BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN VIỆN QUI HOẠCH THỦY LỢI ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KH&CN CẤP BỘ: “NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ ĐỂ PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG LƯU VỰC SÔNG HỒNG” Chủ nhiệm đề tài: TS. Tô Trung Nghĩa _________________________________________________ BÁO CÁO TỔNG KẾT CÁC CHUYÊN ĐỀ NGHIÊN CỨU: CHƯƠNG TRÌNH RRB-GAMS 7226-4 19/03/2009 HÀ NỘI - 2008 Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn Viện Quy hoạch Thuỷ lợi BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ CƠ SỞ VẬN HÀNH HỒ CHỨA TRÊN CƠ SỞ GAMS ThS. Thái Gia Khánh Hà Nội, 2006 2 MỤC LỤC I. GIỚI THIỆU CHUNG 3 I.1. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU I.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU II. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 3 II.1. GIỚI HẠN, VỊ TRÍ ĐỊA LÝ VÙNG NGHIÊN CỨU II.2. HIỆN TRẠNG CÁC HỒ CHỨA SÔNG ĐÀ 44 SÔNG GÂM 77 TRÊN SÔNG LÔ 111 TRÊN SÔNG CHẢY 14 II.3. PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT HỒ CHỨA III. KẾT LUẬN 222 3 I. GIỚI THIỆU CHUNG Hồ chứa là một trong các công trình thủy lợi quan trọng nhằm phục vụ công tác phòng chống lũ, lụt cho hạ du cũng như cung cấp nước cho các ngành dân sinh kinh tế. Việc tính toán điều tiết tối ưu hồ chứa bằng công nghệ GAMS cũng đã được tiến hành ở nhiều nước trên thế giới. Như hệ thống hồ COLORADO của Mỹ. Ở Việt Nam việc tính toán điều tiết h ệ thống các hồ chứa trên sông Đồng Nai cũng đã được áp dụng bằng công nghệ GAMS và đã thu được các kết quả khả quan. I.1. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Chuyên đề mô phỏng nước quá trình điều tiết các hồ chứa phục vụ công tác cấp nước cho các khu công nghiệp, nông nghiệp, sinh hoạt nhằm đưa ra được phương pháp cũng như có kết luận chung về tính toán điều tiết hồ chứa và áp dụng cho tính toán các h ồ chứa lưu vực sông Hồng. I.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Trong giới hạn nghiên cứu của chuyên đề này, phương pháp nghiên cứu là thu thập thông số kỹ thuật của các hồ chứa trong vùng nghiên cứu, phân tích các tài liệu, những nghiên cứu trong và ngoài nước đã có về công nghệ GAMS. Qua đó có kết luận và kiến nghị về tính toán mô phỏng quả trình điều tiết hồ chứa cho vùng nghiên cứu. II. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU II.1. GIỚI H ẠN, VỊ TRÍ ĐỊA LÝ VÙNG NGHIÊN CỨU Lưu vực sông Hồng - sông Thái Bình được giới hạn từ 20 0 23’ đến 25 0 30’ vĩ độ Bắc và từ 100 0 đến 107 0 10’ kinh độ Đông. + Phía Bắc giáp lưu vực sông Trường Giang và sông Châu Giang của Trung Quốc. + Phía Tây giáp lưu vực sông Mêkông. + Phía Nam giáp lưu vực sông Mã. + Phía Đông giáp vịnh Bắc Bộ. Phần lưu vực sông Hồng - sông Thái Bình trên lãnh thổ Việt Nam có vị trí địa lý từ: 20 0 23’ đến 23 0 22’ vĩ độ Bắc và từ 102 0 10’ đến 107 0 10’ kinh độ Tây. Lưu vực bao gồm đất đai của 26 tỉnh thành ở Việt Nam nằm trong lưu vực sông Hồng - sông Thái Bình là các tỉnh thành: Lai Châu, Điện Biên, Sơn La, Hoà Bình, Hà Giang, Tuyên Quang, Lào Cai, Yên Bái, Phú Thọ, Vĩnh Phúc, Thái Nguyên, Bắc Cạn, Bắc Ninh, Bắc Giang, Hải Dương, Hải Phòng, Hưng yên, Hà Nội, Hà Tây, Hà Nam, Nam Định, Ninh 4 Bình, Thái Bình và một phần đất đai của 3 tỉnh Quảng Ninh, Lạng Sơn, Cao Bằng. Tổng số huyện thị: 196 huyện Dân số tính đến năm 2003: 25.731.639 người. Với tổng diện tích đất tự nhiên: 86.680 km2. Trong đó: Đất nông nghiệp: 1.946.197 ha chiếm 22,5% diện tích tự nhiên Đất canh tác: 1.527.442 ha. Đất lâm nghiệp: 2.759.548 ha chiếm 31,8% diện tích tự nhiên II.2. HIỆN TRẠNG CÁC HỒ CHỨA Sông Đà Trên lưu vực sông Đ à hiện nay đã xây dựng hồ chứa thủy điện Hoà Bình, đang xây dựng công trình thủy điện Sơn La, Bản Chát, Huổi Quảng, Nậm Chiến. Theo quy hoạch khai thác công trình thủy điện sông Đà. Còn công trình thủy điện Lai Châu xây dựng tiếp theo và các công trình thủy điện nhỏ khác trên các sông nhánh. Bảng 4. THỐNG KÊ CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA CÁC CÔNG TRÌNH THỦY ĐIỆN TRÊN DÒNG CHÍNH SÔNG ĐÀ TT Thông số Đơn vị Lai Châu S ơn La Hoà Bình 1 Vị trí xây dựng - Trên sông Đà Đà Đà - Tỉnh Lai Châu Sơn La Hoà Bình 2 Thuỷ văn - Diện tích lưu vực km 2 26000 43760 51700 - Q bình quân nhiều năm m 3 /s 822 1515 1770 P=0,01% m 3 /s 47200 48400 P=0,1% m 3 /s 28200 29300 P=1% m 3 /s 19400 20400 3 Hồ chứa - Chế độ điều tiết Năm năm Năm - MNDBT m 295 215 115 - MNGC m 218,45 106,89 - MNC m 270 180 80 - Dung tích toàn bộ (MNDBT) 10 6 m 3 1355 9260 9450 - Dung tích hữu ích 10 6 m 3 759 5970 5650 - Dung tích chết 10 6 m 3 596 3290 3800 - Dung tích chống lũ 10 6 m 3 4000 3000 5 TT Thông số Đơn vị Lai Châu Sơn La Hoà Bình 5 Công trình chính b Đập dâng - Loại đập Bê tông Bê tông Đất đá - Cao trình đỉnh đập m 305 231,5 123 - Chiều cao đập lớn nhất m 136,5 128 c Công trình xả lũ + Kiểu + Năng lực xả m 3 /s 36000 35400 - Xả sâu Lỗ xả sâu (bxh) lỗ 12(4,5x10) 12(6x10) Cao trình ngưỡng xả m 145 56 - Xả mặt Loại cửa van cung cung Số khoang xả (bxh) khoang 7(16x17) 8(18x13) 6(15x13) Cao trình ngưỡng xả m 278 202 102 6 Nhà máy thuỷ điện - Lưu lượng lớn nhất m 3 /s 1159,6 3136 2400 - Cột nước lớn nhất m 99 101,4 - Cột nước tính toán m 78,9 84,8 88 - Công suất đảm bảo (Nbđ) MW 138,8 614 707(965) - Công suất lắp máy (Nlm) MW 1100 2400 1920 -Eott 10 6 kWh 4414 9429 9132 -Eo thực tế 10 6 kWh 7720 Loại nhà máy Sau đập Sau đập Sau đập Số tổ máy 8 8 Bảng 10.5. CÔNG TRÌNH TRÊN DÒNG NHÁNH LỚN SÔNG ĐÀ TT Thông số Đơn vị Nậm Chiến Bản Chác Huội Quảng 1 Vị trí xây dựng - Trên sông Nậm Chiến Nậm Mu Nậm Mu - Tỉnh Sơn La Lai Châu Lai Châu 2 Thuỷ văn - Diện tích lưu vực km 2 320 1929 2824 - Q bình quân nhiều năm m 3 /s 16,9 116,5 172 P=0,01% m 3 /s P=0,02% m 3 /s 16348 P=1% m 3 /s 8240 6 3 Hồ chứa - Chế độ điều tiết mùa nhiều năm mùa - MNDBT M 960 475 370 - MNGC M 477,68 - MNC M 910 435 368 - Dung tích toàn bộ (MNDBT) 10 6 m 3 173,1 2137,7 184,2 - Dung tích hữu ích 10 6 m 3 132 1615,8 16,28 - Dung tích chết 10 6 m 3 41,1 521,9 167,72 - Dung tích chống lũ 10 6 m 3 5 Công trình chính b Đập dâng - Loại đập Bê tông Bê tông - Cao trình đỉnh đập M 482 374 - Chiều cao đập lớn nhất M 130 99 - Chiều dài đập theo đỉnh M 406 c Công trình xả lũ + Kiểu Thực dụng + Năng lực xả m 3 /s 8221 10225 Tổng bề rộng tuyến xả mặt M Số khoang xả (bxh) khoang 4(9x11) 6(12,5x12,5) 6(15x14) Cao trình ngưỡng xả M 949 463 355 6 Nhà máy thuỷ điện - Lưu lượng lớn nhất m 3 /s 40,5 248,76 414,5 - Cột nước lớn nhất m 535,7 101,9 118,6 - Cột nước tính toán m 497 86,2 96,6 - Công suất đảm bảo (Nbđ) MW 54,5 65,4 188,9 - Công suất lắp máy (Nlm) MW 175 220 520 -Eo 10 6 kWh 651 1087,8 1868 Loại nhà máy Ống dẫn Sau đập Ống dẫn Số tổ máy 2 2 3 7 Bảng 6 . DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH THUỶ ĐIỆN CÓ CÔNG SUẤT LẮP MÁY DƯỚI 5MW LƯU VỰC SÔNG ĐÀ TT Tên công trình Tỉnh Lưu vực sông F lưu vực Qo H Nlm Eo Vốn đầu tư km 2 m 3 /s m KW 10 6 kwh tỷ đồng 1 Nậm La Pho Lai Châu Đà 169,4 10,1 25,3 1500 6,75 24,75 2 Nậm So Lai Châu Đà 343,0 17,9 20 2000 9,00 33,00 3 Vàng Ma Chải Lai Châu Đà 88,3 4,6 50 1500 6,75 24,75 4 Nà Tăm Lai Châu Đà 120,0 7,0 71,8 3000 13,50 49,50 5 Nậm Sỏ Lai Châu Đà 174,0 12,7 45 2000 10,82 33,00 6 Đông Pao Lai Châu Đà 3000 8,10 # 7 Nậm Chim Điện Biên Đà 500 2,10 # 8 Huổi May Sơn La Đà 21,3 0,3 80 2500 11,25 41,25 9 Nậm Chang Sơn La Đà 136,6 7,1 65 3000 13,45 49,50 10 Mường Cai Sơn La Đà 420,0 5,4 80 4500 20,25 74,25 11 Nậm Mằn Sơn La Đà 230,0 3,0 90 4000 20,71 66,00 12 Suối Tân 1 Sơn La Đà 50,0 1,5 300 4500 20,50 74,25 13 Suối Tân 2 Sơn La Đà 80,0 2,0 80 1800 8,10 29,70 14 Nậm Phàn Sơn La Đà 320,4 6,0 100 4500 20,25 74,25 15 Chế Cu Nha Yên Bái Đà 88,0 2,9 85 2500 10,50 41,25 16 So Lo Hoà Bình Đà 52,0 2,3 150 1500 6,00 24,75 Ghi chú: # Các công thuỷ điện nhỏ thuộc các dự án thuỷ lợi không tính vốn đầu tư. Sông Gâm Trên lưu vực sông Gâm hiện đã xây dựng xong hồ Tuyên Quang. Ngoài ra còn có khả năng xây dựng hồ Bảo Lạc là hồ chứa điều tiết trong bậc thang. Trên sông nhánh Nho Quế do cấu tạo địa chất chủ yếu là đá vôi. Do đó trên nhánh sông này chỉ có thể khai thác được 3 công trình Nho Quế 1, Nho Quế 2 và Nho 8 Quế 3 theo phương thức sử dụng cột nước địa hình là chính và khai thác dòng chảy tự tiên. Bảng 7. THỐNG KÊ CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA CÁC CÔNG TRÌNH THỦY ĐIỆN TRÊN DÒNG CHÍNH SÔNG GÂM TT Thông số Đơn vị Tuyên Quang Bảo Lạc 1 Vị trí xây dựng - Trên sông Gâm Gâm - Tỉnh T. Quang Cao Bằng 2 Thuỷ văn - Diện tích lưu vực km 2 14972 10356 - Q bình quân nhiều năm m 3 /s 317,8 180,2 P=0,02% m 3 /s 17258 11210 P=1% m 3 /s 6960 5480 3 Hồ chứa - Chế độ điều tiết năm Năm - MNDBT m 120 230 - MNGC m 124,8 - MNC m 90 200 - Dung tích toàn bộ (MNDBT) 10 6 m 3 2260 910,4 - Dung tích hữu ích 10 6 m 3 1699 654,9 - Dung tích chết 10 6 m 3 561 255,5 - Dung tích chống lũ 10 6 m 3 1000 500 5 Công trình chính a Đập dâng - Loại đập BT bản mặt BT bản mặt - Cao trình đỉnh đập m 125,85 235 - Chiều cao đập lớn nhất m 101,85 85 - Chiều dài đập m 1105,42 b Công trình xả lũ + Kiểu Ôphixêrôp Ôphixêrôp + Năng lực xả m 3 /s 12484 - Xả sâu Lỗ xả sâu (bxh) lỗ 8(4,5x6) 8(4,5x4,5) Cao trình ngưỡng xả m 79 195 - Xả mặt Số khoang xả (bxh) khoang 4(15x15,9) 4(13x10,5) Cao trình ngưỡng xả m 104,45 219,35 6 Nhà máy thuỷ điện - Lưu lượng lớn nhất m 3 /s 750 277,2 - Cột nước lớn nhất m 72,6 83,7 - Cột nước tính toán m 51 74,21 - N đảm bảo MW 83,3 41,5 9 TT Thông số Đơn vị Tuyên Quang Bảo Lạc - N lắp máy MW 342 190 -Eo tính toán 10 6 kWh 1329,55 713,7 -Eo thực tế 10 6 kWh Loại nhà máy Sau đập Sau đập Số tổ máy 3 2 Bảng 8. DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH THUỶ ĐIỆN CÓ CÔNG SUẤT LẮP MÁY DƯỚI 5MW LƯU VỰC SÔNG GÂM TT Tên công trình Tỉnh Lưu vực sông F lưu vực Qo H Nlm Eo Vốn đầu tư km 2 m 3 /s m KW 10 6 kwh tỷ đồng 1 Bản Ngà Cao Bằng Gâm 134,0 2,3 150 2500 12,50 41,25 2 Bản Riển Cao Bằng Gâm 203,5 2,8 100 2300 14,15 37,95 3 Lũng Cú Hà Giang Gâm 25,0 1,0 280 1100 4,60 18,15 4 Tùng Bá Hà Giang Gâm 15,0 0,5 525 3000 12,70 49,50 5 Nậm Vàng Tuyên Quang Gâm 277,0 8,0 20 1300 5,40 21,45 [...]... thường, phát triển bền vững và khủng hoảng và các mốc thời gian hiện tại, 2010 và 2020 - Lưu vực sông Đà: 17 khu lấy nước - Lưu vực sông Thao: 9 khu lấy nước - Lưu vực sông Lô Gâm: + Lưu vực sông Chảy: 5 khu dùng nước + Lưu vực sông Lô: 9 khu dùng nước + Lưu vực sông Gâm: 5 khu dùng nước + Lưu vực sông Phó Đáy: 3 khu dùng nước - Lưu vực sông Cầu – Thương- Lục Nam : + Lưu vực sông Cầu: 21 khu dùng nước + Lưu. .. m3/s lỗ m khoang m m3/s m 3(15x11) 169 439,77 35,89 197,6 59,7 13 - Cột nước tính toán - N đảm bảo - N lắp máy -Eo tính toán -Eo thực tế Loại nhà máy Số tổ máy m MW MW 106kWh 106kWh 28,65 49 108 475,97 394 Sau đập 3 54,6 13,4 90 376,9 ống dẫn 3 Bảng 13 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH THUỶ ĐIỆN CÓ CÔNG SUẤT LẮP MÁY DƯỚI 5MW LƯU VỰC SÔNG LÔ Vốn E0 Lưu F lưu 3 6 Qo(m / H Nlm 10 kwh đầu Tên công TT Tỉnh vực vực s)... 12 Trên sông Chảy Trên sông Chảy hiện tại có nhà máy thủy điện Thác Bà và đang xây dựng nhà máy thủy điện Nale Ngoài ra còn có khả năng xây dựng một số trạm thủy điện nhỏ trên lưu vực sông Bảng 12 CÔNG TRÌNH TRÊN DÒNG CHÍNH SÔNG CHẢY TT Thông số 1 Vị trí xây dựng - Trên sông - Tỉnh Thuỷ văn - Diện tích lưu vực - Q bình quân nhiều năm P=0,02% P=1% Hồ chứa - Chế độ điều tiết - MNDBT - MNGC - MNC - Dung... Cai, Yên Bái và phần lớn lãnh thổ của 7 tỉnh Lai Châu, Điện Biên, Sơn La, Hoà Bình, Cao Bằng, Lạng Sơn và Quảng Ninh) Diện tích lưu vực của toàn bộ hệ thống sông Hồng - sông Thái Bình là 1.690.200 km2 Lưu vực sông Hồng được giới hạn từ 20o - 25o30’ Vĩ độ Bắc và từ 100o 107o10’ Kinh độ Đông Phía Bắc giáp lưu vực sông Trường Giang và sông Châu Giang của Trung Quốc; phía Tây giáp lưu vực sông Mê Kông;... khu - Sơ đồ tính toán của mô hình GAMS - Kịch bản phát triển: hiện tại, diễn biến bình thường, phát triển bền vững và khủng hoảng - Số liệu thống kê, số liệu kế hoạch phát triển của các ngành nông nghiệp, công nghiệp, sinh hoạt IV NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Mô phỏng hệ thống dùng nước của các ngành nông nghiệp, công nghiệp, sinh hoạt và dòng hồi quy theo 138 khu dùng nước trên toàn lưu vực sông HồngThái Bình... NGHIỆP, CÔNG NGHIỆP, SINH HOẠT, DÒNG HỒI QUY TRÊN CƠ SỞ GAMS Chủ nhiệm đề tài Ts Tô Trung Nghĩa Viết báo cáo và tính toán Ths Nguyễn Thị Bích Thuỷ KS Nguyễn Thanh Hà Hà Nội 2007 1 MÔ PHỎNG HỆ THỐNG DÙNG NƯỚC NÔNG NGHIỆP, CÔNG NGHIỆP, SINH HOẠT, DÒNG HỒI QUY TRÊN CƠ SỞ GAMS LƯU VỰC SÔNG HỒNG- SÔNG THÁI BÌNH I GIỚI THIỆU CHUNG Hệ thống sông Hồng - sông Thái Bình là hệ thống sông lớn đứng hàng thứ hai (sau sông. .. MNGC - MNC - Dung tích toàn bộ (MNDBT) - Dung tích hữu ích - Dung tích chết - Dung tích chống lũ Công trình chính Đập dâng - Loại đập - Cao trình đỉnh đập - Chiều cao đập lớn nhất - Chiều dài đập Công trình xả lũ + Kiểu + Năng lực xả - Xả sâu Lỗ xả sâu (bxh) Cao trình ngưỡng xả - Xả mặt Số khoang xả (bxh) Cao trình ngưỡng xả Nhà máy thuỷ điện - Lưu lượng lớn nhất - Cột nước lớn nhất 2 3 5 a b 6 Đơn vị... Phàng /sông Chảy 203 11,29 230 430 183 32000 8230 149,00 620,54 15 III.2 HỆ THỐNG HỒ CHỨA LƯU VỰC SÔNG THÁI BÌNH Lưu vực sông Hồng phân làm 9 vùng tưới với hàng trăm hồ chứa lớn nhỏ nhưng trong phạm vi dự án (theo sơ đồ mạng của chuyên đề ….) chỉ tính toán với các công trình sau: Hồ chứa đã có: - Hồ Cấm Sơn - Hồ Núi Cốc - Cụm hồ Thượng sông Cầu - Cụm hồ Cà Lồ - Cụm hồ sông Sỏi Hồ chứa dự kiến: - Hồ Nà... ít Do vậy trên lưu vực chỉ có khả năng xây dựng một số trạm thủy điện nhỏ trên dòng nhánh TT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 Bảng 10 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH THUỶ ĐIỆN CÓ CÔNG SUẤT LẮP MÁY DƯỚI 5MW LƯU VỰC SÔNG LÔ Lưu Vốn Tên công F lưu Tỉnh vực Qo H Nlm Eo đầu trình vực sông tư 2 3 6 km m /s m KW 10 kwh tỷ đồng Sông Nhiệm Hà Giang Lô 812,0 13,8 20 4000 1,68 66,00 Suối Nghệ Hà Giang Lô... sông Hồng đã xây dựng các hồ chứa như Hoà Bình, Thác Bà Hồ chứa nước Tuyên Quang đã xây dựng xong, sắp đưa vào vận hành Hồ Sơn La trên dòng chính sông Đà đang được xây dựng 2 II MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Xây dựng mô phỏng hệ thống dùng nước của các ngành nông nghiệp, công nghiệp, sinh hoạt và dòng hồi quy trên cơ sở sơ đồ mô hình GAMS III PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Trên cơ sở: - Kết quả phân vùng, phân khu - . NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN VIỆN QUI HOẠCH THỦY LỢI ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KH&CN CẤP BỘ: “NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ ĐỂ PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG LƯU VỰC SÔNG HỒNG”. VÙNG NGHIÊN CỨU Lưu vực sông Hồng - sông Thái Bình được giới hạn từ 20 0 23’ đến 25 0 30’ vĩ độ Bắc và từ 100 0 đến 107 0 10’ kinh độ Đông. + Phía Bắc giáp lưu vực sông Trường Giang và sông. tính toán với các công trình sau: Hồ chứa đã có: - Hồ Cấm Sơn - Hồ Núi Cốc - Cụm hồ Thượng sông Cầu - Cụm hồ Cà Lồ - Cụm hồ sông Sỏi Hồ chứa dự kiến: - Hồ Nà Lạnh - Hồ Văn Lang -