ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
-------------------------

LÊ HỒNG SÔNG

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ BỒI LẮNG
HỒ CHỨA CÔNG TRÌNH THỦY ĐIỆN SRÊPÔK 3
VÀ ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP QUẢN LÝ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

HÀ NỘI - 2019


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------

LÊ HỒNG SÔNG

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ BỒI LẮNG
HỒ CHỨA CÔNG TRÌNH THỦY ĐIỆN SRÊPÔK 3
VÀ ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP QUẢN LÝ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

HÀ NỘI, NĂM 2019


LỜI CAM ĐOAN

Luận văn chắc chắn còn có nhiều hạn chế và thiếu sót, học viên rất mong nhận được
sự đóng góp, chia sẻ để ngày càng hoàn thiện hơn.
Trân trọng,

ii


MỤC LỤC
MỤC LỤC ................................................................................................................................. 1
DANH MỤC HÌNH .................................................................................................................. 3
DANH MỤC CHỮ VIÊT TẮT................................................................................................ 5
1.

Tính cấp thiết của luận văn .......................................................................................... 6

2.

Mục tiêu nghiên cứu .................................................................................................... 7

3.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ............................................................................... 7

4.

Nội dung nghiên cứu .................................................................................................... 8

5.

Phương pháp nghiên cứu ............................................................................................. 8

TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN BỒI LẮNG HỒ CHỨA......
21

2.1.1.

Tổng quan trên thế giới ...................................................................................... 21

2.1.2.

Tổng quan ở Việt Nam ....................................................................................... 27

2.1.3.

Những hạn chế, tồn tại và vấn đề đặt ra cần giải quyết đối với việc đánh giá bồi

lắng hồ chứa...................................................................................................................... 36
1


2.2.

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU........................................................................... 37

2.2.1.

Cơ sở lý thuyết của mô hình HEC-6 ............................................................... 39

2.2.2.

Kiểm soát kết quả đầu ra của mô hình HEC-6 .............................................. 50


Sự bồi lắng trung bình sau 50 năm khai thác: .................................................... 65

3.4.

ĐỀ XUẤT CÁC BIỆN PHÁP QUẢN LÝ .............................................................. 65

TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................................................... 69
CÁC PHỤ LỤC....................................................................................................................... 71

2


DANH MỤC HÌNH
Hình 1-1: Tổng thể lưu vực sông Srêpôk ......................................................................11
Hình 1-2: Bản đồ mật độ che phủ rừng lưu vực Sông Srêpôk ......................................14
Hình 1-3: Bản đồ hành chính tỉnh Đắk Lắk ..................................................................15
Hình 1-4: Sơ đồ các tuyến đập thủy điện chính trên sông Srêpôk ................................ 17
Hình 2-4 Sơ đồ thử sai tính đường mặt nước theo phương pháp bước chuẩn ..............43
Hình 2-5. Thể tích khống chế bùn cát đáy.....................................................................45
Hình 2.6: Vật liệu bùn cát ở đáy sông ...........................................................................46
Hình 2-7. Lưới sai phân tính toán bồi lắng cát bùn .......................................................48
Hình 3-1. Sơ đồ bố trí các mặt cắt ngang theo dọc sông khu vực lòng hồ Srêpôk 3 ....56
Hình 3-2: Đường cong quan hệ V = f(H) giữa thực đo và ô hình .................................58
Hình 3-3. Mô hình tính toán thủy lực bồi lắng hồ chứa Hec 6......................................59
Hình 3-4. Sơ đồ mặt cắt dọc sông khu vực lòng hồ Srêpôk 3 từ mô hình Hec Ras ......59
Hình 3-5. Sơ đồ bố trí các mặt cắt ngang sông khu vực lòng hồ Srêpôk 3 từ mô hình
Hec Ras ..........................................................................................................................59
Hình 3.6: Biểu đồ lượng bùn cát bồi lắng hồ Srêpôk 3 qua các năm vận hành ............60
Hình 3.7:Biểu đồ quan hệ giữa lượng bùn cát bồi lắng với thời gian vận hành qua các


4


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
DEM

Bản đồ số độ cao

H

Mực nước

HRU

Đơn vị thủy văn

NSI

Chỉ số Nash – sutchliffe

PBIAS

Chỉ số sai phần trăm

Q

Lưu lượng nước

QS

thời gian của dự án cần được ước tính để có thể thực hiện các biện pháp bảo dưỡng phù
hợp [23]. Việt Nam có nhiều hệ thống sông lớn với tiềm năng cao về thủy điện, do đó,
nhiều hồ chứa thủy điện đã, đang và dự kiến được xây dựng, hình thành các hệ thống hồ
chứa bậc thang trên các hệ thống sông Đà, sông Lô, sông Mã, sông Cả, sông Vu Gia Thu Bồn, sông Kôn, sông Ba, sông Sê San, sông Srêpôk, sông Đồng Nai [15]. Cũng
không nằm ngoài quy luật bồi lắng lòng hồ do bùn cát, vấn đề bồi lắng lòng hồ các lưu
vực sông ở Việt Nam cũng diễn biến khá phức tạp, theo không gian và thời gian, mang
tính đặc trưng của từng vùng, từng lưu vực sông. Kết quả khảo sát lòng hồ Hòa Bình
trong giai đoạn 1990-1996 cho thấy, bùn cát lắng đọng đồng thời cả ở phần dung tích
chết và dung tích hiệu dụng của hồ, hệ số bồi lắng bị giảm mạnh theo thời gian vận hành
hồ [15]. Dung tích còn lại của hồ Thác Bà sau 30 năm vận hành vào khoảng 94-95%
dung tích ban đầu, ước tính lượng bùn cát đi vào hồ tính đến vị trí đập trung bình nhiều
năm theo phương pháp triết giảm theo diện tích là 5,89 x 106m3 [04]. Hồ Núi Cốc mỗi
năm bị bồi 520.000 m3, tạo lớp bùn cát bồi lắng trung bình năm là 0,02 m/năm [12].
Trên dòng chính sông Srêpôk có đến 6 hồ thủy điện lớn nhỏ gồm: Buôn Tua
Srah, Buôn Kuốp, Hoà Phú và Đrây H’linh, phía hạ nguồn có thủy điện Srêpôk 4 và
Srêpôk 4A. Hiện tất cả các công trình này đã đi vào vận hành, tuy nhiên đến nay chưa
có một nghiên cứu đầy đủ về vấn đề bồi lắng bùn cát lòng hồ cho các bậc thang thuỷ
6


điện này. Qua đó có thể thấy, việc triển khai “Nghiên cứu đánh giá mức độ bồi lắng hồ
chứa khi vận hành” là thật sự cần thiết. Vì qua nghiên cứu, dựa trên các phương pháp
tính toán phù hợp và logic sẽ được lựa chọn để tính toán, đánh giá diễn biến bồi lắng
đúng hiện trạng các hồ chứa nói riêng và các hồ chứa thuỷ điện bậc thang trên hệ thống
sông nói chung. Từ đó có thể đề xuất các biện pháp quản lý, phù hợp nhằm hạn chế hiện
tượng bồi lắng, tăng tuổi thọ hồ chứa trong bối cảnh thích ứng với biến đổi khí hậu toàn
cầu.
Trong phạm vi của luận văn này sẽ chuyên sâu về “Nghiên cứu đánh giá mức độ
bồi lắng hồ chứa công trình thủy điện Srêpôk 3 và đề xuất biện pháp quản lý”
Công trình thủy điện Srêpôk 3 đã đi vào vận hành từ tháng 5/2010 đến nay, công

4.

Nội dung nghiên cứu
Nội dung 1. Tổng quan về điều kiện địa lý tự nhiên, kinh tế xã hội và các đặc

trưng hồ chứa.
Nội dung 2. Tổng quan, phân tích, lựa chọn phương pháp đánh giá mức độ bồi
lắng bùn cát hồ chứa.
Nội dung 3. Mô phỏng, phân tích, đánh giá mức độ bồi lắng bùn cát cho hồ chứa
Srêpôk 3 và đề xuất các biện pháp quản lý
5.

Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp phân tích hệ thống: được áp dụng để phân tích các điều kiện tự

nhiên, kinh tế - xã hội, các hoạt động kinh tế trong vùng lưu vực, thảm phủ, ... từ đó xác
định nguồn gốc của bùn cát.
Phương pháp mô hình toán thủy văn: được áp dụng để xác định khối lượng bùn
cát bồi lắng và mô phỏng diễn biến bồi lắng theo không gian thời gian.
Phương pháp điều tra thực địa: được sử dụng để khảo sát các đặc trưng thủy điện
và cơ chế dòng chảy.
6.

Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của luận văn
Ý nghĩa khoa học: Tính toán bồi lắng bùn cát hồ chứa đang là một yêu cầu cấp

thiết hiện nay khi mà các hồ chứa ngày càng được xây dựng nhiều. Trong quá trình tính
toán bồi lắng bùn cát hồ chứa, đối với các nghiên cứu trước đây thường sử dụng các
phương pháp truyền thống để dự tính lượng bùn cát bồi lắng. Ngày nay cùng với sự phát
triển của khoa học công nghệ, các mô hình toán lần lượt ra đời đã trở thành một công cụ

Chương 2: Cơ sở phương pháp tính toán bồi lắng hồ chứa.

-

Chương 3: Tính toán bồi lắng cho hồ chứa Srêpôk 3.

-

Kết luận – Kiến nghị

9


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU
1.1. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC NGHIÊN CỨU
Công trình thủy điện Srêpôk 3 nằm trên địa phận huyện Buôn Đôn, tỉnh Đăk Lăk
và huyện Cư Jút, tỉnh Đăk Nông.
-

Các hạng mục công trình đầu mối: Nằm trên địa phận các xã: Tân Hòa, huyện
Buôn Đôn, tỉnh Đăk Lăk và xã Ea Pô, huyện Cư Jút tỉnh Đăk Nông.

-

Nhà máy thuỷ điện nằm trên địa phận xã Tân Hòa, huyện Buôn Đôn, tỉnh
Đăk Lăk .

-

Khu vực lòng hồ: thuộc xã Ea Pô, huyện Cư Jút, tỉnh Đăk Nông; xã Hòa

Krông Ana có diện tích lưu vực khoảng 4.000km2 và Krông Knô có diện tích lưu vực
khoảng 3.900km2.
Thượng nguồn của sông Krông Ana là Krông Búk thượng bắt nguồn từ vùng núi
có độ cao 900m, Krông Păk bắt nguồn từ vùng núi có độ cao 1.200m và Krông Bông
bắt nguồn từ vùng núi có độ cao 1.300m - 2.000m. Tất cả các sông này đều chảy trong
vùng đồi núi có lòng sông hẹp và dốc.
Từ hợp lưu Krông Bông về đến hợp lưu với Krông Knô, sông Krông Ana chảy
trong vùng tương đối bằng phẳng có lòng sông rộng với nhiều vùng bị ngập nước thường
xuyên, đặc biệt là khu vực từ hồ Lăk đến hợp lưu với sông Krông Knô, khu vực này
giống như một hồ điều tiết lớn trong mùa mưa lũ.
Sông Krông Knô bắt nguồn từ vùng núi phía Đông Nam Buôn Ma Thuột, nơi
giáp với lưu vực sông Đa Nhim và sông Cái, có độ cao từ 1.600m - 1.800m. Từ đầu
nguồn đến Đức Xuyên sông chảy theo hướng Đông - Tây trong vùng đồi núi có lòng
sông hẹp và dốc. Từ Đức Xuyên đến hợp lưu với sông Krông Ana, sông chảy theo hướng
Đông Nam - Tây Bắc trong vùng có lòng sông rộng với nhiều vùng bị ngập nước thường
xuyên, trong khu vực này còn có nhiều hồ ao đầm lầy như Ea R’Bin, Ea Tut, Ea Roume,
EaSno. (Bảng 1-1)

Hình 1-1: Tổng thể lưu vực sông Srêpôk
11


Từ hợp lưu Krông Ana và Krông Knô đến biên giới Việt Nam Campuchia, sông
Srêpôk chảy theo hướng Đông Nam - Tây Bắc trong vùng đồi núi có lòng sông hẹp và
dốc, chiều dài của đoạn sông này khoảng 110km với độ hạ thấp 200m, trong đoạn sông
này có nhiều ghềnh thác như đoạn thác Buôn Kuốp với độ chênh cao khoảng 60m, thác
Dray H’linh 15m, đoạn thác Srepok 3 chênh cao khoảng 35m ...
Địa hình lưu vực sông Srêpôk thượng có thể chia thành 3 dạng: vùng núi, các cao
nguyên, vùng trũng và đồng bằng. Vùng núi bao gồm các dãy núi phía Đông Bắc nơi
bắt nguồn của sông Krông Búk thượng và Krông Păk có độ cao từ 800m - 1.000m, các

lưới
sông.

Tính đến TĐ
Srêpôk 3

9410

220

42,8

550

3,2

0,26

Krông Ana

3.960

215

97

676

2,3


Krông Bông

788

73

56

950

9,2

0,50

Krông Knô
3.920
156
1.1.1. Đặc điểm địa hình

125

917

6,8

0,86

Địa hình vùng nghiên cứu trong báo cáo này tương đối đa dạng, đồi núi xen kẽ
bình nguyên và thung lũng, khái quát có thể chia thành các dạng địa hình sau:
Địa hình vùng núi cao: nằm ở phía Nam và Đông Nam của lưu vực, có độ cao

Thổ nhưỡng trên lưu vực sông Srêpôk thượng chủ yếu là đất đỏ Bazan (50%) tập
trung chính ở cao nguyên Buôn Ma Thuột và vùng Gia Nghĩa, đất đen Bazan ở phía
Tây, đất vàng xám phát triển trên đá granit ở Khánh Dương và Bắc Buôn Hồ, đất đỏ
vàng trên sa thạch và sa phiến thạch phân bố rải rác và xen kẽ giữa các loại đất khác, đất
dốc tụ thường ở các hợp thủy và chân núi, đất phù sa do sự bồi đắp của sông suối ở vùng
trũng, đất đầm hồ ở những vùng tự nhiên như hồ Lăk...
1.1.3. Lớp phủ thực vật
Tầng phủ thực vật của lưu vực khá phong phú, mức độ che phủ của rừng khoảng
13


70%, trong đó bao gồm nhiều loại như rừng lá rộng, rừng lá kim, rừng hỗn giao, rừng
tre nứa, rừng trồng... ngoài ra còn có một số lượng đáng kể cây cà phê, trà...

Hình 1-2: Bản đồ mật độ che phủ rừng lưu vực Sông Srêpôk
1.2. ĐẶC TRƯNG KINH TẾ XÃ HỘI TỈNH ĐẮK LẮK
Tỉnh Đắk Lắk với diện tích 13.125,4 km2 nằm trên địa bàn Tây Nguyên, trong
khoảng tọa độ địa lý từ 107°28'57"- 108°59'37" độ kinh Đông và từ 12°9'45" 13°25'06" độ vĩ Bắc, phía Bắc giáp tỉnh Gia Lai, phía Nam giáp tỉnh Lâm Đồng, phía
Đông giáp tỉnh Phú Yên và tỉnh Khánh Hòa, phía Tây giáp Vương quốc CamPuChia và
tỉnh Đắk Nông.
Đắk Lắk là tỉnh có đường biên giới dài 70 km chung với nước Campuchia, trên
đó có quốc lộ 14C chạy dọc theo biên giới hai nước rất thuận lợi cho việc phát triển kinh
tế vùng biên kết hợp với bảo vệ an ninh quốc phòng.

14


Hình 1-3: Bản đồ hành chính tỉnh Đắk Lắk
1.2.1. Kinh tế
Kinh tế chủ đạo của Đăk Lăk chủ yếu dựa vào sản xuất và xuất khẩu nông sản,

Mạng lưới giao thông của tỉnh chủ yếu bằng đường bộ và hàng không có sân bay
Buôn Ma Thuột và 14 tỉnh lộ với tổng chiều dài 460 km, có quốc lộ 14 chạy qua nối với
thành phố Đà Nẵng qua các tỉnh Gia Lai, Kon Tum và nối với Thành phố Hồ Chí Minh
qua Bình Phước và Bình Dương...Song song với biên giới Campuchia có quốc lộ 14C.
1.3. CÁC ĐẶC TRƯNG HỒ CHỨA SRÊPÔK 3
Công trình thủy điện Srêpôk 3 nằm trong dãy bậc thang thủy điện trên sông
Srêpôk. Phía thượng nguồn có các nhà máy thủy điện: Buôn Tua Srah, Buôn Kuốp, Hoà
Phú và Đrây H’linh. Phía hạ nguồn có thủy điện Srêpôk 4 và Srêpôk 4A. Hiện nay tất
cả các công trình này đã đi vào vận hành.

16


Hình 1-4: Sơ đồ các tuyến đập thủy điện chính trên sông Srêpôk

17


O

O

108 30'

108 00'

O

107 30'


350

68
8

50
0

Ea Tul
68
1

QL

g
Bu

686

on

CA M
PU C
HIA

ên

Kr

kk


12
40'

Đa

68
3

500

kK
Đa

692

BK- M1

c

ĐAK GÀ
NH

BK-CB2
BK- M6 BK-CB1

556
Buôn Dray

TTV Giang Sơn


500
BTS-M4

1623

1000

Kr
g
on

â
h
Ke
Đa

S
uk

kR

o
Kn

BTS-M1

BTS-M5

ng


2167

LẠC DƯƠNG

27

500

ĐẮ
C NÔ
NG

n

10

00

1000

k Giu

150
0

S.Đ a

HồĐan kia


LÂ
M HOÀ
NG

0
150

HồĐơn Dương
NMTĐ Đa Nhim

1000

ĐƠN DƯƠNG

0

g
ừn

ûo
ba

QL

1500

ĐỨ
C TRỌN G

27

So

1028

ng
â

1000

Đo
ng
à
i

BẢ
O LỘ
C

1528

1000

Na

Da Nhar

00

DI LINH
QL


Trạm thủy văn hiện cónhưng không sửdụng trong hệthống

KHÍ TƯN G THỦ
Y VĂ
N VẬ
N HÀ
N H CÁ
C
NMTĐ BUÔ
N TUA SRAH, BUÔ
N KUỐ
P , SRÊ
P OK 3

Trạm khí tượng hiện cónhưng không sửdụng trong hệthống
Trạm đo mưa hiện cónhưng không sửdụng trong hệthống
HUẾ

QL
1A

Đườ
ng quốc lộ
Đườ
ng phân lưu

S.Đồng Nai

TP. HỒCHÍ MINH


Lưu vực

1

Diện tích lưu vực

Km2

9.410

2

Lưu lượng trung bình nhiều năm

m3/s

250

3

Lưu lượng đỉnh lũ kiêm tra p=0, 1 %

m3/s

12.270

4

Lưu lượng đỉnh lũ thiết kế p=0,5%


275

4

Dung tích toàn bộ

106m3

218,99

5

Dung tích hữu ích

106m3

62,85

6

Dung tích chết

106m3

156,13

7

Diện tích mặt hồ ứng với MNDBT


m

8

5

Chiều dài đập theo đỉnh

m

460

Bộ
m
m
m3/s
m3/s

Tràn xả mặt có cửa
van 5cung
256,5
15 x 15,5
8.755
11.600

III

IV
1


3

Số cửa

4

Kích thước mỗi cửa (BxH)

5

Lưu lượng thiết kế

VI

Đường hầm dẫn nước

1
2
3
4
VII

Loại
Số đường hầm
Đường kính
Chiều dài
Nhà máy

ĐƠN VỊ

m3/s

412,8

2
3
4

Cột nước thiết kế (Htk)
Công suất lắp máy (Nlm)
Số tổ máy

m
MW

60
220
2

Tỉnh Đăk Lắk có điều kiện tự nhiên phong phú, đặc điểm về địa hình địa chất
thích hợp cho phát triển thủy điện. Với bản sắc văn hóa dân tộc đa dạng, địa phương
cùng chủ đầu tư cần có phương án bảo tồn trong điều kiện phải tái định cư các buôn làng
để nhường mặt bằng cho thủy điện. Quy hoạch các khu tái định cư phải gắn liền với phát
triển ngành nghề quen thuộc ổn định của địa phương.

20


CHƯƠNG 2: CƠ SỞ PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN BỒI LẮNG HỒ CHỨA


trong đó có thể giả thiết sự biến động của nhiều yếu tố đầu vào. Để hiểu rõ hơn đối với
từng phương phương pháp tính toán, trong luận văn này sẽ tổng quan các nghiên cứu có
liên quan như sau:
21