Mô hình đánh giá lũ kiểm tra và yêu cầu xả lũ hồ chứa nước Khe Nu - Nghi Lộc - Nghệ An
05/12/2016 Ngày nay để đánh giá rủi ro sự cố hồ chứa thường sử dụng các tần suất mưa lũ lớn như 0,5%, 0,1% hoặc lũ PMF. Bài báo trình bày công tác xác định đường cường độ mưa-thời đoạn mưa ở tần suất 0,5% đã được xác định xây dựng cho lưu vực hồ chứa Khe Nu-Nghi Lộc-Nghệ An. Các thông số đặc trưng lưu vực đã được nghiên cứu xác định cho mô hình mưa dòng chảy HEC-HMS của hồ chứa Khe Nu. Kết quả mô hình thể hiện chi tiết tiến trình dòng chảy đến hồ, mực nước hồ và lưu lượng tràn cho phép đánh giá nguy cơ rủi ro sự cố hồ chứa. Kết quả cho thấy đối với hồ Khe Nu sau khi được nâng cấp cải tạo, ở trường hợp đường IDF thời đoạn 1h, trận mưa 24h, tần suất 0,5% lưu lượng nước đến hồ lớn nhất là 296,64m3/s (sau đỉnh mưa 42 phút), lưu lượng xả lũ là rất lớn đạt 245,22m3/s nhưng mực nước hồ là +19,216m, lớn hơn mực nước dâng gia cường (MNDGC) ở cốt cao +19,1m là 0,116m. Để đảm bảo mực nước hồ không lớn hơn MNDGC thì lưu lượng xả lũ theo thiết kế phải tăng lên khoảng 1,15 lần và bằng 249,34m3/s (bằng 84% lưu lượng lũ max), và lớn hơn lưu lượng tràn thiết kế ở MNDGC bằng 218m3/s là 31,34m3/s (sau đỉnh mưa 87phút). MỞ ĐẦU Hiện nay nhu cầu sửa chữa và nâng cấp hồ thủy lợi là rất lớn do đại đa số các hồ chứa nước được xây dựng những năm 70, 80 của thế kỷ trước, trong điều kiện nền kinh tế đất nước còn nhiều khó khăn, công tác khảo sát, thiết kế và thi công còn nhiều hạn chế, thời gian khai thác, sử dụng các hồ đã quá lâu so với tuổi thọ của công trình... nên đã xuống cấp, có nguy cơ mất an toàn công trình dẫn đến rủi ro thiên tai đối với hạ du... Hơn nữa trong điều kiện biến đổi khí hậu hiện nay việc xử lý xuống cấp công trình, cải tạo và nâng cao khả năng phục vụ của các hồ chứa đang được đặc biệt quan tâm. Trong bối cảnh đó một số công trình hồ chứa đã được nâng cấp sửa chữa cải tạo. Các tính toán phân tích thủy văn-thủy lực chủ yếu dựa vào số liệu dòng chảy đến từ thượng lưu theo số liệu thực tế quan trắc hoặc số liệu của lưu vực tương tự. Ngoài ra trong nghiên cứu đánh giá rủi ro, tần suất mưa lũ thông thường được sử dụng ở mức tương đối cao, chẳng hạn 0,5%, 0,1% hoặc lũ cực hạn (PMF). Mô hình mưa-dòng chảy đặc biệt hữu ích trong đánh giá khả năng xả lũ của các công trình cho kết quả chi tiết về tiến trình dòng chảy đến hồ, tiến trình lưu lượng tràn và mực nước hồ trong các trường hợp tần suất mưa lũ cao có thể dẫn đến sự cố công trình. Trong khuôn khổ bài viết sử dụng tần suất mưa lũ 0,5% trong mô hình mưa-dòng chảy để phân tích đánh giá. Tác giả bài viết tiến hành công tác nghiên cứu dạng này đối với hồ chứa Khe Nu-Nghi Lộc-Nghệ An mới được sửa chữa nâng cấp năm 2013. Phương pháp xây dựng các đường tần suất cường độ mưa các thời đoạn 1h-24h (IDF), phần mềm mô hình mưa dòng chảy HEC-HMS và các nghiên cứu điều kiện địa hình, thảm thực vật, thổ nhưỡng lưu vực, phân tích xác định các đường cong đặc tính hồ chứa, xác định mưa lũ ứng với tần suất kiểm tra... đã được sử dụng trong nghiên cứu này. Hồ chứa Khe Nu nằm trên địa bàn xã Nghi Kiều huyện Nghi Lộc tỉnh Nghệ An thuộc dự án hệ thống đập phát triển nông nghiệp, cung cấp nước chủ yếu cho sản xuất nông lâm nghiệp trong vùng, nằm cách quốc lộ 1A khoảng 15 km về phía Tây, cách thành phố Vinh khoảng 30 km về phía Nam. Nghi kiều là xã miền núi nằm ở phía tây huyện Nghi Lộc – tỉnh Nghệ An. Hồ có diện tích khoảng 0,9km2 và lưu vực thượng lưu hồ khoảng 8,5km2. Hồ có dung tích toàn bộ ~6,356 triệu m3, dung tích chết ~2,492 triệu m3 và dung tích hữu dụng ~3,863 triệu m3. I. PHẦN MỀM MÔ HÌNH HEC - HMS II. LỰA CHỌN MƯA ĐẦU VÀO III. MÔ HÌNH HỒ CHỨA KHE NU 3.1. Đặc tính kỹ thuật hồ chứa Khe Nu 3.2. Các tiểu lưu vực hồ chứa Khe Nu 3.3. Lựa chọn điều kiện ban đầu 3.4. Phân bố mưa 3.5. Kết quả mô hình IV. THẢO LUẬN VÀ NHẬN XÉT - KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Bộ phần mềm HEC-HMS của quân độ Mỹ phiên bản 3.4 tháng 8/2009. U.S. Army Corps of Engineers Institute For Water Resources Hydrologic Engineering Center. 609 Second Street Davis, CA 95616-4620. [2]. James N. Moore and Ray C. Riley, 2003. Comparison of Temporal Rainfall Distributions for Near Probable Maximum Precipitation Storm Events for Dam Design. National Water Management Center, NRCS. Little Rock, Arkansas, 2003. [3]. Tài liệu quan trắc mưa tại trạm khí tượng thủy văn Vinh-Nghệ An thời kỳ 1991-2012. Trung tâm dự báo khí tượng thủy văn Trung ương. [4]. Van Te Chow, 1988. Applied Hydrology. Library of Congress Cataloging-in-Publication Data. Singapore. [5]. Nguyễn Văn Hoàng, Đoàn Doãn Tuấn, Nguyễn Văn Lợi, 2014. Kết quả bước đầu nghiên cứu phân bố mưa 24 giờ max phục vụ công tác thiết kế công trình xả lũ hồ thủy lợi, lấy minh họa đối với Nghệ An. Tạp chí Khoa học và Công nghệ Thủy lợi số 20 (4/2014) trang 64-72. [6]. Công ty cổ phần tư vấn thiết kế Nam Kinh (Nghệ An), 2012. Báo cáo kinh tế kỹ thuật nâng cấp hồ chứa Khe Nu-Nghi Kiều-Nghi Lộc-Nghệ An. [7]. United States Department of Agriculture-Natural Resources Conservation-Service Conservation Engineering Division, 1986. Urban Hydrology for Small Watersheds. Technical Release 55. Xem bài báo tại đây: Mô hình đánh giá lũ kiểm tra và yêu cầu xả lũ hồ chứa nước Khe Nu - Nghi Lộc - Nghệ An Tác giả: ThS. Nguyễn Văn Lợi TẠP CHÍ KH&CN THỦY LỢI
Tổng cục Thủy lợi
Ý kiến góp ý:
