Khóa luận tốt nghiệp hệ thống thông tin địa lý ứng dụng gis trong quản lý nước tại quản lộ phụng hiệp

Một trong những vấn đề đƣợc nhắc đến nhiều nhất trong giai đoạn này là tình trạng hạn hán dẫn đến xâm nhập mặn ở khu vực Tây Nam Bộ, đặc biệt là các tỉnh giáp biển nhƣ: Sóc Trăng, Bạc Li

QUAN VỀ CÔNG NGHỆ GIS VÀ HỆ THỐNG THỦY LỢI

Giới thiệu công nghệ GIS

2.1.1 Lịch sử phát triển nghệ GIS

GIS được hình thành từ sự kết hợp của các ngành khoa học như Địa lý, Bản đồ, Tin học và Toán học Nguồn gốc của GIS bắt đầu từ việc tạo ra các bản đồ chuyên đề, với phương pháp chồng lắp bản đồ được mô tả bởi Jacqueline Tyrwhitt trong quyển sổ tay quy hoạch vào năm 1950 Kỹ thuật này đã được áp dụng để tìm kiếm vị trí thích hợp cho các công trình quy hoạch Sự phát triển của việc sử dụng máy tính trong vẽ bản đồ diễn ra vào cuối thập niên 50 và đầu thập niên 60, đánh dấu sự ra đời của khái niệm GIS Tuy nhiên, chỉ đến những năm 80, GIS mới thực sự phát huy hết khả năng của mình nhờ vào sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ phần cứng.

Kể từ những năm 90, công nghệ GIS đã phát triển mạnh mẽ, trở thành công cụ quan trọng trong quản lý và ra quyết định Các phần mềm GIS hiện nay đang hướng tới việc tự động hóa trong việc lập bản đồ và xử lý dữ liệu, tích hợp hệ chuyên gia và trí tuệ nhân tạo Công nghệ GIS ngày càng phát triển theo hướng tổ hợp và kết nối mạng, không ngừng hoàn thiện từ những ứng dụng đơn giản đến phức tạp, từ chuyên dụng đến đa dụng, nhằm đáp ứng nhu cầu giải quyết các vấn đề đa dạng và phức tạp trong khoa học kỹ thuật.

KLTN Thông tin địa lý

Tại Việt Nam, công nghệ GIS được giới thiệu từ những năm 80 thông qua các dự án hợp tác quốc tế, nhưng chỉ thực sự được ứng dụng rộng rãi vào cuối thập niên 90 Hiện nay, nhiều cơ quan nghiên cứu và doanh nghiệp đang áp dụng GIS để giải quyết các vấn đề trong các lĩnh vực như tài nguyên thiên nhiên, quy hoạch sử dụng đất, và thiết kế mô hình tối ưu cho quy hoạch cơ sở hạ tầng, đặc biệt là trong hỗ trợ ra quyết định.

2.1.2 Các phương pháp GIS và ứng dụng

GIS có mặt hầu hết các lĩnh vực khoa học công nghệ và đời sống xã hội từ những thập kỷ 70 của thế kỷ trước.

- Trong lĩnh vực môi trường, GIS dùng để phân tích, mô hình hóa các tiến trình xói mòn đất, sư lan truyền ô nhiễm trong môi trường khí hoặc nước

Trong nông nghiệp, Hệ thống Thông tin Địa lý (GIS) đóng vai trò quan trọng trong việc giám sát thu hoạch, quản lý sử dụng đất, dự báo sản phẩm nông nghiệp, nghiên cứu đất trồng, lập kế hoạch tưới tiêu và kiểm tra nguồn nước.

Trong lĩnh vực tài chính, GIS đã được áp dụng để xác định vị trí các chi nhánh ngân hàng mới Hiện nay, việc sử dụng GIS ngày càng gia tăng, trở thành công cụ quan trọng trong đánh giá rủi ro và mục đích bảo hiểm, giúp xác định chính xác những khu vực có độ rủi ro cao hoặc thấp.

GIS không chỉ được ứng dụng trong đánh giá và quản lý, mà còn có vai trò quan trọng trong lĩnh vực y tế Chẳng hạn, nó có thể xác định lộ trình nhanh nhất từ vị trí của xe cấp cứu đến bệnh nhân cần trợ giúp, dựa trên cơ sở dữ liệu hiện có.

Hệ thống thông tin địa lý (GIS) đóng vai trò quan trọng trong việc nghiên cứu và phân tích dịch bệnh, giúp xác định nguyên nhân bộc phát và lây lan bệnh tật trong cộng đồng Việc ứng dụng GIS trong lĩnh vực y tế không chỉ nâng cao khả năng theo dõi dịch bệnh mà còn hỗ trợ ra quyết định hiệu quả trong việc kiểm soát và phòng ngừa dịch bệnh.

Việc ứng dụng GIS mang lại hiệu quả cao cho các nhà quản lý địa phương nhờ vào khả năng sử dụng dữ liệu không gian Tất cả các cơ quan chính quyền địa phương đều có thể hưởng lợi từ GIS, đặc biệt trong việc tìm kiếm và quản lý thửa đất, thay thế cho hồ sơ giấy tờ hiện tại Ngoài ra, cán bộ địa phương có thể áp dụng GIS trong việc bảo trì nhà cửa và đường giao thông Hơn nữa, GIS còn được sử dụng trong các trung tâm điều khiển để quản lý các tình huống khẩn cấp.

Trong ngành vận tải, điện, gas và viễn thông, ứng dụng GIS đóng vai trò quan trọng trong việc xây dựng cơ sở dữ liệu GIS không chỉ là công cụ hỗ trợ mà còn là yếu tố then chốt trong chiến lược công nghệ thông tin của các công ty trong lĩnh vực này.

2.1.3 Kết quả ứng dụng trong GIS trong quản lý lũ trong và ngoài nước

Trong vài thập kỷ qua, thế giới ngày càng lo ngại về sự gia tăng tần suất thiên tai, đặc biệt là lũ lụt, một trong những thiên tai nghiêm trọng nhất mà hầu hết các quốc gia đều phải đối mặt Nhiều quốc gia đã đầu tư nghiên cứu để cải thiện khả năng dự báo lũ lụt từ các lưu vực sông, nhằm giảm thiểu thiệt hại cho các vùng hạ lưu Các nghiên cứu cho thấy sự kết hợp giữa các biện pháp công trình và phi công trình là hiệu quả trong việc phòng chống lũ lụt, trong đó công tác dự báo và cảnh báo ngập lụt đóng vai trò quan trọng.

KLTN cung cấp thông tin địa lý tế về cải thiện hệ thống phòng chống thiên tai thông qua phân tích nguy cơ thiên tai liên quan đến bão và mưa lớn, dưới sự bảo trợ của Liên Hợp Quốc (UN, 1987) Báo cáo hướng dẫn quy trình thu thập số liệu, điều tra lũ lụt, thiệt hại do lũ lụt và xây dựng các bản đồ phân vùng nguy cơ ngập lụt dựa trên khảo sát và phân tích thủy văn, thủy lực Ngoài ra, báo cáo cũng đề cập đến kinh nghiệm xây dựng bản đồ ngập lụt và quy hoạch phòng chống lũ lụt từ các quốc gia như Nhật Bản, Trung Quốc và Malaysia.

Sau trận lũ năm 1999, nhiều công trình nghiên cứu lũ lụt ở miền Trung đã được triển khai, tập trung vào các lưu vực sông khu vực Trung Trung Bộ Các nghiên cứu này chủ yếu nhằm dự báo và cảnh báo ngập lụt hạ lưu, với một số công trình tiêu biểu được thực hiện trong thời gian gần đây.

- Đề tài “Xây dựng bản đồ nguy cơ ngập lụt tỉnh Quảng Nam” thuộc dự án

“Khắc phục hậu quả môi trường do bão lũ ở tỉnh Quảng Nam” do Bộ KHCN quản lý,

Đề tài “Xây dựng bản đồ ngập lụt phương án cảnh báo, dự báo và phòng tránh nguy cơ ngập lụt hạ lưu các sông tỉnh Quảng Ngãi” do Sở KHCN Quảng Ngãi quản lý và Đài KTTV khu vực Trung Trung Bộ chủ trì, đã phát triển các bản đồ nguy cơ ngập lụt với tần suất 1%, 5% và 10% Những bản đồ này được xây dựng dựa trên kết quả điều tra vết lũ và tính toán đỉnh lũ thiết kế, cùng với việc xây dựng các cột mốc báo lũ nhằm nâng cao khả năng cảnh báo và phòng tránh ngập lụt cho khu vực.

KLTN Thông tin địa lý của đề tài, đồng thời đề tài cũng đưa ra các phương án cảnh báo, dự báo và nguy cơ ngập lụt

Đài KTTV khu vực Nam Trung Bộ đã triển khai đề tài “Xây dựng bản đồ ngập lụt, xây dựng phương án dự báo lũ” cho các tỉnh Phú Yên, Khánh Hòa, Ninh Thuận và Bình Thuận, mang lại hiệu quả trong công tác phòng chống thiên tai Đặc biệt, việc ứng dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS) đã giúp xử lý thông tin, phân tích và dự báo độ sâu cũng như diện ngập cho từng khu vực, từ đó tạo ra bản đồ ngập lụt phục vụ cho công tác nghiên cứu và ứng phó.

2.1.4 Kết quả ứng dụng trong GIS trong quản nguồn nước trong và ngoài nước

Nghiên cứu và ứng dụng mô hình toán trong quản lý tài nguyên nước lưu vực sông đang thu hút sự chú ý của nhiều nhà khoa học và tổ chức toàn cầu, đặc biệt ở Mỹ, châu Âu và châu Úc Các nghiên cứu này chủ yếu đánh giá lưu lượng dòng chảy và chất lượng nước dưới tác động của biến đổi sử dụng đất và biến đổi khí hậu, sử dụng các mô hình như MIKE, NAM, SWAT, QUAL2E, WASP5 và CE-QUAL-RIV1 Một số nghiên cứu điển hình bao gồm mô hình nâng cao chất lượng nước QUAL2E và QUAL2E-UNCAS (Brown và Barnwell, 1987), mô hình dòng chảy mặt và ngầm (Amild, Allen và Bemhardt, 1993), kết hợp mô hình chất lượng lưu vực nhỏ với công cụ GIS (Srinivasan và Arnold, 1994), cùng với ảnh hưởng của biến đổi không gian lên mô hình lưu vực (Mamillapalli, Srinivasan, Arnold và Engel, 1996).

Giới thiệu hệ thống thủy lợi QLPH

Vùng Quản Lộ - Phụng Hiệp (QLPH) nằm ở phía Tây – Nam Đồng bằng sông Cửu Long, bao gồm ba tiểu vùng: QL–PH, Ba Rinh – Tà Liêm và Tiếp Nhật Tiểu vùng QLPH được xác định theo diện tích của giai đoạn I, II và III, tương ứng với phạm vi đã được Bộ Thuỷ Lợi phê duyệt vào năm 1991, nhấn mạnh tính liên kết chặt chẽ về thủy lực giữa các công trình cống và kênh trong việc phân phối nước Phạm vi nghiên cứu mở rộng hơn so với định nghĩa trong dự án Phát triển thủy lợi Đồng bằng sông Cửu Long (MWDP), với các ranh giới cụ thể: phía Bắc giáp kênh Chắc Băng, phía Đông giáp kênh Sóc Trăng – Phụng Hiệp và sông Hậu, phía Nam giáp sông Mỹ Thanh và Quốc lộ 1A, và phía Tây giáp sông Trèm Trẹm Tổng diện tích tự nhiên của vùng nghiên cứu là 374.479 ha, bao gồm đất của bốn tỉnh: Sóc Trăng, Bạc Liêu và Cà Mau.

Hình 1.2: Bản đồ vị trí QLPH

Vùng QLPH có vị trí ở vĩ độ thấp và chịu ảnh hưởng của khí hậu nhiệt đới gió mùa Dữ liệu quan trắc từ các trạm Sóc Trăng, Bạc Liêu và Cà Mau cho thấy dự án nằm trong khu vực có những đặc điểm khí tượng đặc trưng.

Bảng 1.1: So sánh đặc trưng cơ bản khí hậu vùng QLPH với tiêu chuẩn nhiệt đới Đặc trƣng khí hậu Tiêu chuẩn nhiệt đới Vùng QLPH

Nhiệt độ trung bình năm Trên 21 0 C 26,526,8 0 C

Số tháng có nhiệt độ < 20 0 C < 4 tháng Không có tháng nào

Nhiệt độ tháng lạnh nhất > 18 0 C > 25 0 C

Biên độ nhiệt độ năm 16 0 C 2,93,4 0 C

Lƣợng mƣa năm 8001800 mm 16002400 mm

Nguồn: Sở tài nguyên và môi trường tỉnh Cà Mau a, Nhiệt độ không khí

Vùng QLPH có nhiệt độ trung bình hàng năm cao, đạt 27,0°C và dao động từ 26,5-27,3°C Tháng 4 là tháng nóng nhất với nhiệt độ bình quân từ 27,6-28,4°C, trong khi tháng 1 là tháng lạnh nhất với nhiệt độ bình quân từ 24,9-25,2°C Chênh lệch nhiệt độ trung bình giữa các tháng trong năm khoảng 2,9-3,4°C.

KLTN Thông tin địa lý b, Độ ẩm không khí

Chế độ ẩm tại khu vực này có mối liên hệ chặt chẽ với lượng mưa, với độ ẩm tương đối trung bình hàng năm dao động từ 82,2% đến 87,5% Tháng 9 và tháng 10 ghi nhận độ ẩm tương đối cao nhất trong năm, đạt từ 86,0% đến 89,0% Ngược lại, tháng 1 và tháng 2 có độ ẩm tương đối thấp nhất, chỉ từ 75,6% đến 83,2% Những đặc điểm này ảnh hưởng đáng kể đến quá trình bốc hơi trong khu vực.

Lượng bốc hơi trung bình hàng năm tại Cà Mau đạt 1132 mm, với mùa khô có bốc hơi cao do nắng nhiều và độ ẩm không khí thấp Tháng III ghi nhận lượng bốc hơi lớn nhất, từ 140-160 mm, trong đó Sóc Trăng là 158 mm và Cà Mau là 146 mm Ngược lại, trong mùa mưa, lượng bốc hơi giảm đáng kể, với tháng X có lượng bốc hơi thấp nhất, chỉ còn 59 mm ở Sóc Trăng và 53 mm ở Cà Mau.

Dự án tọa lạc trong khu vực có số giờ nắng trung bình cao, dao động từ 6,8 đến 7,5 giờ/ngày trong suốt cả năm Thời gian nắng đạt đỉnh từ tháng II đến tháng IV với trung bình 8-10 giờ/ngày, trong khi tháng VIII đến tháng X có số giờ nắng thấp nhất, chỉ khoảng 5-6 giờ/ngày Điều này tạo điều kiện thuận lợi cho sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng, đặc biệt là trong việc thâm canh và tăng vụ cho các loại cây trồng ngắn ngày.

Trong năm có hai mùa gió: gió mùa Đông bắc thịnh hành từ tháng XI đến tháng

Gió mùa Tây Nam thường xuất hiện từ tháng 5 đến tháng 10, trong khi gió mùa Đông Bắc, với gió chính hướng Đông, chiếm 50-70% số lần xuất hiện trong tháng Tốc độ gió trung bình cao nhất đạt 3,3 m/s vào tháng 2, trong khi tốc độ gió tức thời lớn nhất ghi nhận được là 28,0 m/s vào tháng 11 năm 1997 tại Cà Mau.

Gió mùa Đông Bắc, thường được gọi là Gió Chướng, hoạt động mạnh trong giai đoạn đầu mùa khô và khi gặp triều cường, gây ra sóng lớn làm nước mặn tràn vào đồng ruộng Trong thời điểm này, lượng mưa rất ít, gây khó khăn cho việc cải tạo đất canh tác.

Mưa không chỉ điều hòa nhiệt độ và độ ẩm mà còn đóng vai trò quan trọng trong sản xuất nông nghiệp và đời sống của người dân ở vùng QLPH.

Dự án được triển khai tại khu vực có lượng mưa trung bình cao nhất ở Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL), với lượng mưa hàng năm tại một số địa điểm như sau: Phụng Hiệp 1731 mm, Cà Mau 2376 mm, Bạc Liêu 1742 mm và Sóc Trăng 1843 mm.

Số ngày mƣa trung bình năm ở đây khá cao, trung bình toàn vùng biến đổi từ 120-160 ngày, tại Phụng Hiệp 126 ngày, Bạc Liêu 133 ngày và Cà Mau 167 ngày

* Đặc điểm mưa mùa và mưa tháng

Chế độ gió mùa tại vùng này tạo ra sự tương phản rõ rệt giữa mùa mưa và mùa khô Mùa mưa diễn ra từ tháng 5 đến tháng 11, trùng với gió mùa Tây Nam, và chiếm hơn 90% tổng lượng mưa hàng năm Ngược lại, mùa khô kéo dài từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau, phù hợp với gió mùa Đông Bắc.

Trong mùa mưa, lượng mưa trung bình tháng tăng dần từ tháng V (trên dưới

Trong tháng VIII-X, lượng mưa đạt mức cao nhất, vượt 300 mm với khoảng 19-20 ngày mưa Đến tháng XI, lượng mưa trung bình giảm đáng kể, chỉ còn khoảng 150 mm và số ngày mưa giảm xuống còn từ 11-15 ngày.

Trong mùa khô, lượng mưa thường dưới 50 mm, ngoại trừ hai tháng đầu và cuối (tháng XII và IV) với khoảng 3-8 ngày có mưa Các tháng giữa mùa khô có lượng mưa xấp xỉ tương tự.

Tháng II ghi nhận lượng mưa thấp nhất với chỉ 2-8 mm, trong khi tháng 1 có lượng mưa từ 10 mm trong 1-2 ngày Các tháng II, III, và IV là thời điểm có nhiệt độ cao và số giờ nắng tối đa trong năm, gây ra tình trạng khô hạn nghiêm trọng trên diện rộng Đặc biệt, lớp than bùn không có khả năng giữ nước và dễ bị bốc hơi mạnh mẽ.

2.2.2 Điều kiện sản xuất nông nghiệp

Trước đây, sản xuất nông nghiệp tại khu vực này gặp nhiều khó khăn do điều kiện tự nhiên khắc nghiệt, với chỉ một vụ lúa mùa mưa có năng suất thấp, dẫn

PHƯƠNG PHÁP, KỸ THUẬT SỬ DỤNG VÀ TÀI LIỆU TÍNH TOÁN

Mô hình thủy lực mike-gis vùng BĐCM

Mô hình toán thủy lực MIKE11 đã được Viện Quy hoạch Thủy lợi Miền Nam áp dụng cho nhiều dự án trong và ngoài nước, thành công trong việc mô phỏng các trận lũ lớn như năm 2000, 2001 và 2011, cũng như các năm kiệt như 1998 và 2008 Để phát triển mô hình chi tiết cho vùng BĐCM, dữ liệu từ mô hình lớn toàn ĐBSCL đã được sử dụng và cập nhật hệ thống kênh cùng các công trình thủy lợi Mô hình này cũng đã được kiểm định để mô phỏng hoạt động của hệ thống thủy lợi như QLPH và OMXN trong khu vực BĐCM.

Hình 2.1: Sơ đồ thủy lực vùng BĐCM Bảng 2.1: Thông số mô hình thủy lực MIKE11 vùng BĐCM

Stt Thông số Số lƣợng

3 Tổng chiều dài sông kênh 9474,5 km

5 Số điểm biên (mực nước) 44

6 Số công trình thủy lợi 153

7 Số tiểu lưu vực mưa 51

Hình 2.2: Sơ đồ các tiểu lưu vực trong mô hình mưa dòng chảy NAM

Bảng 2.2: Danh sách trạm biên trong mô hình

Stt Sông, Kênh Lý trình Số liệu thủy văn theo trạm Loại số liệu giờ

1 Cửa Trần Đề 38300 Bến Trại Mực Nước; Mặn

2 Cửa Định An 27000 Bến Trại Mực Nước; Mặn

3 S Cửa Lớn - Bồ Đề 0 Gành Hào Mực Nước; Mặn

4 K Cà Mau 3 15716 Gành Hào Mực Nước; Mặn

5 K Cái Cùng 13388 Gành Hào Mực Nước; Mặn

6 K Vĩnh Mỹ Ngoài 12328 Gành Hào Mực Nước; Mặn

7 K Chùa Phát 11937 Gành Hào Mực Nước; Mặn

8 K Hóa Phú 7437 Gành Hào Mực Nước; Mặn

9 R Thị Buông 17425 Gành Hào Mực Nước; Mặn

10 R Ông Nhu 17479 Gành Hào Mực Nước; Mặn

11 R Ông Thước 18533 Gành Hào Mực Nước; Mặn

12 S Gành Hào 50000 Gành Hào Mực Nước; Mặn

13 Sông Bassac 161043.3 Long Xuyên Mực Nước

14 S Mỹ Thanh 0 My Thanh Mực Nước; Mặn

15 Sông Cái Săn 60000 Rạch Giá Mực Nước; Mặn

16 Sông Cái Bé 0 Rạch Giá Mực Nước; Mặn

17 Sông Cái Lớn 0 Rạch Giá Mực Nước; Mặn

18 R Thứ Nhất 20729 Rạch Giá Mực Nước; Mặn

19 K Xẻo Quao 13359 Rạch Giá Mực Nước; Mặn

20 K Xẻo La 10660 Rạch Giá Mực Nước; Mặn

21 K Kim Quy 12082 Rạch Giá Mực Nước; Mặn

22 K Xẻo Nhao 3 0 Rạch Giá Mực Nước; Mặn

23 R Thứ Chín 1 0 Rạch Giá Mực Nước; Mặn

24 R Thứ Tám 0 Rạch Giá Mực Nước; Mặn

25 R Xẻo Quao 0 Rạch Giá Mực Nước; Mặn

26 R Xẻo Việt 1 0 Rạch Giá Mực Nước; Mặn

27 K Thứ Sáu 1 0 Rạch Giá Mực Nước; Mặn

28 K Thứ Năm 1 0 Rạch Giá Mực Nước; Mặn

29 K Thứ Tư 1 0 Rạch Giá Mực Nước; Mặn

30 K Thứ Ba 1 0 Rạch Giá Mực Nước; Mặn

31 K Thứ Hai 1 3836 Rạch Giá Mực Nước; Mặn

32 K Tiêu Dưa 0 Sông Đốc Mực Nước; Mặn

33 Sông Ông Đốc 38000 Sông Đốc Mực Nước; Mặn

34 Sông Bảy Háp 50000 Sông Đốc Mực Nước; Mặn

35 K Biển Nhị 17115 Sông Đốc Mực Nước; Mặn

36 S Cửa Lớn - Bồ Đề 43798 Sông Đốc Mực Nước; Mặn

37 K Đồng Cùng 29584 Sông Đốc Mực Nước; Mặn

38 K Cái Đôi Vàm 20562 Sông Đốc Mực Nước; Mặn

39 K Công Nghiệp 0 Sông Đốc Mực Nước; Mặn

40 K Coi Năm 0 Sông Đốc Mực Nước; Mặn

41 K Trần Văn Thới 32931 Sông Đốc Mực Nước; Mặn

42 K Hang Mai 0 Sông Đốc Mực Nước; Mặn

43 R Lung Rô Ghẹ 1 0 Sông Đốc Mực Nước; Mặn

44 K Chùa Vàng 2 0 Sông Đốc Mực Nước; Mặn

Nguồn: Viện Quy Hoạch Thủy Lợi Miền Nam

3.1.1 Số liệu địa hình DEM

Tài liệu địa hình các mặt cắt sông kênh là nguồn dữ liệu quan trọng trong hệ thống cơ sở dữ liệu mô hình toán toàn ĐBSCL Những tài liệu này được thu thập từ các dự án quy hoạch, đầu tư và thiết kế kỹ thuật cho các vùng, tiểu vùng và công trình cụ thể trong khu vực ĐBSCL Các đơn vị tham gia bao gồm Viện QHTL Miền Nam, Viện KHTL Miền Nam, Công ty Cổ phần Tư vấn thủy lợi II, cùng với đợt đo năm 2005 của Bộ TN&MT và các đơn vị địa phương khác.

Tài liệu về bản đồ cao độ số được cập nhật từ bản đồ cấy điểm 1/25.000 của Bộ Thủy Lợi, dựa trên các bản đồ địa hình mới nhất của Bộ Tài Nguyên và Môi Trường.

Hình 2.3: Dạng mặt cắt sông kênh trong mô hình KLTN Thông tin địa lý

Nguồn mặn từ biển Đông xâm nhập vào các kênh rạch vùng QLPH chủ yếu qua hai sông lớn là Sông Mỹ Thanh và Sông Gành Hào, cùng với một số kênh rạch kết nối với sông Hậu từ cửa biển đến Đại Ngãi Các kết quả đo mặn trong các giai đoạn 1979-1983 và 1989-1994 cho thấy rõ hướng truyền mặn của nguồn nước này.

Từ sông Mỹ Thanh, nước mặn được truyền đi theo ba hướng chính: hướng thứ nhất lên rạch Nhu Gia đến Thạnh Phú, hướng thứ hai vào rạch Chàng Ré đến Thạnh Trị, và hướng thứ ba dọc theo sông chính đến Bạc Liêu Tại Bạc Liêu, nước mặn tiếp tục được truyền theo hai hướng: một là hướng Bắc qua kênh Ngan Dừa-Bạc Liêu, và hai là theo kênh Bạc Liêu-Cà Mau về phía Vĩnh Lợi.

Sông Gành Hào có ba hướng truyền chính: thứ nhất, hướng vào kênh Gành Hào-Giá Rai, tiếp tục lên Hộ Phòng và Ninh Quới; thứ hai, hướng lên kênh Tắc Vân; và thứ ba, hướng dọc theo sông chính Gành Hào, kéo dài đến Cà Mau.

Phần lớn các kênh thông với biển hiện đang bỏ ngỏ, tạo điều kiện thuận lợi cho nước biển xâm nhập vào nội đồng Tuy nhiên, do các kênh này cạn, mức độ xâm nhập của nước biển cũng bị hạn chế nhất định.

Nguồn mặn từ biển Tây được truyền vào qua sông Cái Lớn và rạch Ba Đình, sau đó lan tỏa vào các kênh như Chắc Băng, Cộng Hoà, Vĩnh Lộc và Ngan Dừa.

Bảng 2.3: Độ mặn Max (g/l) tháng II/1990 tuyến M.Thanh-Nhu Gia-Xẻo Chít-Cái Lớn

Nguồn: Sở Tài Nguyên Môi Trường Cà Mau Bảng 2.4: Độ mặn Max (g/l) II/1990) tuyến G.Hào-H.Phòng-C Chí-P.Long-Cái Lớn Đặc trƣng

Nguồn: Sở Tài Nguyên Môi Trường Cà Mau Bảng 2.5: Độ mặn Max (g/l) tháng II/1990 dọc tuyến kênh QLPH Đặc trƣng

Nguồn: Sở Tài Nguyên Môi Trường Cà Mau Đặc trƣng

Hình 2.4: Bản đồ hệ thống sông kênh và công trình vùng QLPH

Hình 2.5: Biểu đồ lịch vận hành năm 2012 tại cống Giá Rai, Láng Trâm và Hộ Phòng

Hình 2.6: Biểu đồ lịch vận hành năm 2012 một số cống huyện Long Phú tỉnh Sóc

Nhu cầu nước được xác định dựa trên mô hình do Viện QHTLMN phát triển, với thông tin cập nhật về sử dụng đất, lịch thời vụ và đặc trưng khí tượng cho năm 2012.

Kết quả tính toán cho thấy tổng nhu cầu nước ngọt và mặn ở vùng BĐCM hầu hết các tháng đều dưới 500m3/s, ngoại trừ tháng 2 khi nhu cầu nước mặn tăng cao do bắt đầu vụ nuôi tôm.

Hình 2.7: Tổng nhu cầu nước mặn và ngọt mùa khô vùng BĐCM

Hình 2.8: Nhu cầu nước ngọt tháng 4 năm 2012 vùng BĐCM

Hình 2.9: Nhu cầu nước mặn tháng 2 năm 2012 vùng BĐCM

Hình 2.10: Vị trí trạm và các đặc trưng dùng cho hiệu chỉnh và kiểm định

Kết quả mô phỏng mùa kiệt năm 2012

Mô hình được tính toán từ ngày 01/01/2012 đến 31/12/2012, sử dụng đầy đủ số liệu về mực nước, độ mặn và quy trình vận hành cống điều tiết nước Kết quả mô phỏng được trích xuất và so sánh trong cả mùa kiệt và mùa lũ, tuy nhiên, nghiên cứu trong khóa luận chỉ tập trung vào điều tiết nước trong mùa khô.

Hình 2.11: Mực nước thực đo với tính toán mùa kiệt trạm Cần Thơ năm 2012

Hình 2.12: Mực nước thực đo với tính toán mùa kiệt trạm tân hiệp năm 2012

Hình 2.13: Mực nước thực đo với tính toán mùa kiệt trạm Vị Thanh năm 2012

Hình 2.14: Mực nước thực đo với tính toán mùa kiệt trạm Phước Long năm 2012

Hình 2.15: Mực nước thực đo với tính toán mùa kiệt trạm Phụng Hiệp năm 2012

Hình 2.16: Mực nước thực đo với tính toán mùa kiệt trạm Cà Mau năm 2012

Kết quả mô phỏng mặn

Hình 2.17: Mặn thực đo với tính toán trạm Cầu Quan năm 2012

Hình 2.18: Mặn thực đo với tính toán trạm Đại Ngải năm 2012

Hình 2.19: Mặn thực đo với tính toán trạm Trà Kha năm 2012 Kết quả mô phỏng mặn

Hình 2.20: mặn thực đo với tính toán trạm Sóc Trăng năm 2012

Hình 2.21: Mặn thực đo với tính toán trạm Cà Mau năm 2012

Hình 2.22: mặn thực đo với tính toán trạm Phước Long năm 2012

Hình 2.23 : Mặn thực đo với tính toán trạm Ninh Quới năm 2012

Hình 2.24: mặn thực đo với tính toán trạm Gò Quao năm 2012

Hình 2.25: Mặn thực đo với tính toán trạm An Ninh năm 2012

Để đánh giá độ chính xác của mô hình, hệ số tương quan là một trong những chỉ số quan trọng thường được sử dụng, như thể hiện trong hình 2.26 về mặn thực đo tại trạm Xẻo Rô năm 2012.

Bảng 2.6: Đánh giá tương quan giữa thực đo và tính toán tại các trạm kiểm định

Mùa lũ Mùa Kiệt Mùa Lũ

Dựa trên kết quả đánh giá mô phỏng mùa kiệt và mùa lũ tại các trạm kiểm định, cùng với bản đồ phân bố mặn và ngập lũ theo không gian ở cả hai mùa, cho thấy sự biến đổi rõ rệt của các yếu tố môi trường trong từng giai đoạn thời tiết.

Mô hình phản ánh chính xác chế độ thủy văn và thủy lực của khu vực nghiên cứu, cho phép mô phỏng các kịch bản khác nhau trong nghiên cứu này.

3.1.3 Các kịch bản điều tiết nguồn nước

Học viên tập trung nghiên cứu đánh giá kết quả mô phỏng 2 kịch bản điều tiết nước trong hệ thống QLPH:

(1) Kịch bản vận hành công trình cấp đủ mặn cho nuôi tôm (khu vực huyện Hồng Dân)

Để đảm bảo nguồn nước mặn đủ cho hoạt động nuôi trồng thủy sản tại huyện Hồng Dân, cần có các phương án vận hành hiệu quả Thông thường, mức độ mặn chỉ đạt yêu cầu vào cuối tháng 2, điều này vẫn là một thách thức đối với khu vực quản lý Đồng thời, cần chú ý kiểm soát để không để nước mặn xâm nhập qua ranh giới giữa hai tỉnh Sóc Trăng và Bạc Liêu.

Tạo bản đồ GIS nguồn nước mặn

Bản đồ sử dụng đất

Việc thành lập bản đồ sử dụng đất cần đảm bảo cập nhật đầy đủ thông tin cho các khu vực của QLPH, bao gồm việc thu thập dữ liệu từ nhiều nguồn khác nhau Cụ thể, bản đồ hiện trạng sản xuất nông nghiệp được lấy từ Viện Quy hoạch Nông Nghiệp Quốc gia và bản đồ tình hình nuôi trồng thủy sản tại các khu vực ven biển Đồng bằng sông Cửu Long năm 2013 từ Phân Viện Quy hoạch Thủy sản Hai bản đồ này được thể hiện trong hình 2.27 và hình 2.28.

Hình 2.27 : Bản đồ hiện trạng sản xuất nông nghiệp của vung ĐBSCL

Hình 2.28 : Bản đồ hiện trạng nuôi trồng thủy hải sản vùng ven biển ĐBSCL năm

Sau khi tích hợp và chồng lớp, bản đồ sử dụng đất của QLPH đƣợc thành lập tại hình 2.29

Hình 2.29: Bản đồ hiện trạng sử dụng đất vùng QLPH

Tiêu đề	Ứng Dụng Gis Trong Quản Lý Nước Tại Quản Lộ Phụng Hiệp
Tác giả	Nguyễn Lý Bằng
Người hướng dẫn	Tiến Sĩ Đặng Thanh Lâm
Trường học	Trường Đại Học Nông Lâm
Chuyên ngành	Hệ Thống Thông Tin Địa Lý
Thể loại	khóa luận tốt nghiệp
Năm xuất bản	2016
Thành phố	Thành Phố Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	90
Dung lượng	6,61 MB