Luận văn Thạc sĩ Khoa học Môi trường: Ảnh hưởng của công trình thuỷ điện Suối Sập I đến chế độ dòng chảy và sử dụng nước ở vùng hạ lưu

Chia sẻ: Mao A Mẫn | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:95

Thêm vào BST

Báo xấu

25
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích của đề tài nhằm đánh giá được ảnh hưởng của đập thuỷ điện Suối Sập I đến đặc điểm dòng chảy và chất lượng nước về phía hạ lưu. Đánh giá được việc khai thác, sử dụng nước ở vùng hạ lưu. Đề xuất các biện pháp quản lý, sử dụng tài nguyên nước hợp lý, hiệu quả trong quá trình hoạt động của nhà máy thuỷ điện. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học Môi trường: Ảnh hưởng của công trình thuỷ điện Suối Sập I đến chế độ dòng chảy và sử dụng nước ở vùng hạ lưu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP NGÔ ĐỨC DƢƠNG ẢNH HƢỞNG CỦA CÔNG TRÌNH THUỶ ĐIỆN SUỐI SẬP I ĐẾN CHẾ ĐỘ DÒNG CHẢY VÀ SỬ DỤNG NƢỚC Ở VÙNG HẠ LƢU CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƢỜNG MÃ NGÀNH: 8440301 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƢỜNG NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS. TS. TRẦN QUANG BẢO Hà Nội, 2018
i LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan, đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào khác. Nếu nội dung nghiên cứu của tôi trùng lặp với bất kỳ công trình nghiên cứu nào đã công bố, tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm và tuân thủ kết luận đánh giá luận văn của Hội đồng khoa học. Hà Nội, ngày 30 tháng 11 năm 2018 Học viên Ngô Đức Dƣơng
ii LỜI CẢM ƠN Trong thời gian thực hiện khóa luận, tôi đã nhận đƣợc nhiều sự giúp đỡ, đóng góp ý kiến và chỉ bảo tận tình của thầy cô, đồng nghiệp, bạn bè và gia đình. Đầu tiên, tôi xin đƣợc gửi lời cám ơn đến trƣờng Đại học Lâm Nghiệp, cũng nhƣ khoa Quản lý tài nguyên rừng và môi trƣờng đã tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi có cơ hội đƣợc thực hiện luận văn tốt nghiệp của mình trong điều kiện tốt nhất. Tôi cũng xin đƣợc gửi lời cảm ơn chân thành đến PGS. TS. Trần Quang Bảo, ngƣời đã trực tiếp định hƣớng, chỉ dẫn và theo sát tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn cũng nhƣ tạo mọi điều kiện thuận lợi, hƣớng dẫn tận tình cho tôi trong suốt quá trình này. Cuối cùng, tôi cũng xin đƣợc gửi lời cám ơn đến gia đình, bạn bè, đồng nghiệp, những ngƣời đã luôn ở bên cạnh tôi, động viên và giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và thực hiện luận văn tốt nghiệp. Tôi xin chân thành cám ơn! Hà Nội, ngày 30 tháng 11 năm 2018 Học viên Ngô Đức Dƣơng
iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN............................................................................................... i LỜI CẢM ƠN ................................................................................................... ii MỤC LỤC ........................................................................................................ iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ................................................................. vi DANH MỤC CÁC BẢNG.............................................................................. vii DANH MỤC CÁC HÌNH .............................................................................. viii ĐẶT VẤN ĐỀ ................................................................................................... 1 Chƣơng 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU.................................... 2 1.1. Khái niệm liên quan đến lƣu vực ................................................................. 2 1.2. Các đặc trƣng hình học của lƣu vực ............................................................. 4 1.3. Các nghiên cứu liên quan đến lƣu vực nghiên cứu ..................................... 6 Chƣơng 2. MỤC TIÊU, ĐỐI TƢỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................................................................. 7 2.1. Mục tiêu nghiên cứu...................................................................................... 7 2.1.1. Mục tiêu tổng quát ...................................................................................... 7 2.1.2. Mục tiêu cụ thể ............................................................................................ 7 2.2. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ................................................................ 7 2.3. Nội dung nghiên cứu ..................................................................................... 7 2.3.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của thuỷ điện Suối Sập I đến chế độ dòng chảy ........................................................................................... 7 2.3.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của thuỷ điện Suối Sập I đến chất lượng nước phía hạ lưu ............................................................................................................. 8 2.3.3. Đánh giá tình hình khai thác và sử dụng nước vùng hạ lưu .................. 8 2.3.4. Đề xuất việc khai thác, sử dụng nước của nhà máy thuỷ điện và vùng hạ lưu ...................................................................................................................... 8
iv 2.4. Phƣơng pháp nghiên cứu .............................................................................. 8 2.4.1. Phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng của thuỷ điện Suối Sập I đến chế độ dòng chảy.......................................................................................................... 8 2.4.2. Phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng của thuỷ điện Suối Sập I đến chất lượng nước phía hạ lưu ......................................................................................13 2.4.3. Phương pháp đánh giá tình hình khai thác và sử dụng nước vùng hạ lưu....................................................................................................... 17 2.4.4. Phương pháp đề xuất việc khai thác, sử dụng nước của nhà máy thuỷ điện và vùng hạ lưu .............................................................................................18 Chƣơng 3. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN - KINH TẾ - XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU ............................................................................................... 18 3.1. Điều kiện tự nhiên ....................................................................................... 18 3.1.1. Vị trí địa lý .................................................................................................18 3.1.2. Đặc điểm địa hình.....................................................................................19 3.1.3. Đặc điểm địa mạo.....................................................................................20 3.1.4. Đặc điểm địa chất thủy văn .....................................................................21 3.2. Đặc điểm kinh tế - xã hội ............................................................................ 21 3.2.1. Điều kiện kinh tế - xã hội xã Tà Xùa, huyện Bắc Yên ...........................21 3.2.2. Điều kinh tế - xã hội xã Suối Tọ, huyện Phù Yên ..................................24 Chƣơng 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ........................ 27 4.1. Nghiên cứu ảnh hƣởng của thuỷ điện Suối Sập I đến chế độ dòng chảy....27 4.1.1. Đặc trưng của lưu vực Suối Sập có liên quan trong lưu vực ...............28 4.1.2. Đặc điểm dòng chảy của hạ lưu Suối Sập..............................................29 4.2. Ảnh hƣởng của thuỷ điện Suối Sập I đến chất lƣợng nƣớc phía hạ lƣu .. 33 4.2.1. Đánh giá ảnh hưởng của thuỷ điện Suối Sập I đến chất lượng nước phía hạ lưu ...........................................................................................................33
v 4.2.2. Đánh giá tác động của việc khai thác sử dụng nước đối với hạ lưu nhà máy thủy điện suối Sập I .....................................................................................36 4.2.3. Phân tích đánh giá các yếu tố tác động đến chất lượng nguồn nước khai thác ...............................................................................................................39 4.3. Đánh giá tình hình khai thác và sử dụng nƣớc vùng hạ lƣu ..................... 40 4.3.1. Hiện trạng khai thác, sử dụng nước mặt của địa phương ....................40 4.3.2. Hiện trạng khai thác sử dụng nước mặt của thủy điện Suối Sập I.......42 4.3.3. Hiện trạng khai thác, sử dụng nước của các công trình phía hạ lưu nhà máy thủy điện Suối Sập I .............................................................................51 4.3.4. Phân tích đánh giá ảnh hưởng của các công trình đến nhu cầu khai thác và sử dụng nước mặt ..................................................................................54 4.4. Đề xuất việc khai thác, sử dụng nƣớc của nhà máy thuỷ điện Suối Sập I và vùng hạ lƣu..................................................................................................... 55 4.4.1. Xác định dòng chảy tối thiểu duy trì hạ lưu công trình vào mùa kiệt..55 4.4.2. Biện pháp giảm thiểu tác động của việc điều tiết, vận hành công trình đến dòng chảy ......................................................................................................60 4.4.3. Các biện pháp giảm thiểu tác động đối với môi trường nước .............61 4.4.4. Biện pháp giám sát quá trình khai thác, sử dụng nước ........................65 KẾT LUẬN ..................................................................................................... 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 72 PHỤ LỤC
vi DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT BTNMT Bộ Tài nguyên và Môi trƣờng BYT Bộ Y tế ĐTM Đánh giá tác động môi trƣờng EVN Vietnam Electricity - Tập đoàn điện lực Việt Nam UBND Uỷ ban Nhân dân STNMT Sở Tài nguyên và Môi trƣờng QCVN Quy chuẩn Việt Nam TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam GHCP Giới hạn cho phép ĐMC Đánh giá môi trƣờng chiến lƣợc TĐ Thủy điện QĐ Quyết định TT Thông tƣ
vii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1. Bộ thông số mô hình Tank ............................................................. 10 Bảng 2.2. Phƣơng pháp lấy mẫu hiện trƣờng ................................................. 15 Bảng 2.3. Danh mục các thông số đo nhanh tại hiện trƣờng .......................... 16 Bảng 2.4. Phƣơng pháp phân tích trong phòng thí nghiệm ............................ 17 Bảng 3.1. Tọa độ các hạng mục công trình chính theo hệ tọa độ VN2000 .... 18 Bảng 4.1. Đặc trƣng hình thái sông suối lƣu vực suối Sập ............................. 28 Bảng 4.2. Bảng thông số chính các công trình điều tiết nƣớc có liên quan trong lƣu vực ................................................................................................... 28 Bảng 4.3. Tổng hợp kết quả tính dòng chảy năm theo hai phƣơng pháp ....... 29 Bảng 4.4. Phân phối dòng chảy năm ứng với các tần suất thiết kế (m3/s)...... 31 Bảng 4.5. Lƣu lƣợng đỉnh lũ tuyến đập, tuyến nhà máy Suối Sập I theo 3 công thức: triết giảm, Xôkôlôpski, Alecxâyep ........................................................ 31 Bảng 4.6. Đặc trƣng dòng chảy mùa kiệt tại tuyến đập Suối Sập I ................ 32 Bảng 4.7. Kết quả chất lƣợng nƣớc tại 5 vị trí mà công ty tiến hành quan trắc chất lƣợng nƣớc vào tháng 4/2018 .................................................................. 35 Bảng 4.8. Thống kê công trình sinh hoạt nông thôn xã Tà Xùa ..................... 41 Bảng 4.9. Thống kê công trình sinh hoạt nông thôn xã Suối Tọ .................... 42 Bảng 4.10. Tọa độ các hạng mục công trình chính của công trình .........................42 Bảng 4.11. Thống kê mực nƣớc hồ trong tháng tại tuyến đập Suối Sập I ...... 49 Bảng 4.12. Chế độ xả dòng chảy tối thiểu hàng năm ..................................... 51 Bảng 4.13. Tổng sản lƣợng điện thủy điện Suối Sập II từ 2007 - 2017 ......... 52 Bảng 4.14. Tổng sản lƣợng điện thủy điện Suối Sập III từ 2007 - 2017 ........ 53 Bảng 4.15. Độ mở và lƣu lƣợng xả ứng với mực nƣớc hồ của một cửa van .. 68
viii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1. Bản đồ 4 vị trí lấy mẫu nƣớc mặt trên suối Sập.............................. 15 Hình 3.1. Bản đồ vị trí nhà máy thủy điện Suối Sập I .................................... 19 Biểu đồ 4.1. Lƣu lƣợng dòng chảy năm qua các mùa từ năm 1961 - 2014 .... 30 Biểu đồ 4.2. Sự thay đổi TSS theo dòng chảy từ đập nhà máy đến hạ lƣu .... 34 Biểu đồ 4.3. Sự thay đổi DO theo dòng chảy từ đập nhà máy đến hạ lƣu...... 34 Biểu đồ 4.4. Đƣờng quá trình mực nƣớc hồ năm 2012 .................................. 46 Biểu đồ 4.5. Đƣờng quá trình mực nƣớc hồ năm 2013 .................................. 46 Biểu đồ 4.6. Đƣờng quá trình mực nƣớc hồ năm 2014 .................................. 47 Biểu đồ 4.7. Đƣờng quá trình mực nƣớc hồ năm 2015 .................................. 47 Hình 4.1. Sơ đồ công trình khai thác sử dụng nƣớc hạ lƣu đập Suối Sập I .... 57 Hình 4.2. Sơ đồ mặt bằng cống xả cát kết hợp xả dòng chảy tối thiểu........... 60 1.1. Khái niệm liên quan đến lƣu vực ............................................................... 2 1.2. Các đặc trƣng hình học của lƣu vực........................................................... 4 1.3. Các nghiên cứu liên quan đến lƣu vực nghiên cứu .................................... 6
1 ĐẶT VẤN ĐỀ Thủy điện Việt Nam đã bắt đầu phát triển từ những năm 1960, một số nhà máy thủy điện điển hình nhƣ Đa Nhim (160 MW), Thác Bà (108 MW)... [27]. Trong vài thập kỷ trở lại đây, cả thủy điện lớn, vừa và nhỏ đang có những bƣớc phát triển mạnh mẽ hơn. Những nhà máy thủy điện lớn tập trung ở Tây Bắc, dọc Trƣờng Sơn, Tây Nguyên… Thủy điện đã đóng góp đặc biệt quan trọng vào sự phát triển của đất nƣớc, góp phần củng cố an ninh lƣợng quốc gia, điều tiết thủy lợi cho canh tác nông nghiệp hạ du. Các công trình thủy điện lớn điển hình nhƣ: thủy điện Hòa Bình (1.920 MW), Trị An (400 MW), Yaly (720 MW)... đã góp phần giữ vững an ninh năng lƣợng, giúp chúng ta vƣợt qua giai đoạn đặc biệt khó khăn về kinh tế trong các thập niên 80 - 90 của thế kỷ trƣớc. Và mới đây là Thủy điện Sơn La (2.400 MW), Thủy điện Lai Châu (1.200 MW) đã và đang góp phần không nhỏ vào sự phát triển chung của đất nƣớc [11]. Công trình thuỷ điện Suối Sập I có quy mô 19,5 MW, đi vào hoạt động từ tháng 12/2011, xây dựng trên dòng Suối Sập là phụ lƣu cấp I sông Đà và là phụ lƣu cấp II của hệ thống sông Hồng, có cửa lấy nƣớc: Nằm giữa ranh giới xã Tà Xùa - Huyện Bắc Yên và xã Suối Tọ - Huyện Phù Yên, tỉnh Sơn La đã góp phần thúc đẩy phát triển kinh tế xã hội mạnh của các vùng sâu vùng xa thuộc huyện Bắc Yên và Phù Yên tỉnh Sơn La [5]. Nhƣng đi kèm với những lợi ích về kinh tế xã hội thì việc xây dựng công trình thuỷ điện sẽ thay đổi căn bản chế độ dòng chảy và sử dụng nƣớc ở vùng hạ lƣu. Những ảnh hƣởng này sẽ đƣợc nghiên cứu một cách chi tiết nhằm tìm ra các giải pháp tối ƣu để giảm thiểu những ảnh hƣởng tiêu cực, tạo nên sự cân bằng bền vững giữa phát triển kinh tế và bảo vệ môi trƣờng. Do vậy, việc chọn luận văn nghiên cứu "Ảnh hưởng của công trình thuỷ điện Suối Sập I đến chế độ dòng chảy và sử dụng nước ở vùng hạ lưu" là rất cần thiết.
2 Chƣơng 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Khái niệm liên quan đến lƣu vực Nƣớc trên bề mặt đất theo quy luật chung đều chảy từ nơi cao xuống nơi thấp, lâu ngày các đƣờng chảy tạo thành sông suối. Mỗi một dòng sông đều có phần diện tích hứng và tập trung nƣớc gọi là lƣu vực sông. - Một lƣu vực sông là vùng địa lý đƣợc giới hạn bởi đƣờng chia nƣớc (hay còn gọi là đƣờng phân thủy) trên mặt và dƣới đất. - Đƣờng chia nƣớc trên mặt (hay còn gọi là đƣờng phân nƣớc mặt) là đƣờng nối các đỉnh cao của địa hình. Nƣớc từ đỉnh cao chuyển động theo hƣớng dốc của địa hình để xuống chân dốc là các suối nhỏ rồi tập trung đến các nhánh sông lớn hơn chảy về biển. Cứ thế chúng tạo thành mạng lƣới sông. Trên lƣu vực sông, ngoài các diện tích đất trên cạn còn có các phần chứa nƣớc trong lòng sông, hồ và các vùng đất ngập nƣớc theo từng thời kỳ. Tất cả phần bề mặt lƣu vực cả trên cạn và dƣới nƣớc là môi trƣờng cho các loài sinh sống. - Đƣờng chia nƣớc dƣới đất (hay còn gọi đƣờng phân nƣớc ngầm) là đƣờng giới hạn trong lòng đất mà theo đó nƣớc ngầm chảy về hai phía đối lập nhau. Đƣờng phân nƣớc mặt và đƣờng phân nƣớc ngầm nhìn chung là không trùng nhau, do đó sẽ có hiện tƣợng nƣớc từ lƣu vực này chuyển sang lƣu vực khác. Sự khác nhau là do cấu tạo và phân bố địa chất khác nhau. Đặc biệt, với các lƣu vực sông nằm trên vùng đá vôi thƣờng xuất hiện hiện tƣợng kaster, tức dòng chảy ngầm từ lƣu vực này chuyển sang lƣu vực khác, thậm chí dòng chảy mặt trên sông tự nhiên biến mất và lộ ra ở hạ lƣu hay chuyển sang một dòng sông của lƣu vực khác...). Về mặt hình thái, một con sông có thể chia thành các vùng thƣợng lƣu, trung lƣu và hạ lƣu.
3 - Vùng thƣợng lƣu của sông thƣờng là các vùng cao với địa hình dốc, chia cắt phức tạp. Đây là nơi khởi nguồn của các dòng sông và bề mặt thƣờng bao phủ bằng những cánh rừng đƣợc ví nhƣ những “kho nƣớc xanh” có vai trò điều hòa dòng chảy, làm giảm dòng chảy đỉnh lũ và tăng lƣợng dòng chảy mùa cạn cho khu vực hạ lƣu. - Vùng trung lƣu các con sông thƣờng là vùng đồi núi hoặc cao nguyên có địa hình thấp và thoải hơn, là vùng trung gian chuyển nƣớc xuống vùng hạ lƣu. Tại vùng trung lƣu, các con sông thƣờng có độ dốc nhỏ hơn, lòng sông bắt đầu mở rộng ra và bắt đầu có bãi, đáy sông có nhiều cát mịn. Các bãi ven sông thƣờng có nguy cơ bị ngập nƣớc tạo thành các bãi chứa lũ tạm thời. - Hạ lƣu sông là vùng thấp nhất của lƣu vực sông, phần lớn là đất bồi tụ lâu năm có thể tạo nên các vùng đồng bằng rộng. Nhìn chung các sông khi chảy đến hạ lƣu thì mặt cắt sông mở rộng, sông thƣờng phân thành nhiều nhánh đổ ra biển. Sông ở hạ lƣu thƣờng có độ dốc nhỏ, dòng bùn cát chủ yếu ở đáy sông là cát mịn và bùn. Do mặt cắt sông mở rộng nên tốc độ nƣớc giảm nhỏ khiến cho quá trình bồi lắng là chủ yếu, còn xói lở chỉ xảy ra trong mùa lũ tại một số điểm nhất định. Tại hạ lƣu gần biển các sông thƣờng dễ bị phân nhánh, lòng sông biến dạng uốn khúc theo hình sin và thƣờng có sự biến đổi về hình thái dƣới tác động của quá trình bồi xói liên tục. Ngoài ra còn có một số khái niệm về lƣu vực sông mang tính tham khảo nhƣ sau: - Phần diện tích mặt đất giới hạn bởi đƣờng phân thủy, trên đó nƣớc chảy vào một con sông hay một hệ thống sông nào đó gọi là lƣu vực. Phần diện tích từ đó nƣớc mặt và nƣớc ngầm tập trung vào một hệ thống đƣợc gọi là diện tích tập trung nƣớc của hệ thống sông; - Lƣu vực sông là là vùng đất mà trong phạm vi đó nƣớc mặt, nƣớc dƣới đất chảy tự nhiên vào sông hoặc thoát ra một cửa chung hoặc thoát ra biển. Lƣu vực sông gồm có lƣu vực sông liên tỉnh và lƣu vực sông nội tỉnh (Luật Tài nguyên nƣớc năm 2012);
4 - Phần mặt đất bao gồm tất cả những vật tự nhiên và nhân tạo có trên đó và cung cấp nguồn nƣớc nuôi dƣỡng cho hệ thống sông hay một con sông riêng biệt gọi là lƣu vực của hệ thống sông hoặc là lƣu vực sông. Lƣu vực của mỗi con sông bao gồm phần thu nƣớc bề mặt và phần thu nƣớc ngầm. Phần thu nƣớc mặt là phần diện tích bề mặt trái đất mà từ đó tất cả lƣợng nƣớc sinh ra gia nhập vào hệ thống sông hoặc một con sông riêng biệt. Phần thu nƣớc ngầm đƣợc tạo nên bởi tầng đất đá mà từ đó nƣớc ngầm chảy vào lƣới sông; - Một lƣu vực sông là diện tích đất đƣợc giới hạn bởi đƣờng phân thủy mà trên đó tất cả nƣớc sẽ tập trung chảy ra một cửa duy nhất. Lƣu vực sông cũng đƣợc gọi là diện tích lƣu vực. Các cạnh của một lƣu vực sông đƣợc gọi là đầu nguồn, ở phía bên kia đƣờng phân thủy, sẽ có một lƣu vực sông khác [17]. 1.2. Các đặc trƣng hình học của lƣu vực - Diện tích lưu vực F (km2): Là diện tích hứng nƣớc mƣa tính đến một vị trí nào đó của sông. Diện tích lƣu vực đƣợc giới hạn bởi đƣờng phân nƣớc càng lớn thì nguồn cung cấp nƣớc cho sông càng lớn. - Chiều dài lưu vực L (km): Là khoảng cách theo đƣờng gấp khúc qua các điểm giữa của đoạn thẳng cắt ngang qua lƣu vực và vuông góc với hƣớng dòng chảy đi từ nguồn nƣớc. Trong thực tế lấy chiều dài sông chính là chiều dài lƣu vực. - Chiều rộng lưu vực B (km): Đƣợc xác định theo công thức: B = F/L. Chiều rộng lƣu vực sông không cố định mà thay đổi theo chiều dài sông. Sự thay đổi của nó ảnh hƣởng đến sự tập trung nƣớc trong sông. - Độ cao bình quân lưu vực Hbq(m): Ảnh hƣởng đến điều kiện thủy văn khí hậu. Độ cao bình quân của lƣu vực có ảnh hƣởng rất lớn tới các nhân tố khí hậu, đặc biệt là đối với các lƣu vực rộng lớn.
5 Trong đó: hi - Là cao trình bình quân giữa hai đƣờng đồng mức; fi - Là diện tích giữa hai đƣờng đồng mức; n - Là số mảnh diện tích. Độ dốc trung bình lưu vực (Jtb): Ảnh hƣởng rất quan trọng tới quá trình tập trung dòng chảy, sự tạo thành lũ và tính chất lũ trong lƣu vực. Lƣu vực càng dốc thì dòng chảy tập trung càng nhanh và lũ lên càng nhanh. Trong đó: l - Là khoảng cách bình quân giữa hai đƣờng đồng mức bằng nhau; Δh - Là Chênh lệch cao độ giữa hai đƣờng đồng mức (trên bản đồ địa hình thƣờng có giá trị nhƣ nhau đối với mọi đƣờng đồng mức). - Mật độ lưới sông D(km/km2): Mật độ lƣới sông bằng tổng chiều dài của tất cả các sông suối trên lƣu vực chia cho diện tích của nó, đƣợc tính nhƣ sau: Sông suối càng dày mật độ lƣới sông càng lớn. Những vùng có nguồn nƣớc phong phú thì D thƣờng có giá trị lớn. Một số phân cấp mật độ lƣới sông: - Cấp 1: D = 1,5 - 2,0 Mật độ sông, suối rất dày; - Cấp 2: D = 1,0 - 1,5 Mật độ sông, suối dày;
6 - Cấp 3: D = 0,5 - 1,0 Mật độ sông, suối tƣơng đối dày; - Cấp 4: D < 0,5 Mật độ sông, suối thƣa [17]. 1.3. Các nghiên cứu liên quan đến lƣu vực nghiên cứu Hiện trên lƣu vực Suối Sập I mới có một công trình nghiên cứu liên quan đến khai thác và sử dụng nƣớc mặt. Đó là dự án Đề án khai thác nước Suối Sập do Trung tâm Công nghệ tài nguyên nƣớc thực hiện năm 2015. Trong công trình nghiên cứu đã đề cập đến một số vấn đề về khai thác nƣớc mặt tại Suối Sập I. Tuy nhiên vẫn còn một số hạn chế nhƣ sau: - Chƣa đánh giá đƣợc ảnh hƣởng của thủy điện đến sử dụng nƣớc của hạ du; - Chƣa xác định đƣợc các đối tƣợng cụ thể chịu ảnh hƣởng do thủy điện trên lƣu vực Suối Sập I; - Chƣa làm rõ đƣợc quá trình vận hành của nhà máy đến chế độ dòng chảy hạ lƣu; - Chƣa đánh giá tác động của khai thác sử dụng nƣớc đến thủy sản hạ du; - Chƣa xác định đƣợc tổng lƣợng nhu cầu nƣớc cần sử dụng tại hạ du để tính toán đƣợc dòng chảy tối thiểu. Những hạn chế trên cố gắng sẽ đƣợc thực hiện trong đề tài nghiên cứu luận văn của học viên.
7 Chƣơng 2 MỤC TIÊU, ĐỐI TƢỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Mục tiêu nghiên cứu 2.1.1. Mục tiêu tổng quát Cung cấp cơ sở khoa học thực tiễn cho việc quản lý tài nguyên nƣớc bền vững vùng hạ lƣu đập thuỷ điện Suối Sập I. 2.1.2. Mục tiêu cụ thể - Đánh giá đƣợc ảnh hƣởng của đập thuỷ điện Suối Sập I đến đặc điểm dòng chảy và chất lƣợng nƣớc về phía hạ lƣu. - Đánh giá đƣợc việc khai thác, sử dụng nƣớc ở vùng hạ lƣu. - Đề xuất các biện pháp quản lý, sử dụng tài nguyên nƣớc hợp lý, hiệu quả trong quá trình hoạt động của nhà máy thuỷ điện. 2.2. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu - Đối tƣợng nghiên cứu: Là các ảnh hƣởng của công trình thuỷ điện Suối Sập I đến chế độ dòng chảy và sử dụng nƣớc ở vùng hạ lƣu. - Phạm vi không gian nghiên cứu: Từ nhà máy thủy điện Suối Sập I đến hạ du nhà máy (Trƣớc khi đổ vào Sông Đà) thuộc địa phận 2 xã Tà Xùa, huyện Bắc Yên và xã Suối Tọ, huyện Phù Yên, tỉnh Sơn La. - Phạm vi nội dung nghiên cứu: Chế độ dòng chảy và sử dụng nƣớc ở vùng hạ lƣu. - Thời gian nghiên cứu: Từ tháng 01/2018 đến hết tháng 9/2018. 2.3. Nội dung nghiên cứu 2.3.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của thuỷ điện Suối Sập I đến chế độ dòng chảy - Giới thiệu về lƣu vực suối Sập và hạ lƣu sau nhà máy thủy điện Suối Sập I. - Phân tích đặc điểm dòng chảy hạ lƣu thủy điện Suối Sập I.
8 2.3.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của thuỷ điện Suối Sập I đến chất lượng nước phía hạ lưu - Đánh giá ảnh hƣởng của thuỷ điện Suối Sập I đến chất lƣợng nƣớc phía hạ lƣu. - Đánh giá ảnh hƣởng của thuỷ điện Suối Sập I đến khai thác sử dụng nƣớc hạ du nhà máy thủy điện. - Phân tích đánh giá các yếu tố tác động đến chất lƣợng nguồn nƣớc khai thác. 2.3.3. Đánh giá tình hình khai thác và sử dụng nước vùng hạ lưu - Hiện trạng khai thác, sử dụng nƣớc mặt của địa phƣơng. - Hiện trạng khai thác sử dụng nƣớc mặt của thủy điện Suối Sập I. - Hiện trạng khai thác, sử dụng nƣớc của các công trình phía hạ lƣu nhà máy thủy điện Suối Sập I. - Phân tích đánh giá ảnh hƣởng của các công trình đến nhu cầu khai thác và sử dụng nƣớc mặt. 2.3.4. Đề xuất việc khai thác, sử dụng nước của nhà máy thuỷ điện và vùng hạ lưu - Xác định dòng chảy tối thiểu duy trì hạ lƣu công trình vào mùa kiệt. - Biện pháp giảm thiểu tác động của việc điều tiết, vận hành công trình đến dòng chảy. - Các biện pháp giảm thiểu tác động đối với môi trƣờng nƣớc. - Biện pháp giám sát quá trình khai thác, sử dụng nƣớc 2.4. Phƣơng pháp nghiên cứu 2.4.1. Phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng của thuỷ điện Suối Sập I đến chế độ dòng chảy 2.4.1.1. Phương pháp kế thừa tài liệu, điều tra bổ sung Kế thừa các số liệu điều tra từ trƣớc đến nay về nƣớc mặt, nƣớc dƣới đất, về địa chất, tài liệu về hiện trạng các công trình ngầm về địa
9 chất, thảm thực vật liên quan đến khu vực nghiên cứu sẽ đƣợc thu thập kế thừa, thống kê, hệ thống hóa khai thác sử dụng để giảm bớt khối lƣợng công tác điều tra trực tiếp. Điều tra bổ sung thông tin: Sau đó tiến hành điều tra bổ sung thêm thông tin bằng cách đi thực địa khảo sát. 2.4.1.2. Phương pháp thu thập thông tin, điều tra khảo sát Thu thập thông tin về: Tình hình khu vực xung quanh và bên trong khu vực nghiên cứu, khảo sát địa hình, phỏng vấn nhanh lãnh đạo, công nhân, dân quanh vùng… [25]. Điều tra khảo sát thực địa: Tiến hành để nghiên cứu xác định hiện trạng các công trình xây dựng, các công trình ngầm; nghiên cứu, xác định, lựa chọn khu vực điển hình để lựa chọn lấy mẫu nƣớc đánh giá sự thay đổi về chất lƣợng nƣớc mặt. 2.4.1.3. Phương pháp tính toán dòng chảy năm a. Phương pháp tương tự thủy văn Trạm Phiêng Hiềng đƣợc chọn làm trạm tƣơng tự là do đây là trạm thuỷ văn gần nhất lƣu vực nghiên cứu nên điều kiện mặt đệm, thảm phủ, địa hình thổ nhƣỡng và nguyên nhân hình thành dòng chảy và mƣa của lƣu vực trạm thuỷ văn và tuyến công trình có thể coi nhƣ nhau. Dòng chảy năm tại các tuyến công trình đƣợc tính chuyển từ lƣu lƣợng trạm thuỷ văn tƣơng tự tính theo công thức: XCT FCT QCT  x xQTT XTT FTT - Trong đó: QCT: Lƣu lƣợng tuyến công trình; QTT: Lƣu lƣợng trạm thủy văn tƣơng tự;
10 FCT, FTT: Diện tích tuyến công trình và lƣu vực tƣơng tự; XCT, XTT: Lƣợng mƣa bình quân lƣu vực tính đến tuyến công trình và lƣợng mƣa bình quân lƣu vực tƣơng tự. - Kéo dài tài liệu trạm Phiềng Hiềng: Phƣơng pháp mô hình Tank sử dụng tài liệu mƣa 2 trạm Quỳnh Nhai, Phù Yên và bốc hơi trung bình các trạm Quỳnh Nhai, Phù Yên, Bắc Yên để tính toán. Sử dụng dòng chảy từ năm 1961,1963 - 1968 để hiệu chỉnh thu đƣợc hệ số Nash = 83,2%, từ năm 1969 - 1976 để kiểm định với hệ số Nash = 80,5%. Các thông số mô hình đƣợc xác định theo tài liệu quan trắc dòng chảy tại Phiêng Hiềng, thông số mô hình Tank nhƣ bảng dƣới [7]: Bảng 2.1. Bộ thông số mô hình Tank A1 0,34 HR 110 XA 20 Kx5 0,97 A2 0,25 XR 50 XS 20 Kx6 1 B1 0,18 HA1 100 XB 10 Kx7 1,05 C1 0,27 HA2 90 XC 10 Kx8 1,03 D1 0,25 HB 100 XD 400 Kx9 1,04 A0 0,28 HC 50 KXF 1,12 Kx10 1,05 B0 0,28 HD 200 Kx1 1 Kx11 1 C0 0,25 HS 2000 Kx2 1 Kx12 1 D0 0 PS 50 Kx3 1 Tlag 0 R1 0,385 SS 20 Kx4 0,97 Wx1 1 R2 0,375 Chuẩn dòng chảy năm tại trạm Phiềng Hiềng QoPH = 9,86 m3/s. Từ đó tính đƣợc chuẩn dòng chảy năm tại tuyến đập thủy điện Suối Sập I: Qo = 8,92 m3/s. b. Phương pháp Quy phạm thủy lợi QPTL.C-6-77 - Theo QPTL.C-6-77, trong trƣờng hợp không có số liệu thủy văn thì lớp dòng chảy năm có thể tính theo công thức sau:
11        1  Yo  1  1 . X o   n  1    n   Xo      Z       o    - Trong đó: Xo: Lƣợng mƣa bình quân lƣu vực trung bình nhiều năm (mm); Yo: Lớp dòng chảy trung bình nhiều năm (mm); Zo: Khả năng bốc hơi nƣớc lớn nhất của lƣu vực (Zo = 700 mm lấy theo vùng núi cao khu vực Tây Bắc); n: Thông số phản ánh đặc điểm của địa hình - tính toán thử dần từ lƣu vực tƣơng tự (n = 0,7). Từ đó theo công thức trên xác định đƣợc Qo = 9,44 (m3/s). 2.4.1.4. Phương pháp tính toán dòng chảy lũ Lƣu lƣợng đỉnh lũ đến tuyến đập Suối Sập 1 đƣợc tính theo các phƣơng pháp sau: - Phƣơng pháp triết giảm; - Công thức kinh nghiệm XôkôlôpxKi; - Công thức cƣờng độ giới hạn Alecxâyep. * Công thức triết giảm: Trạm tƣơng tự đƣợc sử dụng để tính toán theo phƣơng pháp triết giảm là trạm thủy văn Phiềng Hiềng, tính chuyển lƣu lƣợng đỉnh lũ quan trắc đƣợc tại trạm thuỷ văn về tuyến đập theo công thức triết giảm đỉnh lũ theo diện tích: 1 n  FCT  Qmax pCT  Qmax pa  F    a  Trong đó: - FCT, Fa: Diện tích lƣu vực tuyến công trình và trạm thủy văn tƣơng tự;