục đích tưới tiêu mà còn kết hợp nuôi cá và cải tạo môi trường Ngược lại, hồ chứa xây dựng để tưới và phát điện, có chức năng phòng lũ, chỉ chiếm 3,5% tổng số hồ chứa trên toàn quốc.
- Phân loại theo số liệu thống kê của Cục Thuỷ lợi a) Phân loại theo cấp công trình:
Bảng 1 1: Phân loại theo cấp công trình
Cấp công trình Tổng số Đặc biệt I II III IV V
Tỷ lệ (%) 100 0,2 2,0 2,6 8,2 25,0 62,0 b) Phân loại theo diện tích lưu vực F (km 2 ):
Bảng 1 2: Phân loại theo diện tích lưu vực (F, km 2 )
6 c) Phân loại theo diện tích tưới (F-ha):
Bảng 1 3: Phân loại theo diện tích tưới
Tỷ lệ (%) 100 37,0 45,0 7,0 11,0 d) Phân loại theo dung tích hồ (W, 10 6 m 3 ):
Bảng 1 4: Phân loại theo dung tích hồ
Loại hồ Rất nhỏ Nhỏ Vừa Lớn
Tỷ lệ (%) 93,6 2,8 1,2 2,4 100 e) Phân theo lãnh thổ:
Bảng 1 5: Phân loại hồ theo vùng lãnh thổ
Trung du, miền núi Bắc Bộ Đồng bằng Bắc Bộ
Tây Nguyên Nam Bộ Tổng số
Tỷ lệ (%) 31,2 8,3 29,9 18,4 8,6 3,6 100 f) Theo chiều cao đập chắn H (m):
Bảng 1 6: Phân loại hồ theo chiều cao đập
7 g) Theo thời gian xây dựng:
Bảng 1 7: Phân loại theo thời gian xây dựng
- Một số đặc điểm của hồ chứa nước đã xây dựng ở Việt Nam
1 Hồ chứa nước ở Việt Nam là biện pháp công trình chủ yếu để chống lũ cho các vùng hạ du; cấp nước tưới ruộng, công nghiệp, sinh hoạt, phát điện, phát triển du lịch, cải tạo môi trường nuôi trồng thuỷ sản, phát triển giao thông, thể thao, văn hoá
2 Đa phần là hồ chứa vừa và nhỏ (cấp V chiếm 62%; hồ có lưu vực F < 10 km 2 chiếm 65,6%, hồ chứa nước tưới không quá 500 ha chiếm 82%, hồ có dung tích không vượt quá 10 triệu (m 3 ) chiếm 26,07%, số hồ có dung tích lớn hơn chiếm tỷ lệ nhỏ Hồ có dung tích từ 20 triệu (m 3 ) trở lên có 51 hồ (trong đó có 10 hồ do ngành thuỷ điện quản lý) Những hồ nhỏ nằm rải rác khắp nơi tạo nên những thế mạnh nhất định (vốn ít, sớm đưa vào phục vụ, phù hợp với nền sản xuất nông nghiệp chiếm tỷ trọng lớn, đi đến từng thôn bản phục vụ đắc lực cho phát triển nông nghiệp và nông thôn).
Mặc dù số lượng hồ lớn không nhiều, nhưng chúng đóng vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy công nghiệp hóa, hiện đại hóa; đồng thời giúp phòng chống lũ lụt, phát điện hiệu quả và có khả năng vượt tải cao, góp phần chống hạn tốt.
3 Hồ chứa nước chỉ có thể xây dựng ở những vùng có địa hình, địa chất phù hợp Xây dựng hồ chứa cần chú ý tới các vùng miền Ở những vùng có ít hồ (ví dụ như ở Nam Trung Bộ và Tây Nguyên), đặc biệt ở vùng thiếuquá nhiều hồ lớn (như ở Tây Nguyên) thì việc chống lũ, chống hạn, cải tạo môi trường sinh thái, cung cấp nước sạch còn gặp rất nhiều khó khăn.
4 Theo thời gian, trước năm 1964 việc xây dựng hồ chứa diễn ra chậm, có ít hồ chứa được xây dựng trong giai đoạn này Sau năm 1964, đặc biệt từ khi nước nhà thống nhất thì việc xây dựng hồ chứa phát triển mạnh Từ 1976 đến nay số hồ chứa xây dựng mới chiếm 67% Không những tốc độ phát triển nhanh, mà cả về quy mô công trình cũng lớn lên không ngừng Hiện nay, đã bắt đầu xây dựng hồ lớn, đập cao ở cả những nơi có điều kiện tự nhiên phức tạp.
5 Đập ngăn sông tạo hồ chứa có chiều cao không vượt quá 25 (m) chiếm tới 87,18% Việc xây dựng những đập cao hơn 25 (m) đang bắt đầu được quan tâm đầu tư.
6 Hình thức kết cấu và kỹ thuật xây dựng từng loại công trình ở hồ chứa nước còn đơn điệu, ít có đổi mới, đa dạng hoá Việc áp dụng vật liệu mới, công nghệ mới hiện đang được quan tâm. a) Hồ Núi Một, tỉnh Bình Định b) Hồ Dầu Tiếng, tỉnh Tây Ninh
Hình 1 2: Một số hồ chứa ở Việt Nam
1.1.2.2 Các bộ phận của hồ chứa nước a) Lưu vực: Phần diện tích hứng nước cho hồ chứa nước gọi là lưu vực (kể cả nước ngầm) Muốn hình thành hồ chứa trước hết phải có nguồn nước Nước trên lưu vực chảy theo hệ thống sông suối tập trung vào một lòng chính rồi đổ vào hồ chứa. b) Lòng hồ: Lòng hồ là một phần diện tích lưu vực, dùng để chứa nước, bao gồm cả nước mặt, nước ngầm, nước mưa Lòng hồ là nơi tích trữ nước và cung cấp nước theo nhiệm vụ của hồ Lòng hồ càng lớn thì khả năng điều tiết, khả năng trữ và cấp nước của hồ càng lớn.
Đầu mối công trình thuỷ lợi là nơi tập trung các công trình trong khu vực xây dựng nhằm giải quyết nhiệm vụ khai thác và sử dụng nguồn nước, cũng như phòng chống thiên tai Hệ thống công trình thuỷ lợi bao gồm các đầu mối công trình và các công trình thuỷ lợi khác trên một phạm vi rộng, cùng phối hợp để thực hiện các nhiệm vụ giải pháp thuỷ lợi Hạ du hồ chứa là khu vực đất, bao gồm con người, cây trồng, vật nuôi và các công trình kinh tế, xã hội, quốc phòng, an ninh phía sau đập, trực tiếp hưởng lợi từ nước hồ hoặc chịu ảnh hưởng từ các tác hại do hồ gây ra, đặc biệt khi có sự cố xảy ra.
1.1.3 Hiện trạng các hồ chứa nước ở Quảng nam
1.1.3.1 Thống kê, phân loại và một số đặc điểm của hồ chứa nước ở Quảng Nam a) Thống kê, phân loại: Qua bảng thống kê ở phụ lục, ta có thể phân loại các hồ chứa ở Quảng Nam theo một số đặt điểm sau:
- Phân loại theo dung tích hồ (W, 10 6 m 3 ):
Hình 1 3: Biểu đồ phân loại theo dung tích của hồ chứa ở Quảng Nam
- Phân loại theo diện tích lưu vực (F, Km 2 ):
Hình 1 4: Biểu đồ phân loại theo diện tích lưu vực của hồ chứa ở Quảng Nam
- Phân loại theo năm xây dựng :
Hình 1 5: Biểu đồ phân loại theo năm xây dựng của hồ chứa ở Quảng Nam
- Phân loại theo diện tích tưới
Hình 1 6: Biểu đồ phân loại theo diện tích tưới của hồ chứa ở Quảng Nam
- Phân loại theo chiều cao đập:
Hình 1 7: Biểu đồ phân loại theo chiều cao đập của hồ chứa ở Quảng Nam b) Hồ chứa nước tại Quảng Nam có các đặc điểm sau:
Khoảng 70% hồ chứa Quảng Nam được xây dựng trước năm 1990, với nhiều công trình chưa hoàn chỉnh và phải dẫn nước tưới ngay trong quá trình thi công, dẫn đến chất lượng không đạt yêu cầu thiết kế Hiện trạng các đập đất không còn đúng chiều cao thiết kế ban đầu, và các kết cấu xây dựng cũng bị ảnh hưởng Nhiều hồ chứa được Nhà nước đầu tư chủ yếu cho công trình đầu mối và kênh chính, trong khi phần còn lại phụ thuộc vào địa phương và sự đóng góp của nhân dân Tuy nhiên, kinh phí hạn chế tại địa phương đã ảnh hưởng đến khả năng hoàn thiện công trình, làm giảm hiệu quả theo nhiệm vụ thiết kế.
Đánh giá nguồn nước, nhu cầu sử dụng nước hiện nay ở tỉnh Quảng Nam
1.2.1 Ảnh hưởng của BĐKH đến Hồ chứa
1.2.1.1 Ảnh hưởng đến an toàn của Hồ chứa
Bộ Tài nguyên và Môi trường đã công bố kịch bản biến đổi khí hậu và nước biển dâng cho Việt Nam vào năm 2012 Tỉnh Quảng Nam, nằm trong vùng khí hậu Nam Trung Bộ, sẽ chịu ảnh hưởng tương tự về xu hướng thay đổi nhiệt độ và lượng mưa như các khu vực khác trong cùng vùng khí hậu này.
Vào giữa thế kỷ 21, lượng mưa vào mùa đông ở Nam Trung Bộ, Tây Nguyên và phần lớn Nam Bộ dự kiến sẽ giảm từ 2 đến 12%, với những khu vực như Đông Tây Nguyên và cực nam Trung Bộ có mức giảm cao hơn, khoảng 8 đến 12% Đến cuối thế kỷ 21, lượng mưa ở phía Nam sẽ tiếp tục giảm từ 2 đến trên 14%, đặc biệt là ở Tây Nguyên, cực nam Trung Bộ và Đông Nam Bộ, nơi mức giảm có thể đạt từ 10 đến trên 14% Theo kịch bản phát thải trung bình, lượng mưa cũng giảm tương tự, từ 2 đến 12% vào giữa thế kỷ 21 và từ 2 đến trên 14% vào cuối thế kỷ 21, với các khu vực Tây Nguyên, cực nam Trung Bộ và Đông Nam Bộ chịu ảnh hưởng nặng nề nhất Trong kịch bản phát thải cao, lượng mưa có thể giảm đến trên 10% vào giữa thế kỷ 21 và trên 14% vào cuối thế kỷ 21 ở Nam Trung Bộ, Tây Nguyên và Nam Bộ.
Xu thế biến đổi khí hậu dự báo rằng đến cuối thế kỷ 21, lượng mưa ngày lớn nhất ở Bắc Bộ có thể tăng khoảng 50% so với giai đoạn 1980-1999, trong khi Bắc Trung Bộ có thể tăng khoảng 20% Ngược lại, Nam Trung Bộ, Tây Nguyên và Nam Bộ sẽ chứng kiến sự giảm lượng mưa ngày lớn nhất từ 10 đến 30% Tuy nhiên, tại một số khu vực khác, hiện tượng lượng mưa ngày dị thường có thể xảy ra, với lượng mưa gấp đôi so với kỷ lục hiện tại.
Bảng 1 8: Mức thay đổi lượng mưa ngày lớn nhất (%) vào cuối thế kỷ 21 so với thời kỳ 1980-1999 theo kịch bản phát thải trung bình Đặc trưng
Tây Bắc Bộ Đông Bắc Bộ Đồng bằng Bắc Bộ
Theo nghiên cứu của Ngô Lê An, bài viết "Đánh giá sự thay đổi lượng mưa ngày lớn nhất dưới ảnh hưởng của Biến đổi khí hậu vùng Miền Trung – Tây Nguyên" đăng trên Tạp chí khoa học, đã chỉ ra rằng biến đổi khí hậu đang tác động mạnh mẽ đến lượng mưa tại khu vực này Nghiên cứu cung cấp những số liệu quan trọng về sự biến động của lượng mưa, từ đó giúp hiểu rõ hơn về xu hướng thời tiết và khí hậu trong tương lai Việc theo dõi và đánh giá sự thay đổi này là cần thiết để xây dựng các biện pháp ứng phó hiệu quả với biến đổi khí hậu.
KỸ thuật thủy lợi và môi trường, [số 52 (3/2016)], kết quả cho thấy lượng mưa một ngày lớnnhất nhìn chung cóxu thế giảmở Nam Trung Bộ và Tây Nguyên
Hình 1 23: Biểu đồ xu thế biến đổi mưa một ngày lớn nhất một số trạm điển hình
Bảng 1 9: Sự thay đổi lượng mưa một ngày lớn nhất theo các kịch bản (%) so với thời kỳ nền
Kịch bản RCP 4.5 Kịch bản RCP 8.5
Kịch bản RCP 4.5 Kịch bản RCP 8.5
Biến đổi khí hậu (BĐKH) đang làm thay đổi lượng mưa, đặc biệt là lượng mưa ngày, tại Quảng Nam, với xu hướng giảm chung nhưng cũng xuất hiện những ngày mưa bất thường gấp đôi kỷ lục hiện tại Sự biến đổi này ảnh hưởng đến các vấn đề lũ lụt, như lưu lượng đỉnh lũ và tần suất lũ, khiến các hồ chứa nước thiết kế trước đây đối mặt với rủi ro cao hơn Do đó, việc nghiên cứu và tính toán lũ thiết kế cho hồ chứa dưới tác động của BĐKH là rất quan trọng Hiện nay, ảnh hưởng của BĐKH đến hệ thống hồ chứa tại Việt Nam chưa được chú trọng đúng mức, khi mà các hồ chứa nước được thiết kế mà không tính đến các yếu tố này, gây nguy hiểm cho an toàn hồ chứa.
1.2.1.2 Ảnh hưởng nước đến Hồ chứa
Do ảnh hưởng của Biến đổi khí hậu làm cho các đợt hạn hán kéo dài, làm suy giảm và cạn kiệt nguồn nước đến trong mùa khô
Theo kịch bản biến đổi khí hậu 2016, nhiệt độ tại Việt Nam có xu hướng tăng, đặc biệt ở khu vực phía Bắc Dự báo, từ 2016 đến 2035, nhiệt độ trung bình toàn quốc sẽ tăng từ 0,60°C đến 0,80°C theo kịch bản RCP4.5 Sự gia tăng nhiệt độ này dẫn đến lượng nước bốc hơi từ các hồ chứa ngày càng lớn.
1.2.1.3 Ảnh hưởng đến nhu cầu dùng nước từ Hồ chứa
Theo kịch bản phát thải thấp, đến cuối thế kỷ 21, nhiệt độ trung bình ở đại bộ phận phía Nam, từ Quảng Nam trở vào, có khả năng tăng từ 1,0 đến 1,6 độ C.
Theo kịch bản phát thải trung bình, vào giữa thế kỷ 21, phần lớn diện tích Tây Nguyên, cực nam Trung Bộ và Nam Bộ sẽ có mức tăng nhiệt độ thấp hơn 1,0°C.
Theo kịch bản phát thải cao, đến cuối thế kỷ 21, nhiệt độ trung bình năm ở Việt Nam có thể tăng từ 2,5 đến hơn 3,7 độ C Số ngày có nhiệt độ cao nhất trên 35 độ C dự kiến sẽ tăng từ 15 đến 30 ngày, ảnh hưởng lớn đến khí hậu và môi trường sống.
Bảng 1 10: Mức tăng nhiệt độ ( o C) trung bình năm so với thời kỳ 1980-1999 theo kịch bản phát thải trung bình (B2)
Các mốc thời gian của thế kỷ 21
Theo kịch bản phát thải trung bình, lượng mưa năm có xu hướng tăng từ 0.7% đến 3.6%, trong khi nhiệt độ cũng gia tăng Mùa khô chứng kiến sự giảm lượng mưa, ngược lại mùa mưa lại tăng Do đó, cần điều chỉnh hệ số tưới và tăng cường nhu cầu nước để thích ứng với những thay đổi này.
Bảng 1 11: Mức thay đổi lượng mưa năm (%) so với thời kỳ 1980-1999 theo kịch bản phát thải trung bình (B2)
Các mốc thời gian của thế kỷ 21
Hệ số tưới mặt ruộng (q - l/s/ha) được tính toán theo phương pháp của FAO thông qua chương trình Cropwat Kết quả cho thấy nhu cầu nước cho cây trồng tăng lên do điều kiện khí hậu bất lợi, đặc biệt là lượng mưa giảm trong mùa khô Theo quy phạm thiết kế công trình thủy lợi Việt Nam, tần suất đảm bảo cấp nước đã được nâng từ 75% lên 85% Sự gia tăng tần suất này đồng nghĩa với việc cần điều chỉnh hệ số tưới, dẫn đến nhu cầu nước cho sản xuất nông nghiệp tăng, từ đó yêu cầu tăng dung tích hữu ích của hồ chứa nước.
1.2.2 Ảnh hưởng của yếu tố con người đến nguồn nước của Hồ chứa
1 Công tác quản lý, qui hoạch rừng đầu nguồn chưa phát huy hiệu quả: Do khai thác rừng bừa bãi, không qui hoạch dẫn đến suy giảm rừng, thay đổi sử dụng đất trên lưu vực theo chiều hướng làm suy giảm khả năng điều tiết dòng chảy, giảm tỷ lệ diện tích các thủy vực, giảm nguồn nước mặt, nguồn nước bổ cập cho các tầng nước dưới đất vào mùa mưa và gia tăng hạ thấp mực nước dưới đất vào mùa khô.
Việc khai thác và quản lý nước hiện nay chưa hợp lý, khi mà việc sử dụng ở thượng lưu không được cân nhắc đầy đủ với nhu cầu ở hạ lưu Quản lý các hồ chứa thủy lợi thường chỉ tập trung vào một số lợi ích chính, trong khi các lợi ích khác thường bị xem nhẹ Thêm vào đó, sự thiếu phối hợp giữa các hồ chứa trong cùng một lưu vực dẫn đến tình trạng hồ trên đầy nước nhưng hồ phía hạ lưu lại thiếu nước trầm trọng.
3 Công tác duy tu bảo dưỡng công trình chưa được chú trọng nhiều: Dẫn đến năng lực hoạt động của công trình hồ chứa thủy lợi hầu hết đã và đang bị xuống cấp, nhiều hệ thống công trình thuỷ lợi đang vận hành dưới công suất thiết kế Năng lực trữ nước của nhiều hồ chứa nước bị giảm đáng kể do bồi lắng, tổn thất nước chiếm tỷ lệ lớn, khó đảm bảo an toàn Cơ sở hạ tầng phân phối nước sau công trìnhđầu mối bị xuống cấp nên tổn thất nước trong nhiều hệ thống công trình thủy lợi còn chiếm tỷ lệ quá lớn, hiệu quả sử dụng nước còn thấp Tình trạng ở đầu mối các công trình luôn thừa nước, nhưng chưa tới cuối công trình phân phối thì đã hết nước là khá phổ biến do hệ thống kênh mương chưa được đầu tư nâng cấp.
4 Ý thức của người dân về tiết kiệm nước chưa cao: của Nhu cầu nước tăng cao và chưa được kiểm soát, quản lý vẫn theo cách truyền thống “cần bao nhiêu cấp bấy nhiêu”, chậm chuyển sang quản lý nhu cầu dùng nước Chuyển đổi cơ cấu cây trồng vẫn chưa được thực hiện đồng bộ ở các vùng.
1.2.3 Nhu cầu dùng nước hiện nay ở tỉnh Quảng Nam
Những vấn đề đặt ra với hồ chứa ở Quảng Nam
Đánh giá công tác quản lý vận hành và hiện trạng công trình tại tỉnh Quảng Nam cho thấy nguồn nước và nhu cầu sử dụng đang gặp nhiều thách thức, đặc biệt trong bối cảnh biến đổi khí hậu ngày càng phức tạp và cực đoan Do đó, cần giải quyết các vấn đề cấp bách liên quan đến các hồ chứa để đảm bảo an toàn và hiệu quả trong quá trình vận hành và khai thác.
1 Cần phải khắc phục những tồn tại, nâng cấp các hồ chứa có chất lượng không đảm bảo lâu dài để công trình luôn được an toàn:
Đánh giá khả năng đảm bảo an toàn cấp nước và an toàn công trình trong mùa lũ lớn là rất cần thiết Hệ thống hồ chứa nước cần được rà soát lại, đặc biệt là việc thiết kế tràn sự cố, do hầu hết các hồ chứa hiện nay có quan trắc ngắn hạn và chưa nắm vững quy luật mưa lũ Việc mượn tài liệu từ các tỉnh phía Bắc để tính toán thiết kế đã dẫn đến sự không phù hợp với diễn biến thực tế của lũ trong quá trình vận hành, từ đó làm gia tăng nguy cơ sự cố lớn trong mùa lũ.
+ Công trình đầu mối có chất lượng kém: Nhiều công trình xử lý nền không tốt như
Hồ Phú Ninh, được xây dựng vào năm 2010, có vai đập lớn như Hồ Đông Tiển, nhưng bị thấm qua thân đập Khi ở mực nước dâng bình thường, lưu lượng thấm qua đập chính khoảng
Chất lượng bê tông tại các cống áp lực Hồ Cao Ngạn đang gặp vấn đề nghiêm trọng với tốc độ 15 lít/s, dẫn đến hiện tượng thối rửa mạch vữa và bung thép Hầu hết các đập đều được gia cố mái thượng lưu bằng đá lát khan, nhưng điều này đã làm thay đổi hình dạng và kích thước mặt cắt ngang của đập.
2 Nâng cao hiệu quả công trình trong quá trình vận hành, khai thác:
Nâng cấp công trình nước là cần thiết để đáp ứng nhu cầu sử dụng nước theo sự phát triển kinh tế của từng vùng và địa phương Cần tăng cường công tác duy tu, bảo dưỡng và đầu tư cho việc sửa chữa, nâng cấp các công trình, đặc biệt là các hồ chứa do địa phương quản lý.
Để nâng cao hiệu quả quản lý nhà nước, cần phân công rõ ràng trách nhiệm giữa các địa phương và quy định cụ thể vai trò của các cơ quan, đơn vị trong việc quản lý dịch vụ.
31 hồ chứa phải có Quy trình kỹ thuật, Quy trình vận hành, có Quy định rõ về kinh phí duy tu, bão dưỡng công trình đầu mối.
Để nâng cao năng lực quản lý hồ chứa nước, cần đào tạo chuyên sâu cho công nhân quản lý và vận hành Hiện nay, công tác quản lý hồ chứa nước nhỏ tại cấp huyện và xã đang gặp khó khăn do thiếu cán bộ chuyên ngành thủy lợi.
Để nâng cao hiệu quả quản lý, mỗi hồ chứa cần được trang bị đầy đủ hồ sơ lưu trữ, phương tiện thông tin, trạm quan trắc, đường quản lý, nhà quản lý và vật tư phòng chống lũ bão (PCLB).
3 Nâng cao dung tích hữa ích của Hồ chứa: Hiện nay do điềukiện kinh tế xã hội ngày càng phát triển, dân số tăng, nhu cầu cấp nước sinh hoạt, chăn nuôi, công nghiệp và điện năng tăng cao cùng với đó là điều kiện khí hậu ngày càng diễn biến phức tạp, lượngnước mưa có xu hướng tăng trong mùa mưa vàgiảm trong mùa khô.Để đáp ứng được vấn đề đó thì việc xây dựng thêm các hồ chứa trong điều kiện như tỉnh nghèo như tỉnh Quảng Nam thì không khả thi, vậy vấn đề cần phải tăng dung tích ở các hồ chứa là giải pháp hợp lý.
Những kết quả nghiên cứu về nâng cao dung tích của hồ chứa
GS.TS Phạm Ngọc Quý đã tiến hành điều tra và đánh giá hiện trạng tràn sự cố tại Việt Nam trong cuốn sách "Tràn sự cố trong đầu mối Hồ chứa nước" xuất bản năm 2008 Tác giả đã xây dựng cơ sở lý luận cho việc tính toán tràn sự cố, bao gồm bảy bước thiết kế, lựa chọn vị trí và hình thức tràn, phân tích ưu nhược điểm của các loại tràn thường gặp, xác định kích thước cơ bản, tính toán thấm và ổn định trên ngưỡng tràn, cũng như cấu tạo chi tiết và phục hồi tràn sau xả lũ Cuốn sách cũng đề cập đến các vấn đề kinh tế liên quan đến xây dựng, quản lý và bảo dưỡng tràn sự cố.
Nội dung sách đã đề xuất giải pháp nâng cao dung tích hữu ích của hồ chứa thông qua việc tăng ngưỡng tràn kết hợp với việc lắp đặt tràn phụ cho các tình huống sự cố.
Lê Xuân Khâm đã tiến hành nghiên cứu về cơ sở khoa học nhằm tăng dung tích hồ chứa nước tại Miền Trung Việt Nam Nghiên cứu này được công bố trong Tạp chí Khoa học kỹ thuật Thủy lợi và Môi trường, số 44(3/2014), với mục tiêu cải thiện khả năng quản lý nguồn nước và ứng phó với biến đổi khí hậu trong khu vực.
Bài báo trình bày Biểu đồ quan hệ giữa chiều cao đập (H), chiều dày tầng thấm (T) và khả năng tích thêm nước của hồ chứa, dựa trên cơ sở khoa học và thực tiễn ở miền Trung Tài liệu này hữu ích cho các nhà quản lý trong việc đánh giá sơ bộ khả năng tăng dung tích hữu ích của từng hồ chứa, từ đó đề xuất giải pháp công trình cụ thể nhằm đảm bảo an toàn cho đập đầu mối.
Lê Văn Chín và Nguyễn Thị Hạnh đã tiến hành nghiên cứu về tác động của biến đổi khí hậu và sự phát triển kinh tế - xã hội đối với tình trạng thiếu hụt nước cấp tại hồ chứa nước Yên Mỹ, huyện Tỉnh Gia, tỉnh Thanh Hóa Nghiên cứu này được đăng tải trong Tạp chí Khoa học kỹ thuật thủy lợi và môi trường, số 50, tháng 9 năm 2015.
Bài báo phân tích tác động của biến đổi khí hậu và phát triển kinh tế - xã hội đến khả năng cung cấp nước của hồ chứa Yên Mỹ Kết quả nghiên cứu cho thấy nhu cầu nước, dòng chảy và cân bằng nước bị ảnh hưởng bởi cả biến đổi khí hậu và phát triển kinh tế - xã hội Tuy nhiên, tác động từ phát triển kinh tế - xã hội có ảnh hưởng lớn hơn đến tình trạng thiếu hụt nước của hồ chứa Yên Mỹ so với biến đổi khí hậu.
- Cải tiến ngưỡng tràn xả lũ, tăng dung tích hiệu dụng hồ chứa nước Hoàng Ân (Tỉnh
Sáng kiến cải tiến ngưỡng tràn xã lũ hồ chứa tại Gia Lai đã chuyển từ hình thức tràn đỉnh rộng chảy tự do sang hình thức tràn tự do kết hợp tràn xả sâu có cửa van điều tiết Cụ thể, cao trình ngưỡng tràn không điều tiết là 657,50m và ngưỡng tràn có điều tiết là 655,50m, giúp tăng mực nước dâng bình thường thêm 0,5m Nhờ đó, hồ chứa đã nâng dung tích hiệu dụng lên 412.000 m³, phục vụ hiệu quả cho việc chống hạn cuối vụ và mở rộng diện tích tưới.
- Franỗois Lempộriốre - Flood discharge works for low rigation dams: six innovative - http://www.hydrocoop.org
Bài viết đã đề xuất 6 giải pháp hiệu quả nhằm xả lũ cho các công trình đập thấp, nhằm đảm bảo an toàn cho đập và tối ưu hóa dung tích hữu ích của hồ chứa.
- F.Lempérière, A Ouamane, 2003 “The Piano Keys Weir: a new cost-effective solution for spillways” The International Journal on Hydropower & Dams, Issue Four
Đập tràn chảy tự do an toàn và đơn giản hơn so với đập có cửa van, nhưng lưu lượng qua tràn thường thấp và tổn thất cao Một hình dạng mới của đập tràn chảy tự do, được gọi là "Piano phím đập", có khả năng tăng gấp bốn lần lưu lượng so với các loại đập cũ Hình dạng này không chỉ giúp giảm đáng kể chi phí cho các đập mới mà còn nâng cao hiệu quả phòng chống lũ lụt và an toàn cho nhiều công trình thủy lợi.
Kết luận chương 1
1 Tầm quan trọng của Hồ chứa: Hồ chứa nước có tầm quan trọng trong phục vụ các mục tiêu con người là những công trình sử dụng tổng hợp nguồn nước và mang tính đa chức năng, phục vụ cho các ngành sản xuất công nghiệp, nông nghiệp, sinh hoạt; hồ điều tiết dòng chảy, phòng chống lũ lụt, chống hạn; hồ tạo nguồn thuỷ năng cho phát điện; nuôi trồng thuỷ sản, giao thông, du lịch, thể dục thể thao, y tế; hồ cải tạo cảnh quan môi trường, sinh thái; cấp nước duy trì dòng chảy trong sông về mùa kiệt.
2 Lợi ích khác khi xây dựng của hồ chứa: Khi một hồ chứa nước được xây dựng, sẽ tạo sự ổn định và phát triển kinh tế xã hội cho cả một khu vực; tạo công ăn việc làm, giải quyết thất nghiệp, phân bổ lao động, lập các trung tâm dân cư mới; Mặt khác, trong một số trường hợp còn góp phần đảm bảo an ninh, quốc phòng.
3 Nâng cao hiệu quả khi đầu tư xây dựng Hồ chứa: Có không ít hồ chứa nước xuống cấp nhanh, hiệu quả sử dụng thấp Nhu cầu dùng nước thay đổi làm cho các hồ chứa đã xây dựng không đáp ứng được yêu cầu thực tế Mặt khác, do biến đổi khí hậu làm thay đổi bất lợi lưu lượng tới hồ làm cho khả năng tháo không đảm bảo đã gây ra sự cố mất an toàn hồ chứa Bởi vậy, khi tính toán thiết kế hồ chứa cần kể đến tác động của biến đổi khí hậu và nước biển dâng, đảm bảo sự phát triển bền vững của hệ thống đầu mối công trình là vấn đề hết sức quan trọngvà đặc biệt có ý nghĩa.
4 Đảm bảo yêu cầu công trình luôn được an toàn, có hiệu quả cao trong quá trình vận hành, khai thác: Cần phải khắc phục những tồn tại, nâng cấp các hồ chứa có chất lượng không đảm bảo lâu dài để công trình luôn được an toàn, nâng cao hiệu quả công trình trong quá trình vận hành, khai thác
NGHIÊN CỨU VÀ LỰA CHỌN GIẢI PHÁP TỐI ƯU NÂNG
Đặc điểm tự nhiên và tình hình kinh tế, xã hội tỉnh Quảng Nam
Hình 2 1: Bản đồ hành chính tỉnh Quảng Nam
Quảng Nam, tỉnh duyên hải Miền Trung Việt Nam, nằm ở vị trí địa lý từ 14°57'10'' đến 16°03'50'' Vĩ độ Bắc và 107°12'50'' đến 108°04'20'' Kinh độ Đông Tỉnh này giáp với Thừa Thiên – Huế và Đà Nẵng ở phía Bắc, Quảng Ngãi ở phía Nam, Kon Tum và Xê Koong (Lào) ở phía Tây, và biển Đông ở phía Đông Dân số Quảng Nam khoảng 1.427.000 người, chủ yếu sinh sống tại vùng đồng bằng ven biển.
Địa hình Quảng Nam có sự nghiêng dần từ Tây sang Đông, và dựa trên các đặc điểm chung, có thể phân chia thành ba vùng địa hình chính.
- Địa hình vùng núi: Có độ cao trung bình từ 700 đến 800m, hướng thấp dần từ Tây sang Đông;
Vùng gò đồi, trung du là khu vực chuyển tiếp giữa núi phía Tây và đồng bằng ven biển, với độ cao trung bình từ 100 đến 200m Khu vực này bao gồm các huyện đặc trưng, tạo nên cảnh quan đa dạng và phong phú.
Vùng đồng bằng ven biển là địa hình tương đối bằng phẳng, ít biến đổi, có độ cao dưới 30m, bao gồm những dải đồng bằng nhỏ hẹp ở phía Đông cùng với các khu vực cồn cát và bãi cát ven biển.
Mạng lưới sông ngòi: Tỉnh Quảng Nam có 02 hệ thống sông lớn là hệ thống sông Vu
Gia - Thu Bồn và hệ thống sông Tam Kỳ là hai hệ thống sông chính trong khu vực Bên cạnh đó, sông Trường Giang, dài khoảng 70 km, đóng vai trò quan trọng trong việc tiêu thoát lũ cho vùng đồng bằng, kết nối sông Thu Bồn và sông Tam Kỳ.
Quảng Nam có khí hậu nhiệt đới gió mùa với lượng mưa trung bình hàng năm khoảng 2.580 mm Vị trí địa lý và điều kiện địa hình đã tạo ra hai mùa rõ rệt trong năm.
Mùa khô kéo dài từ tháng 1 đến tháng 8, với lượng mưa chỉ chiếm 20 đến 25% tổng lượng mưa trung bình hàng năm Thời gian này thường xảy ra tình trạng hạn hán, nắng nóng, cùng với các hiện tượng thời tiết cực đoan như dông tố, lốc, sét và xâm nhập mặn.
- Mùa mưa: Bắt đầu từ tháng tháng 9 đến tháng 12, lượng mưa chiếm khoảng 75 đến 80% lượng mưa trung bình cả năm và thường gây ra lũ, lụt.
Quảng Nam có đặc điểm tự nhiên với lượng nước dồi dào trong mùa mưa nhưng lại khan hiếm vào mùa khô Do đó, việc tăng dung tích hữu ích của hồ chứa là giải pháp quan trọng để nâng cao khả năng trữ nước trong mùa mưa, nhằm đáp ứng nhu cầu nước trong mùa khô.
2.1.2 Tình hình phát triển kinh tế xã hội tỉnh Quảng Nam
2.1.2.1 Dân cư và lao động
Dân số Quảng Nam hiện nay đạt 1.435.629 người, với mật độ dân số trung bình là 139 người/km² Tỉnh này còn có sự hiện diện của 4 tộc người thiểu số cư trú lâu đời, bao gồm người Cơ Tu, người Co và người Gié.
Triêng, người Xê Đăng và một số tộc người thiểu số mới di cư đã đóng góp vào tổng số dân Quảng Nam lên tới hơn 100.000 người, chiếm 7,2% dân số toàn tỉnh Đặc biệt, với 81,4% dân số sinh sống ở nông thôn, Quảng Nam có tỷ lệ dân cư nông thôn cao hơn mức trung bình của cả nước.
Việc phát triển các khu công nghiệp và khu kinh tế mở Chu Lai sẽ thúc đẩy quá trình đô thị hóa tại tỉnh, hướng tới mục tiêu trở thành tỉnh công nghiệp trước năm 2020 Quá trình công nghiệp hóa và đô thị hóa, kết hợp với lực lượng lao động dồi dào, sẽ gia tăng di động dân số cả trong và ngoài tỉnh Sự di động này không chỉ làm tăng cường sự giao thoa văn hóa mà còn góp phần vào sự phát triển kinh tế bền vững của khu vực.
Trong giai đoạn 2010-2015, nền kinh tế Việt Nam ghi nhận tốc độ tăng trưởng ổn định với mức bình quân đạt 11,5% mỗi năm Cơ cấu kinh tế đã có sự chuyển dịch tích cực, trong đó ngành công nghiệp - xây dựng và dịch vụ chiếm 84%, còn nông nghiệp chỉ chiếm 16% Đồng thời, thu ngân sách tại các tỉnh trong khu vực cũng nằm trong nhóm khá của cả nước.
Mục tiêu giai đoạn 2015-2020 của Quảng Nam là phấn đấu trở thành tỉnh khá của cả nước và sớm chuyển mình thành tỉnh công nghiệp hiện đại vào năm 2020.
- Các chỉ tiêu phát triển kinh tế: Tốc độ tăng trưởng GRDP bình quân (theo phương pháp tính mới) từ 10 - 10,5%/năm GRDP bình quân đầu người năm 2020 đạt từ 75 –
GRDP của khu vực đạt 80 triệu đồng (khoảng 3.400 – 3.600 USD), với tỷ trọng nông nghiệp chiếm khoảng 10%, công nghiệp - xây dựng 46% và dịch vụ 44% Kim ngạch xuất khẩu tăng trung bình trên 16% mỗi năm, trong khi thu ngân sách địa phương cũng tăng hơn 15% hàng năm Huy động vốn đầu tư toàn xã hội hàng năm đạt trên 30% GRDP.
Tỷ lệ che phủ rừng tại tỉnh đạt 52%, cho thấy nỗ lực bảo vệ môi trường Tất cả các khu công nghiệp đang hoạt động đều có hệ thống xử lý chất thải đạt tiêu chuẩn môi trường, với 90% chất thải rắn (bao gồm cả chất thải thông thường và nguy hại) được xử lý và 95% chất thải y tế đạt tiêu chuẩn Đáng chú ý, 100% dân số đô thị và 95% dân số nông thôn sử dụng nước hợp vệ sinh, tuy nhiên, nguồn nước phục vụ sinh hoạt chủ yếu đến từ các hồ chứa nước trong tỉnh.
- Một số giải pháp trong giai đoạn 2015 - 2020 đối với nông nghiệp là:
Nâng cao dung tích hữu ích của hồ chứa nước là yêu cầu tất yếu và khách quan
2.2.1 Yêu cầu tăng dung tích để phục vụ cho sinh hoạt, công nghiệp và nông nghiệp
Quy hoạch hệ thống nước đô thị tỉnh Quảng Nam đến năm 2020 và định hướng đến năm 2030
Bảng 2 1: Dự báo nhu cầu dùng nước
Quy mô dân số (người)
Bảng 2 2: Quy hoạch mở rộng các nhà máy nước
STT Tên đô thị Nhà máy nước
Tổng lưu lượng (m3/ngàyđêm) Nguồn nước
STT Tên đô thị Nhà máy nước
Tổng lưu lượng (m3/ngàyđêm) Nguồn nước
1 Núi Thành, khu kinh tế mở Chu Lai và vùng phụ cận
Nhà máy nước Tam Hiệp
2 Tam Kỳ, khu kinh tế mở Chu Lai và vùng phụ cận
Nhà máy nước Tam Kỳ
Chu Lai và các vùng phụ cận
Nhà máy nước Chu Lai
Khu đô thị Vĩnh Điện và vùng phụ cận
Nhà máy nước Vĩnh Điện 6.000 6.000
Hồ chứa nước huyện Đại Lộc, Duy Xuyên và Sông Vĩnh Điện
Phước và vùng phụ cân
Nhà máy nước Nam Phước
Hồ chứa nước huyện Đại Lộc, Duy Xuyên và Sông Vĩnh Điện
Nam - Điện Ngọc, khu công nghiệp
Nhà máy nước Trảng Nhật
Hồ chứa nước huyện Đại Lộc, Duy Xuyên và
STT Tên đô thị Nhà máy nước
Tổng lưu lượng (m3/ngàyđêm) Nguồn nước
Ngọc và các vùng phụ cận
4 đô thị Hội An và vùng phụ cận
Nhà máy nước Hội An 21.000 50.000
Hồ chứa nước huyện Đại Lộc,
Duy Xuyên và Sông Vĩnh Điện
Nam Phước, các khu công nghiệp và vùng phụ cận nhà máy nước Cù Bàn 30.000 55.000
Hồ chứa nước huyện Đại Lộc, Duy Xuyên và Sông Vĩnh Điện
Các nhà Máy nước tại các Huyện
Các hồ chứa tại huyện Quế Sơn, Thăng Bình, Phú Ninh, Tiên Phước, Trà My…
Theo Quy hoạch cấp nước sạch và vệ sinh môi trường nông thôn tỉnh Quảng Nam đến năm 2020 và định hướng đến năm 2025như sau:
Đến năm 2015, 90% dân số nông thôn và 99% dân số đô thị sẽ được tiếp cận với nước sinh hoạt hợp vệ sinh, với mức sử dụng bình quân tối thiểu là 85 lít/người/ngày.
Tại nông thôn, mỗi người được cung cấp 41 lít nước sạch sinh hoạt mỗi ngày, trong khi ở đô thị, con số này là 120 lít Ngoài ra, các công trình công cộng tại nông thôn cũng được đảm bảo cung cấp nước sạch và hợp vệ sinh.
Đến năm 2020, 98% dân số nông thôn và 100% dân số đô thị sẽ được cung cấp nước sinh hoạt hợp vệ sinh, với mức tiêu thụ tối thiểu 100 lít/người/ngày cho nông thôn và 150 lít/người/ngày cho đô thị Hơn 60% dân số nông thôn và 99% dân số thành phố sẽ sử dụng nước sạch đạt tiêu chuẩn QCVN số 02/2009.
Đến năm 2025, mục tiêu là đảm bảo 100% dân cư trên địa bàn được sử dụng nước sạch đạt tiêu chuẩn theo QCVN số 02/2009 Mỗi người dân sẽ được cung cấp tối thiểu 120 lít nước/ngày tại khu vực nông thôn và 150 lít/ngày tại đô thị.
Giải pháp từ năm 2015 đến 2020 đã tập trung vào việc cơ cấu lại ngành nông nghiệp nhằm nâng cao giá trị gia tăng và phát triển bền vững Việc chuyển đổi mô hình sản xuất nông nghiệp kết hợp với phát triển công nghiệp và dịch vụ là rất quan trọng Chính sách khuyến khích tích tụ ruộng đất và kêu gọi đầu tư từ doanh nghiệp vào lĩnh vực nông nghiệp sẽ giúp sản xuất hàng hóa chất lượng cao Để đáp ứng yêu cầu sản xuất nông nghiệp chất lượng, cần tăng cường lượng nước cung cấp.
2.2.2 Yêu cầu tăng dung tích để đảm bảo phát triển du lịch
Từ năm 2015 đến 2020, mục tiêu chính là phát triển đa dạng các loại hình du lịch, đặc biệt chú trọng thu hút các dự án du lịch cao cấp ven biển Đồng thời, cần phát triển du lịch văn hóa và sinh thái thông qua các khu du lịch như Hồ Phú Ninh, Việt An, Khe Tân và Phước Hà.
Các giải pháp nâng cao dung tích hữu ích
Để nâng cao dung tích hữu ích của các hồ chứa, có nhiều giải pháp khác nhau tùy thuộc vào điều kiện địa hình, địa chất, dân sinh kinh tế, nguồn vốn và nhu cầu sử dụng Việc tính toán và thiết kế quy mô công trình cùng kinh phí xây dựng là rất quan trọng để lựa chọn giải pháp hợp lý, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật và điều kiện kinh tế hiện tại Các giải pháp chính để tăng cường dung tích hữu ích bao gồm
2.3.1 Xây dựng các đập tạm hoặc bổ sung cửa van trên đỉnh tràn
Giải pháp đề xuất nhằm giữ nguyên chiều cao đập và nâng cao mức nước dâng bình thường của hồ chứa bao gồm việc xây dựng các công trình tạm thời bằng bao tải và cát Đồng thời, cần xây dựng các mố trụ trên ngưỡng tràn để lắp đặt các cửa điều tiết Nếu tràn đã có cửa van, có thể thay thế bằng cửa van có chiều cao lớn hơn hoặc lắp đặt cửa van dạng túi cao su trên ngưỡng tràn để cải thiện khả năng điều tiết nước.
MỰC NƯỚ C KHI ĐẬ P CAO SU KHÔ NG LÀ M VIỆ C MỰC NƯỚ C KHI ĐẬ P CAO SU LÀ M VIỆ C ĐẬ P BÊ TÔ NG
Hình 2 2: Nâng cao MNDBT bằng túi cao su lắp trên ngưỡng tràn
- Đánh giá ưu, nhược điểm :
Hồ tích trữ nước có nhiều ưu điểm, bao gồm việc nâng cao ngưỡng tràn giúp tích trữ thêm lượng nước đáng kể Việc ít phải giải tỏa đền bù khu vực lòng hồ do chỉ tích nước trong thời gian ngắn vào cuối mùa lũ cũng là một lợi thế Hơn nữa, kinh phí thi công thấp, đặc biệt nếu không lắp đặt túi cao su, cùng với quy trình thi công dễ dàng.
Công tác quản lý vận hành gặp nhiều khó khăn và tốn công sức, đặc biệt là khi tháo lắp cánh phai hoàn toàn bằng thủ công, đòi hỏi một đội ngũ lớn người quản lý thường trực để phòng ngừa sự cố Điều này không chỉ gây ra sự vất vả mà còn làm tăng chi phí, tương tự như việc duy trì đập cao su hoặc thường xuyên tháo bỏ thiết bị.
Việc tháo hoặc lắp phai hồ phụ thuộc vào quyết định của người quản lý dựa trên dự báo mưa cuối mùa lũ Nếu lắp phai quá sớm, nước hồ có thể tăng đến mức nguy hiểm khi có lũ về muộn, dẫn đến nguy cơ phá vỡ đập đất hoặc tràn bờ, gây đe dọa an toàn cho hồ chứa.
Việc tháo dỡ trong điều kiện vận tốc dòng chảy lớn qua tràn có thể gây nguy hiểm cho an toàn của người vận hành.
Điều kiện áp dụng cho các hồ chứa có lượng nước lớn và dư thừa vào cuối mùa lũ, với chiều rộng tràn ngắn Cụ thể, áp dụng cho tràn hồ Phước Hà và tràn hồ Đông Tiển.
Hình 2 3: Nâng cao ngưỡng tràn 0,50 m bằng bao tải đựng cát
2.3.2 Nâng cao ngưỡng tràn và thay đổi hình thức từ ngưỡng tràn
Lưu lượng qua tràn phụ thuộc vào hình dạng mặt cắt ngang của ngưỡng tràn, do đó việc nâng cao ngưỡng tràn kết hợp với thay đổi hình thức ngưỡng tràn là cần thiết để tăng hệ số lưu lượng và cải thiện khả năng tháo của tràn Khi mức nước dâng bình thường của đập được nâng lên mà không làm tăng mức nước tối đa lưu thông, cần chuyển đổi ngưỡng tràn sang dạng có hệ số lưu lượng lớn hơn Đối với các hồ chứa vừa và nhỏ ở Quảng Nam, hầu hết đều sử dụng tràn tự do với hình thức tràn đỉnh rộng, vì vậy việc chuyển đổi sang ngưỡng đỉnh cong là tương đối thuận lợi.
Bảng 2 3: Một số sơ đồ và công thức tính toán hệ số lưu lượng qua tràn
TT Sơđồ Hệ số lưu lượng thiết kế
TT Sơđồ Hệ số lưu lượng thiết kế
Hình 2 5: Tràn Creager- Ôphixêrốp– dạng B k th H hd m m=σ σ ; trong đó mth.k = 0,48
- σ hd phụ thuộc vào Pt’/P t (P t chiều cao đập phía thượng lưu; Pt’ là chiều cao đập phía thượng lưu sau khi sửa đổi)
Hình 2 6: Tràn mặt cắt cong có chân không – dạng elíp m o = 0,552÷0,554 (m: phụ thuộc vào b/a và Pt/r hd )
Hình 2 7: Tràn mặt cắt cong có chân không – dạng tròn m o =0,55÷0,57 (m: phụ thuộc vào b/a và Pt/r hd )
Hình 2 8: Tràn mặt cắt chữ nhật
TT Sơđồ Hệ số lưu lượng thiết kế
Hình 2 9: Tràn mặt cắt hình thang m o ~ 0,33÷0,44 (m: phụ thuộc vào mt, m h )
Hình 2 10: Tràn đỉnh rộng m o ~ 0,3÷0,385 (m: phụ thuộc vào H, c, P)
Ưu điểm của việc cải tạo tràn là tăng khả năng tháo nước nhờ vào hệ số lưu lượng cao hơn, đồng thời giảm chiều cao cột nước tràn mà vẫn giữ nguyên cao trình đỉnh đập Khi áp trúc lên tràn cũ, chúng ta có thể tận dụng thân tràn hiện tại, từ đó giảm chi phí xây dựng và thi công, đồng thời không ảnh hưởng đến kết cấu của tường cánh và đáy tràn cũ.
Nhược điểm của việc xử lý tiếp giáp giữa thân tràn và tường cánh là cần đảm bảo tính ổn định và ngăn chặn rò rỉ nước, điều này ảnh hưởng đến dung tích hữu ích của hồ chứa Bên cạnh đó, cần chú ý đến việc xử lý tiếp giáp tràn với dốc nước hạ lưu để điều chỉnh độ dốc, nhằm tránh hiện tượng nước nhảy và khí thực trên dốc nước.
Giải pháp nâng cấp hồ chứa tại Quảng Nam là phương án hiệu quả cho các hồ nhỏ với khả năng điều tiết kém Giải pháp này đáp ứng nhu cầu tăng dung tích hữu ích mà không yêu cầu quá cao, phù hợp với tình hình hiện tại của các hồ chứa trong khu vực.
2.3.3 Xây hồ mới bổ sung cho hồ hiện có
Giải pháp đề xuất là xây dựng một hồ chứa mới trên thượng nguồn của lưu vực hồ chứa hiện tại theo dạng bậc thang Mục tiêu của việc này là giữ lại nguồn nước, từ đó bổ sung cho hồ chứa cũ trong mùa khô hạn mà không cần nâng cấp hồ chứa hiện tại để tăng dung tích hữu ích.
Đập củ mang lại nhiều ưu điểm, bao gồm việc đảm bảo nguồn nước bổ sung theo yêu cầu và tăng cường an toàn cho công trình Hơn nữa, vấn đề bồi lắng lòng hồ sẽ được giảm thiểu đáng kể.
Việc xây dựng đập mới gặp nhiều nhược điểm, bao gồm khó khăn trong quản lý vận hành để đảm bảo an toàn trong mùa lũ và việc bổ sung nguồn nước cho hồ cũ trong mùa kiệt Ngoài ra, điều này còn ảnh hưởng tiêu cực đến hệ sinh thái, dẫn đến sự gia tăng diện tích ngập úng.
Điều kiện áp dụng cho hồ chứa ở vùng núi cao bao gồm các yếu tố như có những eo suối nhỏ, độ dốc dòng suối lớn, lượng nước lũ đến nhanh, địa hình thoải và diện tích trữ nước lớn.
Xây dựng tiêu chí lựa chọn giải pháp tối ưu
Nền kinh tế Quảng Nam duy trì tốc độ tăng trưởng ổn định, trong đó ngành thủy lợi đóng vai trò quan trọng cung cấp nguồn nước cho nông nghiệp, công nghiệp, du lịch và sinh hoạt Biến đổi khí hậu cực đoan và nhu cầu nước ngày càng tăng đặt ra thách thức cho tỉnh nghèo, phụ thuộc vào ngân sách Trung ương Việc xây dựng hồ chứa mới gặp khó khăn, do đó, nâng cao dung tích hữu ích của các hồ chứa hiện có là nhiệm vụ quan trọng để đáp ứng nhu cầu sản xuất Các giải pháp nâng cấp cần đảm bảo tiêu chí phù hợp với hiện trạng công trình hồ chứa tại Quảng Nam.
1 Đảm bảo an toàn cho công trình đầu mối của Hồ chứa: Để đảm bảo an toàn của hồ chứa nên khi nâng cấp phải đảm bảo ứng phó với Biến đổi khí hậu, thời tiết cực đoan, sửa chữa cần phải xét đến các yếu tố thủy văn, địa chất, địa hình và xem xét khả năng
Để đảm bảo ổn định của đập khi mực nước dâng bình thường, cần tính toán kỹ lưỡng khi tăng dung tích hữu ích nhằm phục vụ tưới tiêu trong mùa khô Trong mùa lũ, mực nước hồ có thể tăng nhưng không được vượt quá mực nước lũ thiết kế Do đó, các yếu tố thủy văn thiết kế, thủy văn thu thập trong quá trình quản lý, vận hành, và đặc biệt là ảnh hưởng của biến đổi khí hậu cần được xem xét một cách nghiêm túc.
Kiểm tra độ an toàn của cống lấy nước là rất quan trọng, đặc biệt khi mực nước dâng cao Lúc này, có sự chênh lệch lớn giữa cột nước hai bên thành cống, dẫn đến gradien thấm cao Nếu gradien thấm vượt quá mức cho phép của lớp bê tông, dòng thấm sẽ xuyên qua bê tông, gây ra hiện tượng tiết vôi và làm giảm chất lượng cống.
Khi thay đổi hình thức tràn để tăng khả năng tháo nước, cần xem xét địa chất tại vị trí tiêu năng sau tràn, đảm bảo nó có đá gốc và tảng rắn chắc Địa chất phù hợp cho việc đào sâu ngưỡng tràn nhằm duy trì H/P