Giới thiệu nội dung đề tài "Nghiên cứu cơ sở khoa học và thực tiễn điều hành cấp nước cho mùa cạn đồng bằng sông Hồng". [18/5/09]

Đề tài nghiên cứu khoa học độc lập cấp nhà nước “Nghiên cứu cơ sở khoa học và thực tiễn điều hành cấp nước cho mùa cạn đồng bằng sông Hồng”  do GS.TS. Lê Kim Truyền là Chủ nhiệm, được hoàn tất năm 2008.

Các nội dung chủ yếu của Đề tài gồm:

1. Thu thập phân tích và xử lý các tài liệu cơ bản trên hệ thống sông Hồng& Thái Bình.

2. Điều tra hiện trạng hệ thống công trình cấp nước đồng bằng sông Hồng

3. Phân tích, đánh giá hiện trạng hệ thống công trình cấp nước đồng bằng sông Hồng

4. Phân tích ảnh hưởng của hồ chứa Hoà Bình và Thác Bà đến chế độ dòng chảy vùng hạ lưu sông Hồng

5. Tính toán và dự báo thuỷ văn

6. Tính toán nhu cầu dùng nước cho đồng bằng sông Hồng

7. Xây dựng hệ thống kịch bản cho bài toán điều hành hệ thống và thử nghiệm mô hình điều hành

8. Tính toán điều tiết hệ thống hồ chứa phục vụ nghiên cứu quy trình điều hành hệ thống

9. Tính toán thuỷ lực phục vụ nghiên cứu quy trình điều hành hệ thống

10. Đề xuất quy trình vận hành phát điện, cấp nước hạ du trong mùa kiệt của hệ thống hồ chứa và hệ thống công trình phân phối nước đồng bằng sông Hồng

11. Đánh giá hiệu quả kinh tế và môi trường của đề tài nghiên cứu

Các tư liệu đề tài được tuyển chọn rất công phu, toàn diện, kết quả của đề tài đã trực tiếp góp phần cho điều hành cấp nước trong mùa cạn của hệ thống sông Hồng.

Được sự đồng ý của Chủ nhiệm đề tài, BBT sẽ lần lượt đăng tải vào chuyên mục ”Tư liệu” và ”Khoa học&công nghệ”, mời bạn đọc đón xem.

 

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỀ TÀI

 

I. THÔNG TIN CHUNG VỀ ĐỀ TÀI

Tên đề tài

            "Nghiên cứu cơ sở khoa học, thực tiễn điều hành cấp nước mùa cạn cho đồng bằng sông Hồng"

II. SỰ CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

1. Cho đến nay chưa có nghiên cứu nào về xây dựng quy trình vận hành cấp nước cho hệ thống sông Hồng. Hiện nay mới có các quy trình vận hành hệ thống hồ chứa cho thơi kỳ mùa lũ: Quy trình điều tiết phòng lũ năm 1997, Quy trình điều tiết phòng lũ hồ Hòa Bình và Thác Bà năm 2005; Quy trình vận hành liên hồ chứa thủy điện Hòa Bình, Thác Bà và Tuyên Quang trong mùa lũ (2007). Về mùa kiệt các hồ chứa Hòa Bình và Thác Bà mới chỉ chú trọng nhiệm vụ phát điện là chủ yếu, mà chưa xem xét một cách tổng thể giữa phát điện và cấp nước cho đồng bằng sông Hồng.

2. Hồ chứa Tuyên Quang  đã hoàn thành, hồ chứa Sơn La sẽ đưa vào sử dụng vào năm 2010 và chưa có nghiên cứu về Quy trình vận hành. Dự án liên hồ chứa về quy trình vận hành thời kỳ mùa kiệt đang được tiến hành và chưa kết thúc.

3. Trong những năm gần đây, do sự gia tăng về yêu cầu cấp nước mâu thuẫn giữa phát điện và cấp nước hạ du càng gay gắt và chưa có cơ sở khoa học cho việc giải quyết các mâu thuẫn này.

4. Đồng bằng sông Hồng có diện tích đất đai 799.103 ha với dân số nông nghiệp gần 10,9 triệu người, là vựa thóc thứ hai của cả nước, cung cấp lương thực, thực phẩm chủ yếu cho thủ đô Hà Nội và các thành phố khác nên việc bảo đảm đủ nước để phát triển nông nghiệp, nông thôn là mục tiêu lớn của Đảng, Nhà nước ta.

Với những vấn đề được trình bày ở trên, việc xây dựng cơ sở khoa học nhằm điều hành hệ thống các hồ chứa phục vụ kiểm soát lũ, điều phối và chia sẻ nguồn nước cho các hộ dùng nước khác nhau, nhằm tránh những tổn thất lớn về kinh tế xã hội là rất cấp thiết.

III. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI

1. Đề xuất được cơ sở khoa học để điều hành cấp nước và phân phối nước cho toàn mùa kiệt và những năm hạn.
2. Đề xuất được quy trình vận hành các hồ chứa phục vụ phát điện và cấp nước trong thời kỳ mùa kiệt trên hệ thống sông Hồng

 

IV. PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI

            Đề tài tập trung vào nghiên cứu vùng đồng bằng sông Hồng trong vấn đề điều hành cấp nước và phân phối trong thời kỳ mùa kiệt trên hệ thống sông Hồng - Thái Bình

 

V. CÁCH TIẾP CẬN, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ KỸ THUẬT SỬ DỤNG NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI

1 Cách tiếp cận

            Để có cơ sở khoa học cho việc lập quy trình vận hành hệ thống cần tập trung giải quyết một số vấn đề chính như sau:

- Nghiên cứu các mô hình toán phục vụ công tác điều hành

- Nâng cao hiệu quả công tác dự báo

- Nghiên cứu các phương án điều hành sao cho vừa có hiệu quả phát điện, vừa an toàn về mặt cấp nước và phòng lũ.

Một số nhận thức, điều kiện thực tế và các thuộc tính cơ bản của đối tượng nghiên cứu:

·         Trình độ khoa học công nghệ trong lĩnh vực kiểm soát, phòng tránh và ứng phó các thảm họa lũ, hạn hán nói chung và dự báo hạn nói riêng của nước ta còn khá thấp so với các nước tiên tiến trên thế giới, do đó cần kế thừa và tiếp thu tối đa kiến thức khoa học và công nghệ của các nước phát triển.

·         Tiếp cận phương pháp dự báo hạn dài về hạn về nguồn nước, các mô hình kiểm soát lũ cũng như điều hành các hồ chứa để vừa đảm bảo chống lũ, vừa phối hợp giữa các hộ dùng nước, giảm thiểu xung đột giữa các hộ dùng nước là mục tiêu đặt ra của đề tài.

2 Phương pháp nghiên cứu

            Trên cơ sở của những điều kiện và đặc điểm nêu trên, cách tiếp cận hợp lý để đạt được mục tiêu nghiên cứu là việc sử dụng các phương pháp nghiên cứu bao gồm:

ü       Kế thừa, áp dụng có chọn lọc sản phẩm khoa học và công nghệ hiện có trên thế giới/trong nước.

ü       Phương pháp điều tra phân tích tổng hợp nguyên nhân hình thành

ü       Phương pháp phân tích thống kê 

ü       Phương pháp mô hình toán thuỷ văn, thuỷ lực, cân bằng nước và ứng dụng các công nghệ hiện đại: viễn thám, GIS

ü       Phương pháp chuyên gia

3 Kỹ thuật sử dụng

- Thu thập, xử lý thông tin, tài liệu cơ bản

- Khai thác các phần mềm phù hợp với những nội dung nghiên cứu. Sử dụng mô hình tính toán thuỷ lực, xây dựng và khai thác các mô hình tính toán điều tiết và điều hành hệ thống hồ chứa: MIKE11.

 

VI. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CHÍNH CỦA ĐỀ TÀI

1. Thu thập, phân tích đánh giá và xử lý các tài liệu cơ bản trên hệ thống sông Hồng - Thái Bình.

            Trên cơ sở thu thập các tài liệu về địa hình, thổ nhưỡng, thảm phủ, địa chất, mạng lưới sông ngòi, mạng lưới trạm khí tượng thuỷ văn, số liệu khí tượng thuỷ văn, các tài liệu về quy hoạch dân sinh kinh tế, tài liệu về hiện trạng công trình cấp nước trên vùng đồng bằng sông Hồng, đề tài đã tiến hành tổng hợp, đánh giá phân tích các số liệu thu thập được để đưa ra một bức tranh tổng quan về hệ thống sông Hồng - Thái Bình. Trên cơ sở số liệu thu thập được, sơ bộ đánh giá tình trạng, nguyên nhân gây hạn trong một vài năm gần đây. Đây là một việc làm với khối lượng rất lớn, đòi hỏi phải có điều tra, thu thập, đánh giá và phân tích kết quả. 

2. Phân tích, đánh giá hiện trạng công trình lấy nước và sử dụng nước tưới trong nông nghiệp của các tỉnh thuộc đồng bằng sông Hồng

                Đề tài đã tiến hành điều tra hiện trạng các công trình lấy nước cống và trạm bơm trên các dòng nhánh, dòng chính hệ thống sông Hồng - Thái Bình vùng đồng bằng sông Hồng. 

3. Phân tích hiện trạng chế độ dòng chảy vùng hạ lưu sông Hồng do ảnh hưởng của hồ chứa Hòa Bình và Thác Bà  

Mực nước và lưu lượng trên sông là vô cùng quan trọng cho việc lấy nước phục vụ cấp nước trong mùa kiệt. Nếu mực nước trên các sông trục chính thấp, đặc biệt các tháng I, II, III thì việc lấy nước qua các công trình lấy nước như cống, trạm bơm rất ít khi phát huy được năng lực thiết kế. Trong thực tế, nếu mực nước trên sông Hồng tại Hà Nội nhỏ hơn 3m là việc thiếu nước có thể xảy, đe dọa sản xuất nông nghiệp của người nông dân trên toàn vùng. Mực nước tại Hà Nội càng cao càng có điều kiện phát huy năng lực công trình đồng thời nâng mức đảm bảo cấp nước. Mặt khác, nếu lưu lượng và mực nước tại Hà Nội cũng như các cửa ra xuống thấp sẽ không đảm bảo lưu lượng đẩy mặn, giao thông thuỷ, duy trì sự sống của dòng sông. Do vậy, nghiên cứu diễn biến mực nước mùa cạn trên sông Hồng nhằm giảm bớt căng thẳng về nguồn nước là công việc rất quan trọng trong phục vụ các hoạt động kinh tế xã hội vùng đồng bằng sông Hồng.

4. Tính toán, dự báo thủy văn

            Phân tích chế độ dòng chảy thời kỳ mùa kiệt hệ thống sông Hồng-sông Thái bình, Phân tích tổ hợp dòng chảy mùa kiệt các sông thuộc hệ thống sông Hồng - Thái bình. Phân tích và xác định các tổ hợp dòng chảy - thủy triều hệ thống sông Hồng

            Tính toán dòng chảy năm, dòng chảy kiệt ứng với tần suất thiết kế tại các tuyến hồ chứa và các tuyến khống chế trên các hệ thống sông Đà, sông Thao, sông Lô và sông Chảy. Phân tích lựa chọn các tổ hợp về dòng chảy kiệt trên các nhánh sông theo các mô hình kiệt thiết kế, từ đó xác định biên cho mô hình hệ thống phục vụ điều hành cấp nước mùa kiệt (biên lưu lượng và biên triều) theo các tổ hợp khác nhau của dòng chảy kiệt và thủy triều.   

            Đánh giá hiện trạng phương pháp và công nghệ dự báo dòng chảy kiệt các thời đoạn 10 ngày, 1 tháng, 3 tháng và mùa kiệt ở nước ta. Nghiên cứu lựa chọn phương pháp, công nghệ dự báo dòng chảy kiệt lưu vực sông Hồng. Xây dựng phương án và  dự báo thử nghiệm dự báo thử nghiệm cho mùa kiệt 2005-2006

5. Xác định nhu cầu nước cho đồng bằng sông Hồng

            Tính toán nhu cầu nước theo tần suất 85% cho giai đoạn hiện trạng và giai đoạn 2010 cho các nhu cấu nước cho nông nghiệp, sinh hoạt, chăn nuôi, công nghiệp, nuôi trồng thủy sản, môi trường sinh thái. Đây là số liệu đầu vào cần thiết cho bài toán lập quy trình điều hành hệ thống cấp nước cho mùa cạn cho đồng bằng sông Hồng.

6. Phân tích hiện trạng chế độ dòng chảy vùng hạ lưu sông Hồng do ảnh hưởng của hồ chứa Hòa Bình và Thác Bà

          Nêu tổng quát về sự thay đổi mực nước và lưu lượng khi các điều kiện biên thay đổi và đây là cơ sở đề xuất các kịch bản vận hành điều tiết hệ thống các hồ chứa thượng lưu, những vấn đề càn xét xét một cách tổng thể để cuối cùng xay dựng được qui trình vận hành đảm bảo bài toán kinh tế kỹ thuật tạo điều kiện phát triển bền vững cho vùng hạ lưu của lưu vực.

7. Lập quy trình điều hành hệ thống cấp nước mùa cạn cho đồng bằng sông Hồng giai đoạn 2010-2015 có kể đến các hồ chứa Sơn La và Tuyên Quang

            Để lập quy trình điều hành hệ thống cấp nước mùa cạn cho đồng bằng sông Hồng, cần thiết phải xây dựng hệ thống kịch bản cho bài toán điều hành hệ thống, tính toán điều tiết hệ thống hồ chứa phục vụ quy trình điều hành hệ thống.

8. Đề xuất quy trình vận hành phát điện, cấp nước hạ du trong mùa kiệt của hệ thống hồ chứa và hệ thống công trình phân phối nước đồng bằng sông Hồng.

 &n