Bài toán tổ hợp Mưa-Triều-lũ trong mô hình thủy lực lưới sông.[04/09/09]
03/09/2009 08:25
 |
ThS.KSCC. Vũ Văn Thịnh
(Tiếp theo & hết)
Phần B.
Áp dụng vào tính toán
Quy hoạch thủy lợi chống ngập úng khu vực TP HCM.
V) Vận dụng trong bài toán “Quy hoạch thủy lợi chống ngập úng khu vực TP HCM”
Tài liệu biên cho bài toán thủy lực :
1) Mưa
Theo “Qui định tạm thời về tổng kết các hiện tượng thời tiết nguy hiểm hàng năm” của Trung tâm Dự báo Khí tượng Thủy văn Trung ương, căn cứ vào lượng mưa thực tế đo được trong 24 giờ tại các trạm quan trắc khí tượng bề mặt, trạm đo mưa trong mạng lưới KTTV mà phân định các cấp mưa khác nhau.
Mưa lớn được chia làm 3 cấp:
- Mưa vừa: Lượng mưa đo được từ 16 - 50 mm/24h.
- Mưa to: Lượng mưa đo được từ 51 - 100 mm/24h.
- Mưa rất to: Lượng mưa đo được > 100 mm/24h.
Trong 45 năm qua nhiệt độ trung bình ở khu vực TPHCM đã tăng 0,8 độ bách phân (từ 27,2 lên 28 độ), trong đó chỉ riêng giai đoạn 2001-2005 đã tăng thêm 0,4 độ, tương đương mức tăng của 40 năm trước đó. “Nhiệt độ trung bình tăng là hiện tượng chung của toàn cầu và nói riêng là của miền Nam, nhưng bất thường là ở chỗ khu vực TPHCM lại là nơi có tốc độ tăng cao hơn mức bình quân của vùng”. Liệu có mối quan hệ giữa nhiệt độ tăng và số lần xuất hiện những trận mưa lớn trong năm không cần tiếp tục theo dõi ?.
Theo [3] giải thích : Chọn trận mưa lớn có thời gian dài 3 giờ có tần suất thiết kế là 3 hoặc 5 năm mới xuất hiện một lần cộng thêm nước thải (tăng thêm 1,6-1,7 so với mức thải trung bình ngày) được tính tiêu thoát hết xuống bể tiêu sau khi hết mưa 30 phút là tiêu thoát hết.
Trận mưa 3 giờ TNC đã chọn có lượng mưa là bao nhiêu? Mô hình mưa ? Tần suất mưa ?Chiều sâu lớp nước còn giữ lại cho phép?
Theo [4] năm 2000 có diễn biến thời tiết phức tạp , riêng khu vực Tây Ninh các tháng mùa khô đều có mưa, lưu vực hồ Dầu Tiếng tổng lượng mưa là 2173mmm vượt 328mm so với lượng mưa thiêtá kế . Từ ngày 7~12/10 có một đợt mưa ở hầu hết Nam Bộ, có nơi mưa to đến rất to , đặc biệt ngày 9/10 ở miền đông Nam Bộ có mưa rất to trên diện rộng từ 100~200mm .
Theo người viết thì :
- Theo một số tài liệu thực đo của một số trạm đo mưa trong vùng năm 2000 có lượng mưa lớn nhất 1 ngày là X1=95.5mm~153.2mm và 3 ngày là X3= 171.7~275.7mm đứng hàng thứ hai trong liệt số 30 năm thực đo. Nếu xét thêm năm 1952 có mưa lũ lịch sử vùng Đông nam bộ với P= 1% ( nhièu người đã thống nhất) thì tần suất mưa lũ năm 2000 ước là 5% ≤ P ≤3% .Giả sử cho tần suất mưa của năm 2000 là P= 5% thì với trận mưa 3 giờ ước tính là 68.6mm . Với tần suất P= 10% lượng mưa trong 3 giờ ước khoảng khoảng 50mm.
Theo [3] chọn trận mưa lớn có thời gian dài 3 giờ có tần suất thiết kế là 3 hoặc 5 năm mới xuất hiện một lần không nói rõ lượng mưa là bao nhiêu?. Nếu chọn 3~ 5 năm thì tần suất P=33%~20% là quá nhỏ không phù hợp với quy phạm .
2) Triều
TS. Nguyễn Hữu Ninh nhận xét: Tôi đã theo dõi vấn đề triều cường ở TPHCM trong rất nhiều năm vừa qua, dưới góc độ khoa học trong báo cáo Biến đổi khí hậu 2007 của Uỷ ban Liên chính phủ IPPC (Intergovernmental Panel on Climate Change - IPCC) đã nêu rất rõ khu vực duyên hải của châu Á hiện nay mực nước biển dâng lên vào khoảng từ 1 - 3 mm/năm. Nhìn lại hơn một thập kỷ qua, mực nước biển dâng lên khoảng 3,1 mm/năm. Theo tôi vấn đề triều cường ở đây có liên quan đến mực nước biển, mặc dù mực nước biển dâng lên rất ít nhưng mỗi năm dâng lên một chút có ảnh hưởng rất lớn đến vấn đề triều cường, và gây ngập lụt ở TP. HCM. Vấn đề ngập lụt ở TP.HCM còn liên quan đến vấn đề khác nữa không chỉ riêng vấn đề này
Số liệu cụ thể các biên triều thiết kế tại các cửa sông TNC đã chọn sau khi đã hiệu chỉnh độ cao nước dâng do bão là 0.7m ?
Với biên triều là mực nược tại Phú An (Trung tâm TP) năm 2000 có xét đến mực nước dâng 0.7m. Kêt quả tính toán khi chưa kể xả lũ ở thượng lưu, mực nước tại Phú An đã dềnh lên đến mức 1,59m; nếu xả lũ có thể lên đến 1,70m; nếu xét cả nước dâng do bão có thể dâng lên đến 2.5m là quá cao?
Một số hình vẽ minh họa lấy theo [5]
Mực nước tại Phú An 3 ngày trong tháng 10/1979
3) Lũ
Những năm gần đây đã có những trận lũ lụt lớn chưa từng thấy xảy ra tại vùng đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL). Đặc biệt là cơn lũ lụt từ tháng 9 đến tháng 11 năm 2000 được gọi cơn lũ thế kỷ. Cơn lũ này đã làm gần 1000 người thiệt mạng và tổn thất về tài sản và mùa màng được ước lượng đến 500 triệu Mỷ Kim. Năm 2000 gió mùa bắt đầu sớm hơn đến 6-8 tuần. Những trận mưa lớn vào tháng 7 ở phía Bắc Lào và vùng Tây Nam Trung Hoa đã nâng cao mực nước sông Cửu Long ở Vạn Tượng. Mực nước cứ dâng cao trong vòng hai tháng tới. Đến cuối tháng 8, sông chính và các sông phụ ở
` Đối với bài toán ‘’quy hoạch thủy lợi chống ngập úng khu vực TPHCM các biên lưu lượng tại thướng lưu là Tri An, Phước Hòa, Dầu Tiếng (và các công trình dự kiến đến năm 2010 là Đồng Nai 3, Đồng Nai 4, Cần Đơn, năm 2020 là Đồng Nai 5, Đồng Nai 6,… ). Với mỗi yêu cầu kiểm soát lũ , các biên lưu lượng tương ứng tại các công trình trên khác nhau về tần suất, về dạng lũ tổ hợp… Càng có nhiều công trình thượng lưu thì Qxả xuống hạ lưu càng giảm (với các trận lũ nhỏ , bình thường ). Các công trình đã nêu trừ hồ Dầu Tiếng, Phước Hòa có nhiệm vụ tưới, cấp nước, chống lũ hạ du, còn lại là các hồ thủy điện không bố trí dung tích phòng lũ hạ du.
Lưu lượng xả qua công trình (nguồn Viện QHTL) [6] tương ứng với các trường hợp ghi ở bảng sau:
+Theo TNC lũ thiết kế an toàn cho đô thị lớn nằm ở hạ lưu TPHCM theo quy phạm được lấy P=0.5% ( N=200 năm). Quy phạm nào quy định ?
+Theo dự kiến quy hoạch thủy lợi đến năm 2010 khi hoàn chỉnh hệ thống đê bao thì chống được lũ thiết kế với tần suất P=1%
+Theo [4] thì : Quy hoạch thủy lợi đến năm 2010 nói trên có thể chống được tổ hợp bất lợi với xả lũ theo hiện trạng tháng 10/2000. Nếu xảy ra 4 tổ hợp sau đây : Hiện trạng tháng 10/2000-Hồ Dầu Tiếng xả lũ thiết kế -- Hồ Tri An xả lũ thiết kế-- Hồ Phước Hòa xả lũ thiết kế-- Hồ Tri An , Phước Hòa, Dầu Tiếng đồng loạt xả lũ thiết kế thì hệ thống đê bao của thành phố hoàn toàn không thể chống được nước lũ cho vùng ven sông và khu vực nội thành .
Theo người viết thì:
+Việc chọn biên lưu lượng trên các nhánh sông thượng lưu có cùng tần suất với trạm hạ lưu rất khó có thể xẩy ra hoặc nếu có xuất hiện là một tổ hợp siêu tần suất theo định lý nhân sác xuất vượt ra ngoài quy định của các tiêu chuẩn thiết kế đã có. TNC đã chọn tổ hợp lũ như thế nào? - Các biên tính toán đã qua điều tiết lũ chưa ? Nếu đã qua điều tiết lũ thì là phương án điều tiết nào? (tích nước tối đa , xả nước tối đa, xả lũ theo quy trình vận hành liên hồ…)
+ Đề suất của TNC là không khả thi. Cần có một quy hoạch chống lũ nghiêm túc riêng cho TPHCM ?
4) Tổ hợp mưa, triều, lũ
Mô hình mưa, triều, lũ khu vực TPHCM tháng 10 năm 2000 được TNC chọn là mô hình tổ hơp có nhiều yếu tố bất lợi cho hạ du , cụ thể là :
- Triều cường ( ảnh hưởng kép cả triều cường trong tháng (ngày rằm tháng chín) và triều cường trong năm (tháng X).
- Mưa lớn trên diện rộng, vượt tần suất tính toán tiêu nước .
- Lũ đồng bằng sông Cửu Long tràn về (ảnh hưởng kép cả lũ Tây
- Xả lũ đồng loạt cả 3 hồ Dầu Tiếng, Tri An, Thác Mơ.
Theo người viết thì:
+Với tổ hợp kép của mô hình 10/2000 cộng thêm 0.7m do nước dâng để làm biên cho bài toán thủy lực là quá bất lợi và vượt quá xa tần suất thiết kế cho bài toán tiêu nước đô thị?
+ Mực nước triều thực đo tại Phú An năm 2000 là đã bao hàm ảnh hưởng của nước dâng và lũ (lũ tràn từ sông Cửu Long sang và lũ xả từ các hồ ở thượng nguồn về)
+ Ước tính mô hình mưa, triều, lũ 10/2000 tại khu vực nghiên cứu có tần suất khoảng 3~5% , vượt qúa xa tiêu chuẩn tiêu nước quy định
+ Việc TNC cho rằng :
-Do chuyên gia Nhật bản căn cứ vào số liệu triều giai đoạn trước 1999 nên định mực nước triều cao nhất tại các cửa tiêu thiên thấp (1,3m) trong lúc triều tại Phú An từ năm 2000 liên tục vượt mức 1,4m và thậm chí tháng 10/2007 đạt mức 1,49m. ?
- JICA không tiên liệu một công trình kiểm soát triều nào trong lúc tình hình ngập triều cường trên thành phố từ 2002 đến nay trở nên ngày càng nghiêm trọng và nếu không hạ thấp mực nước triều tại các cửa tiêu thì