Tác Động Của Biến Đổi Khí Hậu Đến Nguồn Nước Thô Cung Cấp Và Dự Báo Nhu Cầu Dùng Nước Trung Hạn Tại Thành Phố Hồ Chí Minh

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HỒ MINH THÔNG TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN NGUỒN NƯỚC THƠ CUNG CẤP VÀ DỰ BÁO NHU CẦU DÙNG NƯỚC TRUNG HẠN TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Ngành: Kỹ thuật Tài Nguyên Nước Mã số ngành: 62580212 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ TP HỒ CHÍ MINH - NĂM 2022 Cơng trình hoàn thành Trường Đại học Bách Khoa – ĐHQG-HCM Người hướng dẫn 1: PGS TS Nguyễn Thống Người hướng dẫn 2: PGS TS Châu Nguyễn Xuân Quang Phản biện độc lập 1: PGS TS Võ Khắc Trí Phản biện độc lập 2: PGS TS Nguyễn Thế Biên Phản biện 1: GS TS Huỳnh Cơng Hồi Phản biện 2: PGS TS Võ Anh Tuấn Phản biện 3: TS Bảo Thạnh Luận án bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án họp phòng 302B4 Trường Đại học Bách khoa Tp.HCM, vào lúc 14 g 00 ngày 23 tháng năm 2022 Có thể tìm hiểu luận án thư viện: - Thư viện Trường Đại học Bách Khoa – ĐHQG-HCM - Thư viện Đại học Quốc gia Tp.HCM - Thư viện Khoa học Tổng hợp Tp.HCM ii PHẦN MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Trực thuộc Ủy ban nhân dân Tp.HCM, việc cung cấp nước cho thành phố phụ trách Tổng công ty Cấp nước Sài Gòn - TNHH MTV cung cấp nước cho nhu cầu sử dụng sinh hoạt, sản xuất cho gần 1.100.000 hộ gia đình, đơn vị sản xuất, kinh doanh dịch vụ hành nghiệp Tổng công suất nhà máy nước thuộc Sawaco địa bàn thành phố 1.860.000m³/ngày đêm (trung bình năm 2018), lượng nước tiêu thụ đạt gần 1.400.000m³/ngày Gần tồn nguồn nước thơ cung cấp nước cho toàn Tp.HCM, phục vụ nhu cầu sinh hoạt, ăn uống, dịch vụ sản xuất hoàn toàn phụ thuộc vào việc khai thác nguồn tài nguyên nước từ hệ thống sơng SG-ĐN, số (~5,8%) khai thác từ nguồn nước ngầm Trong năm đến kỷ, vấn đề cung cấp nước địa bàn Tp.HCM gặp vấn đề cấp thiết; yếu tố tác động vừa nguyên nhân biến đổi khí hậu, vừa nguyên nhân người tác động, yếu tố cộng hưởng với để gây tác động nghiêm trọng Từ cho thấy, việc nghiên cưu đánh giá tác động biến đổi khí hậu đến nguồn nước thô cung cấp kết hợp với việc nghiên cưu dự báo nhu cầu dùng nước tương lai cho khu vực Tp.HCM điều kiện không chắn cần thiết, nhăm xác định mưc độ phạm vi ảnh hưởng, từ xây dựng giải pháp thích ưng đảm bảo việc cấp nước an toàn, đảm bảo mục tiêu phát triển bền vững cho toàn khu vực với chiến lược quản ly tài nguyên nước cách thích hợp Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu chung nghiên cưu nhăm xác định ảnh hưởng BĐKH & NBD đến nguồn nước thô cung cấp Tp.HCM, tính tốn dự báo nhu cầu sử dụng nước tương tai trung hạn Tp.HCM điều kiện không chắn nhu cầu dùng nước; từ tổng hợp kết nhăm đưa đánh giá dự báo kịch thiếu đủ việc cung cấp nước thô cho Tp.HCM, đề xuất số giải pháp việc giảm thiểu ảnh hưởng Các mục tiêu cụ thể nghiên cưu bao gồm: 1) Tính tốn dự báo nhu cầu dùng nước theo tình khác TpHCM đến năm 2050, tương ưng đến thời điểm trung hạn (kịch kỷ, tương lai vừa) theo Kịch BĐKH & NBD Bộ Tài nguyên Môi trường công bố (phiên năm 2016); 2) Xác định tình ảnh hưởng BĐKH & NBD tác động đến việc cung cấp nước thô đến năm 2050 cho Tp.HCM, theo kịch BĐKH & NBD Bộ Tài nguyên Môi trường công bố (phiên năm 2016); 3) Từ kết dự báo nhu cầu sử dụng (bài toán cung) dự báo ảnh hưởng BĐKH & NBD ảnh hưởng đến việc cung cấp nước thơ (bài tốn thiếu), tổng hợp đánh giá toán thiếu - đủ việc cung cấp nước thô cho Tp.HCM đề xuất số giải pháp nhăm hạn chế ảnh hưởng Nội dung phạm vi nghiên cứu 1) Dự báo nhu cầu dùng nước Tp.HCM đến năm 2050: Tổng hợp liệu nhu cầu dùng nước đô thị, dựa số liệu lượng nước tiêu thụ cung cấp từ đơn vị cung cấp nước Tp.HCM, không bao gồm lượng nước sử dụng cho nông nghiệp, nuôi trồng thủy sản, môi trường… Xác định biến số ảnh hưởng đến nhu cầu dùng nước Tp.HCM dự báo dài hạn xu biến; xây dựng mơ hình dự báo nhu cầu dùng nước; tính tốn dự báo nhu cầu tiêu thụ tổng công suất sử dụng nước thô theo kịch tiêu thụ tỷ lệ nước không doanh thu khác 2) Kết hợp mơ hình thủy văn SWAT mơ hình thủy lực mã nguồn mở TELEMAC-2D để tính tốn định lượng kịch biến đổi dòng chảy ảnh hưởng xâm nhập mặn đến vị trí trạm lấy nước thô Tp.HCM: - Đánh giá ngưỡng thay đổi dịng chảy thượng lưu lưu vực sơng Đồng Nai: sử dụng kịch BĐKH RCP4.5 RCP8.5 Bộ Tài nguyên - Môi trường công bố (phiên năm 2016) khí tượng, thủy văn làm số liệu đầu vào tính tốn Sử dụng mơ hình SWAT để tính tốn đánh giá ngưỡng thay đổi dịng chảy dựa thay đổi thơng số khí tượng thủy văn kịch BĐKH Nghiên cưu đánh giá ngưỡng thay đổi dịng chảy lưu vực sơng Đồng Nai ảnh hưởng BĐKH, qua làm liệu đầu vào liệu điều kiện biên cho việc xác định lưu lượng biên mặn ảnh hưởng đến điểm lấy nước thô Tp.HCM Do lấy tảng từ kịch BĐKH Bộ Tài nguyên - Môi trường nên nghiên cưu không xem xét đến yếu tố khác có liên quan nâng hạ địa chất, thay đổi địa hình, sụt lún đất khai thác nước ngầm, ảnh hưởng thủy triều, nước dâng bão, nước dâng gió mùa, ảnh hưởng cơng trình thủy điện bậc thang, chuyển nước từ hồ chưa, xâm nhập mặn… - Đánh giá xâm nhập mặn theo kịch biến đổi khí hậu & nước biển dâng cơng bố: sử dụng mơ hình mơ thủy lực để thực mô lưu vực sông Đồng Nai (dự kiến sử dụng mơ hình TELEMAC 2D) Tuy nhiên nghiên cưu này, với mục tiêu xem xét nghiên cưu ảnh hưởng đến việc cung cấp nước vị trí nguồn cung cấp nước thơ (xem Hình 3.20) cho Tp.HCM nên không xem xét phụ lưu sơng Vàm Cỏ mơ hình thiết lập đánh giá Cơ sở mơ hình hóa: dựa sở đồ địa hình; đồ DEM để lập mơ hình; khảo sát đo đạc số liệu thực tế kết hợp với kết trường hợp diễn khư để hiệu chỉnh mơ hình.Nghiên cưu đánh giá xâm nhập mặn thời gian nhiễm mặn liên tục trạm bơm nước thô sông Đồng Nai, sở kết hợp từ kết việc đánh giá thay đổi dịng chảy lưu vực sơng Đồng Nai kịch nước biển dâng Bộ Tài nguyên Môi trường công bố (phiên năm 2016) 3) Đánh giá tổng hợp tác động BĐKH đến việc thiếu - đủ việc bảo đảm nguồn nước cung cấp cho Thành phố đề xuất giải pháp: Từ kết dự báo tổng công suất nước thô cần thiết kết tính tốn dự báo xâm nhập mặn vị trí cung cấp thơ cho Tp.HCM, đánh giá khả cung cấp ngưng cung cấp nước cho Tp.HCM từ nguồn nước thô sông SG-ĐN điều kiện ảnh hưởng tác động BĐKH & NBD vào năm 2030 2050; đề xuất giải pháp kịch việc hạn chế ảnh hưởng đến việc cung cấp nước nh 0.1 Đối tượng phạm vi nghiên cưu Phương pháp nghiên cứu Hì 1) Phương pháp kế thừa; 2) Phương pháp thu thập tổng hợp tài liệu; 3) Phương pháp GIS; 4) Phương pháp mơ hình tốn; 5) Phương pháp thống kê xử ly số liệu Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Ý nghĩa khoa học Về mặt khoa học, nghiên cưu có đóng góp sau: 1) Dự báo nhu cầu sử dụng nước sinh hoạt Tp.HCM băng mơ hình ANN tổng cơng suất nước thơ cần thiết cho Tp.HCM theo kịch không chắn khác đến năm 2050, dựa sở liệu cung cấp nước số liệu kinh tế - xã hội khư dự báo xu hướng tương lai 2) Kết hợp mơ hình thủy văn SWAT mơ hình thủy lực mã nguồn mở TELEMAC-2D để tính tốn định lượng kịch biến đổi dòng chảy ảnh hưởng xâm nhập mặn đến vị trí trạm lấy nước thô Tp.HCM, với điều kiện biên dựa thay đổi theo kịch BĐKH & NBD công bố 3) Đưa mặt định lượng kịch thiếu hụt nguồn nước thô xác định theo nguồn nước, ảnh hưởng đến việc cung cấp nước cho Tp.HCM tương lai điều kiện BĐKH & NBD Đánh giá tổng hợp toán thiếu / đủ tính tốn định lượng thiếu hụt lượng nước thô theo kịch dự báo cung - cầu, đưa trường hợp cảnh báo lưu lượng, mưc độ, thời gian nhiễm mặn kéo dài liên tục; từ đề xuất khuyến nghị việc đảm bảo an toàn nguồn nước thô cung cấp Ý nghĩa thực tiễn Kết nghiên cưu sở cho nhà quản ly việc đưa chiến lược kế hoạch bảo đảm việc thực cấp nước an toàn vấn đề sau: 1) Dự báo nhu cầu sử dụng nước Tp.HCM tương lai 2) Quy hoạch phát triển nhà máy nước nguồn nước thô 3) Các giải pháp hạn chế ảnh hưởng BĐKH & NBD việc cung cấp nước Những đóng góp luận án - Luận án xây dựng mơ hình dự báo dự báo nhu cầu dùng nước Tp.HCM tương lai trung hạn - Luận án đánh giá trường hợp kịch BĐKH cụ thể có ảnh hưởng đến việc cung cấp nước Tp.HCM, kết hợp với nhu cầu dự báo để đánh giá mưc độ ảnh hưởng việc thiếu nước - Luận án đưa các giải pháp khuyến nghị cụ thể nhăm giảm ảnh hưởng đến việc cung cấp nước trường hợp xảy kịch BĐKH Bố cục luận án Ngoài phần mở đầu kết luận & kiến nghị, luận án bao gồm 04 chương: Chương - Tổng quan nghiên cưu dự báo nhu cầu dùng nước tác động biến đổi khí hậu đến nguồn nước thô cung cấp Tp.HCM Chương - Lập mơ hình dự báo trung hạn nhu cầu dùng nước Tp.HCM Chương - Lập mơ hình tốn đánh giá tác động BĐKH & NBD đến sơng Sài Gịn - Đồng Nai vị trí cung cấp nước thơ cho Tp.HCM Chương - Đánh giá ảnh hưởng đến việc an toàn cấp nước TP.HCM đề xuất giải pháp Chương TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU VỀ DỰ BÁO NHU CẦU DÙNG NƯỚC VÀ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN NGUỒN NƯỚC THƠ CUNG CẤP TẠI TP.HCM Trong nội dung chương trình bày tổng quan ảnh hưởng BĐKH với việc cung cấp nước đô thị, tổng quan hệ thống cung cấp nước Tp.HCM Giới thiệu nghiên cưu dự báo nhu cầu dùng nước, nghiên cưu thay đổi dòng chảy xâm nhập mặn tác động BĐKH nước, nước khu vực nghiên cưu Chương THIẾT LẬP MƠ HÌNH VÀ DỰ BÁO NHU CẦU DÙNG NƯỚC TRUNG HẠN TẠI TP HỒ CHÍ MINH 2.1 Phân tích lựa chọn biến số ảnh hưởng đến nhu cầu dùng nước Tp.HCM Nhăm đánh giá mưc độ quan hệ biến số lượng nước tiêu thụ Tp.HCM, nghiên cưu sử dụng phương pháp phân tích hệ số tương quan (hệ số tương quan Pearson hệ số tương quan riêng - Partial) Từ xu biến số so với thời điểm năm 1995 cho thấy biến số ảnh hưởng đến nhu cầu dùng nước Tp.HCM bao gồm biến số kinh tế - xã hội: 1) Số lượng đồng hồ nước, 2) Giá nước, 3) GRDP 4) Dân số Hình 2.1 Biểu đồ xu giá trị biến số so với thời điểm năm 1995 2.2 Thiết lập mơ hình mơ nhu cầu sử dụng nước Tp.HCM 2.2.1.Tiêu chuẩn kiểm định mô hình 2.2.2.Mơ hình hồi quy tuyến tính bội nhu cầu sử dụng nước Tp.HCM Mơ hình hồi quy tuyến tính bội tiêu thụ nước Tp.HCM trình bày [2.1]: TIEUTHU = 154516,7 + 0,211×DHN – 9,136×GIA + 1406,64×GRDP – 7,546×DANSO [2.1] Trong đó: TIEUTHU: lượng nước tiêu thụ thời điểm t (1.000m3); DHN:số lượng đồng hồ nước thời điểm t; GIA: giá nước bình quân thời điểm t (VNĐ/m3); GRDP:GRDP thời điểm t (triệu/người/năm); DANSO: dân số thành thị thời điểm t (1000 người) Mặc dù độ phù hợp mơ hình đạt cao (R2 = 0,991; NSE = 0,991), nhiên, biến số độc lập vi phạm điều kiện phân tích đa cộng tuyến, giá trị VIF lớn giá trị cho phép dự đốn gia tăng khơng chắn tượng đa cộng tuyến gây sai số chuẩn hệ số lớn 2.2.3.Mơ hình ANN nhu cầu sử dụng nước Tp.HCM Mơ hình nhu cầu sử dụng nước Tp.HCM thiết lập dựa phương pháp mạng thần kinh nhân tạo ANN lan truyền thẳng nhiều lớp; bao gồm 01 lớp ẩn với 05 phần tử, hàm chuyển đổi Hyperbolic Tangent Dữ liệu huấn luyện mô hình bao gồm 20 liệu biến đầu vào thời gian từ năm 1995 đến năm 2017, ngoại trừ liệu năm 2000, 2005 2010 dùng để phục vụ việc kiểm tra mơ hình lần lặp Dữ liệu năm 2018, 2019 2020 sử dụng để kiểm định mô hình Kết mơ lượng nước tiêu thụ thực tế mơ hình có độ phù hợp mơ hình đạt cao (R2 = 0.99, NSE = 0.989) 2.2.4.Nhận xét lựa chọn mơ hình Với lợi mạng thần kinh nhân tạo không cần xem xét đến tính tương quan biến số thực phân tích hồi quy, đề xuất chọn Hình 3.3 Khu vực nghiên cưu, mơ hình lưới, vị trí biên lưu lượng, mực nước vị trí kiểm định Miền nghiên cưu giới hạn phía thượng lưu kể từ sau hồ chưa Trị An, Phước Hòa, Dầu Tiếng nhánh sơng Vàm Cỏ Đơng đến vị trí Trạm Gị Dầu Hạ Vàm Cỏ Tây đến vị trí trạm đo Mộc Hóa Để giảm thiểu ảnh hưởng đáy biển vùng ven bờ, giá trị triều thiên văn áp dụng xem điều kiện biên cho vùng biên hở ngồi biển, phía hạ lưu miền tính mở rộng biển Đơng với vị trí xa cách cửa sơng Sồi Rạp khoảng 35km Miền nghiên cưu giới hạn biên thượng lưu biên hạ lưu sau: 1) Biên Q1(t): kênh Nhiêu Lộc Thị Nghè; 2) Biên Q2(t): sau hồ chưa Trị An; 3) Biên Q3(t): sau hồ chưa Dầu Tiếng; 4) Biên Q4(t): trạm Gò 14 Dầu Hạ; 5) Biên Q5(t): trạm Mộc Hố, 6) Biên Z(t): ngồi biển xác định từ sở liệu triều thiên văn 3.4.3 Kết hiệu chỉnh kiểm định mơ hình Bảng 3.7 & 3.8 Bảng đánh giá thống kê kết mô Chỉ số Stt Thông số Trạm R NSE Mực nước Phú An 0,86 0,85 Mực nước Nhà Bè 0,92 0,91 Mực nước Biên Hòa 0,94 0,92 Mực nước Tân An 0,89 0,88 Độ mặn Phú An 0,79 0,61 Độ mặn Lái Thiêu 0,84 0,75 Độ mặn Nhà Bè 0,63 0,47 Lưu lượng C1 0,86 0,85 Lưu lượng C2 0,87 0,85 10 Mực nước C1 0,90 0,71 11 Mực nước C2 0,93 0,89 3.5 Các kịch biến đổi khí hậu nước biển dâng lưu vực sơng Sài Gịn - Đồng Nai 3.6 Đánh giá ảnh hưởng biến đổi khí hậu lên ngưỡng thay đổi dịng chảy sử dụng mơ hình mưa - dịng chảy 3.6.1  Tại đoạn sơng Đồng Nai Giai đoạn 2030s: Bảng 3.14 Ngưỡng thay đổi dòng chảy đoạn sông Đồng Nai giai đoạn 2030s so với thời kỳ sở theo kịch Mùa RCP4.5 RCP8.5 40,3% 21,5% Các tháng 12, tháng & tháng (-3,7% ÷ 76,4%) (-20,8% ÷ 54,8%) 23,5% -13,7% Các tháng 3, tháng & tháng (2,4% ÷ 46,3%) (-33,5% ÷ 9,9%)  Giai đoạn 2050s: 15 Bảng 3.15 Ngưỡng thay đổi dịng chảy đoạn sơng Đồng Nai giai đoạn 2050s so với thời kỳ sở theo kịch Mùa RCP4.5 RCP8.5 38,4% 62,8% Các tháng 12, tháng & tháng (-3,0% ÷ 70,9%) (13,4% ÷ 102,1%) 1,3% 24,6% Các tháng 3, tháng & tháng (-28,5% ÷ 34,6%) (-5,1% ÷ 58,9%) 3.6.2  Tại đoạn sơng Sài Gịn Giai đoạn 2030s: Bảng 3.16 Ngưỡng thay đổi dịng chảy đoạn sơng Sài Gòn giai đoạn 2030s so với thời kỳ sở theo kịch Mùa RCP4.5 RCP8.5 49,7% 26,4% Các tháng 12, tháng & tháng (-10,3% ÷ 101,0%) (-7,8% ÷ 58,2%) 31,4% -2,8% Các tháng 3, tháng & tháng (2,6% ÷ 65,9%) (-23,9% ÷ 21,1%)  Giai đoạn 2050s: Bảng 3.17 Ngưỡng thay đổi dịng chảy đoạn sơng Sài Gịn giai đoạn 2050s so với thời kỳ sở theo kịch Mùa RCP4.5 RCP8.5 56,0% 49,4% Các tháng 12, tháng & tháng (-6,0% ÷ 111,5%) (-4,9% ÷ 98,7%) 7,4% 43,0% Các tháng 3, tháng & tháng (-27,4% ÷ 50,5%) (9,2% ÷ 79,3%) 3.7 Đánh giá tác động biến đổi khí hậu đến xâm nhập mặn sơng Sài Gịn - Đồng Nai vị trí cung cấp nước thô cho Tp.HCM 3.7.1 Các kịch tính tốn kết hợp biến đổi khí hậu nước biển dâng lưu vực sông SG-ĐN Kịch phát thải RCP4.5 Giai đoạn 2016- Bảng 3.19 Tổng quan kịch Thay đổi lưu lượng sông đoạn Đồng Nai đoạn Sài gòn Mực nước biển dâng (cm) 23,5% 31,4% 12 16 Kịch phát thải RCP8.5 3.7.2 Thay đổi lưu lượng sông Giai đoạn đoạn Đồng Nai đoạn Sài gòn Mực nước biển dâng (cm) 2035 20462065 20162035 20462065 (2,4% ÷ 46,3%) 1,3% (-28,5% ÷ 34,6%) -13,7% (-33,5% ÷ 9,9%) 24,6% (-5,1% ÷ 58,9%) (2,6% ÷ 65,9%) 7,4% (-27,4% ÷ 50,5%) -2,8% (-23,9% ÷ 21,1%) 43,0% (9,2% ÷ 79,3%) (7 ÷ 18) 22 (13 ÷ 32) 12 (8 ÷ 17) 25 (16 ÷ 35) Đánh giá xâm nhập mặn Nghiên cưu thực mô 72 tổ hợp tính tốn trích xuất liệu vị trí: 1) Trạm bơm Hịa Phú; 2) Trạm bơm Hóa An; 3) Trạm bơm Bình An; 4) Vị trí ngã sơng Sài Gịn - Rạch Tra Độ mặn vị trí xem xét đoạn sơng Sài Gịn b Độ mặn vị trí xem xét đoạn sơng Đồng Nai 17 a Hình 3.4 Kết độ mặn vào năm 2030s theo kịch lưu lượng nước biển dâng (thấp, trung bình, cao) a Độ mặn vị trí xem xét đoạn sơng Sài Gịn b Độ mặn vị trí xem xét đoạn sơng Đồng Nai Hình 3.5 Kết độ mặn vào năm 2050s theo kịch lưu lượng nước biển dâng (thấp, trung bình, cao) a Tại Trạm bơm Hịa Phú 18 b Trạm bơm Hóa An Bình An theo kịch có ảnh hưởng Hình 3.6 Thời gian kéo dài liên tục vượt ngưỡng 250mg/l trạm bơm nước thơ theo kịch có ảnh hưởng Chương ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG ĐẾN VIỆC AN TOÀN CẤP NƯỚC TP HỒ CHÍ MINH VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP 4.1 Tổng hợp kết đánh giá việc ảnh hưởng đến khả cung cấp nước Bảng 4.1 Tổng hợp lượng nước thô (m3) thiếu hụt lớn theo kịch NRW 20%, xác định theo nguồn nước Sông Đồng Sông Sài Năm KB BĐKH Tổng cộng Nai Gòn 2030s 2050s RCP 4.5 354.167 354.167 RCP 8.5 625.000 479.167 1.104.167 RCP 4.5 25.000 287.500 312.500 200.000 200.000 RCP 8.5 19 Năm 2030s 2050s Bảng 4.2 Tổng hợp lượng nước thô (m3) thiếu hụt lớn theo kịch tính tốn, xác định theo nguồn nước Lượng nước thô (m3) thiếu hụt lớn theo kịch Tỷ lệ tính tốn nước Kịch khơng Sơng Đồng Nai Kênh Sơng Tổng doanh BĐKH Đơng Bình Tổng Sài Gịn cộng Hóa An thu N46 An cộng RCP 4.5 304.583 304.583 16% RCP 8.5 475.000 475.000 412.083 887.083 RCP 4.5 283.333 283.333 15% RCP 8.5 475.000 475.000 383.333 858.333 RCP 4.5 283.333 283.333 14% RCP 8.5 465.000 465.000 383.333 848.333 13% 11% RCP 4.5 - - - 287.500 287.500 RCP 8.5 - - - 200.000 200.000 RCP 4.5 RCP 8.5 - - - - - 287.498 200.000 287.498 200.000 4.2 Đề xuất giải pháp hạn chế đến việc cung cấp nước Tp.HCM kết hợp Tổng cơng ty Cấp nước Sài Gịn với quyền quản lý 4.2.1 Xây dựng hồ chứa nước thô Bảng 4.3 Đề xuất kích thước hồ sơ lắng dự trữ mưc tối thiểu theo kịch Dung tích Tổng Tổng diện Dung tích Trạm yêu cầu theo dung tích Kích thước hồ tích yêu chết (m3) KB (m3) (m3) cầu (ha) 475.000 595.000 120.000 19,83ha | h=3m 25.8 Hóa An 465.000 585.000 120.000 19,5ha | h=3m 25.4 415.000 520.000 105.000 17,33ha | h=3m 22.5 Hòa 390.000 490.000 100.000 16,33ha | h=3m 21.2 Phú 300.000 375.000 75.000 12,5ha | h=3m 16.3 Trạm Bảng 4.4 Vị trí hồ chưa nước thơ đề xuất Vị trí Diện tích có 20 Tuyến ống dẫn bơm Hòa Phú Hòa Phú Hòa Phú Hóa An Bình An Vị trí 1: Xã Trung An, Củ Chi, phía thượng nguồn sơng Sài Gịn trước ngã sơng Thị Tính-Sài Gịn Vị trí 2: Xã Trung An, Củ Chi, phía thượng nguồn Trạm bơm Hịa Phú hữu Vị trí 3: lân cận thượng nguồn Trạm bơm Hòa Phú hữu Lân cận thượng nguồn Trạm bơm Hóa An hữu Lân cận hạ lưu Trạm bơm Bình An hữu thể đáp ưng Trạm bơm 22 ÷ 47 8,3km, D = 2m; V < 2m/s 26 1,5km, D = 2m; V < 2m/s 16 31 ha 0,8km, D = 2m; V < 2m/s 0,4km, x D = 2m; V ~ 2m/s 1,8km, D = 1m; V ~ 2m/s 4.2.2 Chuyển đổi vị trí lấy nước thơ Đối với nguồn nước sơng Sài Gịn: dời vị trí lên thượng nguồn Hì đồ độ mặn cận Trạm Phú, theo kịch nh 4.3 Biểu khu vực lân bơm Hịa cực hạn Đối với nguồn sơng Nai: Dời vị trí Đồng lấy nước thơ thượng sơng lưu Nai 21 nước phía Đồng Hình 4.4 Vị trí chuyển đổi thu nước sơ đồ tuyến ống nước thơ Trạm bơm Hịa Phú Hình 4.5 Vị trí chuyển đổi thu nước sơ đồ tuyến ống nước thơ Trạm bơm Hóa An 22 Hì nh 4.6 Biểu đồ độ mặn khu vực lân cận Trạm bơm Hóa An & Bình An, theo kịch cực hạn 4.2.3 Tăng lưu lượng cung cấp nước từ Hồ Dầu Tiếng Hồ Trị An Kiệt Kịch BĐKH Trung bình Kịch lưu lượng Bảng 4.5 Lưu lượng cần thiết phải bổ sung đoạn sông theo trường hợp tính tốn Lưu lượng cực Lưu lượng Lưu lượng tối Mực trị theo cần thiết phải thiểu để khơng NBD trường hợp tính bổ sung Giai xảy (m3/s) cao toán (m /s) (m3/s) đoạn Đồng Sài Đồng Sài Đồng Sài (cm) Nai Gòn Nai Gòn Nai Gòn 2030s 563,20 71,82 18 563,20 71,82 4.5 2050s 393,25 75,18 32 393,25 50,82 24,36 2030s 365,75 68,04 17 365,75 53,27 14,77 8.5 2050s 521,95 76,44 35 521,95 76,44 2030s 332,80 66,36 18 332,80 41,04 25,32 4.5 2050s 329,23 66,36 32 232,38 29,04 96,85 37,32 2030s 280,48 71,72 17 216,13 30,44 64,35 41,28 8.5 2050s 308,43 71,72 35 308,43 43,68 28,04 23 KẾT LUẬN & KIẾN NGHỊ Nhăm đánh giá tác động BĐKH NBD đến nguồn nước thô cung cấp dự báo nhu cầu dùng nước tương lai trung hạn Tp.HCM, nghiên cưu thực nghiên cưu có đóng góp mặt khoa học mặt định hướng quy hoạch cấp nước cho Tp.HCM sau: 1) Nghiên cưu xây dựng mơ hình dự báo nhu cầu dùng nước đưa bảng giá trị dự báo dùng nước theo trường hợp khác thời điểm năm 2030, 2040 2050 cho Tp.HCM Với tỷ lệ nước không doanh thu hữu, tổng công suất cần thiết để cung cấp nước tương ưng vào khoảng 2,8 triệu m³/ngày.đêm vào năm 2030 tăng đến 3,1 triệu m³/ngày.đêm vào năm 2050 Nếu việc dự báo xem xét thêm đến lộ trình kịch giảm nước không doanh thu SAWACO, tổng cơng suất giảm lại, xấp xỉ 2,9 triệu m³/ngày.đêm vào năm 2050 Việc dự báo với mơ hình dựa số liệu tăng trưởng đồng hồ nước, giá nước, GRDP dân số thành thị khư dự báo tăng trưởng thành phần tương lai 2) Trên sở kết hợp mơ hình thủy văn mơ hình thủy lực sơng, nghiên cưu đưa kịch xâm nhập mặn sông Đồng Nai vị trí cung cấp nước thơ cho Tp.HCM, tính tốn từ mơ hình thủy lực sơng ngòi với thay đổi biên lưu lượng từ kịch thay đổi dòng chảy BĐKH xác định từ mơ hình thủy văn mưa - dịng chảy kết hợp với kịch NBD Kết toán đưa trường hợp biên xâm nhập theo kịch vị trí cung cấp nước thô cho Tp.HCM với cảnh báo mưc độ, thời gian nhiễm mặn kéo dài liên tục mà đến việc cung cấp nước thơ Trường hợp nghiêm trọng xảy nhà máy nước Tân Hiệp & bị nhiễm mặn liên tục 23giờ, cụm nhà máy nước Thủ Đưc bị ngưng liên tục, nhà máy nước Bình An 36 giờ, tổng lượng nước thơ thiếu hụt cho Tp.HCM có khả lên đến 1,1 triệu m³/ngày.đêm khoảng thời gian 24 3) Đánh giá tổng hợp tốn thiếu / đủ tính tốn định lượng thiếu hụt lượng nước thơ cho Tp.HCM theo kịch dự báo cung - cầu, đưa trường hợp cảnh báo thời gian ngưng cung cấp nước kéo dài liên tục NMN; từ đề xuất khuyến nghị việc quy hoạch cấp nước Tp.HCM việc đảm bảo an tồn nguồn nước thơ cung cấp, bao gồm giải pháp sau: Đề xuất vị trí quy mơ hồ chưa nước thơ dự trữ tương ưng với thể tích nước bị thiếu hụt theo kịch BĐKH & NBD tính tốn; Đề xuất chuyển vị trí lấy nước thơ địa điểm không bị ảnh hưởng xâm nhập mặn theo tất kịch BĐKH & NBD tính tốn, định tuyến ống nước thô truyền tải lại NMN hữu; Đề xuất lưu lượng cần thiết nhăm bổ sung đoạn sông để đẩy biên mặn khỏi Trạm bơm nước thô theo kịch BĐKH & NBD tính tốn Bên cạnh đó, nghiên cưu tồn số hạn chế, bao gồm nhóm hạn chế trình bày sau: 1) Hạn chế nguồn liệu thủy văn, đồ số địa hình, đồ sử dụng đất, số liệu mặt cắt sông…dẫn đến đưa số giả thiết sử dụng mơ hình tốn để thực mô nghiên cưu Đối với mô hình thủy văn, đồ số địa hình có độ phân giải lớn số vị trí hỗ trợ kiểm định & hiệu chỉnh bị hạn chế nên có sai số xây dựng mơ đặc điểm lưu vực; ngồi ra, cịn hạn chế liên quan đến thay đổi tương lai khu vực, mơ hình thủy văn sử dụng để đánh giá cho năm sau dựa giả thiết có thay đổi liên quan đến đồ sử dụng đất, thay đổi địa hình Đối với mơ hình thủy lực, lưới tính tốn đạt hiệu cao mặt cắt sông có mật độ dày Ngồi ra, mơ tương lai, dựa giả thiết có thay đổi liên quan địa hình 25 Bên cạnh đó, Kịch BĐKH & NBD công bố từ Bộ Tài nguyên Môi trường (2016) khơng xem xét yếu tố khác có liên quan nâng hạ địa chất, thay đổi địa hình, sụt lún đất khai thác nước ngầm, ảnh hưởng thủy triều, nước dâng bão, nước dâng gió mùa, ảnh hưởng cơng trình thủy điện bậc thang, chuyển nước từ hồ chưa, xâm nhập mặn,… nên nghiên cưu chưa xem xét đến 2) Hạn chế nguồn liệu dự báo thay đổi sử dụng đất, dự báo thay đổi kinh tế xã hội, dự báo thay đổi cấu nông lâm nghiệp tỉnh lưu vực sông Đồng Nai, dẫn đến chưa thể tính tốn tồn diện thay đổi dịng chảy sơng Đồng Nai yếu tố khác ngồi kịch biến đổi khí hậu & nước biển dâng Hạn chế vấn đề liên quan đến quy hoạch đô thị tương lai Tp.HCM, cấu dân số, quy hoạch hoạt động KT-XH, du lịch…cũng ảnh hưởng đến mô hình kết dự báo nhu cầu dùng nước đô thị 3) Trong giới hạn nghiên cưu, việc đề xuất giải pháp giảm thiểu rủi ro đến việc cung cấp nước cho Tp.HCM chưa bao gồm yếu tố ô nhiễm nguồn nước mặt Cũng chưa thể tính tốn ước tính kinh phí thực hiện, xem xét vấn đề kinh tế - xã hội cho giải pháp đề xuất, giải pháp cần thêm đề tài nghiên cưu cụ thể tính khả thi thiết kế xây dựng Từ kết tính tốn hạn chế trình bày, kiến nghị đề xuất nghiên cưu tiếp nối nâng cao chất lượng kết tính tốn nhăm giảm thiểu rủi ro đến việc cung cấp nước cho Tp.HCM như: 1) Nghiên cưu ảnh hưởng nhiễm mơ hình tốn dự báo lan truyền ô nhiễm theo kịch đến vị trí cung cấp nước thơ cho Tp.HCM 2) Nghiên cưu việc thay đổi nguồn cung cấp nước thô cho Tp.HCM 3) Nghiên cưu nâng cao lực dự trữ nước cho Tp.HCM 26 27 DANH MỤC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ Tạp chí nước H M Thông, T T V Thư, and C N X Quang, “Tổng quan phương pháp dự báo nhu cầu dùng nước thị tính khơng chắn dự báo dài hạn,” Tạp chí Tài Nguyên nước, no 9, pp 13–20, 2015 H M Thông, T T V Thư, C N X Quang, and N Thống, “Dự báo dài hạn nhu cầu dùng nước đô thị điều kiện không chắn - Áp dụng nghiên cưu Thành phố Hồ Chí Minh,” Tạp chí Tài Nguyên nước, vol 04, no 10, pp 65–72, 2015 L X Lộc, N Thống, H T Đưc, L N Anh, and H M Thông, “Tác động nước biển dâng đến chế độ thủy triều sơng Sài Gịn – Đồng Nai,” Tạp chí Nơng nghiệp Phát triển nơng thơn, no 5, pp 60–65, 2015 H M Thông and N Thống, “Tác động nước biển dâng lên xâm nhập mặn vào hệ thống sơng Sài Gịn - Đồng Nai,” Tạp chí Nơng nghiệp Phát triển Nơng thơn, no 6, pp 72–78, 2016 H M Thông, N Q Phong, N Thống, and T T V Thư, “Ứng dụng mơ hình SWAT đánh giá tác động biến đổi khí hậu đến việc thay đổi dịng chảy sơng Sài Gịn – Đồng Nai vị trí cung cấp nước thơ cho Thành phố Hồ Chí Minh,” Tạp chí Tài Nguyên nước, vol 3, no 7, pp 41–48, 2019 H M Thông, N Q Phong, N Thống, and N T K Yến, “Đánh giá xâm nhập mặn vị trí cung cấp nước thơ cho thành phố Hồ Chí Minh ảnh hưởng BĐKH & NBD,” Tạp chí Tài Nguyên nước, vol 3, no 8, pp 43–52, 2020 H M Thông, N Q Phong, T T V Thư, and N Thống, “Đề xuất chuyển đổi vị trí cung cấp nước thơ cho Tp.HCM theo kịch biến đổi khí hậu mưa, nhiệt độ nước biển dâng,” Tạp chí Tài Nguyên nước, vol 2, no 4, pp 18-26, 2021 iii ... cưu dự báo nhu cầu dùng nước tác động biến đổi khí hậu đến nguồn nước thơ cung cấp Tp.HCM Chương - Lập mơ hình dự báo trung hạn nhu cầu dùng nước Tp.HCM Chương - Lập mơ hình tốn đánh giá tác động. .. Xác định biến số ảnh hưởng đến nhu cầu dùng nước Tp.HCM dự báo dài hạn xu biến; xây dựng mơ hình dự báo nhu cầu dùng nước; tính tốn dự báo nhu cầu tiêu thụ tổng công suất sử dụng nước thô theo... CẦU DÙNG NƯỚC VÀ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN NGUỒN NƯỚC THƠ CUNG CẤP TẠI TP.HCM Trong nội dung chương trình bày tổng quan ảnh hưởng BĐKH với việc cung cấp nước đô thị, tổng quan hệ thống cung