KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 47 (12/2014) 40

ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA CÁC BẬC THANG THỦY ĐIỆN TRÊN DÒNG CHÍNH ĐẾN THAY ĐỔI THỦY VĂN DÒNG CHẢY VÀ

THỜI GIAN LAN TRUYỀN ẢNH HƯỞNG VỀ CHÂU THỔ SÔNG MÊ CÔNG

Tô Quang Toản1, Bùi Minh Tuấn1, Tăng Đức Thắng1

Tóm tắt: Lưu vực sông Mê Công có diện tích lưu vực khoảng 795.000 km2, chảy qua địa phận ở 6

quốc gia: Trung Quốc, Myanma, Lào, Thái Lan, Campuchia và Việt Nam với chiều dài dòng chính

là 4.800 km, tổng lượng dòng chảy bình quân hàng năm vào khoảng 475 tỷ m3, sông Mê Công được

sắp thứ 21 trên thế giới về diện tích lưu vực, thứ 12 về chiều dài và thứ 8 về tổng lượng dòng chảy.

Là lưu vực có da dạng sinh học cao, với khoảng 1.300 loài thủy sản, sản lượng cá hàng năm đứng

thứ 2 trên thế giới, là nguồn cung cấp lương thực cho khoảng 300 triệu người. Sông có tiềm năng

thủy điện cao, vào khoảng 53.000MW, trong đó 23.000 MW ở thượng lưu thuộc Trung Quốc,

13.000 MW ở dòng chính phía hạ lưu và hơn 17.000 MW là thủy điện dòng nhánh ở các nước hạ

lưu vực. Kế hoạch xây dựng 12 đập thủy điện dòng chính có thể gây tác động bất lợi đến chế độ

thủy văn, chất lượng nước, đa dạng sinh học và ảnh hưởng đến sản xuất và đời sống của hàng chục

triệu người dân phía hạ lưu. Bài báo này trình bày các đánh giá tác động có thể của các đập thủy

điện dòng chính nếu được xây dựng đến thay đổi chế độ dòng chảy và thời gian lan truyền ảnh

hưởng các tác động phía thượng lưu về châu thổ sông Mê Công nhằm thấy được mặt lợi cũng như

bất lợi đối với vùng đồng bằng châu thổ để chủ động các giải pháp ứng phó.

Từ khoá: ĐBSCL; Sông Mê Công; Thủy điện dòng chính; Thay đổi dòng chảy; Thay đổi thời gian

truyền lũ, kiệt; Chất lượng nước.

1. ĐẶT VẤN ĐỀ1

Sông Mê Công bắt nguồn từ cao nguyên Tây

Tạng ở Trung Quốc, sông chảy qua lãnh thổ của

6 nước là Trung Quốc, Myanma, Lào, Thái Lan,

Campuchia và Việt Nam rồi chảy ra Biển

Đông. Sông có chiều dài dòng chính khoảng

4800 km, diện tích lưu vực 795.000 km2 và dòng

chảy trung bình hàng năm là 15.000 m3/s. So với

các lưu vực sông trên thế giới, Mê Công đứng

thứ 8 về tổng lượng dòng chảy, thứ 12 về chiều

dài và thứ 21 về tổng diện tích lưu vực [1].

Lưu vực sông Mê Công (Hình 1) được chia

thành hai phần chính là: Thượng lưu vực sông

Mê Công (UMB) và Hạ lưu vực sông Mê Công

(LMB). UMB được tính từ Chiang Saen về phía

thượng lưu, có chiều dài sông 2.200 km và diện

tích lưu vực là 188.460 km2. Ngoại trừ một phần

nhỏ diện tích thuộc Myanma và Lào, phần lớn

UMB thuộc tỉnh Vân Nam của Trung Quốc.

LMB có chiều dài sông là 2.600 km với tổng

1 Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam.

Hình 1: Bản đồ lưu vực sông Mê Công

Ú

Ú

Ú

Ú

Ú

Ú

Ú

ÚÚÚ

ÚÚ

ÚÚ

Ú

â

â

â

â

Pakse

Kratie

Ch©u §èc

Jinghong

Chiang Saen

Luang Prabang

T©n Ch©u

Hµ Néi

Bangkok

Vientiane

Phnom Penh

Trung Quèc

Myanma

Th¸i Lan

Campuchia

ViÖt Nam

Lµo

QuÇn ®¶o Hoµng Sa

QuÇn ®¶o Tr­êng Sa

BIÓN §¤NG

BIÓN T¢Y

PhÇn

th­îng

l­u t õ

biªn g ií

i Trun

g Q

uèc vÒ ®

Õn K

ratie

PhÇn t h

­îng l­

u t h

uéc T

rung Q

uèc

v µ M

yanm

a

PhÇn th­îng l­u thuéc Campuchia ë d­íi Kratie

Vïn

g ®å

ng b

»ng C

h©u t h

æ s«n

g M

ª C«n

g

§ång B»ng S«ng Cöu Long, ViÖt Nam

BiÓn hå Tonle Sa p

C¸c ®Æc tr­ng chÝnh

DiÖn tÝch l­u vùc: 795.000 km (21)

ChiÒu dµi dßng chÝnh: 4.800 km (12)

L­u l­îng b×nh qu©n hµng n¨m: 15.000 m /s

16%

2%

18%

35%

18% 11%

2

3

70 0 70 140 210 280 350 Kilometers

L­u vùc s«ng Mª C«ng h¹ thuéc Lµo, Th i̧ Lan, Campuchia vµ VN

Th­îng l­u tõ Trung Quèc ®Õn KratieTh­îng l­u §BSCL thuéc Campuchia sau Kratie§ång B»ng S«ng Cöu Long vµ Phô cËnBiÓn Hå Tonle Sap

Th­îng l­u vùc s«ng Mª C«ng thuéc Trung Quèc vµ MyanmaVïng Ch©u thæ Mª C«ng

C¸c nh¸nh chÝnh trªn l­u vùcÚ VÞ trÝ c¸c tr¹m quan tr¾c trªn dßng chÝnh Mª C«ng

â Thµnh phè, thñ ®«

Ranh giíi c¸c qu«c gia trong khu vùcDßng chÝnh s«ng Mª C«ng

S

N

EW

B¶N §å L¦U VùC S¤NG M£ C¤NG

GHI CHó

KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 47 (12/2014) 41

diện tích lưu vực là 606.540 km2 bao gồm 97%

diện tích nước Lào (202.400 km2), 86% diện

tích Campuchia (154.730 km2), 36% diện tích

Thái Lan (184.200 km2) và 20% diện tích của

Việt Nam (bao gồm khu vực tây nguyên và

ĐBSCL với tổng diện tích là 65.170 km2).

Lưu vực sông Mê Công có dân sốvào khoảng

70 triệu người và hơn 100 dân tộc khác nhau

thuộc 6 nước sinh sống, là một trong những

vùng đa dạng văn hoá nhất trên thế giới. Lưu

vực sông Mê Công có nguồn tài nguyên nước

dồi dào, lại có tiềm năng thuỷ điện và nguồn lợi

thuỷ sản lớn. Mê Công được đánh giá là khu

vực có mức độ đa dạng sinh học cao so với

nhiều khu vực khác trên thế giới, là nơi sản

xuất một lượng lương thựchàng năm đáp ứng

nhu cầu lương thực cho hơn 300 triệu người và

là một trong những vùng có sản lượng cá nước

ngọt lớn nhất trên thế giới. Trong lưu vực có

trên 1300 loài cá sinh sống, chế độ dòng chảy

dao động theo mùa đã tạo môi trường đa dạng

và cung cấp thức ăn cho các loài động vật thuỷ

sinh của lưu vực.

Lưu vực sông Mê Công được đánh giá là khu

vực có nguồn tài nguyên thiên nhiên phong phú

và có đa dạng sinh học cao, hiện vẫn được xem

là khu vực có nền kinh tế kém phát triển và tỷ lệ

đói nghèo cao. Để thoát khỏi tình trạng này, tất

cả các nước trong lưu vực đều tìm cách đẩy

mạnh phát triển kinh tế, bằng cách khai thác các

lợi thế về tài nguyên nước và các tài nguyên liên

quan của lưu vực và coi đó là biện pháp cần

thiết để vượt qua nghèo đói. Trong đó, kế hoạch

phát triển thủy điện trên dòng chính hạ lưu vực

Mê Công được xem là có nguy cơ đe dọa đến

môi trường và đa dạng sinh học, ảnh hưởng tới

sinh kế của hàng triệu người dân ven sông, ảnh

hưởng đến an ninh lương thực các quốc gia phía

hạ lưu.

Sông Mê Công có một vai trò rất quan trọng

đối với Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL), là

nguồn cung cấp nước, thủy sản và bồi đắp phù

cho đồng bằng. ĐBSCL được biết đến là vựa

lúa gạo của Việt Nam, với tổng sản lượng lương

thực tăng từ 6,3 triệu tấn năm 1985 lên 23,4

triệu tấn năm 2012 [2], đóng góp hơn 50% sản

lượng lương thực của cả nước và 90% sản lượng

gạo xuất khẩu. Duy trì sự phát triển nông nghiệp

bền vững trên đồng bằng là ưu tiên hàng đầu

của Chính phủ Việt Nam để đảm bảo mục tiêu

an ninh lương thực của quốc gia.Việc phát triển

các bậc thang thủy điện trên dòng chính có thể

gây tác động bất lợi làm ảnh hưởng đến sự phát

triển bền vững trên đồng nói chung và mục tiêu

an ninh lương thực này.

Lũ, hạn và xâm nhập mặn là những vấn đề

tồn tại làm ảnh hưởng tới tình hình sản xuất

nông nghiệp trên diện tích hàng triệu ha trên

đồng bằng. Thêm vào đó các bậc thang thủy

điện trên dòng chính ở thượng lưu có thể làm

thay đổi chế độ dòng chảy về đồng bằng nói

chung và các tồn tại này. Nghiên cứu này nhằm

đánh giá các thay đổi dòng chảy về đồng bằng

do tác động của các bậc thang thủy điện đểbiết

được các xu thế thay đổi dòng chảy và các vấn

đề liên quan góp phần dự báo được các thay đổi

dòng chảy và thích ứng với nó trong tương lai.

2. CƠ SỞ SỐ LIỆU VÀ MÔ HÌNH MÔ

PHỎNG

2.1 Cơ sở số liệu

Số liệu thu thập từ nguồn số liệu của Ủy hội

quốc tế sông Mê Công (MRC) [3,4], và được

tổng hợp từ số liệu cung cấp của các quốc gia,

bao gồm:

- Các kế hoạch phát triển ở các nước thượng

lưu, bao gồm cả kế hoạch phát triển thủy điện

và nông nghiệp;

- Số liệu khí tượng thủy văn trên lưu vực từ

năm 1985 đến 2008 bao gồm các số liệu mưa,

nhiệt độ, bốc hơi và thủy vănmực nước và lưu

lượng các trạm dòng chính trên lưu vực;

- Số liệu mặt cắt sông trên dòng chính sông

Mê Công;

- Các mô hình mô phỏng dòng chảy từ mưa

(SWAT) và mô hình mô phỏng lưu vực (IQQM)

từ 1985 đến 2001 theo bộ công cụ MRC Toolbox.

Các số liệu cập nhật có nguồn gốc rõ ràng,

đảm bảo độ tin cậy để ứng dụng. Các thông số

chính về các đập thủy điện dòng chính được liệt

kê ở Bảng 1.

KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 47 (12/2014) 42

Bảng 1: Tổng hợp các thông số đặc trưng của các bậc thang thủy điện trên dòng chính Mê Công

TT Tên đập Cột nước

(m) Lưu lượng TK (m3/s)

Công suất (MW)

Dung tích hữu ích (106 m3)

Diện tích (km2)

Chiều cao đập

(m)

1 Pak Beng 31 7.250 1.230 442 87 76 2 Luang Prabang 40 3.812/5091 1.410/1500 734 90 68 3 Xayaburi 24/29.5 6.018/5.000 1.280 225 49 32/38 4 Pak Lay 26 4.500 1.320 384 108 35 5 Sanakham 25 5.918 700/1268 186 80 38 6 Pak Chom 22 5.720 1.079 12 74 55 7 Ban Koum 19 11.700 1.872 0 133 53 8 Lat Sua 10,6 10.000 686 0 13 27 9 Don Sahong 17 2.400 240 115 290 (ha) 10,6

10 Thakho 16 380 50 - 30 (ha) - 11 Stung Treng 15 18.493 591/978 70 211 22 12 Sambor 17/33 17.668 2.300 465 620 35/56

Tổng cộng 1040 12.758 2.633 1076

(Nguồn: MRC/ICEM, 2010 )

2.2 Thiết lập mô hình và kịch bản phân tích Mô hình SWAT, mô phỏng dòng chảy từ

mưa, được kế thừa từ kết quả nghiên cứu của

Ủy hội sông Mê Công quốc tế, tiếp tục được kéo dài số liệu đầu vào với chuỗi số liệu khí tượng

cập nhật đến 2008. Kết quả hiệu chỉnh lưu

lượng giữa thực đo và mô phỏng cho thấy, hệ số

tương quan R2 đạt 0,92-0,99, hệ số Nash-sutcliffe đạt hơn 0,7 và tỷ lệ về thể tích đạt 97-

101% [6]. Dưới đây giới thiệu kĩ hơn về mô hình IQQM và MIKE11 được ứng dụng cho các

kết quả phân tích trong bài báo này.

&V &V

&V

&V

&V&V&V &V

&V

&V

&V&V

&V&V &V

&V

&V

&V

&V

&V

&V

&V

&V&V

&V&V

&V

&V&V

&V&V

&V

&V

&V

&V

&V

&V

&V&V

&V&V

&V&V

&V&V

&V

&V

&V

&V

&V

&V &V

&V

&V

&V

&V

&V

&V

&V

&V

&V

&V

&V

&V

&V

&V &V

&V&V

&V &V

&V

&V

&V

&V

&V

&V

&V

&V

&V&V

&V

&V

&V&V

&V

&V

&V&V

&V &V

&V

&V

&V

&V

&V

&V

&V

&V

&V&V

&V&V&V

&V

&V

&V&V

&V

&V

&V

&V&V &V

&V&V

&V

&V

&V&V

&V

Ë

Ë

Ë

Ë

ËË

Ë

ËË

ËË

Ë

Ë

Ë

Ë

ËË

Ë

ËË

Ë

Ë

ËËË

ËËË

Ë

Ë

ËË

Ë Ë

Ë

Ë

Ë

Ë

$T $T

$T

$T

$T$T

â

â

â

â

â

â

â

â

â

â

â

â

101 201

202

203

204205206

207

208

209

210

211

212

213214

301

302

303

304

305

306

307

401

402

403

404

405

406407

408

409

410

411

412

413

414

415

416

417

418

419

420421

422423

424

425

426

427

428

429 430

501

502

503

504

505

506

507

508

509

510

511

512

513 514

515516

517

518

519

601

602

603

604

605

606

607

608609

610

611

612613

614

615

616617618

619

621

701

702703

704

705

706

707

708

709710

711

712

713

801

802803

804

805

806

807 808

809

810

811

812

813

814

815

431

620

Yali

Manwan

Xeset 1

Houayho

Pak Mun

Xiaowan

Nam Leuk

Huai Kum

Nam Pung

NuozhaduJinghong

Xekaman 3

Buon Kuop

Sre Pok 3Sre Pok 4

Chulabhorn

Sirindhorn

Dachaoshan

Nam Theun 2

Ubol Ratana

Lam Ta Kong

Theun-Hinboun

Xeset 2Xe Set 3

Se San 3

Se San 4

Nam Lik 2

Xekaman 1

Se San 3A

Se San 4A

Nam Ngum

Nam Mang 3

Nam Ngum 2

Plei Krong

Nam Ngum 5

Buon Tua Srah

Gonggouqiao

Lam Nang Rong

Lam Phra PlerngUpper Mun

Lam Pao

Nam OonHoai Luang

Pakse

Mukdahan

Prek Dam

Stung Treng

Luang Prabang

Nakhon Phanom

Kampong Luong

Kampong Chhnang

Vientiane

Chiang Saen

Kratie

H×nh chôp tõ IQQM-T

100 0 100 200 Kilometer s

H¹ l­u vùc s«ng Mª C«ng ®Õn KratieTh­îng LµoChiang RaiVïng Nongkhai ,vµ Song KhramTrung Lµo

L­u vùc Chi vµ MunNam LµoVïng 3S: Sekong, Sesan vµ SrepokVïng KratieT©y Nguyªn ViÖt Nam

Th­îng l­u vùc s«ng Mª C«ngRanh giíi 120 tiÓu l­u vùc vµ khu t­íi

&V 120 khu t­íi ë th­îng l­u Kratie m« pháng bëi IQQM-T

Hå chøa, hå thñy ®iÖn m« pháng ®Õn t­¬ng lai gÇn ë IQQM-T

Ë Hå thñy ®iÖn

$T Hå chøa hiÖn h÷u

â C¸c tr¹m quan tr¾c trªn dßng chÝnhC¸c nh¸nh chÝnh trªn l­u vùcDßng chÝnh s«ng Mª C«ng

S

N

EW

M« h×nh IQQM-T ë th­îng l­u Kratie

GHI CHó

ÊÚ

ÊÚ

ÊÚ

ÊÚ

ÊÚ

ÊÚ

ÊÚ

ÊÚ %U

%U

%U

%U

%U

%U

%U %U%U %U

%U

%U %U %U

%U

%U

%U%U

%U

%U%U

%U

$

Pakse

Mukdahan

Vientiane

Stung Treng

Luang Prabang

Nakhon Phanom

Nam

Ben

g

Nam

Ou

Nam Seng

Nam Khan

Nam Heung N

am

Loei

Nam N

gum

Nam

Mang

Nam

Nhie

p Nam

Sane

Nam Theun

Huai M

ong

Huai Lu

ang

Nam Songkhram

Se Bang Fai

Nam Kam

Nam Mun + Nam Chi

Se Done

Se Bang Hieng

Sekong-Sesan-Srepok

Nam Poul

Dß

ng c

hÝn

h s«

ng

Mª

C«n

g

Kratie

Chiang Saen

Th¸i Lan

ViÖt Nam

Lµo

Campuchia

H×nh chôp tõ MIKE11-DC

80 0 80 160 Kilometers

Ranh giíi l­u vùcC¸c nh¸nh nhËp l­uMo h×nh MIKE-DC

ÊÚ C¸c tr¹m hiÖu chØnh

Biªn chÝnh trong MIKE11-DC%U Biªn l­u l­îng$ Biªn mùc n­íc

S

N

EW

Ghi chó

M« h×nh MIKE11-DC ë dßng chÝnh s«ng Mª C«ng

2.a: Mô hình IQQM-T ở thượng lưu Kratie, có kế thừa từ kết quả của MRC, tác giả cải tiến và

phát triển thêm [6]

2.b: Mô hình MIKE11-DC dòng chính Mê Công

Hình 2: Mô hình mô phỏng lưu vực IQQM và mô hình thủy lực Mike11 dòng chính Mê Công

KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 47 (12/2014) 43

Ứng dụng mô hình IQQM để mô phỏng tác

động của các bậc thang thủy điện trên dòng chính

và tác động do gia tăng phát triển nông nghiệp

đến thay đổi dòng chảy về châu thổ Mê Công

được gọi tắt là IQQM-T (Hình 2.a).Kết quả của

mô hình SWAT là số liệu đầu vào cho mô hình

IQQM-T.Kết quả hiệu chỉnh mô hình IQQM-T

được đưa ra ở Hình 3. Kết quả cho thấy số liệu

mô phỏng khá phù hợp với số liệu thực đo cả về

trị số và đường quá trình, hệ số tương quan đều

đạt trên 0,94, được xem là đảm bảo độ tin cậy để

ứng dụng mô phỏng các kịch bản.

Ứng dụng mô hình thủy lực MIKE11 để mô

phỏng chính xác hơn tác động làm thay đổi

dòng chảy và thời gian lan truyền ảnh hưởng

xuống hạ lưu do tác động của thủy điện được,

được gọi tắt là MIKE11-DC (Hình 2.b). Mô

hình được bắt đầu từ Chiang Saen kéo dài

xuống Kratie. Độ dốc địa hình đáy sông trên

đoạn sông mô phỏng từ cao độ 325m + MSL (ở

Chiang Saen) xuống đến cao độ dưới 0m (ở

Kratie), mặt cắt lòng sông phổ biến rộng từ

1.000m đến 1.500m. Mô hình MIKE11 với lựa

chọn ‘Fully Dynamic’ hoặc ‘High Order Fully

Dynamic’ cho phép mô phỏng ngay cả các

trường hợp chảy xiết [7, 8], vì vậy đảm bảo có

thể sử dụng để mô phỏng thủy lực ở đoạn sông

này. Kết quả mô phỏng từ mô hình IQQM-T

làm số liệu đầu vào cho MIKE11-DC. Mô hình

đã được hiệu chỉnh và kiểm định cho chuỗi số

liệu từ 1998 đến 2000 như đưa ra ở Hình 4. Kết

quả cho thấy hệ số tương quan R2 giữa thực đo

và mô phỏng đều đạt trên 9,96 vì vậy đảm bảo

độ tin cậy để mô phỏng các kịch bản.

-

5

10

15

20

25

30

198

5

198

6

198

7

198

8

198

9

199

0

199

1

199

2

199

3

199

4

199

5

199

6

199

7

199

8

199

9

200

0

200

1

200

2

200

3

200

4

200

5

200

6

200

7

200

8

Lư

u lư

ợng

(10

00 m

3/s)

Hiệu chỉnh lưu lượng trạm Chiangkhan

Thực đo Mô phỏng

0

5

10

15

20

251

985

198

6

198

7

198

8

198

9

199

0

199

1

199

2

199

3

199

4

199

5

199

6

199

7

199

8

199

9

200

0

200

1

200

2

200

3

200

4

200

5

200

6

200

7

200

8

Lư

u lư

ợn

g (1

000

m3/

s)

Hiệu chỉnh lưu lượng trạm Luang Prabang

Thực đo Mô phỏng

H3.a: Trạm Chiang Khan,R2 = 0,980 H3.b: Trạm Luong Prabang,R2 = 0,943

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

1985

1986

1987

1988

1989

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

Lư

u lư

ợng

(10

00

m3/

s)

Hiệu chỉnh lưu lượng trạm Pakse

Thực đo Mô phỏng

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

19

85

19

86

19

87

19

88

19

88

19

89

19

90

19

91

19

92

19

93

19

94

19

95

19

96

19

97

19

98

19

99

20

00

20

01

20

02

20

03

20

04

20

05

20

06

20

07

20

08

Lư

u l

ượ

ng

(1

00

0 m

3/s

)

Hiệu chỉnh lưu lượng trạm Kratie

Thực đo Mô phỏng

H3.c: Trạm Pakse,R2 = 0,991 H3.d: Trạm Kratie,R2 = 0,963

Hình 3: Kết quả hiệu chỉnh và kiểm định lưu lượng một số trạm dòng chính Mê Công

từ mô hình IQQM-T, giai đoạn 1985-2008

KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 47 (12/2014) 44

265

275

285

295

01/1

998

04/1

998

07/1

998

10/1

998

01/1

999

04/1

999

07/1

999

10/1

999

01/2

000

04/2

000

07/2

000

10/2

000

01/2

001

Mự

c nư

ớc

(m)

Thời gian (98-00)

Mô phỏng Thực đo

0

5

10

15

20

25

01/1

998

04/1

998

07/1

998

10/1

998

01/1

999

04/1

999

07/1

999

10/1

999

01/2

000

04/2

000

07/2

000

10/2

000

01/2

001

Lư

u lư

ợng

(10

00 m

3/s)

Thời gian (98-00)

Mô phỏng Thực đo

Mực nước trạm Luong Prabang, R2 = 0,973 Lưu lượng trạm Luong Prabang, R2 = 0,965

85

90

95

100

105

01/1

998

04/1

998

07/1

998

10/1

998

01/1

999

04/1

999

07/1

999

10/1

999

01/2

000

04/2

000

07/2

000

10/2

000

01/2

001

Mự

c n

ướ

c (m

)

Thời gian (98-00)

Mô phỏng Thực đo

0

10

20

30

40

50

01/1

998

04/1

998

07/1

998

10/1

998

01/1

999

04/1

999

07/1

999

10/1

999

01/2

000

04/2

000

07/2

000

10/2

000

01/2

001

Lư

u lư

ợng

(1000 m

3/s

)

Thời gian (98-00)

Mô phỏng Thực đo

Mực nước trạm Pakse, R2 = 0,984 Lưu lượng trạm Pakse, R2 = 0,977

Hình 4: Kết quả hiệu chỉnh mực nước và lưu lượng một số trạm dòng chính Mê Công

từ mô hình MIKE11-DC (Giai đoạn 1998-2000)

Mô hình IQQM-T sau khi hiệu chỉnh đã được

cập nhật các công trình thủy điện và các thay đổi

diện tích theo từng kịch bản để mô phỏng tác động

của chúng và làm đầu vào cho mô hình MIKE11-

DC. Tương tự, mô hình MIKE11-DC sau hiệu

chỉnh được cập nhật các công trình thủy điện trên

dòng chính và điều kiện biên từ IQQM-T tương

ứng để mô phỏng các tác động làm thay đổi dòng

chảy và thời gian lan truyền ảnh hưởng về hạ lưu.

5 kịch bản chínhđược thiết lập (Bảng 2) để

phân tích tác động của các bậc thang thủy điện

đến dòng chảy. Chuỗi số liệu từ 1998-2000

được sử dụng để mô phỏng ứng với các năm

thủy văn đặc trưng: năm hạn 1998 và lũ lớn

2000. Các nhóm kịch bản có xem xét đến: thủy

điện Xayabury; thượng Xayabury; 10 đập thuộc

Lào; và cả 12 đập dòng chính.Các kịch bản

được kết hợp với các kịch bản phát triển nông

nghiệp: ở hiện trạng (HT: 3,4 triệu ha) và nông

nghiệp cao (PTC: 6,62 triệu ha).

Bảng 2: Tổng hợp các kịch bản mô phỏng tác động của các công trình thủy điện dòng chính

STT Kịch

bản

Chuỗi thủy

văn

Nông

nghiệp

Đập dòng chính phía TQ Đập dòng chính phía hạ lưu**

Số lượng

Tên đập Số

lượng Tên đập

1 KB0 1998-2000 HT 0 - 0 -

2 KB1* 1998-2000 PTC 6

Gonggouqiao;

Xiaowan; Manwan; Dachaoshan;

Nuozhadu; Jinghong

1 Xayaburi

KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 47 (12/2014) 45

3 KB3* 1998-2000 PTC 6 Như KB1 3 Pakbeng, Luong Prabang và

Xayabury

4 KB10* 1998-2000 PTC 6 Như KB1 10

Pakbeng, Luong Prabang,

Xayabury, Paklay, Xanakhan,

Pakchon, Ban Koum, Latsua,

Donshahong, Thakho

5 KB12* 1998-2000 PTC 6 Như KB1 12 Như KB10, thêm Stung Treng

và Sambor

Ghi chú: * Kí hiệu số ở kịch bản là số đập thủy điện trên dòng chính phía hạ lưu được mô phỏng.

** Các đập thủy điện dòng chính chủ yếu là đập dâng (run-of-river), được vận hành theo khả

năng nguồn nước đến, mực nước thượng lưu được giữ ổn định ở mức dâng bình thường để duy trì

hiệu suất phát điện cao, (vận hành quá khả năng nguồn nước đến sẽ làm mực nước hồ giảm nhanh,

hiệu suất phát điện sẽ giảm như phân tích ở mục 3.1).

2.3 Các chỉ tiêu phân tích đánh giá

Để đánh giá các thay đổi dòng chảy và phân

tích thay đổi thời gian lan truyền ảnh hưởng do

các tác động từ thượng lưu về châu thổ Mê

Công, nghiên cứu phân tích các chỉ tiêu sau:

- Thay đổi lưu lượng trung bình tháng giữa

các kịch bản và phân tích thay đổi dòng chảy

theo mùa khô và theo mùa mưa tại trạm Kratie,

đầu châu thổ Mê Công (xem vị trí ở Hình 1).

- Phân tích thay đổi dòng chảy theo 2 năm

đặc trưng, năm nhiều nước và năm ít nước.

Trong đó: 1998 được xem là năm hạn, ít nước

đã gây xâm nhập mặn nặng ở ĐBSCL; năm

2000 là năm nhiều nước đã gây lũ lớn và thiệt

hại đáng kể về người và tài sản.

- Đánh giá thay đổi thời gian lan truyền ảnh

hưởng của các tác động, nghiên cứu ứng dụng

bài toán lan truyền thành phần nước, coi các

nguồn nước giữa các hồ là một nguồn, từ đó

tính toán thời gian lan truyền nước từ thượng

lưu về hạ lưu (xem chi tiết lý thuyết thành phần

nước ở tham khảo [5]), kết quả phân tích ứng

với chuỗi số liệu thủy văn năm bất lợi là năm

hạn, lũ nhỏ như 1998 sẽ được xem xét.

3. KẾT QUẢ PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ

3.1 Thay đổi diễn biến lưu lượng về hạ lưu

Kết quả phân tích các đặc trưng lưu lượng

bình quân tháng theo các kịch bản ứng với năm

ít nước và năm nhiều nướctrong điều kiện vận

hành bình thường, vận hành theo khả năng

nguồn nước đến, được đưa ra ở Hình 5. Kết quả

mô phỏng và phân tích cho thấy:

- Trong điều kiện vận hành bình thường

của các hồ chứa trên dòng chính phía hạ lưu,

tác động làm thay đổi dòng chảy xuống hạ lưu

là nhỏ.

- Điều tiết gia tăng dòng chảy về mùa khô

của các thủy điện dòng chính phía hạ lưu là

không đáng kể và không ổn định vì dung tích hồ

chủ yếu làm nhiệm vụ điều hòa cột nước phát

điện. Gia tăng dòng chảy mùa khô về ĐBSCL

chủ yếu do tác động điều tiết của các thủy điện

Trung Quốc, vào khoảng 600-800 m3/s.

- Đối với dòng chảy lũ, năm lũ nhỏ, lưu

lượng đầu mùa lũ có giảm, tuy nhiên phân tích

cho thấy chủ yếu do tác động của thủy điện

Trung Quốc. Ở Năm lũ lớn, tác động điều tiết

còn phụ thuộc vào qui trình vận hành của các hồ.

Nhìn chung đỉnh lũ có xu thế giảm 1000-2000

m3/s do tác động của các hồ chứa thượng lưu.

KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 47 (12/2014) 46

Thay đổi lưu lượng bình quân tháng kịch bản nông nghiệp cao kết hợp các kịch

bản phát triển thuỷ điện trên dòng chính: năm ít nước

0

5,000

10,000

15,000

20,000

25,000

30,000

35,000

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

luư

lư

ợn

g -

m3

/s

chưa có đập 1 đập 3 đập 10 đập 12 đập

Thay đổi lưu lượng bình quân tháng kịch bản nông nghiệp cao kết hợp các

kịch bản phát triển thuỷ điện trên dòng chính: năm nhiều nước

0

10,000

20,000

30,000

40,000

50,000

60,000

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

m3/

s

Chưa có đập 1 đập 3 đập 10 đập 12 đập

H5.a: Năm ít nước, 1998 H5.b: Năm nhiều nước, 2000

Hình 5: Thay đổi lưu lượng bình quân tháng theo 5 kịch bản thủy điện dòng chính,

năm ít nước và năm nhiều nước

Phân tích kết quả mô phỏng trong các trường hợp vận hành gia tăng công suất của các thủy điện dòng chính bằng việc khai thác dung tích hữu ích của các hồ này cho thấy khả năng sử dụng dung tích hữu ích để gia tăng phát điện là nhỏ do các hồ chứa trên dòng chính có dạng lòng dẫn dài, cột nước giảm nhanh khi gia tăng lưu lượng vượt quá khả năng nguồn nước đến.

Trong trường hợp vận hành bất thường, vận hành phủ đỉnh, lưu lượng thay đổi lớn theo ngày, tùy thuộc vào số tổ máy thủy điện. Tác động do vận hành phủ đỉnh ngày đêm ở các bậc thang thủy điện phía trên được điều hòa một phần bởi các thủy điện phía dưới. Bậc thang thủy điện cuối cùng trên dòng chính (Sambor) sẽ có tác động trực tiếp đến đồng bằng. Kết quả cho thấy vận hành phủ đỉnh ngày đêm ở thủy điện Sambor có thể làm dao

động mực nước hạ lưu đập này đến 1-2m, lưu lượng về hạ lưu khi đó xuống dưới 1000 m3/s, điều đó có thể làm ảnh hưởng đến gia tăng xâm nhập mặn ở ĐBSCL.

Do các hồ chứa có thiết kế tràn xả sâu với mục đích để hạn chế tối đa sự dâng mực nước gia cường trên hồ và giảm chiều dài đập tràn, vì vậy có thể xảy ra trường hợp lũ xả lớn hơn lũ đến có thể làm ảnh hưởng xuống hạ lưu, đặc biệt các khu vực hạ lưu gần đập.

3.2 Thay đổi thời gian lan truyền ảnh hưởng về đến châu thổ Mê Công

3.2.1 Thay đổi thời gian lan truyền dòng chảy về mùa khô ứng với năm hạn như 1998

Từ kết quả tính toán thành phần nước [6], thời gian lan truyền nước mùa khô ứng với năm hạn như điều kiện thủy văn ở năm 1998 được đưa ra ở Hình 6.

Pak

ben

g

Lu

ong

Pra

ban

g

Xay

abu

ry

Pak

lay

San

akh

am

Pak

cho

m

Ban

Ko

um

Lat

sua

Do

nsa

ho

ng

/th

akh

oS

tun

gtr

eng

Sam

bo

r

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 250 500 750 1000 1250 1500 1750

Th

ời

gian

(ng

ày)

Vị trí/Khoảng cách (Km)

Thay đổi thời gian lan truyền nước do tác động của các kịch bản TĐDC Mê Công trong mùa khô

VT Đập

TramTV

KB0

KB1

KB3

KB10

KB12

Hình 6: Thay đổi thời gian lan truyền nước do tác động của các kịch bản TĐDC Mê Công trong mùa khô, ứng với năm hạn 1998.

KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 47 (12/2014) 47

Kết quả phân tích thay đổi thời gian lan

truyền và ảnh hưởng có thể ứng với thủy văn ở

năm hạn như 1998 cho thấy:

- Ở điều kiện hiện tại khi chưa có các thủy

điện trên dòng chính phía hạ lưu, dòng chảy từ

thượng lưu Chiang Saen về đến Kratie vào mùa

khô mất khoảng 25-30 ngày.

- Cụm 3 đập thượng lưu (Pakbeng, Luong

Prabang và Xayabury) có thể tăng thời gian lan

truyền về Kratie đến 46 ngày.

- Trong trường hợp có 12 thủy điện dòng

chính thời gian lan truyền nước về Kratie lên tới

70 ngày.

- Bình quân mỗi hồ làm tăng thời gian lan

truyền về mùa khô lên tới 3,5 ngày, đồng nghĩa

nước sẽ bị lưu cữu lâu trong hồ làm khả năng

bồi lắng phù sa lơ lửng là rất lớn.

- Ngược lại với bất lợi vềsuy giảm phù sa do

thời gian lưu cữu tăng, trường hợp có sự cố làm

ô nhiễm môi trường cục bộ xảy ra ở thượng lưu

(tràn dầu, xả thải độc hại...) sẽ có thêm thời gian

cho công tác chuẩn bị phòng ngừa các tác động

cho khu vực hạ lưu.

3.2.2 Thay đổi thời gian lan truyền dòng chảy

về mùa mưa ứng với năm lũ nhỏ như 1998

Kết quả tính toán thời gian lan truyền nước

mùa mưa ứng với năm lũ nhỏ như điều kiện

thủy văn năm 1998 được đưa ra ở Hình 7. Kết

quả phân tích cho thấy:

- Ở điều kiện hiện tại khi chưa có các thủy

điện trên dòng chính phía hạ lưu, dòng chảy từ

thượng lưu Chiang Saen về đến Kratie vào mùa

lũ trung bình là khoảng 10 ngày.

- Cụm 3 đập thượng lưu (Pakbeng, Luong

Prabang và Xayabury) có thể tăng thời gian lan

truyền về Kratie đến 15 ngày.

- Trong trường hợp có 12 thủy điện dòng

chính thời gian lan truyền nước về Kratie lên tới

23 ngày.

- Bình quân mỗi hồ làm tăng thời gian lan

truyền về mùa khô lên tới 1,1 ngày, đồng nghĩa

nước chảy chậm hơn khi qua hồ làm tăng khả

năng bồi lắng phù sa lơ lửng

- Tương tự như ở mùa khô, sự kéo dài thời

gian lan truyền dòng chảy xuống hạ lưu cũng có

thể đưa lại tác động tích cực là có thêm thời

gian để chuẩn bị phòng ngừa các tác động rủi ro

bất lợi từ thượng lưu về hạ lưu.

Pak

ben

g

Luo

ng

Pra

ban

g

Xay

abur

y

Pak

lay

San

akh

am

Pak

cho

m

Ban

Kou

m

Lat

sua

Do

nsa

hon

g/th

akh

oS

tung

tren

g

Sam

bor

0

5

10

15

20

25

0 250 500 750 1000 1250 1500 1750

Thờ

i gi

an (

ngà

y)

Vị trí/Khoảng cách (Km)

Thay đổi thời gian lan truyền nước do tác động của các kịch bản TĐDC Mê Công trong mùa mưa

VT Đập

TramTV

KB0

KB1

KB3

KB10

KB12

Hình 7: Thay đổi thời gian lan truyền nước do tác động của các kịch bản TĐDC Mê Công

trong mùa lũ, ứng với năm lũ nhỏ 1998.

KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 47 (12/2014) 48

4. KẾT LUẬN – THẢO LUẬN

Nghiên cứu đã phân tích đánh giá được các

thay đổi dòng chảy trong năm, theo mùa lũ và

theo mùa khô về châu thổ Mê Công, kết quả cho

thấy ở điều kiện vận hành bình thường tác động

của các bậc thang thủy điện dòng chính sông

Mê Công, dòng chảy trung bình tháng của các

trạm dòng chính không bị thay đổi nhiều so với

hiện tại, tác động thay đổi lớn đến dòng chảy về

hạ lưu chủ yếu do tác động điều tiết của các hồ

thủy điện Trung Quốc.

Tác động của các bậc thang thủy điện dòng

chính chủ yếu là làm gia tăng thời gian lan

truyền nước về hạ lưu, đặc biệt đối với năm lũ

nhỏ như ở điều kiện năm 1998. Mặt tích cực của

tác động này làcó thêm thời gian cho phía hạ

lưu để để chuẩn bị ứng phó nhằm phòng trách

các tác động bất lợi từ các sự cố/vận hành bất

thường ở phía thượng lưu có thể tác động xuống

hạ lưu vực. Chẳng hạn như, trong trường hợp có

sự cố tràn chìm các tàu chứa các hóa chất độc

hại, nếu nhận được thông tin cảnh báo sớm sẽ

có thêm thời gian để chuẩn bị các giải pháp ứng

phó nhằm giảm thiểu thiệt hại ở hạ lưu. Tương

tự, trường hợp xả lũ bất thường, tích nước bất

thường nếu phát hiện hay cảnh báo sớm sẽ kịp

thời có các giải pháp bảo vệ an toàn cho các vùng

sản xuất nông nghiệp, nuôi trồng thủy sản, đảm

bảo vệ sinh, an toàn cho cấp nước sinh hoạt…

Mặt trái của các bậc thang thuỷ điện dòng

chính là thời gian lan truyền nước cả mùa mưa

và mùa khô đều gia tăng gấp 2 lần ở phương án

12 đập so với hiện trạng ứng với năm hạn, phần

lớn phù sa sẽ bị lắng đọng trong hồ và làm giảm

phù sa về đồng bằng, dự báo phù sa có thể giảm

50% so với hiện trạng, hệ quả của sự suy giảm

phù sa có thể làm gia tăng xói lở bờ sông, bờ

biển ở phía hạ lưu, làm giảm phù sa bồi đắp cho

đồng bằng và phần nào làm ảnh hưởng đến sản

xuất nông nghiệp ở ĐBSCL.

Các đập thủy điện dòng chính phía hạ lưu có

chiều cao đập dao động từ 10m đến 76m, cột

nước các hồ cao sẽ là cản trở rất lớn đến sự di

cư sinh sản của các loài thủy sản có tập quán di

cư sinh sản ngay cả khi có thiết kế và bố trí các

đường cá đi.Mặt khác,chiều sâu cột nước tăng

làm cho hàm lượng ô xy hòa tan theo chiều sâu

giảm, nhiệt độ nước giảm có thể làm ảnh hưởng

đến năng suất sinh học và sản lượng thủy sản.

Chính vì vậy sẽ làm giảm sản lượng thủy sản

phía hạ lưu và làm ảnh hưởng trực tiếp đến đời

sống người dân đánh bắt thủy sản theo mùa. Vì

những tác động khó lường này rất cần thiết có

thêm thời gian để nghiên cứu, khảo sát và đánh

giángày càng sát thực hơn các tác động có thể

do các bậc thang thủy điện trên dòng chính Mê

Công trước khi có thể tiến hành xây dựng các

thủy điện này.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. MRC, 2010, Hiện trạng lưu vực sông Mê Công, Viêng Chăn, Lào;

[2]. Tổng cục thống kê, Diện tích và sản lượng lương thực phân theo các địa phương, website

http://www.gso.gov.vn;

[3]. MRC, 2003, Công cụ hỗ trợ ra quyết định DSF, Viêng Chăn, Lào;

[4]. MRC, 2010, MRC Toolbox, Viêng Chăn, Lào;

[5]. Tăng Đức Thắng, 2002, Luận án Tiến sĩ kỹ thuật: Nghiên cứu bài toán hệ thống thủy lợi có

nhiều nguồn nước tác động, Tp Hồ Chí Minh;

[6]. Tô Quang Toản và nnk, 2014, các chuyên đề đề tài “Đánh giá tác động của các bậc thang thủy

điện trên dòng chính Mê Công đến thay đổi dòng chảy, môi trường và kinh tế xã hội vùng

ĐBSCL”, Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam.

[7]. DHI, 2000, 2009, MIKE11 User Manual và Reference Manual, Hướng dẫn sử dụng và Sổ tay

hướng dẫn MIKE11.

KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 47 (12/2014) 49

[8]. Mai Đức Phú, Dương Văn Viện, Ứng dụng mô hình MIKE11 để đánh giá khả năng làm việc

lập qui trình vận hành của các cống thuộc hệ thống thủy lợi ngọt hóa Gò Công – Tiền Giang

thích ứng với biến đổi khí hậu, nước biển dâng, Trường Cao đẳng nông nghiệp Nam Bộ.

[9]. ICEM, 2010, Đánh giá tác động môi trường chiến lược các bậc thang thủy điện dòng chính

sông Mê Công, Ủy hội sông Mê Công quốc tế.

Abstract

EVALUATION THE IMPACT OF MAINSTREAM HYDROPOWER DAMS TO

HYDROLOGICAL CONDITIONS AND THE TRAVEL TIME THAT IMPACT FROM

UPSTREAM MAY REACH TO THE MEKONG DELTA AREA

The Mekong river basin has a total area of about 795.000 km2, it runs throught 6 countries:

China, Myanma, Lao PDR., Thailand, Cambodiaand Viet Nam with a total length of the

mainstream river is 4.800 km, an annual flow of about 475 billion m3. The Mekong river is the

world ranking 21st about the total area, the 12th for its length and on the 8th for total annual flow.

The Mekong river has a high biodiversity with about 1.300 aqua species, the 2nd place of annual

fish production in the world, and supplies food for about 300 million people. Mekong river has a

high potential hydropower development, with a total capacity of about 53.000 MW, in which 23.000

MW at the upper Mekong (in Lan Cang river) in China, 13.000 MW on the lower mainstream

Mekong river, and more than 17.000 MW are hydropower potential in Mekong tributaries at 4

lower Mekong countries. The proposed plan to build 12 mainstream hydropower dams which may

cause some negative impacts to hydrological condition, water quality, biodiversity and may affect

to the life activities of tens million of people at downstream countries. This paper presents the

possible impact of the mainstream hydropower dams to hydrological condition and the time that

impact from upstream may reach to the Mekong delta area.An early warning and prediction the

positive and negative impacts to the Mekong delta of Vietnam to assist preparing some mainstream

adaptive measures.

Key words: MD; Mekong delta; Mainstream hydropower dams; hydrological change; Travel

time for flood and drought flows;Water quality.

BBT nhận bài: 17/10/2014

Phản biện xong: 28/02/2015