Ứng dụng mô hình WEAP tính toán cân bằng nước cho lưu vực sông La Ngà

Ứng dụng mô hình WEAP tính toán cân bằng nước cho lưu vực sông La Ngà Ứng dụng mô hình WEAP tính toán cân bằng nước cho lưu vực sông La Ngà Ứng dụng mô hình WEAP tính toán cân bằng nước cho lưu vực sông La Ngà Ứng dụng mô hình WEAP tính toán cân bằng nước cho lưu vực sông La Ngà Ứng dụng mô hình WEAP tính toán cân bằng nước cho lưu vực sông La Ngà

LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan công trình nghiên cứu thân Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực Mọi giúp đỡ cho việc thực đồ án cảm ơn thơng tin trích dẫn luận văn rõ nguồn gốc Nếu khơng nêu trên, em xin hồn tồn chịu trách nhiệm Tp.HCM, ngày 29 tháng 11 năm 2017 Người cam đoan Huỳnh Thị Mỹ Chi i LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đồ án tốt nghiệp này, cho em xin phép gửi lời cảm ơn sâu sắc đến q thầy, khoa Khí Tượng – Thủy Văn Trường Đại Học Tài Nguyên Và Môi Trường TP.Hồ Chí Minh thầy, tạo điều kiện thuận lợi cho chúng em suốt thời gian học tập trường Đồng thời, em xin gửi lời cảm sâu sắc đến cô Ths Vũ Thị Vân Anh thầy Ths Vũ Hải Sơn giúp đỡ cho em suốt thời gian hoàn thành đồ án Nhờ giúp đỡ, dạy tận tình giúp em vừa tổng hợp lại kiến thức học, đồng thời vừa bổ sung thêm kiến thức thiếu; giúp em giải đáp thắc mắc, trở ngại suốt q trình hồn thành đồ án Một lần em xin gửi lời cảm ơn đến thầy cô quan tâm nhiệt tình giảng dạy cho em suốt thời gian vừa qua Vì kiến thức kinh nghiệm thân cịn hạn chế, nên khơng thể tránh khỏi thiếu sót, kính mong nhận ý kiến đóng góp giúp đỡ từ quý thầy, để em có điều kiện bổ sung, nâng cao kiến thức thân để phục vụ tốt công việc thực tế sau Em xin chân thành cảm ơn! Tp.HCM, ngày 29 tháng 11 năm 2017 Sinh viên thực Huỳnh Thị Mỹ Chi ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG I: ĐIỀU KIỆN ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN VÀ KINH TẾ XÃ HỘI LƯU VỰC SÔNG LA NGÀ 1.1 ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN 1.1.1 Vị trí địa lý 1.1.2 Địa hình 1.1.3 Sơng ngịi 1.1.4 Khí hậu .9 1.1.5 Thủy văn 10 1.2 ĐẶC ĐIỂM KINH TẾ XÃ HỘI 11 1.2.1 Đặc điểm xã hội .11 1.2.2 Đặc điểm phát triển kinh tế 12 CHƯƠNG II : TÍNH TỐN DỊNG CHẢY ĐẾN LƯU VỰC SƠNG BẰNG MƠ HÌNH HEC-HMS 15 2.1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VẦ PHẦN MỀM ARCGIS 15 2.1.1 Định nghĩa ArcGIS 15 2.1.2 Ứng dụng ArcGIS 16 2.2 GIỚI THIỆU CHUNG MƠ HÌNH HEC-HMS 17 2.2.1 Giới thiệu mô hình HEC-HMS 17 2.2.2 Ứng dụng mơ hình HEC-HMS .18 2.3 ỨNG DỤNG MƠ HÌNH HEC-HMS MƠ PHỎNG DỊNG CHẢY ĐẾN TRÊN LƯU VỰC SƠNG LA NGÀ .24 2.3.1 Tính tốn mưa thiết kế 24 2.3.2 Thu thập và xử lý liệu đầu vào cho mô hình HEC –HMS 27 2.3.3 Thiết lập mơ hình HEC-HMS 29 2.3.4 Khởi động chạy mơ hình kết 30 2.3.5 Hiệu chỉnh thông số mơ hình HEC-HMS 30 2.3.6 Chạy kiểm định mơ hình 31 iii CHƯƠNG III: ỨNG DỤNG MƠ HÌNH WEAP VÀO BÀI TỐN CÂN BẰNG NƯỚC CHO LƯU VỰC SÔNG LA NGÀ 32 3.1 GIỚI THIỆU CHUNG 32 3.1.1 Giới thiệu số hệ thống cân nước 32 3.1.2 Cân nước hệ thống 34 3.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT MƠ HÌNH WEAP 35 3.2.1 Tổng quan mơ hình WEAP 35 3.2.2 Chức mơ hình WEAP 37 3.2.3 Môi trường làm việc WEAP 37 3.2.4 Sử dụng mơ hình WEAP .38 3.3 PHÂN VÙNG CÂN BẰNG NƯỚC 40 3.3.1 Quan điểm, nguyên tắc phân vùng cân nước 40 3.3.2 Phân vùng tính cân 40 3.3.3 Căn tính tốn nhu cầu sử dụng nước 42 3.4 TÍNH TỐN NHU CẦU NƯỚC TẠI CÁC NÚT .44 3.5 CÂN BẰNG NƯỚC CỦA LƯU VỰC SÔNG LA NGÀ 51 3.5.1 3.5 Khả cung cấp nước cho ngành lưu vực .51 Lượng nước thiếu giai đoạn năm 2015 lưu vực 52 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO 57 PHỤ LỤC BẢNG CHƯƠNG II Error! Bookmark not defined iv DANH MỤC BẢNG Bảng 1: Các đơn vị hành số dân thuộc lưu vực sơng La Ngà .11 Bảng 1: Phân chia vùng lưu vực 16 Bảng 2: Tính tốn thơng số mưa 85% 25 Bảng 3: Tính tốn thơng số mưa 85% mùa khô .26 Bảng 4: Bảng tính hệ số K1, K2 27 Bảng : Bảng tính trọng số trạm chịu ảnh hưởng lưu vực 28 Bảng 6: Nhập thông số ban đầu cho mơ hình .29 Bảng 1: Định mức dùng nước sinh hoạt 42 Bảng 2: Định mức dùng nước chăn nuôi 42 Bảng 3: Định mức dùng nước cho ngành nông nghiệp .42 Bảng 4: Bảng tổng hợp nhu cầu nước ngành vùng cân nước 44 Bảng 5: Kết tính tốn nhu cầu nước sinh hoạt năm 2015 .45 Bảng 6: Kết tính tốn nhu cầu nước cơng nghiệp năm 2015 47 Bảng 7: Kết tính tốn nhu cầu nước nông nghiệp năm 2015 .48 Bảng 8: Lượng nước có khả cung cấp cho sinh hoạt .51 Bảng 9: Lượng nước có khả cung cấp cho ngành công nghiệp 51 Bảng 10: Lượng nước có khả cung cấp cho ngành nông nghiệp .52 Bảng 11: Lượng nước thiếu sinh hoạt 52 Bảng 12: Lượng nước thiếu ngành công nghiệp .52 Bảng 13: Lượng nước thiếu ngành nông nghiệp .53 v PHỤ LỤC HÌNH Hình 1: Bản đồ lưu vực sơng La Ngà Hình Bản đồ địa hình lưu vực sông La Ngà Hình Bản đồ sơng ngịi lưu vực sông La Ngà Hình 4: Mạng lưới quan trắc mưa lưu vực sông La Ngà .9 Hình 1: Sơ đồ nguyên tắc hoạt động ArcGIS .15 Hình 2: Kết LVS La Ngà sau chạy phần mềm ArcGIS 16 Hình 3: Kết xuất vào mơ hình HEC-HMS 17 Hình 4: Vẽ Thissen cho trạm đo mưa 28 Hình 5: Nhập thơng số vào mơ hình HEC-HMS .29 Hình 6: Kết chạy mơ hình HEC-HMS 30 Hình 7: Kết chạy mơ hình HEC-HMS sau hiệu chỉnh 30 Hình 8: Kết chạy mơ hình sau kiểm định .31 Hình 9: Kết dòng chảy đến 31 Hình 1: Sơ đồ mơ hình hóa tính tốn cân nước trạng 41 Hình 2: Thống kê thành phần đưa vào mơ hình toán cân nước trạng năm 2015 lưu vực sông La Ngà (a) Schematic view; (b) Data view 41 Hình 3: Biểu đồ nhu cầu nước sinh hoạt nút (a)Hàm Thuận, (b)Tà Pao, (c)Võ Đắt năm 2015 .46 Hình 4: Biểu đồ nhu cầu nước công nghiệp Hàm Thuận Võ Đắt 47 Hình 5: Biểu đồ nhu cầu nước nông nghiệp 2015 .50 Hình 6: Lượng nước thiếu giai đoạn năm 2015 lưu vực sông La Ngà 53 vi LỜI MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Nước nguồn tài nguyên vô quan trọng không sống người mà sinh vật Trái Đất Nước động lực chủ yếu chi phối hoạt động dân sinh, kinh tế thành phần gắn liền với mức độ phát triển xã hội lồi người[1] Như biết, dịng chảy sơng ngịi Việt Nam thuộc mức trung bình xếp thứ 10 nước Châu Á Hàng năm nước ta tiếp nhận trung bình khoảng 1900 mm, tính khối lượng 634 tỷ m3 nước Trong vào dịng chảy sơng ngịi 953 mm hay 316 tỷ m3 nước, hệ số dòng chảy 0.50 Tồn dịng chảy sơng ngịi chiếm khoảng 34%, lại 66% dòng chảy mặt Riêng dự trữ ẩm đất chiếm khoảng 67% mưa (tuy nhiên cịn tùy vào tình hình độ ẩm đất)[5] Nhìn chung, Việt Nam có lượng nước tương đối dồi Nhưng thời điểm nay, kinh tế, xã hội người có nhiều thay đổi, đặc biệt gia tăng dân số ngày nhiều nước vấn đề đáng lo ngại nhận nhiều quan tâm Do tính chất phân bố nước không theo không gian thời gian nên tình trạng thiếu hay thừa nước khu vực khác điều tránh khỏi Những nơi thừa nước thường xuyên xảy tình trạng ngập úng, lũ lụt triền miên, nơi thiếu nước hạn hán kéo dài, đất đai cằn cõi gây khó khăn cho cho phát triển kinh tế, xã hội, ngành nông nghiệp Để khắc phục tình trạng này, Chính phủ đưa nhiều biện pháp cách tiếp cận khác để giải vấn đề Một cách tiếp cận cân bằng, nhằm phân bổ nguồn nước tới ngành sử dụng nước cách hợp lý Lưu vực sơng La Ngà có diện tích khoảng 4010 km2, có chiều dà 299 km chảy qua ba tỉnh Lâm Đồng, Bình Thuận, Đồng Nai, hợp thành nhiều sơng suối tả ngạn sơng Đồng Nai, từ làm cho dịng chảy lưu vực sơng La Ngà quanh co, uốn khúc với lượng nước dồi Ngồi cịn nơi tập trung nhiều cụm cơng nghiệp, tiểu thủ cơng nghiệp, có kinh tế nông, lâm nghiệp phát triển, trồng nhiều loại cơng nghiệp ngắn ngày…vì nhu cầu sử dụng nước tỉnh lưu vực lớn Hiện nay, số vùng lưu vực phải đối mặt với tình trạng thiếu nước trầm trọng, vào mùa kiệt Đồng thời phương thức khai thác, sử dụng quản lý tài nguyên nước chưa hiệu quả, thiếu đồng Việc phân bổ tài nguyên nước chưa hợp lý chưa đáp ứng nhu cầu dùng đối hộ dùng nước Sự mâu thuẫn nhu cầu dùng nước lượng nước đến ngày gay gắt, nhu cầu dùng nước ngày tăng lượng nước đến khơng tăng mà cịn có xu hướng xuống khơng mặt chất lượng mà cịn mặt số lượng Chính thế, đồ án “ Ứng dụng mơ hình WEAP tính tốn cân nước lưu vực sông La Ngà” thực để giải cho toán cân nước hệ thống La Ngà nhằm đáp ứng yêu cầu cấp thiết nên tản công tác quy hoạch tổng hợp, khai thác sử dụng phát triển tài nguyên nước bền vững, tức vừa thỏa mãn nhu cầu nước mà đảm bảo nhu cầu nước tương lai, ngồi cịn xây dựng kế hoạch phát triển kinh tế xã hội lưu vực 2 Mục tiêu đồ án - Mục tiêu 1: Tính tốn dịng chảy đến tiểu vùng lưu vực sông La Ngà - Mục tiêu 2: Tính tốn nhu cầu dùng nước tiểu vùng - Mục tiêu 3: Tính tốn cân nước cho lưu vực sông La Ngà Nội dung nghiên cứu phạm vi nghiên cứu 3.1 Nội dung nghiên cứu: • Với mục tiêu 1: - Thu thập số liệu, xử lý số liệu khí tượng, thủy văn lưu vực sơng La Ngà - Thiết lập mơ hình HEC-HMS lưu vực sông La Ngà - Ứng dụng mô hình HEC–HMS để mơ dịng chảy đến lưu vực sơng La Ngà • Với mục tiêu 2: Tính nhu cầu sử dụng nước ngành sử dụng nước lưu vực sơng La Ngà, bao gồm: sinh hoạt, nơng nghiệp, chăn ni, cơng nghiệp • Với mục tiêu 3: Ứng dụng mơ hình WEAP tính tốn cân nước cho lưu vực sông La Ngà 3.2 Phạm vi nghiên cứu Tính tốn cân nước lưu vực sông La Ngà, không kể đến lượng nước ngầm hồ chứa Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp thu thập xử lý số liệu - Phương pháp phân tích - Phương pháp mơ hình tốn (HEC-HMS, ArcGIS, WEAP…) Kết cấu đồ án: Đồ án gồm 03 chương: Chương 1: Điều kiện địa lý tự nhiên kinh tế xã hôi lưu vực sông La Ngà: Chương phân tích, làm rõ đặc điểm địa lý tự nhiên kinh tế xã hội lưu vực nghiên cứu Chương 2: Tính tốn dịng chảy đến lưu vực sơng mơ hình HECHMS: Chương mơ dịng chảy đến lưu vực sơng La Ngà mơ hình HEC-HMS làm đầu vào cho mơ hình cân nước WEAP Chương 3: Ứng dụng mơ hình WEAP vào tốn cân nước cho lưu vực sơng La Ngà: Chương tính tốn nhu cầu sử dụng nước số ngành sử dụng nước lưu vực ứng dụng mơ hình WEAP để tính tốn cân nước lưu vực sơng La Ngà