Nghiên cứu sự biến động nguồn nước lưu vực sông vu gia thu bồn trong bối cảnh biến đổi khí hậu toàn cầu

Tính cấp thiết củađềtài

Trước đây, khi nước chưa được coi như một loại tài nguyên thực sự và với nếp nghĩ coi nước là “thứ trời cho” nên thường sử dụng nước còn lãng phí Trong quá trình phát triển, nước thường phân bố không đều theo không gian và thời gian Nước sạch là tham số cơ bản có tính quyết định đến sự phát triển kinh tế-xã hội đang ngày càng có xu hướng cạn kiệt cùng với biến đổi khí hậu, thiên tai gia tăng sẽ làm cản trở cho mọi hoạt động của con người Để khai thác sử dụng một cách hợp lý nguồn nước con người cần đánh giá đúng tiềm năng và biến động của nguồn nước, coi trọng việc bảo vệ, duy trì khả năng tái tạo của tài nguyênnước.

Hệ thống sông VụGia- Thu Bồn là một trong mười hệ thống sông lớn ở nước ta có trữ lượng nước hàng năm khá phong phú và là sông có toàn bộ diện tích tập trung nước nằm trọn vẹn trên lãnh thổ Việt Nam Đặc biệt, Quảng Nam là nơi được đánh giá giàu tiềm năng thủy điện nhưng hàng năm có diễn biến mưa, lũ khá phức tạp đã làm thiệt hại nặng nề cả về con người và vật chất của tỉnh Việc tính toán các đặc trưng thủy văn nhằm đánh giá sự biến động nguồn nước cũng như dòng chảy theo không gian và thời gian trên lưu vực sẽ giúp cho việc lập các kế hoạch xây dựng các công trình phòng chống lũ lụt cũng như các công trình phục vụ cho các hoạt động khác liên quan đến nguồn nước của conngười.

Nhằm khai thác có hiệu quả và bền vững nguồn tài nguyên nước của hệ thống sông Vụ Gia - Thu Bồn phục vụ cho công cuộc phát triển kinh tế – xã hội, đề tài Luận văn tốt nghiệp cao học:“Nghiên cứu sự biến động nguồnnước lưu vực sông Vụ Gia – Thu Bồn trong bối cảnh biến đổi khí hậu toàn cầu” này hy vọng sẽ đáp ứng được mục tiêu trên.

Mục đích củađềtài

- Phân tích đánh giá sự biến động nguồn nước trên lưu vực theo không gian và thờigian.

- Dự báo diễn biến nguồn nước trên lưu vực trong bối cảnh biến đổi khí hậu.

- Đề xuất phương án khai thác hiệu quả nguồn nước trên lưuvực.

Đối tượng và phạm vinghiêncứu

- Đối tượng nghiên cứu của luận văn chính là sự biến động nguồn nước trong bối cảnh biến đổi khí hậu toàncầu.

- Phạm vi nghiên cứu của luận văn là toàn bộ lưu vực sông VụGia– ThuBồn.

Cách tiếp cận và phương phápnghiêncứu

Dựa trên tình hình thực tế qua việc điều tra khảo sát khu vực nghiên cứu và việc phân tích nguyên nhân gây biến động nguồn nước trên lưu vực, trong nghiên cứu chủ yếu sử dụng các phương phápsau:

- Phân tích tổng hợp các nghiên cứu trước đây đối với lưuvực,

- Cập nhật thông tin để có được bộ dữ liệu đầy đủ nhất về nguồn nước trên lưu vực nghiêncứu.

- Ứng dụng cácmôhình toán thuỷ văn vào đánh giá định lượng nguồn nước.

Cấu trúcLuậnvăn

Luận văn có cấu trúc như sau:

TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨUNGUỒN NƯỚC LƯU VỰCSÔNG

Nguồn nước trên thế giới và ởViệtNam

Ngày nay, nhờ những thành tựu khoa học về trắc địa, thủy văn, khí tượng, con người có thể ước lượng được khối lượng nước trên Trái Đất Lượng nước trên Trái Đất gồm nước trên bề mặt Trái Đất và nước dướiđất.

Nguồn nước trên bề mặt Trái Đất khoảng chừng 1454.106km3, chiếm 71% bề mặt trái đất chừng 71% Và hầu hết là nước mặn (chiếm hơn 97% tổng lượng nước gồm nước đại dương, biển, hồ nước mặn, một phần nước ngầm) Phần nước ngọt (bao gồm cả một phần nước ngầm và cả hơi nước) chỉ không đến 3%, trong đó đã gần 77% là đóng băng ở miền cực và trong băng hà,màkhoảng 90% khối lượng băng lại ở Nam Cực, còn phần lớn tập trung ở băng đảo Greenland Cuối cùng chỉ còn một phần rất nhỏ 0,7% tổng lượng nước, tức khoảng 215.200 km 3 có vai trò quan trọng bảo tồn sự sống trên toàn hành tinh Số nước ngọt này đại bộ phận thuộc về các hồ nước ngọt, ngoài ra là các dòng chảy trong sông, suối và khí ẩm, hơi nước trong đất, trong khí quyển.

Trong quá trình tuần hoàn của nước, mỗi năm mặt biển bốc hơi chừng 449.000 km3, lục địa khoảng 71.100 km3 Hơi nước từ biển theo gió vào lục địa hàng năm gây mưa khoảng 108.400 km3 nước Như vậy dòng chảy mặt và dòng chảy ngầm hàng năm chảy từ lục địa ra biển khoảng 37.000 km3 So với tổng lượng nước chung trên Trái Đất thì lượng nước này không đáng kể, nhưng nó lại có ý nghĩa vô cùng quan trọng đối với đời sống con người và các sinh vật sống trên lục địa Đó là nguồn nước sử dụng của con người.

Nguồn nước sử dụng của con người phân bố không đều theo cả không gian và thời gian Theo không gian, do ảnh hưởng của điều kiện khí hậu, mặt đệm từng nơi mà lượng mưa có thể rất khác nhau Nơi mưa nhiều lượng mưa năm có thể mấy ngàn mm, nơimưaít chỉ vài trăm mm, thậm chí không mưa Thí dụ lượngmưanăm trung bình tại Haoai 12.092 mm, Rê-uy-ni-ông

12.000mm,Ca-mơ-run 10.470 mm và một số vùng xích đạo là những nơi mưanhiều.

Về bốc hơi bình quân năm trên các đại dương 930 đến 1.070 mm, trên lục địa từ 420 đến 500 mm Như vậy, trên đại dương, lượng bốc hơi hàng năm lớn hơn lượng nước đến 100 mm, còn trên lục địa, lượng mưa lớn hơn lượng bốc hơi đến 250 mm.

Lượng nước thừa trên lục địa chính là lượng dòng chảy trên các dòng suối chảy ra đại dương Do mưa phân bố không đều mà lượng dòng chảy trên các sông suối cũng phân bố không đều Trong 144,5 10 6 km 2 lục địa, có 6.10 6 km 2 hoàn toàn không có dòng chảy Một ít ao hồ ở những vùng đó chủ yếu là do nước ngầm cung cấp nên nước tương đối mặn.

Vùng dòng chảy rất nghèo chiếm khoảng 32 triệu km 2 , trong đó châu Âu và châu Á 18 triệu km 2 , châu Phi 9 triệu km 2 , châu Úc 4 triệu km 2 , còn lại là một số vùng châu Nam Mỹ Vùng có dòng chảy rất phong phú thuộc lưu vực của 21 con sông từ 10 vạn km 2 đến 1 triệu km 2 chiếm khoảng 28,4 triệu km 2 Sông Hồng và sông Mê Công cũng thuộc loại sông vừa có lượng dòng chảy lớn.

Trung bình hằng năm sông, suối đổ ra biển trên 15.500km 3 nước Khoảng 20% lượng nước nói trên thuộc về sông Amazon có chiều dài 7025 km với diện tích lưu vực khoảng 7.050.000 km 2 Bên cạnh đó còn có một số con sông khác trên thế giới như sông Nil với chiều dài 6.671km, sôngMississipi có chiều dài 6.212 km Một lượng nước ngọt quan trọng được dự trữ trong các hồ lớn như hồ Viktoriino ở Châu Phi diện tích 68.800 km 2 , độ sâu lớn nhất là 125m, hồ Tanganijka ở Châu Phi với diện tích 32.880km 2 , độ sâu lớn nhất 1.470 m, hồ Baikal Châu Á có diện tích 31.500 km 2 , độ sâu lớn nhất 1.620m.Hồ Baikal dự trữ khoảng 1/10 lượng nước ngọt trên cả hành tinh với trữ lượng 23 tỷ m 3 nước.

Theo thời gian, sự phân bố không đồng đều thể hiện đặc tính biến đổi theo mùa của mưa và dòng chảy, đó là mùa mưa và mùa khô; hay mùa lũ và mùa kiệt Mùa mưa, lũ cũng là mùa nước hay gây úng Mùa khô, kiệt cũng là mùa thiếu nước cho con người.

Mức độ phát triển kinh tế không đều trên thế giới khiến cho nhu cầu sử dụng nước cũng không giống nhau giữa các nước, các khu vực Vấn đề thừa nước, thiếu nước trở thành vấn đề quan trọng đối với sự phát triển của loài người hiện tại và tương lai.

Chế độ nước của Việt Nam có những nét riêng của vùng nhiệt đới ẩm, gió mùa với lượng mưa phong phú đã tạo điều kiện thuận lợi cho sự hình thành dòng chảy với mạng lưới sông khá dày đặc Nếu chỉ tính những sông suối có chiều dài từ 10 km trở lên và có nước chảy thường xuyên thì trên lãnh thổ nước ta có khoảng 2360 sông suối với mật độ trung bình khoảng 0,6 km/km 2 Tuy nhiên, tuỳ theo điều kiện về cấu trúc địa chất, địa hình, địa mạo, thổ nhưỡng và khí hậumàmạng lưới sông suối phát triển không đều trên lãnh thổ, từ 0,3 km/km 2 ở vùng khô hạn đến 4 km/km 2 ở vùng đồng bằng sông Hồng – Thái Bình và đồng bằng sông Cửu Long Ở vùng núi cao, địa hình chia cắt mạnh,mưanhiều mạng lưới sông suối khá phát triển với mật độ 1-2 km/km 2 Trên phần lớn lãnh thổ còn lại có mật độ sông suối khoảng 0,5 – 1 km/km 2

Cứ đi dọc bờ biển khoảng 20 km lại gặp một cửa sông Tổng lượng dòng chảy của tất cả các con sông chảy qua lãnh thổ Việt Nam là 853 km 3 Tỉ trọng nước bên ngoài chảy vào nước ta tương đối lớn, chiếm 60% so với tổng lượng nước sông toàn quốc, riêng đối với sông Cửu Long là90%.

Mạng lưới sông suối ở Việt Nam phát triển không đồng đều trên toàn lãnh thổ Mạng lưới sông suối là nơi hình thành, chuyên trở và tàn trữ nguồn nước sông – một phần quan trọng nhất của tài nguyên nước – là nguồn cung cấp chính cho sinh hoạt và sản xuất tạo điều kiện thuận lợi cho thuỷ điện, giao thông thuỷ , nuôi trồng thuỷ sản Tuy nhiên, bên cạnh những thuận lợi cơ bản nêu trên, mạng lưới sông suối phát triển không đều có thể gây ra những khó khăn, như mạng lưới sông suối ở các vùng khô hạn thường xẩy ra hạn hán.

Hệ thống sông ngòi của nước ta được nuôi dưỡng bởi nguồn nước mưa tương đối dồi dào Lượng mưa trung bình nhiều năm có thể đạt xấp xỉ 1960 mm tức khoảng 650 km 3 /năm Miền núi mưa nhiều hơn đồng bằng và các vùng khuất gió Sự chênh lệch giữa vùng có lượng mưa lớn và vùng có lượng mưa nhỏ khoảng 5-6 lần Trong khi đó trên thế giới mức chênh lệch này có nước lên tới 40-80 lần Sự phân bố tài nguyên nước có liên quan chặt chẽ với sự phân bố lượng mưa Vùng mưa lớn có dòng chảy sông lớn, vùng mưa nhỏ có dòng chảy sông nhỏ xen kẽ nhau Vùng có dòng chảy lớn đạt trên 100 lít/s/ km 2 và vùng có dòng chảy nhỏ 5 lít/s/km 2 chênh lệch nhau 20 lần.

Tổng lượng dòng chảy năm của sông Mê Công bằng khoảng 500 km 3 , chiếm tới 59 % tổng lượng dòng chảy năm của các sông trong cả nước; sau đó đến hệ thống sông Hồng 126,5 km 3 (14,9%); hệ thống sông Đồng Nai 36,3 km 3 (4,3%), sông Mã, Cả, Thu Bồn có tổng lượng dòng chảy xấp xỉ nhau, khoảng trên dưới 20 km 3 (2,3 - 2,6%); các hệ thống sông Kỳ Cùng, Thái Bình và sông Ba cũng xấp xỉ nhau, khoảng 9km 3 (1%); các sông còn lại là 94,5 km 3 (11,1%).

Tổng quan các nghiên cứu nguồn nước lưu vực sông trênthếgiới

Khi nghiên cứu nguồn nước lưu vực sông trên thế giới người ta sử dụng các phương pháp như sau:

1.2.1 Phương pháp khảo sát trạmđo.

Khi mạng lưới quan trắc thủy văn dày đặc với chuỗi quan trắc đủ dài, có khả năng bao quát toàn bộ lưu vực nghiên cứu Phương pháp này được sử dụng rộng rãi tại nhiều nước trên các lãnh thổ nhỏ Thực chất của phương pháp này là phương pháp trung bình số học, hoặc hơn nữa là phương pháp trung bình có trọngsố.

Dùng các số liệu thu thập qua mạng lưới quan trắc khí tượng thủy văn để xác định qui luật hình thành dòng chảy, sự phân bố của các đặc trưng dòng chảy theo lãnh thổ và sự biến thiên của chúng theo thời gian Điều này đạt được nhờ sự phân tích bản chất vật lý, địa lý của hiện tượng hay quá trình đang xét từ nhóm các yếu tố ảnh hưởng đến sự hình thành và phát triển dòng chảy cũng như các đặc trưng của nó Cũng có thể tổng hợp dòng chảy từ việc nghiên cứu các thành phần cấu thành dòng chảy riêng rẽ.

Khi phân tích số liệu thực nghiệm theo từng phương pháp thường sử dụng rất rộng rãi các phương pháp phân tích xác suất thống kê toán.

Phụ thuộc vào trạng thái nghiên cứu hiện tượng và yêu cầu bài toán, phương pháp khái quát khoa học thủy văn có thể chia ra: 1) phương pháp hệ số tổng cộng; 2) phương pháp bản đồ và nội suy địa lý; 3) phương pháp tương tự thủyvăn.

Phương pháp hệ số tổng cộng:Cơ sở của phương pháp này là dựa trên việc coi dòng chảy là sản phẩm của nhiều quá trình địa lý tự nhiên (khí hậu và mặt đệm) tác động lên nó Loại này thường gặp nhất ở nhóm các công thức triết giảm dòng chảy cực đại.

Phương pháp bản đồ và nội suy địa lýdựa trên cơ sở giả thiết rằng các đặc trưng của dòng chảy cũng như các yếu tố cảnh quan địa lý thay đổi từ từ theo lãnh thổ và tuân theo qui luật địa đới.

Phương pháp tương tự thủy vănphụ thuộc vào việc lựa chọn các lưu vực tương tự với lý luận rằng, do dòng chảy là sản phẩm của khí hậu và chịu sự tác động các điều kiện địa lý tự nhiên nên với các lưu vực tương tự (có cùng một điều kiện địa lý cảnh quan giống nhau) thì dòng chảy của chúng cũng tương tự nhau.

1.2.4 Phương pháp xác suất thốngkê.

Các phương pháp xác suất thống kê với giả thiết các hiện tượng khí tượng thuỷ văn luôn tuân theo quy luật ngẫu nhiên bởi vậy phương pháp này được ứng dụng rộng rãi vào các bài toán tính toán thủy văn Hầu như toán thống kê có mặt trong mọi lĩnh vực tính toán và đặc biệt đóng vai trò quan trọng trong khâu xử lý số liệu - dữ kiện thông tin đầu vào quan trọng nhất của bài toán tính toán thủy văn bằng một phương pháp bất kỳ nào.

Mô hình hóa là một công cụ quan trọng trong nghiên cứu nguồn nước.

Mô hình hóa được phân ra thành 3 loại: Mô hình toán, mô hình vật lý, và mô hình bản đồ Trong đó mô hình toán là phương pháp nghiên cứu nguồn nước hiệu quả và thông dụng nhất hiện nay.

Mô hình toán thủy văn hiểu theo nghĩa rộng là cáchmôtả các hiện tượng thủy văn bằng các biểu thức toán học và lôgíc Có thể phân loạimôhình toán thủy văn theo nhiều quan điểm khác Sau đây là một quan điểm phân loại phổ biếnnhất:

MÔ HÌNH NHẬN THỨC LỰC

MÔ HÌNH TẤT ĐỊNH MÔ HÌNH

MÔ HÌNH TOÁN THỦY VĂN

MÔ HÌNH THÔNG SỐ PHÂN PHỐI

MÔ HÌNH THÔNG SỐ TẬP TRUNG

Hình 1-1: Sơ đồ phân loại mô hình toán thủy văn a Mô hình ngẫunhiên

Khi đề cập đếnmôhình toán thủy văn ngẫu nhiên Yevjevich V (Yevjevich V -1976) đã coi các quá trình khí tượng thủy văn thuộc loại quá trình có tính chất chu kỳ ngẫu nhiên Tính chu kỳ của các hiện tượng thủy văn được quy định bởi các chu kỳ thiên văn, còn tính ngẫu nhiên của nó bị chi phối bởi những biến đổi môi trường trên Trái Đất Và các chu kỳ thiên văn quy định các chu kỳ của các hiện tượng thủy văn với các chu kỳ ngày, tháng, mùa, năm và nhiềunăm

Nhìn chung các mô hình toán thủy văn ngẫu nhiên đều dựa vào những giả thuyết về tính dừng và tính egôđíc của chuỗi số liệu thủy văn nghiên cứu.

Mô hình toán thủy văn ngẫu nhiên là một phương pháp tương đối mới Sự khởi đầu của nó được tính từ khi Hazen chứng minh khả năng áp dụng lý thuyết xác suất, thống kê toán học vào phân tích các chuỗi dòng chảy (1914).

Mô hình toán thủy văn ngẫu nhiên chính thức phát triển từ năm 1960.vàsauđómộtloạtmôhìnhngẫunhiênrađờivàđượcápdụngrộngrãivào tính toán thủy văn, dự báo thủy văn Ví dụ như mô hình trung bình trượt (moving average models), mô hình Marcov, mô hình ARIMA của Box – Jenkins(1970)…

Các mô hình ngẫu nhiên đã làm cho vấn đề sử dụng trực tiếp dòng chảy thực đo được trong quá khứ dự báo và ước tính dòng chảy sẽ xảy ra trong tương lai không còn là biện pháp duy nhất Việc sử dụng dòng chảy nhân tạo – kết quả việc ứng dụng các mô hình ngẫu nhiên không chỉ đối với những lưu vực thiếu tài liệu quan trắc mà còn ngay cả những trường hợp chuỗi số liệu quan trắc dài có thể sử dụng để tính toán kiểm tra đánh giá. b Mô hình tấtđịnh

Mô hình toán thủy văn tất định coi quá trình thủy văn là kết quả tất nhiên của các yếu tố vật lý còn vai trò của yếu tố ngẫu nhiên chỉ thể hiện sự giao động của chúng Mô hình toán tất định được xây dựng trên những giả thiết coi các mối quan hệ giữa lượng vào và lượng ra của hệ thống thủy văn (lưu vực sông hay đoạn sông…) đã được xác định Cấu trúc mô hình được mô phỏng bằng các biểu thức toán học, các biểu thức logic với những tham số không chứa thành phần ngẫu nhiên.

Tổng quan các nghiên cứu nguồn nước lưu vực sông ởViệtNam

Ở nước ta việc nghiên cứu nguồn nước có lịch sử phát triển từ khá lâu.

Từ thời cổ xưa tổ tiên ta đã chú ý quan sát các hiện tượng tự nhiên, thu thập một số kiến thức thủy văn để ứng dụng trực tiếp trong sản xuất hàng ngày.

3000 năm trước Công nguyên, từ đời Lã Vọng ở vùng duyên hải đã có “Bài ca con nước”; tuy chưa được chính xác và tỷ mỷ nhưng có tác dụng đối với sản xuất khi chưa có lịch thủy triều Khoảng 2000 năm trước thời Giao Chỉ,nhân dân ta đã biết lợi dụng thủy triều để lấy nước ngọt tưới ruộng Vào khoảng thế kỷ XIX dưới triều Tự Đức, Nguyễn Công Trứ đã lợi dụng nước thủy triều lên xuống để động viên nhân dân đào vét mương ngòi, quai đê lấn biển biến cả một vùng bãi biển Phát Diệm hoang vu thành đồng ruộngphìnhiêu bát ngát Trong lĩnh vực quân sự, cha ông ta đã biết lợi dụng kiến thức thủy văn một cách tài tình để đánh tan quân xâm lược Năm 43 trước Công nguyên, nhân dân ta đã biết quan sátmựcnước sông Hồng để xây dựng đê sông Hồng để bảo vệ cho đồng bằng Bắc Bộ phì nhiêu và cố đôThăngLong.

Cuối thế kỷ XIX với mục đích khai thác thuộc địa, thực dân Pháp đã đặt một số trạm thủy văn trên sông Hồng, sông Đà, sông Lô và ở vùng dânc ư trù phú, đất đai phì nhiêu như các trạm ven sông Đuống, sông Luộc Số trạm quan trắc thưa thớt, quy phạm đo đạc không rõ ràng nên số liệu có độ chính xác không cao Thực tế công tác thủy văn nước ta chỉ được bắt đầu sau hòa bình lập lại năm 1954 Chúng ta bắt tay vào công cuộc khôi phục kinh tế và bước đầu xây dựng cơ sở vật chất cho chủ nghĩa xã hội Do nước ta là một nước nông nghiệp nên công tác thủy lợi được đặt lên hàng đầu với hai nhiệm vụ chính là chống hạn hán và chống lũ lụt. Để phục vụ cho nhiệm vụ quan trọng trên đây ta bắt đầu khôi phục các trạm đo đạc cũ và tiến hành quy hoạch lưới trạm cơ bản trên miền Bắc Uỷ ban khai thác và trị thủy sông Hồng được thành lập Năm 1960 Cục Thủy văn được thành lập Đến nay, trên lãnh thổ nước ta có 106 con sông chính và 1360 phụ lưu cấp I đến cấp VI, trên đó có 203 trạm đo đạc thủyvăn.

Khi nghiên cứu nguồn nước lưu vực sông ở Việt Nam chúng ta cũng sử dụng các phương pháp:

 Phương pháp khảo sát trạmđo.

 Phương pháp xác suất thốngkê.

Hiện nay, ở Việt Nam phương pháp mô hình toán thuỷ văn đang được ứng dụng phổ biến và được coi là một công cụ quan trọng trong nghiên cứu nguồn nước bởi phương pháp này có những ưu điểm nổi bật như:

- Phạm vi ứng dụng rộng rãi, đa dạng với rất nhiều loạimôhình Mô hình toán rất phù hợp với không gian nghiên cứu rộng lớn như quy hoạch thoát lũ cho lưu vực sông, hệ thống sông, điều hành hệ thống công trình thuỷ lợi, quản lý khai thác nguồn nước lưu vực sông,

- Ứng dụngmôhình toán trong thuỷ văn giá thành rẻ hơn và cho kết quả nhanh hơnmôhình vậtlý.

- Việc thay đổi phương án trongmôhình toán thực hiện rấtnhanh. Ở Việt Nam, việc ứng dụngmôhình toán vào nghiên cứu, tính toán trong thủy văn có thể xem như được bắt đầu từ cuối những năm 60 của thế kỷ trước, qua việc Ủy ban sông Mêkông ứng dụng cácmôhình như SSARR (Rokwood D.M Vol.l – 1968) của Mỹ, mô hình DELTA của Pháp (Ban thư ký sông Mêkông 1980) vàmôhình toán triều của Hà Lan vào tính toán, dự báo dòng chảy sông Mêkông Song, chỉ sau khi miền Nam được giải phóng

(1975), đất nước thống nhất thì phương pháp này mới ngày càng thực sự trở thành công cụ quan trọng trong tính toán, dự báo thủy văn nước ta Ngày nay, ngoài cácmôhình trên, một sốmôhình khác nhưmôhình TANK (Nhật),môhình ARIMA cũng đang được nhiều cơ quan nghiên cứu ứng dụng tốt trong nhiều bài toán khác nhau phục vụ quy hoạch, thiết kế và điều hành khai thác nguồn nước Do vậy, để nâng cao hơn nữa khả năng ứng dụng của cácmôhình, cần có những nghiên cứu bổ sung hoàn thiện (cả về cấu trúc cũng như phương pháp hiệu chỉnh tham sốmôhình) cho phù hợp với điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội nướcta.

Ngày nay, công cuộc phát triển kinh tế của đất nước đang đòi hỏi phải có những chiến lược khai thác tài nguyên (trong đó có tài nguyên nước) một cách hợp lý đem lại những hiệu quả kinh tế cao Nhưng trong thực tế, độ dài các chuỗi số liệu thực đo về các yếu tố khí tượng thủy văn trên các lưu vực vừa và nhỏ ở nước ta chưa đáp ứng yêu cầu Từ đó, những bài toán đang cần được nghiên cứu giải quyết là tính toán dòng chảy từ mưa, tính toán khôi phục các chuỗi số liệu dòng chảy, dự báo tình hình dòng chảy trong tương lai Đó là những bài toán cơ bản đầu tiên trong tính toán quy hoạch, thiết kế và điều hành khai thác tối ưu các hệ thống nguồn nước trước mắt cũng như lâudài.

Lựa chọn phương pháp nghiên cứu cho lưu vực VuGia-ThuBồn

Dựa theo mục tiêu nghiên cứu của luận văn là“Nghiên cứu sự biếnđộng nguồn nước lưu vực sông Vụ Gia – Thu Bồn trong bối cảnh biến đổi khí hậu toàn cầu” thì tôi sẽ sử dụng các phương pháp sau để nghiên cứu:

Thứ nhất là dùng phương pháp: phương pháp xác suất thống kê để nghiên cứu sự biến động nguồn nước lưu vực sông Vụ Gia – Thu Bồn Tức là, dùng các số liệu thu thập qua mạng lưới quan trắc khí tượng thủy văn lưu vực sông Vụ Gia – Thu Bồn để nghiên cứu sự biến động nguồn nước lưu vực sông

Vụ Gia – Thu Bồn theo thời gian Điều này đạt được nhờ sự phân tích tính toán bản chất của các yếu tố như mưa, dòng chảy, nhiệt độ, độ ẩm, bốc hơi, hiện tượng El nino, La nina để từ đó đưa ra được kết luận về sự biến động nguồn nước trên lưu vực nghiên cứu theo thời gian và trong bối cảnh biến đổi khí hậu toàn cầu.

Thứ hai, dựa vào các phương pháp nghiên cứu nguồn nước trên thế giới và ở Việt Nam ta nhận thấy rằng hiện nay mô hình toán ngẫu nhiên đã được ứng dụng rộng rãi vào dự báo do đó ta sử dụng phương pháp mô hình hoá mà cụ thể là phương pháp mô hình ngẫu nhiên để dự báo sự biến động tài nguyên nước trên lưu vực sông Vụ Gia – Thu Bồn trong tương lai.

ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN VÀ KINH TẾ-XÃ HỘILƯU VỰCNGHIÊNCỨU

Đặc điểm tự nhiên và dân sinh kinh tế khu vựcnghiêncứu

2.1.1 Điều kiện tựnhiên. a Vị trí địalý.

Sông Vu Gia - Thu Bồn là hệ thống sông lớn ở vùng duyên hải Trung Trung

Bộ có diện tích lưu vực : 10.350 km 2 trong đó một phần diện tích nằm ở tỉnh Kon Tum: 560,5 km 2 , còn lại chủ yếu thuộc địa phận tỉnh Quảng Nam và T.P Đà Nẵng. Lưu vực có vị trí toạ độ từ 16 o 3’ - 14 o 55’ vĩ độ Bắc đến 107 o 15’ - 108 o 24’ kinh độ Đông Có ranh giới lưu vực phía Bắc giáp lưu vực sông Cự Đê, phía Nam giáp lưu vực sông Trà Bồng và Sê San, phía Tây giáp Lào, phía Đông giáp biển Đông và lưu vực sông Tam Kỳ.

Lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn bao gồm đất đai của 14 huyện, thị và thành phố của tỉnh Quảng Nam và thành phố Đà Nẵng, đó là Trà My, Tiên Phước, Phước Sơn, Hiệp Đức, Nam Giang, Quế Sơn, Duy Xuyên, Hiên, Đại Lộc, Điện Bàn, thị xã Hội An, thành phố Đà Nẵng và một phần của huyện Thăng Bình , Đăk Glei (Kon Tum). b Đặc điểm địahình.

Nhìn chung địa hình của lưu vực biến đổi khá phức tạp, bị chia cắt mạnh. Địa hình có xu hướng nghiêng dần từ Tây sang Đông, đã tạo cho lưu vực có 4 dạng địa hình chínhsau: Địa hình vùng núi: vùng núi chiếm phần lớn diện tích của lưu vực, dãy núi

Trường Sơn có độ cao phổ biến từ 5002.000m Đường phân thuỷ của lưu vực là những đỉnh núi có độ cao từ 1.000m2.000m, được kéo dài từ đèo Hải Vân ở phíaBắc có cao độ 1.700m sang phía Tây rồi Tây Nam và phía Nam lưu vực hình thành một cánh cung bao lấy lưu vực Điều kiện địa hình này rất thuận lợi đón gió mùa Đông Bắc và các hình thái thời tiết từ biển Đông đưa lại hình thành các vùng mưa lớn gây lũ quét cho miền núi và ngập lụt cho vùng hạ du. Địa hình vùng gò đồi: Tiếp theo vùng núi về phía Đông là vùng đồi có địa hình lượn sóng độ cao thấp dần từ Tây sang Đông Đỉnh đồi tròn, nhiều nơi khá bằng phẳng, sườn đồi có độ dốc 2030 o Địa hình vùng đồng bằng:Là dạng địa hình tương đối bằng phẳng, ít biến đổi, tập trung chủ yếu là phía Đông lưu vực, hình thành từ sản phẩm tích tụ của phù sa cổ, trầm tích và phù sa bồi đắp của biển, sông, suối Do đặc điểm đồi núi ăn sát biển nên đồng bằng thường nhỏ hẹp chạy dọc theo hướng Bắc - Nam. Địa hình vùng cát ven biển:Vùng ven biển là các cồn cát có nguồn gốc biển Cát được sóng gió đưa lên bờ và nhờ tác dụng của gió, cát được đưa đi xa bờ về phía Tây tạo nên các đồi cát có dạng lượn sóng chạy dài hàng trăm km dọc bờ biển. c Đặc điểm sôngngòi.

Lưu vực sôngVuGia - Thu Bồn được bắt nguồn từ vùng núi cao sườn phía Đông của dãy Trường Sơn, có độ dài của sông ngắn và độ dốc lòng sông lớn Vùng núi lòng sônghẹp,bờ sông dốcđứng,sông có nhiều ghềnhthác,độ uốn khúc từ 1 ÷ 2 lần Phần giáp ranh giữa trung lưu và hạ lưu lòng sông tương đối rộng và nông ,có nhiều cồn bãi giữa dòng , về phía hạ lưu lòng sông thườngthayđổi , bờ sông th ấp nên vào mùa lũ hàng năm nước tràn vào đồng ruộng , làng mạc gây ngập lụt Sông

Vu Gia - Thu Bồn gồm 2 nhánhchính:

SôngVuGia gồm nhiều nhánh sông hợp thành , đáng kể là các sông Đak Mi (sông Cái), sông Bung, sông AVương,sông Con SôngVuGia có chiều dài đến cửa ra tại Đà Nẵng là 204 km, đến Cẩm Lệ : 189 km, đến Ái Nghĩa : 166 km Diện tích lưu vực đến Ái Nghĩa là 5.180 km 2

Sông có các phụ lưu sau:

* Sông Cái (Đắk Mi ): Được bắt nguồ n từ những đỉnh núicaotrên

2.000m(NgọcLinh)thuộc tỉnh KonTum Sông có chiều dài 129 km với diện tích lưu vực 1.900 km 2 có hướng chảy Bắc Nam sau nhập vào sôngBung.

* SôngBung:Bắt nguồn từ những dãy núi cao ởphíaTây Bắc, sông chảy theo hướng Tây Đông , với chiều dài 131 km có diện tích lưu vực 2.530 km 2 Sông

BungcónhiềunhánhnhỏnhưngđángkểlàsôngAVươngcódiệntích F lv8km 2 , chiều dài sông 84km.

* SôngCon:Được bắt nguồn từ vùng núi cao của huyện Đông Giang , diện tíchlưuvực627km 2 ,chiềudàisông47kmvớihướngchảychínhBắcNam.

Sông được bắt nguồn từ vùngbiêngiới 3 tỉnh Quảng Nam , KonTumvà Quảng Ngãi ở độ cao hơn 2.000 mm sông chảy theohướngNam - Bắc, vềPhướcHội sông chảy theo hướng Tây Nam - Đông Bắc khi đến Giao Thuỷ sông chảy theo hướng Tây - Đông và đổ ra biển tại Cửa Đại Diện tích lưu vực từ thượng nguồn đến Nông Sơn : 3.150 km 2 , dài 126 km, diện tích lưu vực tính đến Giao Thuỷ là 3.825 km 2 , dài 152km.

Sông Thu Bồn gồm có nhiều sông suối, đáng kể là các sông sau:

- Sông Tranh có diện tích lưu vực: 644 km 2 với chiều dài 196km

- Sông Khang có diện tích lưuvực609 km 2 , chiều dài 57km

- Sông Trường có diện tích lưu vực 446 km 2 , chiều dài 29km

Diện tích toàn bộ lưu vựcVuGia - Thu Bồn tính từ thượng nguồn đến cửa sông là 10.350 km 2 Phần hạ lưu dòng chảy của 2 sông có sự trao đổ i với nhau là : Sông QuảngHuếdẫn 1 lượng nước từ sôngVuGia sang sôngThuBồn

.CáchQuảng Huế 16 km, sông Vĩnh Điện lại dẫn 1 lượng nước sông Thu Bồn trả lại sông VuGia.

Có thể nói phần hạ lưu mạng lưới sông ngòikhádày , ngoài sự trao đổi dòng chảycủahaisôngvớinhaucòncósựbổsungthêmbởimộtsốnhánhsôngkhác Phía sôngVuGia có sôngTuýLoan , diện tích lưu vực : 309 km 2 , dài 30 km Sông Thu Bồn có nhánh sôngLyLy, diện tích lưu vực: 275 km 2 , chiều dài: 38km.

Hình 2-1 Mạng lưới sông ngòi lưu vực Vu Gia – Thu BồnBảng 2-1 Đặc trưng hình thái sông chính vùng nghiên cứu

Diện tích lưu vực (km 2 )

Chiều dài lưu vực (km) Độ cao nguồn sông (m) Độ cao bình quân lưu vực (m) Độ dốc bình quân lưu vực (%)

Tuý Loan Vu Gia 309 30 25 900 271 15 0,57 1,30 d Đặc điểm thổ nhưỡng và thảm phủ thựcvật.

Theo số liệu điều tra về nông hoá, thổ nhưỡng, lưu vực có 10 nhóm đất cơ bản với 34 loại đất Bao gồm: nhóm đất cát ven biển, nhóm đất mặn ven biển, nhóm đất phèn, nhóm đất phù sa, nhóm đất xám bạc màu, nhóm đất đen, nhóm đất vàng đỏ, nhóm đất mùn trên núi, nhóm đất thung lũng dốc tụ, nhóm đất xói mòn trơ sỏi đá.

Trong các nhóm đất đã trình bày trên, thì các nhóm đất phù sa (6%), nhóm đất thung lũng dốc tụ (1%) có ý nghĩa rất lớn trong sản xuất nông nghiệp Các nhóm đất vàng đỏ với diện tích rất lớn (75%) và đất mùn phát triển trên núi (10%), có vai trò quan trọng, ảnh hưởng tới việc bố trí cây trồng, vật nuôi, rừng và tái trồng rừng trên lưu vực Trên cơ sở các nghiên cứu về nông hoá, thổ nhưỡng cho phép chúng ta có qui hoạch phát triển nông, lâm nghiệp và chăn nuôi hợp lý.

 Đặc điểm thảm phủ thựcvật:

Quảng Nam và Thành phố Đà Nẵng có 894.000 ha đất lâm nghiệp chiếm 74% diện tích toàn tỉnh, trong đó diện tích đất có rừng khoảng 450.000 ha bằng khoảng 38% diện tích tự nhiên và rừng trồng khoảng 16.200 ha, bằng 3,5% đấtlâmnghiệp Rừng Quảng Nam - Đà Nẵng chủ yếu là rừng gỗ khoảng 430.000 ha chiếm 36% diện tích tự nhiên và rừng tre nứa chỉ có 6.500 ha chiếm xấp xỉ1,5%. Điều kiện tự nhiên và đất đai rất thuận lợi cho rừng phát triển, tuy nhiên diện tích rừng bị suy giảm một cách nhanh chóng do việc khai thác và chặt phá bừa bãi. Diện tích rừng nguyên sinh chỉ còn khoảng 10%, rừng trung bình là 38%, còn lại là rừng thưa, rừng tái sinh.

Do diện tích rừng bị thu hẹp dần, lượng mưa có xu thế tăng lên là nguyên nhân chủ yếu làm xói mòn bề mặt tăng lên, lượng dòng chảy lũ cũng tập trung nhanh hơn, ngược lại mùa khô lượng dòng chảy ít hơn làm tăng mức độ khắc nghiệt về chế độ dòng chảy lưuvực.

2.1.2 Đặc điểm khíhậu. a Chế độnhiệt.

Nhiệt độ không khí vùng nghiên cứu tăng dần từ Bắc xuống Nam, từ Tây sang Đông và từ vùng cao xuống vùng thấp Nhiệt độ bình quân hàng năm vùng núi 24,025,5 0 C Vùng đồng bằng ven biển 25,526,0 0 C.

Tháng có nhiệt độ cao nhất thường vào tháng VI đến tháng VII Nhiệt độ bình quân tháng vùng núi 27,028,0 0 C, vùng đồng bằng ven biển 28,529,0 0 C.

Tháng có nhiệt độ thấp nhất là tháng XII hoặc tháng I Nhiệt độ bình quân vùng núi 20,521,5 0 C, vùng đồng bằng ven biển 21,422,0 0 C.

Bảng 2-2.Nhiệt độ không khí bình quân tháng trung bình nhiều năm. Đơn vị: 0 C

Trạm I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm Đà Nẵng 21,4 22,2 24,1 26,1 28,2 29,0 28,9 28,8 27,3 25,9 23,9 21,8 25,6

Trà My 21,0 21,8 24,0 26,0 26,7 27,0 26,8 26,8 25,7 24,1 22,3 20,4 24,4 b Số giờnắng

Vùng nghiên cứu có số giờ nắng hàng năm khoảng 1.860 giờ đến 2.400 giờ, tháng có số giờ nắng nhiều nhất là tháng V, ở vùng núi 216230 giờ/ tháng đạt bình quân 6,8 giờ/ ngày Vùng đồng bằng ven biển 260264 giờ/ tháng đạt bình quân 8,4 giờ/ ngày Tháng có số giờ nắng ít nhất là tháng XII ở vùng núi 6268,2 giờ/ tháng đạt bình quân 2,1 giờ/ngày.

Bảng 2-3 Tổng số giờ nắng tháng, năm, trung bình nhiều năm. Đơn vị: Giờ

Trạm I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm Đà Nẵng 151,1 154,0 198,9 217,9 262,2 241,4 258,1 228,6 189,7 155,1 117,9 104,4 2393,1

Hiện trạng khai thác tài nguyên nước trên lưu vựcnghiêncứu

2.2.1 Hiện trạng phát triển thủylợi: a Hiệntrạng cấp nướctưới.

Vùng nghiên cứu có hai tâm mưa lớn là Khâm Đức và Tr à My, nên có nguồn nước khá dồi dào, cộng với đặc điểm địa hình địa chất rất thuận lợi để xây dựng các công trình thuỷ lợi phục vụ sản xuất nông nghiệp Tuy nhiên trước ngày giải phóng

1975 trong vùng chỉ có khoảng 4.000 - 5.000 ha được tưới với nhiều biện pháp khác nhau, phần lớn là các công trình tạm, trạm bơm dầu

Vùng Nam sông Thu Bồn đáng kể có hồ Vĩnh Trinh tưới 350 ha, hồ Khe cống tưới 250 ha do Pháp xây dựng từ những năm trước Cách mạng tháng 8.

Vùng Bắc sông Thu Bồn , trước đây người Pháp dự kiến xây dựng hệ thống thuỷ nông gồm 4 đập dâng là An Trạch , Thanh Quýt , Bầu Nít , Hà Thanh và các trạm bơm nhỏ ven sông để tưới tựchảykhoảng 1.000 ha và tướ i động lựckhoảng 10.0 ha Nhưng người Pháp mới xây dựng được 4 đập bằng đáxây,còn các trạm bơm chưa xây dựng Nhân dân trong vùng đã sử dụng các loại bơm nhỏ để tưới , vì vậy hệ thống phát huy hiệu quả khôngcao.

Từ sau ngà y Miền Nam hoàn toàn giải phóng , công tác thuỷ lợi đã phát triển mạnh mẽ, hàng loạt các công trình lớn nhỏ đã được xây dựng dưới nhiều hình thức do nhà nước đầu tư, nhân dân làm nhà nước hỗ trợ.

Cho đến nay toàn lưu vực đã xây dựng được 820 công trình các loại, trong đó:

72 hồ chứa, 546 đập dâng, 202 trạm bơm.

- Năng lực tưới thiết kế: 45.359ha

- Thực tưới : 28.569 ha đạt 62,98% năng lực thiếtkế. b Hiệntrạng cấp nước sinh hoạt và côngnghiệp

Cấp nước Thành phố Đà Nẵng

- Nhà máy nước Cầu Đỏ cócôngsuất : 50.000 m 3 /ngày đêm , lấy nướctừsôngHàn.

- Nhà máy nước SơnTràcó côngsuất:8.000 m 3 /ngàyđêm.

Cấp nước Thành phố Hội An

- Nhà máy nước Vĩnh Điện có công suất : 6.000 m 3 /ngàyđêm,lấy nước từ sông VĩnhĐiện.

Công suất các nhà máy nước trên mới đáp ứng được khoảng 60 - 70% dân đô thị được sử dụng nước máy.

Cấp nước nông thôn Đối với khu vực nông thôn, việc cấp nước sạch cho người dân sin h hoạt theo

4 hình thức: giếng khoan, giếng đào, bể chứa nước, công trình cấp nước tập trung.

Việc cấp nước trên mới chỉ đảm bảo số dân được hưởng:

Lưu vực Vu Gia - Thu Bồn có chiều dài giáp biển Đông khoảng 60 km, đến nay trên lưu vực đã xây dựng được 215 km đê, trong đó:

Trong 215 km đê nói trên có 94,87 km được đầu tư nâng cấp sửa chữa bằng nguồn vốn PAM 4617 thực hiện từ năm 1993 đến năm 2000 còn lại chưa sửa chữa và nâng cấp nên hiện nay đều xuống cấp và dễ bị hư hỏng khi có bão lụt trong vụ lũ năm 2007, cụ thể như sau:

- Các tuyến đê hình thành lâu năm, hiểm họa tổ mối, rỗng ngầm chưa được phát hiệnđầyđủ Lòng sông còn nhiều vật cản và sự lấn chiếm nuôi trồng thuỷ sản; Rong bèo, rơm rác, rào vịt, đăng bè gây ách tắc dòng chảy Tình trạng khai thác cát, sỏi sạn ở các bãi ven sông thường xuyên xảyra.

- Mặt đê còn nhỏ trungbìnhtừ (1 ÷ 2)m,nhiều đoạn đê còn thấp chưa được cứng hoá vàmặtcắt bịbiếndạng nên rất dễ bị trượt khi nước sông tràn mặt do sóng vàlũ.

- Mái đê phía sông nhiều đoạn chưa được gia cố hoặc mới chỉ gia cố bằng đá hộc lát khan hiện tại đã bị sụt lún, sạt lở nhiều đoạn, không đảm bảo an toàn khi có gió bãolớn.

- Mái đê phía đồng có mái nhỏ hơn m = 2, nhiều chỗ cỏ bảo vệ mái đã bị cháy rụi, rất nguy hiểm khi sóng vượt mặt đê tác động trực tiếp lênmái.

- Hệ thống cống đã xuống cấp không chủ động cho việc tháo nước khi có mực nước lũ dângcao.

- Vùng bãi từ chân đê phía ngoài sông chưa có rừng cây ngập mặn do khai thác nuôi trồng thuỷ sản Đây chính là tác nhân quan trọng dẫn đến việc hư hỏng đỉnh, mái và thân đê do tác động của sóng lên đê Chân đê phía đồng hiện tại là xen kẽ giữa các đầm trũng, tình trạng này sẽ rất nguy hiểm cho tuyến đê khi sóng vượt qua mặt đê. d Tìnhhình sạtlở:

Tình hình diễn biến dòng sôngVuGia - Thu Bồn phụ thuộc vào nhiềuyếutốnhư:sóng, gió, thay đổi mực nước , dòng chảy sông , địa chất và hoạt động của con người, tuy nhiên từng thời kỳ cácyếutố này tác động cũng khác nhau , vào mùa mưalũdiễnbiếndòngsôngthayđổilớnhơnvàomùacạn.Trongmùamưalũ,dòng chảy có tốc độcao,sóng gió to cộng với cấu tạo địa chất vùng ven bờ chủyếulà các thành tạo bở rời như : Cuội, sạn, cát, bột sét đã tạo điều kiện thuận lợi cho dòng chảy xói ngang, lòng sông có điều kiện di chuyển mất ổnđịnh.

Tính đến nay có hàng trăm vị trí tuyến bờ bị sạt lở nghiêm trọng, với tổng chiều dài trên 100 km, độ dài mái sạt lở khoảng từ 10-12m ở vùng đồng bằng và 15- 20m ở miền núi, có nơi đến 40-50m và đều xuất hiện ở phía bờ lõm, hiện tượng sạt lở có xu hướng dịch chuyển dần về phía hạ lưu, quá trình sạt lở diễn ra thường xuyên và ngày càng nghiêm trọng Tình trạng cắt dòng thường xảy ra những năm có lũ ở mức trung bình và sau năm có lũ lịch sử Tình trạng sạt lở bờ sông, cắt dòng (sông Quảng Huế) ảnh hưởng trực tiếp đến khoảng 19.500 hộ dân và trên 10.000 ha đất sản xuất nông nghiệp Đã có nhiều công trình cơ sở hạ tầng và nhà dân phải di dời đi nơi khác Kể từ năm 1996 đến 2006 đã phải di dời 5.500 hộ dân đến nơi an toàn. Để khắc phục một phần thiệt hại, từ năm 1990 đến 2006 đã xây dựng được

53 tuyến kè với chiều 63,8 km, kinh phí 283 tỷ đồng để bảo vệ cho trên 14.000 hộ dân.

2.2.2 Hiện trạng các công trình thủyđiện.

Tính đến năm 2008, đã có 38 dự án thuỷ điện vừa và nhỏ trên lưu vực Vu Gia-Thu Bồn đã được phép nghiên cứu đầu tư Trong đó có 2 dự án hoàn thành, 4 dự án đã khởi công xây dựng, 13 dự án đã phê duyệt đầu tư và 19 dự án đang lập dự án đầutư.

Bảng 2-15.Tổng hợp các dự án thủy điện vừa, nhỏ trên lưu vực

TT Tên công trình Địa điểm Sông suối

1 Đại Đồng Đại Lộc Thượng Vu Gia 5,0 0,6 3,12 Xong

2 Khe Diên Quế Sơn Khe Diên 26,15 32,5 9,0 42,3 Xong

3 Za Hung Đông Giang A Vương 1,10 31,0 30 78,0 Đang làm

4 A Điềm 2 Đại Lộc Sông Vàng 0,3 15,6 78,27 Đang làm

5 Sông Cùng Đại Lộc Thượng Vu Gia 5,0 1,6 8,1 Đang làm

6 Trà Linh 3 Nam Trà My Nước Nô 8 7,2 30,09 Đang làm

7 Tr Hy Tây Giang Suối Tà Púc 7,22 18 30,0 100,0 Đã có dự án

8 Sông Bung 4A Đông Giang Sông Bung 10,5 41 45,0 Đã có dự án

9 Đăk Pring 1 Nam Giang Suối Đăk Pring 2,56 18 6,3 37,28 Đã có dự án

10 Chà Val Nam Giang Suối Tam Pacte 0,34 11,5 4,5 22,81 Đã có dự án

11 Pà Dồn Nam Giang Suối Pà Nâu 5 14,04 Đã có dự án

12 Pa Oi 1 Nam Giang Thượng Vu Gia 8 36,0 Đã có dự án

13 Sông Tranh 3 Tiên Phước Sông Tranh 31,1 34,3 64 228,13 Đã có dự án

14 Sông Tranh 4 Hiệp Đức Sông Tranh 20,08 30 42 188,4 Đã có dự án

15 Đăk Di 1 Nam Trà My Sông Tranh 95 22 16 45,67 Đã có dự án

16 Đăk Di 2 Nam Trà My Sông Tranh 126 35 12 49,2 Đã có dự án

17 Nước Lah Nam Trà My Sông Thu Bồn 0,08 14,6 4 17,22 Đã có dự án

18 Nước Biêu Nam Trà My Suối Nước Biêu 0,07 14 5 23,48 Đã có dự án

19 Đăk Mi 4C Phước Sơn Sông Trường 25 Đã có dự án

20 A Re Tây Giang Sông Bung 2,2 Đang lập dự án

21 A Vương 2 Tây Giang Sông A Vương 3,5 Đang lập dự án

22 A Vương 3 Tây Giang Sông A Vương 4 Đang lập dự án

23 A Vương 4 Tây Giang Sông A Vương 10 Đang lập dự án

24 A Vương 5 Đông Giang Sông A Vương 6 Đang lập dự án

25 Sông Bung 3 Nam Giang Sông Bung 182 34,55 16 57,38 Đang lập dự án

26 SôngBung3A Nam Giang Sông Bung 6,5 50 21 62,62 Đang lập dự án

27 Nước Chè Phước Sơn Suối Nước Chè 170 45 18,4 72 Đang lập dự án

28 Trà Linh 1 Nam Trà My Sông Tranh 8 3,2 15,98 Đang lập dự án

29 Trà linh 2 Nam Trà My Sông Tranh 8 11 54,88 Đang lập dự án

30 Nước Xa Nam Trà My Sông Tranh 0,112 20 2,4 10,47 Đang lập dự án

31 Tà Vi Bắc Trà My Thượng Thu Bồn 1,6 Đang lập dự án

32 Đăk Di 4 Nam Trà My Sông Tranh 12 9 45,7 Đang lập dự án

33 Nước Bươu Nam Trà My Suối Nước Bươu 1,8 Đang lập dự án

34 Phước Hiệp Phước Sơn Thượng Thu Bồn 2,2 10,86 Đang lập dự án

35 Nước Ta Nam Trà My Thượng Thu Bồn 3,6 15,5 Đang lập dự án

36 Sông Bui Bắc Trà My Sông Bui 3 15,27 Đang lập dự án

37 Nước Nát Bắc Trà My Sông Nước Nát 2.5 12,75 Đang lập dự án

38 Sông Tranh 1 Nam Trà My Thượng Sông

Tranh 29,6 60 27 103 Đang lập dự án

2.2.3 Hiện trạng và dự báo nhu cầu nước trên lưuvực.

Lâu nay, lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn đã cung cấp nước phục vụ đời sống kinh tế cho hàng chục vạn cư dân sinh sống ở các huyện phía bắc của tỉnh và TP. Đà Nẵng Theo thống kê của ngành nông nghiệp, trên lưu vực sông, đến nay đã có

820 công trình cấp nước trồng trọt và nuôi trồng thủy sản Trong đó, có 72 hồ chứa,

Cạnh đó, trên lưu vực sông này có 3 nhà máy cung cấp nước công nghiệp và sinh hoạt cho khu vực đô thị Nhà máy nước Cầu Đỏ có công suất 160 nghìn mét khối/ngày đêm lấy nước từ sông Vu Gia; Nhà máy nước Sông Trà có công suất 10 nghìn mét khối/ngày đêm; Nhà máy nước Vĩnh Điện có công suất 6 nghìn mét khối/ ngày - đêm Đó là chưa kể người dân hưởng lợi gián tiếp từ việc đào giếng, khoan giếng, khai thác nước tự chảy…

Theo kết quả thống kê tổng nhu cầu nước ở giai đoạn hiện nay là : 1278,49.

10 6 m 3 , trong đó chủ yếu là nước cho sản xuất nông nghiệp , chiếm: 95% tổng nhu cầu nước của lưu vực

Bảng 2-16 Tổng nhu cầu nước giai đoạn hiện trạng và 2020 Đơn vị: 10 6 m 3

3 Lưu vực sông Ly Ly 132.60 176.45

4 Lưu vực sông Tuý Loan 87.63 115.78

2020, tổng lượng nước yêu cầu là :

- Nước cho ngành nông nghiệp : 913,06.10 6 m 3 , chiếm 34,5 % tổng lượng nướcyêucầu.

- Nước cho công nghiệp, dân sinh: 186,15 10 6 m 3 , chiếm7%

- Nước dành cho duy trìdòngchảy , môi trường : 1545,25.10 6 m 3 chiếm 58,5%

Nhưvậy,theo kết quả đánh giá sơ bộ trên các lưu vực sông đềuđủnước ,tuy nhiên lượng mưa và dòng chảy phân phối không đều vì vậy vào mùa khô vẫn bị thiếu nước Nguyên nhân dẫn đến sự thiếu nước là do ba nguyên nhân chính sau:

Một là, ở lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn lượng mưa phân bố không đồng đều theo thời gian và địa hình Mùa khô kéo dài gây khó khăn về nguồn nước cho sản xuất và đời sống

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ SỰ BIẾN ĐỘNG NGUỒN NƯỚCTRÊN LƯU VỰC SÔNG VỤ GIA -THUBỒN

Tính toán dự báo các nhucầunước

Dùng toán tử dịch chuyển lùi:

Sử dụng toán tử chuyển dịch lùi “B”:

B(Zt)=Zt-1 B 2 (Zt) =Zt-2 Đa thức bậc p của B

Ta gọi t-1 là thời gian phát báo thì thời khoảngt= t-(t-1) được xem là thời gian dự kiến.

Nếu cần dự báo không phải là một bước dự kiến mà là “L” thời đoạn thì ta có:

 tL Z tL Z tL ' Thời gian dự kiến “L” càng dài thì sai sốt+Lcàng lớn Để ước lượng sai số dựa vào đặc điểm tuyến tính của mô hình:

Trong đójlà các hệ số hằng với0=0

Dùng toán tử dịch chuyển lùi B ta có:

(1-a1B-a2B2-a3B3-…- apBp).(1+1B+2B2+3B3+…+pBp)=(1+b1B+b2B2+b3B3+…+bqBq) Đồng nhất các hệ số cùng bậc ta nhận được:

… Khi các hệ số “a” và “b” biết thì ta sẽ tính được cácj:

Z’t(L)- là giá trị của Z tính toán theo mô hình tại thời điểm t (giá trị dự báo) với thời gian dự kiến L

Z’t(L)=1t+(L-1)+2t+(L-2)+… e(L)=t+L+1t+(L-1)+2t+(L-2)+… là sai số dự báo Như vậy : e2(L)= [Zt+L - Z’t(L)]2

Phương sai của sai số dự báo là :

 j0  Giới hạn biến thiên của sai số dự báo :

 j0  Với xác suất đảm bảo 50% thì U50%=0.674

Với xác suất đảm bảo 95% thì U95%=1.960.

Mô hình Tự Hồi Qui Kết Hợp Trung Bình Trượt (ARIMA–AutoRegressive Integrated Moving Average), nội dung phần này sẽ trình bày tóm lược một số cơ sở

 lý thuyết liên quan đến tính dừng (stationary), tính mùa vụ (seasonality), nguyên lý Box-Jenkin; cùng một số nguyên tắc để nhận dạng, xác định các thông số và và các kiểm định về mô hình ARIMA.

Một quá trình ngẫu nhiên Yt được xem là dừng nếu như trung bình và phương saicủa quá trình không thay đổi theo thời gian và giá trị của đồng phương sai giữa hai thời đoạn chỉ phụ thuộc vào khoảng cách hay độ trễ về thời gian giữa hai thờiđoạn này chứ không phụ thuộc vào thời điểm thực tế mà đồng phương sai được tính Cụthể:

• Phương sai: Var (Yt ) = σ2 =const

• Đồng phương sai: Covar (Yt , Yt-k ) = gk2

Tính dừng của một chuỗi thời gian có thể được nhận biết dựa trên đồ thị của chuỗi thời gian, đồ thị của hàm tự tương quan mẫu hay kiểm định Dickey-Fuller.

• Dựa trên đồ thị Yt = f(t), một cách trực quan chuỗi Yt có tính dừng nếu như đồ thị cho thấy trung bình và phương sai của quá trình Yt không thay đổi theo thờigian.

• Dựa vào hàm tự tương quan mẫu (SAC – Sample AutoCorrellation

Nếu SAC = f(t) của chuỗi thời gian giảm nhanh và tắt dần về 0 thì chuỗi có tính dừng.

• Kiểm định Dickey-Fuller (kiểm định nghiệm đơn vị) nhằm xác định xem chuỗi thời gian có phải là Bước Ngẫu Nhiên (Random Walk; nghĩa là Yt = 1*Yt-1 + et) hay không Nếu chuỗi là Bước Ngẫu Nhiên thì không có tính dừng Tuy nhiên, Nếu chuỗi không có tính dừng thì chưa chắc là Bước NgẫuNhiên. Để biến đổi chuỗi không dừng thành chuỗi dừng, thông thường nếu lấy sai phân một lần hoặc hai lần thì sẽ được một chuỗi kết quả có tính dừng.

• Chuỗi sai phân bậc 1: Wt = Yt –Yt-1

• Chuỗi sai phân bậc 2: Vt = Wt –Wt-1 mùa

Tính mùa vụ là hành vi có tính chu kỳ của chuỗi thời gian trên cơ sở năm lịch Tính mùa vụ có thể được nhận ra dựa vào đồ thị SAC = f(t) Nếu cứ sau m thời đoạn thì SAC lại có giá trị cao (nghĩa là đồ thị SAC có đỉnh cao) thì đây là dấu hiệu của tính mùa vụ Chuỗi thời gian có tồn tại tính mùa vụ sẽ không có tính dừng. Phương pháp đơn giản nhất để khử tính mùa vụ là lấy sai phân thứ m Nếu Yt có tính mùa vụ với chu kỳ m thời đoạn thì chuỗi Zt= Yt-Yt-m sẽ được khảo sát thay vì chuỗi Yt

Theo Box- Jenkin mọi quá trình ngẫu nhiên có tính dừng đều có thể biểu diễn bằng mô hình tự hồi quy kết hợp trung bình trượtARIMA.

Mô hình tự hồi qui bậc p - AR(p): trong mô hình tự hồi qui quá trình phụ thuộc vào tổng có trọng số của các giá trị quá khứ và số hạng nhiều ngẫu nhiên

Mô hình trung bình trượt bậc q –MA(q)

Trong mô hình trung bình trượt, quá trình được mô tả hoàn toàn bằng tổng có trọng số của các ngẫu nhiên hiện hành có độtrễ

Mô hình hồi quy kết hợp trung bình trượt - ARIMA(p,d,q)

Nhận dạng mô hình ARIMA(p,d,q) là tìm các giá trị thích hợp của p, d, q. Với d là bậc sai phân của chuỗi thời gian được khảo sát, p là bậc tự hồi qui và q là bậc trung bình trượt Việc xác định p và q sẽ phụ thuộc vào các đồ thị SPAC = f(t) và SAC = f(t) Với SAC đã được giới thiệu ở trên và SPAC là Tự Tương Quan Riêng Phần Mẫu (Sample Partial Auto-Correlation); nghĩa là tương quan giữa Yt và Yt-p sau khi đã loại bỏ tác động của các Y trunggian.

Mô hình ARIMA mở rộng bao gồm các yếu tố thời vụ được ký hiệu tổng quátlà:

Phần môhình Phần môhình S = sốđoạn khôngcótính cótínhmùa mỗimùa t

• Chọn mô hình AR(p) nếu đồ thị SPAC có giá trị cao tại độ trễ 1, 2, , p và giảm nhiều sau p và dạng hàm SAC giảmdần.

• Chọn mô hình MA(q) nếu đồ thị SAC có giá trị cao tại độ trễ 1, 2, , q và giảm nhiều sau q và dạng hàm SPAC giảmdần.

Loại mô hình Dạng đồ thị SAC = f(t) Dạng đồ thị SPAC= f(t)

AR(p) Giảm dần Có đỉnh ở p

MA(q) Có đỉnh ở q Giảm dần

ARMA(p, q) Giảm dần Giảm dần Ước lượng các tham số của mô hinhg ARIMA(p, d, q)

Các thông số fi và qj của mô hinhg ARIMA sẽ được xác định theo phương pháp tối thiểu (OLS – Ordimary Least Square) sao cho:

 t (Y t Y t ) Kiểm tra chuẩn đoán mô hình

Sau khi xác định p, d, q và các fi , qj nghĩa là đã xác định được phương trình cho mô hình ARIMA, điều cần phải làm là tiến hành kiểm định xem số hạng et của mô hình có phải là một nhiễu trắng ( White noise, nhiễu ngẫu nhiên thuần túy) hay không Đây là yêu cầu của một mô hình tốt

Về mặt lý thuyết t được tạo ra bởi quá trình nhiễu trắng nếu:

Việc kiểm định tính nhiễu trắng sẽ dựa trên đồ thị SAC của chuỗi t

Dựa trên phương trình của mô hình ARIMA, tiến hành xác định giá trị dự báo điểm và khoảng tin cậy của dựbáo.

Khoảng tincậy: Y t  k ( t )Y t Y t k( t ) với độ tin cậy 95%, k=2

3.2.2 Ứng dụng mô hình ARIMA(p,d,q) dự báomưa:

3.2.2.1 Dự báo lượng mưatháng: a Trạm ĐàNẵng:

Từ chuỗi mưa tháng thực đo (1961-2009) ta sử dụng mô hìnhARIMA(1,1,0)(1,0,0) 12 để dự báo sẽ được kết quả nhưsau:

XLSTAT 2009.6.04 - ARIMA - on 11/24/2010 at 9:30:22 PM

Time series: Workbook = Da nang mua.xls / Sheet = Mua thang / Range 'Mua thang'!$C$3:$C$590 / 587 rows and 1column

Date data: Workbook = Da nang mua.xls / Sheet = Mua thang / Range 'Mua thang'!$B$3:$B$590 / 587 rows and 1column

Model parameters: p = 1 / d = 1 / q = 0 / P = 1 / D = 0 / Q = 0 / s = 12 Optimize: Likelihood (Convergence = 0.00001 / Iterations = 500)

Bảng 3-13 Bảng chỉ tiêu phù hợp của mô hình.

Bảng 3-14 Các thông số trong phương trình dự báo.

X tháng dự báo 12r00X tháng năm 2r010 Lower bound (10%) Upper bound (10%) 1000

Bảng 3-15 Kết quả dự báo lượng mưa các tháng năm 2010 trạm Đà Nẵng.

Hình 3-49 Đường tính toán lượng mưa tháng trạm Đà Nẵng.

Kiểm định tính phù hợp của mô hình:

Từt= Xtd-Xdbtính được(t) = 149,43 Khoảng tin cậy (0, 480.7) So sánh với giá trị dự báo thấy Xdb tháng 8 năm 2010 nằm ngoài khoảng tin cậy Do đó mô hình chỉ phù hợp để dự báo lượng mưa tháng trạm Đà Nẵng tới tháng 7 năm 2010. Sai số dự báo tính được là 0,13% b Trạm TràMy:

Từ chuỗi mưa tháng thực đo (1977-2009) ta sử dụng mô hìnhARIMA(1,1,0)(1,0,0) 12 để dự báo sẽ được kết quả nhưsau:

Time series: Workbook = Tra My mua.xls / Sheet = mua thang / Range 'mua thang'!$E$2:$E$397 / 395 rows and 1 column

Date data: Workbook = Tra My mua.xls / Sheet = mua thang / Range = 'mua thang'!

Bảng 3-18 Kết quả dự báo lượng mưa tháng trạm Trà My.

X tháng thực đo X tháng dự báo

Aug-76Feb-82rAug-87Jan-93 Jul-98 Jan-04 Jul-09 -500

Hình 3-50 Đường tính toán dự báo lượng mưa tháng trạm Trà My.

Từt= Xtd-Xdbtính được(t) = 185,7 Khoảng tin cậy (33.3 , 709.5) So sánh với giá trị dự báo thấy Xdb tháng 8 năm 2010 nằm ngoài khoảng tin cậy Do đó mô hình chỉ phù hợp để dự báo lượng mưa tháng trạm Trà My tới tháng 7 năm 2010. Sai số dự báo tính được là0,16%

3.2.2.2 Dự báo lượng mưa cho những năm tiếptheo. a Trạm ĐàNẵng.

Từ chuỗi mưa năm thực đo (1961-2009) ta sử dụng mô hìnhARIMA(1,1,0)(0,0,0) 0 để dự báo sẽ được kết quả nhưsau:

Time series: Workbook = Da nang mua.xls / Sheet = mua nam / Range 'mua nam'!$C$3:$C$51 / 48 rows and 1 column

Date data: Workbook = Da nang mua.xls / Sheet = mua nam / Range = 'mua nam'!

Bảng 3-20 Các thông số trong phương trình dựbáo.

Hằng số 37.112 Tham số Giá trị

Bảng 3-21 Kết quả dự báo lượng mưa năm trạm ĐàNẵng.

Mưa tính toán Mưa thực đo

Hình 3-51 Đường tính toán dự báo lượng mưa năm trạm Đà

Nẵng Kiểm định tính phù hợp của mô hình:

Từt= Xtd-Xdbtính được(t) = 595,81 Khoảng tin cậy (999, 3382) So sánh với giá trị dự báo thấy Xdb nằm trong khoảng tin cậy Do đó mô hình phù hợp để dự báo lượng mưa các năm tiếp theo của thế kỷ 21 Sai số dự báo tính được là 0,03% b Trạm TràMy:

Từ chuỗi mưa năm thực đo (1977-2009) ta sử dụng mô hìnhARIMA(3,1,0)(0,0,0) 0 để dự báo sẽ được kết quả nhưsau:

Time series: Workbook = Da nang mua.xls / Sheet = mua nam / Range 'mua nam'!$C$3:$C$51 / 48 rows and 1 column

Date data: Workbook = Tra My mua.xls / Sheet = mua nam / Range = 'mua nam'!

Optimize: Likelihood (Convergence = 0.00001 / Iterations = 500) Prediction: 11

Bảng 3-24 Kết quả dự báo lượng mưa năm trạm Trà My.

Hình 3-52 Đường kết quả tính toán dự báo lượng mưa năm trạm Trà My.

Từt= Xtd-Xdbtính được(t) = 1096,77 Khoảng tin cậy (1954, 6341) So sánh với giá trị dự báo thấy Xdb năm 2010 nằm trong khoảng tin cậy Do đó mô hình phù hợp để dự báo lượng mưa các năm tiếp theo cho trạm Trà My Sai số dự báo tính được là1,60%

3.2.2.3 Dự báo dòng chảy tháng năm2010. a Trạm ThànhMỹ.

Từ chuỗi lưu lượng tháng thực đo (1977-2009) ta sử dụng mô hình ARIMA(1,1,1) (1,0,0) 12 để dự báo sẽ được kết quả như sau:

Time series: Workbook = thanh my.xls / Sheet = luu luong thang / Range 'luu luong thang'!$R$3:$R$398 / 395 rows and 1column

Date data: Workbook = thanh my.xls / Sheet = luu luong thang / Range 'luu luong thang'!$Q$3:$Q$398 / 395 rows and 1column

Hằng số 2.464 Tham số Giá trị AR(1) -0.016 MA(1) -0.598

Bảng 3-27 Kết quả dự báo lượng mưa tháng trạm Thành Mỹ.

Hình 3-53 Kết quả tính toán dự báo lưu lượng tháng trạm Thành Mỹ.

Từt= Xtd-Xdbtính được(t) = 87.53 Khoảng tin cậy (0 , 306) So sánh với giá trị dự báo thấy Xdb tháng 8 năm 2010 nằm ngoài khoảng tin cậy Do đó mô hình chỉ phù hợp để dự báo lưu lượng tháng trạm Thạnh Mỹ tới tháng 7 năm 2010. Sai số dự báo tính được là 1,92% b Trạm NôngSơn:

Từ chuỗi lưu lượng tháng thực đo (1976-2009) ta sử dụng mô hình ARIMA(1,1,1) (1,0,0) 12 để dự báo sẽ được kết quả như sau:

Time series: Workbook = nong son.xls / Sheet = luu luong thang / Range 'luu luong thang'!$U$4:$U$411 / 407 rows and 1 column

Date data: Workbook = nong son.xls / Sheet = luu luong thang / Range = 'luu luong thang'!$T$4:$T$411 / 407 rows and 1 column

Bảng 3-30 Kết quả dự báo lượng mưa tháng trạm Nông Sơn.

Q tháng thực đo Q tháng dự báo

Q tháng dự báo 2r010 Lower bound (10%) Upper bound (10%) 1500

Apr-75 Oct-80 Mar-86 Sep-91 Mar-97 Sep-02r Feb-08 Năm

Hình 3-54 Kết quả tính toán dự báo lưu lượng tháng trạm Nông Sơn.

Từt= Xtd-Xdbtính được(t) = 224,3 Khoảng tin cậy (0 , 352) So sánh với giá trị dự báo thấy Xdb tháng 8 năm 2010 nằm ngoài khoảng tin cậy Do đó mô hình chỉ phù hợp để dự báo lưu lượng tháng trạm Trà My tới tháng 7 năm 2010 Sai số dự báo tính được là 0,006%

3.2.2.4 Dự báo dòng chảy các năm tiếptheo. a Trạm ThànhMỹ.

Từ chuỗi lưu lượng năm thực đo (1977-2009) ta sử dụng mô hình ARIMA(1,1,0) (0,0,0) 0 để dự báo sẽ được kết quả như sau:

Time series: Workbook = thanh my.xls / Sheet = luu luong nam / Range 'luu luong nam'!$C$2:$C$34 / 32 rows and 1 column

Date data: Workbook = thanh my.xls / Sheet = luu luong nam / Range = 'luu luong nam'!$B$2:$B$34 / 32 rows and 1 column

Model parameters: p = 1 / d = 1 / q = 0 / P = 0 / D = 0 / Q = 0 / s 0Optimize: Likelihood (Convergence = 0.00001 / Iterations P0)

Hằng số 2.464 Tham số Giá trị AR(1) -0.016 MA(1) -0.598 Bảng 3-33 Kết quả dự báo lưu lượng năm trạm Thành Mỹ.

Hình 3-55 Đường tính toán dự báo lưu lượng năm trạm Thành Mỹ.

Nhận xét sư biến động nguồn nước trên lưu vực sông Vụ Gia -ThuBồn

NGUỒN NƯỚC TRONG BỐI CẢNH BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU

4.1 Những tác động chính của biến đổi khí hậu đến tài nguyênnước.

Biến đổi khí hậu là sự biến đổi trạng thái của khí hậu so với trung bình hoặc dao động của khí hậu duy trì trong một khoảng thời gian dài, thường là vài thập kỷ hoặc dài hơn Biến đổi khí hậu có thể là do các quá trình tự nhiên bên trong hoặc các tác động bên ngoài gâynên.

Nguyên nhân chính gây biến đổi khí hậu Trái đất là do sự gia tăng các hoạt động tạo ra các chất thải khí nhà kính, các hoạt động khai thác quá mức các bể hấp thụ khí nhà kính như sinh khối, rừng, các hệ sinh thái biển, ven bờ và đất liền khác. Nhằm hạn chế sự biến đổi khí hậu, Nghị định thư Kyoto nhằm hạn chế và ổn định sáu loại khí nhà kính chủ yếu bao gồm: CO 2 , CH 4 , N 2 O, HFCs, PFCs và SF 6

Biến đổi khí hậu toàn cầu đã đang ảnh hưởng mạnh đến các nguồn nước và đã có một số tác động nhưsau:

 Thay đổi khoảng thời gian mưa và khu vực mưa Sự thay đổi này có thể làm giảm hoặc tăng lượng mưa tại một số khuvực.

 Bão lụt và hạn hán khắc nghiệt xuất hiện thường xuyên, kết quả của sự tăng/ giảm tổng lượngmưa.

 Những vấn đề về chất lượng nước tại các khu vực nơi có ít dòng chảy do ô nhiễm nguồn nước do thiên nhiên và con người gâyra.

Việt Nam là một trong những nước chịu ảnh hưởng nặng nề của Biến đổi khí hậu Các kết quả nghiên cứu của Viện Chiến lược, Chính sách tài nguyên và môi trường chỉ ra rằng, biến đổi khí hậu (BĐKH) trong thời gian tới sẽ tác động rất lớn tới các nguồn nước ở Việt Nam, nhất là với hai lưu vực sông lớn là sông Hồng và sông Mê Công Trên hai lưu vực sông lớn là sông Hồng và sông Mê Công, dòng chảy năm và dòng chảy kiệt ngày càng giảm đi, dòng chảy lũ ngày càng tăng lên.Trên các sông vừa và nhỏ khác, dòng chảy năm có thể giảm đi và cũng có thể tăng lên ở mức độ tương tự hoặc nhiều hơn Điều đó cũng có nghĩa là, sự khắc nghiệt ngày càng gia tăng đối với nguồn tài nguyên nước của Việt Nam Và những cảnh báo này không còn là quá sớm cho những kế hoạch bảo vệ nguồn tài nguyên nước.

CÁC GIẢI PHÁP ỨNG PHÓ VÀ ĐỊNH HƯỚNG KHAI THÁCNGUỒN NƯỚC TRONG BỐI CẢNH BIẾN ĐỔIKHÍ HẬU

Các kịch bản biến đổikhíhậu

Trong Luận văn này có sử dụng các kịch bản biến đổi khí hậu theo báo cáo

“Kịch bản biến đổi khí hậu, nước biển dâng cho Việt Nam” của Bộ Tài nguyên và Môi trường Theo các kịch bản, khí hậu trên tất các vùng của Việt Nam sẽ có nhiều biến đổi.

Các kịch bản phát thải khí nhà kính được chọn để tính toán xây dựngkịchbản biến đổi khí hậu cho Việt Nam là kịch bản phát thải thấp (kịch bản B1), kịch bản phát thải trung bình của nhóm các kịch bản phát thải trung bình (kịch bản B2) và kịch bản phát thải trung bình của nhóm các kịch bản phát thải cao (kịch bảnA2).

Kịch bản gốc A1: Kinh tế phát triển nhanh; dân số tăng đạt đỉnh vào năm

2050 và sau đó giảm dần; truyền bá nhanh chóng và hiệu quả các công nghệ mới; có sự tương đồng về thu nhập và cách sống, có sự tương đồng giữa các khu vực, giao lưu mạnh mẽ về văn hoá và xã hội toàn cầu.

Kịch bản gốc A2: Thế giới không đồng nhất, các quốc gia hoạt động độc lập, tự cung tự cấp; dân số tiếp tục tăng trong thế kỷ 21; kinh tế phát triển theo định hướng khu vực; thay đổi về công nghệ và tốc độ tăng trưởng kinh tế tính theo đầu người chậm Theo đồng hồ dân số thế giới (The World Population Clock) ngày5/12/2010 dân số đạt con số: 6 tỷ 885 triệu 875 nghìn người.

Hình 4-1 Biểu đồ phát triển dân số thế giới.

Kịch bản B1: Kinh tế phát triển nhanh giống như A1 nhưng có sự thay đổi nhanh chóng theo hướng kinh tế dịch vụ và thông tin; dân số tăng đạt đỉnh vào năm

2050 và sau đó giảm dần; giảm cường độ tiêu hao nguyên vật liệu, các công nghệ sạch và sử dụng hiệu quả tài nguyên được phát triển; chú trọng đến các giải pháp toàn cầu về ổn định kinh tế, xã hội và môi trường.

Kịch bản B2: Dân số tăng liên tục nhưng với tốc độ thấp hơn A2; chú trọng đến các giải pháp địa phương thay vì toàn cầu ổn định kinh tế, xã hội và môi trường; mức độ phát triển kinh tế trung bình; thay đổi công nghệ chậm hơn và manh mún hơn so với B1 vàA1 a) Về nhiệt độ:

Nhiệt độ mùa đông có thể tăng nhanh hơn so với nhiệt độ mùa hè ở tất cả các vùng khí hậu ở nước ta Nhiệt độ ở các vùng khí hậu phía Bắc có thể tăng nhanh hơn so với các vùng khí hậu phíaNam.

Hình 4-2 Nhiệt độ lệch chuẩn của không khí toàn cầu.

- Theo kịch bản phát thải thấp B1: Vào cuối thể kỷ 21 nhiệt độ trung bình năm ở các vùng khí hậu phía Bắc có thể tăng so với trung bình thời kỳ 1980-1999 khoảng từ 1,6 ÷1,9 0 C và ở các vùng khí hậu phía Nam tăng ít hơn, chỉ khoảng từ 1,1÷1,4 0 C.

- Theo kịch bản phát triển trung bình B2: Vào cuối thế kỷ 21, nhiệt độ trung bình năm có thể tăng lên 1,9 0 C ở Nam Trung Bộ so với trung bình thời kỳ1980-1999.

- Theo kịch bản phát thải cao A2: Vào cuối thế kỷ 21, nhiệt độ trung bình năm ở các vùng khí hậu Nam Trung Bộ là 2,1 0 C so với trung bình thời kỳ1980-1999.

Bảng 4-1 Mức tăng nhiệt độ trung bình năm ( 0 C) so với thời kỳ 1980-

1999theo các kịch bản phát thải tại khu vực Nam Trung Bộ.

Mốc thời gian Kịch bản phát thải thấp B1 Kịch bản phát thải trung bình B2 Kịch bản phát thải cao A2

Lượng mưa mùa khô có thể giảm ở hầu hết các vùng khí hậu của nước ta, đặc biệt là các vùng khí hậu phía Nam Lượng mưa năm có thể tăng ở tất cả cá vùng khí hậu.

- Theo kịch bản phát thải thấp B1: Vào cuối thế kỷ 21, lượng mưa năm có thể tăng khoảng tăng từ 1-2% ở Nam Trung Bộ so với trung bình thời kỳ 1980-1999.

- Theo kịch bản phát thải trung bình (B2): Vào cuối thế kỷ 21, lượng mưa năm có thể tăng từ 2-3% ở Nam Trung Bộ so với trung bình thời kỳ 1980-1999.

- Theo kịch bản phát thải cao (A2): Vào cuối thế kỷ 21, lượng mưa năm có thể tăng so với trung bình thời kỳ 1980 -1999 khoảng4-5%.

Bảng 4-2 Mức thay đổi lượng mưa năm (%) so với thời kỳ 1980-

1999theo các kịch bản phát thải tại khu vực Nam Trung Bộ.

Kịch bản phát thải thấp B1

Kịch bản phát thải trung bình B2

Kịch bản phát thải cao A2

Các kịch bản biến đổi khí hậu, nước biển dâng cho Việt Nam đã đượcxâydựng theo các kịch bản phát thải nhà kính khác nhau là: thấp (B1), trung bình (B2) và cao (A2,A1F1).

Kịch bản phát thải thấp (B1) mô tả một thế giới phát triển tương đối hoàn hảo theo hướng ít phát thải khí nhà kính nhất, tốc độ tăng dân số rất thấp, cơ cấu kinh tế thay đổi nhanh theo hướng dịch vụ và thông tin, các thoả thuận quốc tế nhằm giảm thiểu phát thải khí nhà kính được thực hiện đầy đủ và nghiêm túc trên phạm vi toàn cầu Tuy nhiên, với cơ cấu kinh tế không đồng nhất giữa các khu vực trên thế giới như hiện nay, cộng với nhận thức khác nhau về biến đổi khí hậu và quan điểm còn rất khác nhau giữa các nước đang phát triển và các nước phát triển, đàm phán quốc tế về biến đổi khí hậu nhằm ổn định nồng độ khí nhà kính nhằm hạn chế mức độ gia tăng nhiệt độ ở mức dưới 2 0 C gặp rất nhiều trở ngại, kịch bản phát triển phát thải thấp (B1) có rất ít khả năng trở thành hiện thực trong thế kỷ 21.

Các kịch bản phát thải cao (A2) mô tả một thế giớ không đồng nhất ở quy mô toàn cầu, có tốc độ tăng dân số rất cao, chậm đổi mới công nghệ (A2) hoặc sử dụng tối đa năng lượng hoá thạch Đây là kịch bản xấu nhất mà nhân loại cần phải nghĩ đến Với những nỗ lực trong phát triển công nghệ thân thiện với khí hậu, đàm phán giảm phát thải khí nhà kính, và sự chung tay, chung sức của toàn nhân loại trong “ liên kết chống lại biến đổi khí hậu” Có thể hy vọng rằng những kịch bản phát thải cao sẽ có rất khả năng xẩy ra.

Hơn nữa, vẫn còn nhiều điểm chưa chắc chắn trong việc xác định các kịch bản phát triển kinh tế - xã hội và kèm theo đó là lượng phat thải khí nhà kính trong tương lai Với sự tồn tại các điểm chưa chắc chắn thì các kịch bản biến đổi khí hậu ứng với các kịch bản phát thải khí nhà kính ở cận trên hoặc cận dưới đều có mức độ tin cậy thấp hơn so với kịch bản ở mức độ trungbình.

Vì những lý do nêu trên, kịch bản biến đổi khí hậu đối với Việt Nam được khuyến nghị sử dụng trong thời điển hiện nay là kịch bản ứng với mức phát thải trung bình (B2).

4.3 Dự báo nguồn nước trên lưu vực Vu Gia-Thu Bồn trong bối cảnh biến đổi khíhậu.

4.3.1 Dự báo theo các kịch bản biến đổi khíhậu:

Các giải pháp ứng phó và định hướng khai thác nguồn nước trong bối cảnhbiếnđổikhíhậu

4.4.1 Các giải pháp ứng phó với biến đổi khíhậu: Để giảm thiểu ảnh hưởng của biến đổi khí hậu ta cần xây dựng các giải pháp thích ứng Nói chung, dạng thích ứng thích hợp nhất là thích ứng xây dựng trên các hoạt động hiện tại để ứng phó với các hiện tượng thời tiết cực đoan và có đóng góp tích cực vào phát triển bền vững kinh tế, quản lý tốt môi trường, tiến bộ xã hội và sử dụng khôn ngoan nguồn tài nguyên nước có trên lưu vực Trên cơ sở nghiên cứu, đánh giá rủi ro, trong phạm vi của Luận văn có thể đề xuất những giải pháp thích ứng sau đây cho lưu vực mình nghiên cứu.

- Nâng cao nhận thức của cán bộ chuyên môn, cán bộ lãnh đạo và cộng đồng về hiện tượng biến đổi khí hậu, các tác động của biến đổi khíhậu.

- Xây dựng giải pháp thích ứng với biến đổi khí hậu: Chủ động bố trí lại mùa vụ, cụm dân cư, các tuyến đường giao thông, củng cố đê sông đêbiển…

-Xây dựng biện pháp phòng tránh cục bộ và tổng thể; tổ chức quản lý tốt các công trình kiểm soát nguồn nước …

- Xây dựng lực lượng ứng phó tại chỗ với thiêntai.

- Xây dựng các quy chế, cơ chế, chính sách ứng phó, hố trợ tại chỗ, trong vùng và toànquốc.

- Tìm kiếm nguồn tài chính và xây dựng cơ chế tài chính thích hợp phục vụ phòng chống thiên tai, biến đổi khíhậu.

Tóm lại, các hoạt động thích ứng với biến đổi khí hậu cần được triển khai ngay ở các địa phương, các lĩnh vực và có trọng tâm, trọng điểm, có ưu tiên như tăng cường các chính sách, cơ chế, chương trình dự án nhằm nâng cao năng lực thích ứng của các hệ thống tự nhiên và xã hội đối với biến đổi khí hậu Chú trọng quy hoạch phát triển, quản lý, xử lý ô nhiễm môi trường, khai thác và bảo vệ tài nguyên thiên nhiên, phòng tránh thiên tai hiệu quả, bền vững Xây dựng các chỉ tiêu (ngưỡng) về biến đổi khí hậu đối với các ngành các lĩnh vực Chiến lược thích ứng với biến đổi khí hậu cần được ưu tiên lồng ghép vào các chính sách, kế hoạch pháttriển.Ứngphóvớibiếnđổikhíhậuđòihỏisựthamgiacủamọingười,mọi ngành, mọi tổ chức với sự hợp tác rộng rãi trong nước và quốc tế Tăng cường tổ chức nâng cao năng lực thực hiện chiến lược ứng phó với biến đổi khí hậu Đẩy mạnh công tác tuyên truyền, nâng cao nhận thức trong toàn xã hội về biến đổi khí hậu và những tác động của chúng cũng như những hoạt động ứng phó với biến đổi khí hậu của Việt Nam.

4.4.2 Định hướng khai thác nguồn nước trong bối cảnh biến đổi khíhậu. a) Khai thác, sử dụng tiết kiệm và có hiệu quả tài nguyên nước Bảo đảm việc khai thác nước không vượt quá ngưỡng giới hạn khai thác, không vượt quá trữ lượng có thể khai thác, chú trọng đối với dòng chính trên lưu vực sông và các tầng chứa nước quan trọng của các vùng kinh tế trọngđiểm. b) Phân bổ, chia sẻ tài nguyên nước hài hòa, hợp lý giữa các ngành, các địa phương, ưu tiên sử dụng nước cho sinh hoạt, sử dụng nước mang lại giá trị kinh tế cao, bảo đảm dòng chảy môitrường; c) Nâng cao hiệu quả khai thác tổng hợp về kinh tế, xã hội, môi trường trong cả mùa lũ lẫn mùa kiệt của các hệ thống hồ chứa nước, đập dâng… nhưng đảm bảo an toàn, tránh rủiro. d) Bảo đảm sự thống nhất giữa quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội, quy hoạch sử dụng đất, quy hoạch phát triển rừng, yêu cầu nhiệm vụ quốc phòng, an ninh với quy hoạch khai thác, sử dụng tài nguyên nước và quy hoạch lưu vực sông ở cấp quốc gia cũng như ở cấp vùng và đaphương; đ) Hình thành thị trường cung ứng dịch vụ về nước với sự tham gia của các thành phần kinh tế và thị trường chuyển nhượng, trao đổi giấy phép về tài nguyên nước. e) Bố trí các công trình khai thác nước hợp lý để khai thác nước một cách kinh tế, hiệu quả, tránh gây cạn kiệt nguồnnước. f) Xây dựng các công trình hồ chứa ở thượng lưu để điều tiết nguồn nước và vận hành theo quy trình hợp lý Chú ý duy trì dòng chảy môi trường, bảo vệ tránh ô nhiễm và tối ưu hoá nguồn nướctránh g) Tổ chức đánh giá đầy đủ tiềm năng nguồn nước Đánh giá sự biến đổi tài nguyên nước ứng với các kịch bản biến đổi khí hậu toàn cầu Tăng cường quan trắc, cập nhật thông tin khí tượng thuỷ văn, nguồn nước và môi trường trên lưuvực.

Phân vùng khai thác, cấm khai thác Việc khai thác nước phải được cấp phép đảm bảo tính hiệu quả, tiết kiệm, không gây ô nhiễm nguồn nước.

Xây dựng bộ máy quản lý chặt chẽ, cần có khung thể chế cho việc khai thác và sử dụng tài nguyên nước.

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Kếtluận

Luận văn đã nghiên cứu được sự biến động nguồn nước trên lưu vực sông

Vu Gia –Thu Bồn trong bối cảnh biến đổi khí hậu và đi đến kết luận nhưsau:

- Dưới tác động của biến đổi khí hậu nền nhiệt độ trung bình hàng năm trên lưu vực tăng 0,023 0 C/năm, trong khi tổng lượng bốc hơi hàng năm có xu hướng giảm dần 2,73mm/năm; lượng mưa năm có xu thế tăng dần 20,6 mm/năm, tổng số ngày không mưa năm giảm 0,89 ngày/năm, lượng mưa 1 ngày lớn nhất năm có xu hướng tăng 1,7mm/ngày/năm; lưu lượng bình quân hành năm tăng 3,09m 3 /s/năm.

- Luận văn đã đi sâu nghiên cứu sử dụng được mô hình ARIMA(p,d,q) tích hợp trong XLSTAT để dự báo được lượng mưa và dòng chảy năm2010.

- Nghiên cứu được sự ảnh hưởng của chu kỳ El nino và La nina tới khí hậu trên lưu vực nghiêncứu.

- Luận văn đã tính toán dự báo được lượng mưa năm trên lưu vực tại các giai đoạn tiếp theo của thế kỷ 21 Đồng thời đưa ra được các giải pháp ứng phó và định hướng khai thác nguồn tài nguyên nước trên lưu vực trong bối cảnh biến đổi khí hậu.

Kiếnnghị

Do thời gian thực hiện Luận văn có hạn, lưu vực nghiên cứu rộng lớn, số liệu thu thập còn chưa thật đầy đủ của các trạm trên lưu vực nên chưa đánh giá đầy đủ và chính xác sự biến động tài nguyên nước lưu vực sông Vụ Gia – ThuBồn.

Dự báo nguồn nước trên lưu vực sông Vu Gia –Thu Bồn trong tương lai đòi hỏi phải bổ sung nhiều phương pháp khác nữa để đáp ứng yêu cầu của thực tiễn và cần quan trắc bổ sung thông tin về khí tượng thuỷ văn trên lưu vực với độ chính xác cao hơn, đầy đủ hơn.

TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT

1 PGS.PTS Đặng Văn Bảng (1998).Bài giảng Mô hình toán thủy văn Khoa Thủy văn Môi trường Trường Đại học Thủylợi.

2 GS.TS Hà Văn Khối, PGS.TS Lê Đình Thành, TS Ngô Lê Long (2007).Giáo trình quy hoạch và phân tích hệ thống tài nguyên nước Nhà xuất bản

3 PGS.TS Lê Văn Nghinh, PGS.TS Bùi Công Quang, Ths Hoàng Thanh Tùng (2006).Mô hình toán thủy văn Giáo trình cao học thủy lợi Nhà xuất bản Xâydựng.

4 GS.TS Ngô Đình Tuấn, TS Phạm Thị Hương Lan (2007).Quản lý tổng hợptài nguyên nước, Bài giảng cao học Trường Đại học Thủylợi.

5 PGS.TS Trần Thanh Xuân (2007).Đặc điểm thủy văn và nguồn nước sôngViệt Nam Nhà xuất bản Nôngnghiệp.

6 Nguyễn Văn Lai (2009) Thuỷ văn ngẫu nhiên nâng cao (Bài giảng cho lớpCao học) Trường Đại học Thuỷlợi.

7 Richard H.Mccuen (2009).Các phương pháp thống kê Mô hình các chuỗithủy văn (Bản dịch của Trần Kim Châu, Bùi Ngọc Quyên, Nguyễn HoàngSơn dịch, PGS.TS Nguyễn Văn Lai hiệu đính).Trường Đại học

8 PGS.PTS Đặng Văn Bảng (1998).Dự báo thủy văn Khoa Thủy văn Môi trường Trường Đại học Thủylợi.

9 Bộ Tài nguyên và Môi trường (2009).Kịch bản biến đổi khí hậu, nước biểndâng cho Việt Năm.35tr.

10 PGS.TS Nguyễn Văn Thắng, Ths Phạm Thị Ngọc Lan (2005).Giáo trìnhquản lý lưu vực sông Nhà xuất bản Nôngnghiệp.

11 PGS.TS Lê Văn Nghinh, TS Vũ Thị Hoa, Ths Phạm Xuân Hòa, Ths. Hoàng Thanh Tùng (2006).Giáo trình Kỹ thuật viễn thám và hệ thông tin địalý Nhà xuất bản Nông nghiệp.

12 Nguyễn Hữu Khải, Nguyễn Thanh Sơn (2003).Mô hinhg toán thủy văn Nhà xuất bản Đại học Quốc gia HàNội.

13 D.S Wilks (2006).Statistical matheos in the atmospheric sciences Elsevier Inc.

14 George E.P.Box – Gwilym M.Jenkins (1976) Time series analysisforecasting and control Holden – DayInc.

14.http://www.monre.gov.vn/v35/default.aspx?tabidA4

15.http://www.quangngai.gov.vn/quangngai/tiengviet/

16.http://www.danang.gov.vn/TabID/59/default.aspx

17.http://www.thoitiet.net/index.asp?newsid95&PageNum=1

18.http://vi.wikipedia.org/wiki/Bi%E1%BA%BFn_%C4%91%E1%BB%95i_kh

19.http://vea.gov.vn/VN/truyenthong/hoidapmt/Pages/El-

21.http://www.cru.uea.ac.uk/

Phụ lục 3-1: Bảng tính hàm tự tương quan và chỉ tiêu thống kê tttcủa lượng mưa năm các trạm Thành Mỹ, Hội Khách

Trạm Thành Mỹ (n4) Trạm Hội Khách (n$) k rk Var(rk) t tt rk Var(rk) t tt

Phụ lục 3-2: Bảng tính hàm tự tương quan và chỉ tiêu thống kê tttcủa lượng mưa năm các trạm Ái Nghĩa, Trà My Trạm Ái Nghĩa (n3) Trạm Trà My (n3) k rk Var(rk) t tt rk Var(rk) t tt

Phụ lục 3-3: Bảng tính hàm tự tương quan và chỉ tiêu thống kê tttcủa lượng mưa năm các trạm Nông Sơn, Hôi An

Trạm Nông Sơn (n3) Trạm Hội An (n3) k rk Var(rk) t tt rk Var(rk) t tt

Phụ lục 3-4: Bảng tính hàm tự tương quan và chỉ tiêu thống kê tttcủa lượng mưa năm các trạm Hiên, Giao Thủy Trạm Hiên (n1) Trạm Giao Thủy (n3) k rk Var(rk) t tt k rk Var(rk) t tt

Phụ lục 3-5: Bảng tính hàm tự tương quan và chỉ tiêu thống kê tttcủa lượng mưa năm các trạm Đà Nẵng, Câu Lâu, Cẩn Lệ

Trạm Đà Nẵng (nI) Trạm Câu Lâu (n3) Trạm Cẩm Lệ (n3) k r k Var(r k ) t tt k r k Var(r k ) t tt k r k Var(r k ) t tt

Phụ lục 3-6: Bảng tính toán hàm điều hòa XTBtháng trạm ThànhMỹ

(mm) Hàm điều hòa Số ngẫu nhiên

Hàm điều hòa có phương trình:

Phụ lục 3-7: Bảng tính toán hàm điều hòa XTBtháng trạm HộiKhách

Phụ lục 3-8: Bảng tính toán hàm điều hòa XTBtháng trạm Cẩm Lệ

Phụ lục 3-9: Bảng tính toán hàm điều hòa XTBtháng trạm Ái Nghĩa

Phụ lục 3-10: Bảng tính toán hàm điều hòa XTBtháng trạm NôngSơn

Phụ lục 3-11: Bảng tính toán hàm điều hòa XTBtháng trạm GiaoThủy

Phụ lục 3-12: Bảng tính toán hàm điều hòa XTBtháng trạm Câu Lâu

Phụ lục 3-13: Bảng tính toán hàm điều hòa XTBtháng trạm Hội An

Phụ lục 3-14: Bảng tính toán hàm điều hòa XTBtháng trạm Đà Nẵng

Phụ lục 3-15: Bảng tính toán hàm điều hòa XTBtháng trạm Trà My

Phụ lục 3-16: Bảng tính toán hàm điều hòa XTBtháng trạm Hiên

Phụ lục 3-17: Bảng tính toán hàm điều hòa nhiệt độ trung bình tháng trạm Đà Nẵng

( 0 C) Hàm điều hòa Số ngẫu nhiên

Hàm điều hòa mô phỏng nhiệt độ trung bình tháng trạm Đà Nẵng:

Phụ lục 3-18: Bảng tính toán hàm điều hòa TTB tháng trạm Trà My

( 0 C) Hàm điều hòa Số ngẫu nhiên

Hàm điều hòa mô phỏng nhiệt độ trung bình tháng trạm Trà My:

Phụ lục 3-19: Bảng tính hàm tự tương quan và chỉ tiêu thống kê tttdòng chảy năm các trạm Thành Mỹ

Trạm Thành Mỹ (n3) k rk (rk)^2 Var(rk) ttt

Phụ lục 3-20: Bảng tính hàm tự tương quan và chỉ tiêu thống kê tttcủa dòng chảy năm trạm Nông Sơn

Trạm Nông Sơn (n4) k rk (rk)^2 Var(rk) ttt

Phụ lục 3-21: Bảng tính toán hàm điều hòa QTB tháng trạm Thành Mỹ

STT Thực đo Hàmđiều hòa Sốngẫu nhiên

Phương trình hàm điều hòa trạm Thành Mỹ:

Phụ lục 3-22: Bảng tính toán hàm điều hòa QTB tháng trạm Nông Sơn

STT Thực đo Hàm điều hòa Số ngẫu nhiên

Phương trình hàm điều hòa trạm Nông Sơn:

III Đối tượng và phạm vinghiêncứu: 2

IV Cách tiếp cận và phương phápnghiêncứu: 2

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨUNGUỒN NƯỚC LƯU VỰCSÔNG 4

1.1.Nguồn nước trên thế giới và ởViệtNam 4

1.2.Tổng quan các nghiên cứu nguồn nước lưu vực sông trênthếgiới 8

1.3.Tổng quan các nghiên cứu nguồn nước lưu vực sông ởViệtNam 13

1.4.Lựa chọn phương pháp nghiên cứu cho lưu vực VuGia-ThuBồn 16

CHƯƠNG 2 ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN VÀ KINH TẾ-XÃ HỘILƯU VỰCNGHIÊNCỨU 17

2.1 Đặc điểm tự nhiên và dân sinh kinh tế khu vựcnghiêncứu 17

2.1.1 Điều kiệntựnhiên 17 a Vị tríđịalý 17 b Đặc điểmđịahình 17 c Đặc điểmsôngngòi 18 d Đặc điểm thổ nhưỡng và thảm phủthựcvật 21

2.1.2 Đặc điểmkhíhậu 22 a Chếđộnhiệt 22 b Sốgiờnắng 22 c Chếđộẩm 22 d Bốchơi 23 e Gió-bão 23 f Chếđộmưa 24

2.1.3 Đặc điểmthủyvăn 26 a Dòngchảynăm 26 b Chếđộlũ 28 c Dòngchảykiệt 30 d Dòng chảybùncát 31 e Thủy triều và sự xâmnhậpmặn 31

2.1.4 Mạng lưới quan trắc khí tượng thủy văn trên lưu vực Vu Gia -ThuBồn 33

2.1.5 Đặc điểm dân sinh kinh tế -xãhội 34

2.2 Hiện trạng khai thác tài nguyên nước trên lưu vựcnghiêncứu 35

2.2.2 Hiện trạng các công trìnhthủyđiện 38

2.2.3 Hiện trạng và dự báo nhu cầu nước trênlưuvực 40

CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ SỰ BIẾN ĐỘNG NGUỒN NƯỚCTRÊN LƯU VỰC SÔNG VỤ GIA -THUBỒN 42

3.1 Nghiên cứu đánh giá sự biến động nguồn nước trên lưu vực nghiên cứu theothờigian 42

3.1.1.2 Tham số thống kê của đại lượngngẫunhiên 45

3.1.1.3 Hệ số tương quan và hàm tương quan(TTQ) 47

3.1.1.4 Hệ số tự tương quan riêng và hàm tự tương quanriêng(TTQR) 48

3.1.1.5 Tính chu kỳ của các đại lượngngẫunhiên 49

3.1.1.6 Tính xu thế tuyến tính của các đại lượngngẫunhiên 52

3.1.2 Biến động của mưa năm trên lưu vựcnghiêncứu 54

3.1.2.2 Hàm tự tương quan củamưanăm 55

3.1.2.4 Tính xu thế tuyến tính củamưanăm 60

3.1.2.5 Các tham số thống kê lượng mưa 1 ngày lớnnhấtnăm 63

3.1.2.6 Tính xu thế tuyến tính của mưa một ngày lớnnhấtn ă m 64

3.1.3.2 Tính xu thế tuyến tính của nhiệtđộnăm 65

3.1.4 Biến động của chế độdòngchảy 66

3.1.4.1 Các tham số thống kê dòngchảynăm 66

3.1.4.2 Hàm tự tương quan của dòngchảynăm 67

3.1.4.3 Tính chu kỳ của dòngchảynăm 68

3.1.4.4 Tính xu thế tuyến tính của dòngchảynăm 69

3.1.5 Xu thế tuyến tính của tổng lượng bốchơinăm 70

3.1.6 Xu thế tuyến tính của tổng số ngày khôngmưanăm 71

3.2 Tính toán dự báo các nhucầunước 72

3.2.2 Ứng dụng mô hình ARIMA(p,d,q) dựbáomưa: 77

3.2.2.2 Dự báo lượng mưa cho những nămtiếptheo 80

3.2.2.3 Dự báo dòng chảy thángnăm2010 84

3.2.2.4 Dự báo dòng chảy các nămtiếptheo 88

3.2.2.5 Dự báo chỉ số dị thường nhiệt độ nước biển các năm tiếp theo của thế kỷ21: 92 3.2.2.6 Nhận xét kết quảdự báo: 97

3.3 Nhận xét sư biến động nguồn nước trên lưu vực sông Vụ Gia -ThuBồn 99

CHƯƠNG 4 CÁC GIẢI PHÁP ỨNG PHÓ VÀ ĐỊNH HƯỚNG KHAI THÁCNGUỒN NƯỚC TRONG BỐI CẢNH BIẾN ĐỔIKHÍ HẬU 101

4.1 Những tác động chính của biến đổi khí hậu đến tàinguyênnước 101

4.2 Các kịch bản biến đổikhíhậu 102

4.3 Dự báo nguồn nước trên lưu vực Vu Gia-Thu Bồn trong bối cảnh biến đổi khíhậu 106

4.3.1 Dự báo theo các kịch bản biến đổikhíhậu: 106

4.3.2 Dự báo theo các xu thế tuyến tính củamưanăm: 107

4.4 Các giải pháp ứng phó và định hướng khai thác nguồn nước trong bối cảnhbiếnđổikhíhậu 110

4.4.1 Các giải pháp ứng phó với biến đổikhíhậu: 110

4.4.2 Định hướng khai thác nguồn nước trong bối cảnh biến đổikhíhậu 111

Bảng 2-1 Đặc trưng hình thái sông chính vùngnghiêncứu 20

Bảng 2-2 Nhiệt độ không khí bình quân tháng trung bìnhnhiều năm 22

Bảng 2-3 Tổng số giờ nắng tháng, năm, trung bìnhnhiều năm 22

Bảng 2-4 Độ ẩm trung bình quân tháng trung bìnhnhiềunăm 23

Bảng 2-5 Lượng bốc hơi bình quân tháng trung bìnhnhiềunăm 23

Bảng 2-6 Tốc độ gió bình quân và lớn nhất, hướng cácvịtrí 24

Bảng 2-7 Lượng mưa bình quân năm, mùacáctrạm 25

Bảng 2-8 Lưu lượng trung bình nhiều năm các trạm tronglưuvực 28

Bảng 2-9 Đỉnh lũ lớn nhất đã quan trắc được tại các trạmthuỷvăn 29

Bảng 2-10 Dòng chảy kiệt nhỏ nhất các trạm trong vùngnghiêncứu 31

Bảng 2-11 Thống kê số ngày nhật triều trong thángtrungbình nhiều năm tại cáctrạm 32

Bảng 2-12 Đặc trưng biên độ triều tháng, năm tạicáctrạm 32

Bảng 2-13 Biên độ lớn nhất nhỏ nhất mực nước triềucáctrạm 32

Bảng 2-14 Mạng lưới các trạm đo khí tượng thuỷ văn lưu vực Vu Gia - Thu Bồn34Bảng 2-15 Tổng hợp các dự án thủy điện vừa, nhỏ trênlưuvực 39

Bảng 2-16.Tổng nhu cầu nước giai đoạn hiện trạngvà2020 40

Bảng 3-1 Công thức định nghĩa các đặc trưngxácsuất 46

Bảng 3-2 Công thức định nghĩa hệ số tựtươngquan 47

Bảng 3-4 Xu thế tăng hoặc giảm của mưa nămvà kiểm định xu thế tuyến tính (mứcý nghĩa10%) 61

Bảng 3-5 Phương trình hồi quy tạicáctrạm 61

Bảng 3-6 Các tham số thống kê mưa năm lớn nhất các trạm trênlưuvực 63

Bảng 3-7 Xu thế tăng hoặc giảm của mưa 1 ngày lớn nhất nămvàkiểm định xu thếtuyến tính (mức ý nghĩa5%) 64

Bảng 3-8 Xu thế tăng hoặc giảm nhiệt độ nămvàkiểm định xu thế tuyến tính ( mứcý nghĩa10%) 65

Bảng 3-9 Các tham số thống kê dòngchảynăm 66

Bảng 3-10 Xu thế tăng hoặc giảm của Qnăm và kiểm định xu thếtuyếntính 70

Bảng 3-11 Xu thế tăng hoặc giảm của Znăm và kiểm định xu thếtuyếntính 70

Bảng 3-12 Xu thế tăng hoặc giảm của số ngày không mưa trong nămvàkiểm địnhxu thếtuyếntính 71

Bảng 3-13 Bảng chỉ tiêu phù hợp củamôhình 77

Bảng 3-14 Các thông số trong phương trìnhdự báo 77

Bảng 3-15 Kết quả dự báo lượng mưa các tháng năm 2010 trạmĐàNẵng 78

Bảng 3-18 Kết quả dự báo lượng mưa tháng trạmTràMy 79

Bảng 3-21 Kết quả dự báo lượng mưa năm trạmĐàNẵng 81

Bảng 3-24 Kết quả dự báo lượng mưa năm trạmTràMy 83

Bảng 3-27 Kết quả dự báo lượng mưa tháng trạmThànhMỹ 85

Bảng 3-30 Kết quả dự báo lượng mưa tháng trạmNông Sơn 87

Bảng 3-33 Kết quả dự báo lưu lượng năm trạmThànhMỹ 89

Bảng 3-36 Kết quả dự báo lưu lượng năm trạmNôngSơn 91

Bảng 3-39 Kết quả dự báo chỉ số dị thường nhiệt độnướcbiển 94

Bảng 3-42: Kết quả dự báo chỉ số dị thường nhiệt độnướcbiển 96

Bảng 4-1 Mức tăng nhiệt độ trung bình năm ( 0 C) so với thời kỳ 1980- 1999theocáckịch bản phát thải tại khu vực NamTrungBộ 104

Bảng 4-2 Mức thay đổi lượng mưa năm (%) so với thời kỳ 1980-1999theocác kịchbản phát thải tại khu vực NamTrungBộ 105

Bảng 4-3 Kết quả dự báo lượng mưa năm trạm Đà Nẵng (mm)tại các mốc thờigian theo các kịch bản phát thảikhíhậu 107

Bảng 4-4 Kết quả dự báo lượng mưa năm trạm Trà My (mm)tạicác mốc thời giantheo các kịch bản phát thảikhíhậu 107

Bảng 4-5 Kết quả dự báo lượng mưa năm trạm Trà My (mm)tạicác mốc thời giantheo đường hồi quy tuyến tính đơnmưanăm 108

Bảng 4-6 Kết quả dự báo lượng mưa năm trạm Đà Nẵng (mm)tại các mốc thờigian theo đường hồi quy tuyến tính đơnmưanăm 108

Hình 1-1: Sơ đồ phân loại mô hình toánthủyvăn 11

Hình 2-1 Mạng lưới sông ngòi lưu vực Vu Gia –ThuBồn 20

Hình 3-1 Mô phỏng hàm tự tương quan Xnăm trạmThànhMỹ 55

Hình 3-2 Mô phỏng hàm tự tương quan Xnăm trạmHội Khách 55

Hình 3-3 Mô phỏng hàm tự tương quan Xnăm trạmTràMy 55

Hình 3-4 Mô phỏng hàm tự tương quan Xnăm trạmÁiNghĩa 55

Hình 3-5 Mô phỏng hàm tự tương quan Xnăm trạmNôngSơn 56

Hình 3-6 Mô phỏng hàm tự tương quan Xnăm trạmHộiAn 56

Hình 3-7 Mô phỏng hàm tự tương quan XnămtrạmHiên 56

Hình 3-8 Mô phỏng hàm tự tương quan Xnăm trạmGiaoThủy 56

Hình 3-9 Mô phỏng hàm tự tương quan Xnăm trạmĐàNẵng 56

Hình 3-10 Mô phỏng hàm tự tương quan Xnăm trạmCâuLâu 56

Hình 3-11 Mô phỏng hàm tự tương quan Xnăm trạmCẩmLệ 57

Hình 3-12 Đường lũy tích đã loại tính địa phương Xnămcác trạm: Đà Nẵng,ThànhMỹ, Cẩm Lệ, Ái Nghĩa, Giao Thủy, Câu Lâu, HộiAn,Hiên 57

Hình 3-13 Đường lũy tích đã loại tính địa phương Xnămcáctrạm: Nông Sơn, GiaoThủy,TràMy 58

Hình 3-14 Mô phỏng hàm điều hòa XTBcác tháng trạmThànhMỹ 58

Hình 3-15 Mô phỏng hàm điều hòa XTBcác tháng trạmHộiKhách 58

Hình 3-16 Mô phỏng hàm điều hòa XTBcác tháng trạmCẩmLệ 59

Hình 3-17 Mô phỏng hàm điều hòa XTBcác tháng trạmÁiNghĩa 59

Hình 3-18 Mô phỏng hàm điều hòa XTBcác tháng trạmNôngSơn 59

Hình 3-19 Mô phỏng hàm điều hòa XTBcác tháng trạmGiaoThủy 59

Hình 3-20 Mô phỏng hàm điều hòa XTBcác tháng trạmCâuLâu 59

Hình 3-21 Mô phỏng hàm điều hòa XTBcác tháng trạmHộiAn 59

Hình 3-22 Mô phỏng hàm điều hòa XTBcác tháng trạmĐàNẵng 60

Hình 3-23 Mô phỏng hàm điều hòa XTBcác tháng trạmTràMy 60

Hình 3-24 Mô phỏng hàm điều hòa XTBcác thángtrạmHiên 60

Hình 3-25 Đường hồi quy tuyến tính đơn Xnăm trạmTràMy 62

Hình 3-26 Đường hồi quy tuyến tính đơn Xnăm trạmThànhMỹ 62

Hình 3-27 Đường hồi quy tuyến tính đơn Xnăm trạmCẩmLệ 62

Hình 3-28 Đường hồi quy tuyến tính đơn Xnăm trạmHộiAn 62

Hình 3-29 Đường hồi quy tuyến tính đơn XnămtrạmHiên 62

Hình 3-30 Đường hồi quy tuyến tính đơn Xnăm trạmGiaoThủy 62

Hình 3-31 Đường hồi quy tuyến tính đơn Xnăm trạmĐàNẵng 63

Hình 3-32 Đường hồi quy tuyến tính đơn Xnăm trạmCâuLâu 63

Hình 3-33 Đường hồi quy tuyến tính đơn X 1 ngày lớn nhất năm trạm Thạnh Mỹ64 Hình 3-34 Đường hồi quy tuyến tính đơn X 1 ngày lớn nhất năm trạm Nông Sơn 64 Hình 3-35 Mô phỏng hàm điều hòa nhiệt độ TB tháng trạmĐàNẵng 65

Hình 3-36 Mô phỏng hàm điều hòa nhiệt độ TB tháng trạmTràMy 65

Hình 3-37 Đường hồi quy tuyến tính đơn TTBnăm trạmĐàNẵng 66

Hình 3-38 Đường hồi quy tuyến tính đơn TTBnăm trạmTràMy 66

Hình 3-39 Mô phỏng hàm tự tương quan QnămtrạmThànhMỹ 67

Hình 3-40 Mô phỏng hàm tự tương quan QnămtrạmNôngSơn 67

Hình 3-41 Mô phỏng hàm điều hòa lưu lượng TB tháng trạmThànhMỹ 68

Hình 3-42 Mô phỏng hàm điều hòa lưu lượng TB tháng trạmNôngSơn 68

Hình 3-43 Đường lũy tích sai chuẩn loại bỏ tính địa phươngcủa trạm Thành Mỹ.68Hình 3-44 Đường lũy tích sai chuẩn loại bỏ tính địa phươngcủa trạm Nông Sơn.69Hình 3-45 Đường hồi quy tuyến tính đơn QnămtrạmThànhMỹ 70

Hình 3-46 Đường hồi quy tuyến tính đơn QnămtrạmNôngSơn 70

Hình 3-47 Đường hồi quy tuyến tính đơn ZnămtrạmĐàNẵng 71

Hình 3-48: Đường hồi quy tuyến tính đơn số ngày không mưa trạm Trà My7 2 Hình 3-49 Đường tính toán lượng mưa tháng trạmĐàNẵng 78

Hình 3-50 Đường tính toán dự báo lượng mưa tháng trạmTràMy 80

Hình 3-51 Đường tính toán dự báo lượng mưa năm trạmĐàNẵng 82

Hình 3-52 Đường kết quả tính toán dự báo lượng mưa năm trạmTràMy 84

Hình 3-53 Kết quả tính toán dự báo lưu lượng tháng trạmThànhMỹ 86

Tiêu đề	Nghiên Cứu Sự Biến Động Nguồn Nước Lưu Vực Sông Vụ Gia – Thu Bồn Trong Bối Cảnh Biến Đổi Khí Hậu Toàn Cầu
Tác giả	Tạ Thị Mai Hương
Trường học	Trường Đại Học
Chuyên ngành	Kỹ thuật
Thể loại	luận văn thạc sĩ

Định dạng
Số trang	145
Dung lượng	2,01 MB