nghiên cứu giải pháp điều tiết nguồn nước trên dòng chính sông bưởi trong mùa kiệt, trong điều kiện biến đổi khí hậu

Từ những phân tích trên cho thấy cần phải có một nghiên cứu để chỉ ra những nguyên nhân gây suy giảm nguồn nước trên dòng chính sông Bưởi; Từ đó đề xuất các giải pháp điều tiết nguồn nướ

LỜI CẢM ƠN

Sau thời gian dài thực hiện, luận văn Thạc sĩ chuyên ngành Quy hoạch và

Quản lý Tài nguyên nước với đề tài: “Nghiên cứu giải pháp điều tiết nguồn nước trên dòng chính sông Bưởi trong mùa kiệt, trong điều kiện biến đổi khí hậu” đã

được hoàn thành Ngoài sự nỗ lực của bản thân, tác giả còn được sự chỉ bảo, hướng dẫn tận tình của các thầy cô giáo và các đồng nghiệp, bạn bè

Đầu tiên, tác giả xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới người hướng dẫn khoa học PGS.TS Trần Viết Ổn - Phó Hiệu trưởng Trường Đại học Thủy lợi và

TS Nguyễn Văn Tuấn - Viện Quy hoạch Thủy lợi đã trực tiếp tận tình hướng dẫn, giúp đỡ và cung cấp những tài liệu, những thông tin cần thiết cho tác giả hoàn thành

Luận văn này

Tác giả xin chân thành cảm ơn Trường Đại học Thủy lợi, các thầy giáo, cô giáo Khoa Kỹ thuật Tài nguyên nước, các thầy giáo, cô giáo các bộ môn đã truyền đạt những kiến thức chuyên môn trong quá trình học tập

Tác giả cũng xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của Viện Quy hoạch Thuỷ lợi,

Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn tỉnh Thanh Hóa, Hòa Bình và các đồng nghiệp, bạn bè đã giúp đỡ, cung cấp các tài liệu cần thiết và đóng góp ý kiến cho tác giả hoàn thành luận văn

Tuy nhiên do thời gian có hạn, khối lượng tính toán lớn nên những thiếu sót

của luận văn là không thể tránh khỏi Tác giả rất mong tiếp tục nhận được sự chỉ bảo giúp đỡ của các thầy cô giáo cũng như những ý kiến đóng góp của bạn bè và của đồng nghiệp

Cuối cùng, tác giả xin chân thành cảm ơn tấm lòng của những người thân trong gia đình, bạn bè đã động viên giúp đỡ khích lệ tác giả trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn này

Xin chân thành cảm ơn./

Hà N ội, tháng 10 năm 2013

BẢN CAM KẾT

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Trần Viết Ổn

Tên đề tài Luận văn “Nghiên cứu giải pháp điều tiết nguồn nước trên dòng chính sông Bưởi trong mùa kiệt, trong điều kiện biến đổi khí hậu”

Tác giả xin cam đoan đề tài Luận văn được làm dựa trên các số liệu, tư liệu được thu thập từ nguồn thực tế, được công bố trên báo cáo của các cơ quan Nhà nước, được đăng tải trên các tạp chí chuyên ngành, sách, báo… để làm cơ sở nghiên cứu Tác giả không sao chép bất kỳ một Luận văn hoặc một đề tài nghiên cứu nào trước đó

Hà Nội, tháng 10 năm 2013

Tác giả

Phạm Công Thành

MỞ ĐẦU

1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Sông Bưởi là phụ lưu cấp I của sông Mã, với diện tích 1.633 kmP

2

P

, lưu vực sông nằm trải rộng trên địa bàn 3 huyện Tân Lạc, Lạc Sơn, Yên Thủy của tỉnh Hòa Bình và 2 huyện Thạch Thành, Vĩnh Lộc của tỉnh Thanh Hoá Dân số trên lưu vực tính đến năm

2010 là 409.756 người

Tiềm năng phát triển kinh tế trên lưu vực sông Bưởi rất phong phú: Nông nghiệp, lâm nghiệp, công nghiệp, du lịch, thuỷ sản và khai khoáng… chính vì vậy yêu cầu đáp ứng về nguồn nước cũng rất đa dạng và có những đặc thù khác nhau giữa các ngành

Trong công tác phát triển thủy lợi, hiện nay toàn vùng đã xây dựng được gần

500 công trình cấp nước nhưng mới đáp ứng được trên 50% diện tích cần tưới Trong

đó đáng chú là các công trình đập dâng, trạm bơm khai thác trên dòng chính khu vực trung và hạ du sông Bưởi với diện tích phục vụ tưới cho khoảng 4.800 ha canh tác nông nghiệp hàng năm trong thời kỳ mùa kiệt thường bị thiếu nguồn không đáp ứng được yêu cầu cần tưới

Đánh giá về tình hình hạn hán trong những năm gần đây của Sở Nông nghiệp

và PTNT Thanh Hóa cho thấy:

- Năm 2009 do ảnh hưởng của thời tiết bất thường, mùa mưa năm 2009 kết thúc sớm và chỉ đạt (70-85)% so với lượng mưa trung bình nhiều năm Mực nước trên sông Bưởi xuống thấp dưới mức lịch sử: Tại trạm thuỷ văn Kim Tân mực nước giao động ở 1,68m, thấp hơn so với cùng kỳ trung bình nhiều năm là 0,12m

- Sang năm 2010 diễn biến khí tượng, thuỷ văn càng gia tăng những bất lợi Kết quả điều tra của Chi cục Thuỷ lợi Thanh Hoá về diễn biến mực nước tại một số công trình trên địa bàn tỉnh ngày 25/05/2010 cho thấy các công trình đều có mực nước thấp hơn so với cùng kỳ năm 2009

Bảng 1: Diễn biến mực nước tại một số công trình thuỷ lợi trên lưu vực sông Bưởi

kế (m)

MN chết (m)

2010 (m)

MN cùng

kỳ 2009 (m)

Trước tình hình đó, những năm gần đây, để lấy nước phục vụ sản xuất các trạm bơm khai thác trên dòng chính thuộc khu vực trung và hạ du sông Bưởi đều phải nối dài ống hút, hạ thấp bể hút, nạo vét cửa vào hay đắp các đập tạm trên sông

để dâng đầu nước cho các trạm bơm hoạt động Tuy nhiên đây chỉ là các biện pháp tạm thời, về lâu về dài không phải là giải pháp phù hợp

Mặt khác, theo định hướng phát triển kinh tế xã hội vùng hạ du sông Bưởi có nhu cầu dùng nước ngày càng tăng cao do việc mở rộng vùng nguyên liệu mía phục vụ nhà máy đường Việt Đài và xây dựng hàng loạt các khu công nghiệp như: KCN Thạch Quảng huyện Thạch Thành (200ha); KCN Vĩnh Minh, Vĩnh Hòa, Vĩnh Quang huyện Vĩnh Lộc (85ha)… Nguồn nước để phục vụ các hoạt động kinh tế này sẽ chủ yếu lấy

từ dòng chính sông Bưởi Điều đó cho thấy vấn đề khai thác nước trên dòng chính sông Bưởi sẽ ngày càng khó khăn hơn nếu không có giải pháp điều tiết dòng chảy

Từ những phân tích trên cho thấy cần phải có một nghiên cứu để chỉ ra những nguyên nhân gây suy giảm nguồn nước trên dòng chính sông Bưởi; Từ đó đề xuất các giải pháp điều tiết nguồn nước để phục vụ kịp thời yêu cầu phát triển kinh tế xã hội vùng hạ du lưu vực sông Bưởi

2 MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI

Đề xuất được giải pháp điều tiết nguồn nước trên dòng chính sông Bưởi phục

vụ chống hạn, phát triển kinh tế xã hội vùng hạ du lưu vực sông trong điều kiện biến đổi khí hậu

3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

- Đối tượng nghiên cứu: Diễn biến dòng chảy mùa kiệt vùng hạ du sông Bưởi; Tác động của suy giảm dòng chảy kiệt đến các hoạt động phát triển kinh tế; Đề xuất giải pháp điều tiết dòng chảy hạ du sông Bưởi trong mùa kiệt

- Phạm vi nghiên cứu: Lưu vực sông Bưởi, trên địa bàn các huyện Lạc Sơn, Tân Lạc, Yên Thủy của tỉnh Hòa Bình và huyện Thạch Thành, Vĩnh Lộc tỉnh Thanh Hóa

4 NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ CÁCH TIẾP CẬN

4.1 Nội dụng nghiên cứu

- Đánh giá tình hình suy giảm nguồn nước ở hạ du sông Bưởi mùa kiệt trong điều kiện biến đổi khí hậu

- Phân tích xác định nguyên nhân gây ra hiện tượng suy giảm dòng chảy kiệt

- Đánh giá tác động của suy giảm dòng chảy kiệt vùng hạ du sông Bưởi đến các hoạt động phát triển kinh tế xã hội của vùng

- Đề xuất các giải pháp công trình và phi công trình nhằm điều tiết dòng chảy

hạ du sông Bưởi trong mùa kiệt

4.2 Cách tiếp cận

Diễn biễn trong những năm gần đây cho thấy mức độ ảnh hưởng của việc suy giảm dòng chảy mùa kiệt đối với sự phát triển của kinh tế-xã hội và vấn đề môi trường vùng hạ du sông Bưởi là rất đáng báo động Phân tích đánh giá các đặc điểm

tự nhiên, tình hình khai thác và sử dụng nguồn nước, những tác động của việc hạ thấp mực nước tới các hoạt động kinh tế vùng hạ du sông Bưởi, đề tài chọn hướng tiếp cận như sau:

• Tiếp cận tổng hợp và liên ngành:

Lưu vực sông Bưởi nằm trên địa bàn 2 tỉnh Hòa Bình và Thanh Hóa Vì vậy việc quản lý, khai thác và sử dụng tài nguyên nước gặp những khó khăn nhất định Hiện nay mỗi ngành, mỗi địa phương dường như đang tự đặt cho mình các mục tiêu

về khai thác, sử dụng và quản lý tài nguyên nước theo cách riêng Trong một số trường hợp, sự phát triển của một địa phương hay một ngành nào đó đã làm ảnh hưởng đến tài nguyên, môi trường của một hay nhiều địa phương khác dẫn đến những mâu thuẫn và tranh chấp nhấp định Vì vậy để giải quyết vấn đề suy giảm nguồn nước trên sông Bưởi cần có phương pháp tiếp cận tổng hợp và liên ngành, xem xét nhiều yếu tố, những mối tác động qua lại lẫn nhau để xây dựng cơ cấu ngành kinh tế hợp lý, sử dụng hiệu quả nguồn nước và đảm bảo môi trường

• Tiếp cận kế thừa:

Trên lưu vực sông Bưởi cũng như toàn hệ thống sông Mã đã có một số các dự

án quy hoạch, các đề tài nghiên cứu về nguồn nước, vấn đề khai thác, sử dụng và quản lý tài nguyên nước Việc kế thừa có chọn lọc các kết quả nghiên cứu này sẽ

giúp đề tài có định hướng giải quyết vấn đề một cách khoa học hơn

• Tiếp cận thực tiễn:

Tiến hành khảo sát thực địa, tổng hợp số liệu nhằm nắm rõ chi tiết hiện trạng

và định hướng phát triển kinh tế - xã hội của từng địa phương, hiện trạng khai thác

và sử dụng nguồn nước, các quy hoạch vùng, các chính sách phát triển các ngành

kinh tế, tình hình về mực nước và lưu lượng trên hệ thống sông Bưởi tại các thời gian khác nhau, các đánh giá về tình hình thiệt hại, suy giảm nguồn lợi kinh tế vùng

hạ du do mực nước bị hạ thấp

Các số liệu thực tiễn giúp đánh giá một cách tổng quan về điều kiện tự nhiên, hiện trạng khai thác và sử dụng nước trên lưu vực sông Bưởi, nhu cầu dùng nước các ngành kinh tế - xã hội hiện nay và trong tương lai, xu thế biến động các yếu tố khí tượng, thủy văn làm cơ sở đánh giá ảnh hưởng và xác định nguyên nhân gây ra hiện tượng suy giảm nguồn nước trên dòng chính sông Bưởi, từ đó có cơ sở đề xuất giải pháp khắc phục

• Tiếp cận các phương pháp, công cụ hiện đại trong nghiên cứu:

Đề tài này ứng dụng, khai thác các phần mềm, mô hình hiện đại như mô hình tính toán thủy động lực học (MIKE 11), phần mềm tính toán hệ số tưới cho các loại cây trồng (CROPWAT), công nghệ GIS phục vụ lập bản đồ

4.3 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp kế thừa: Kế thừa các tài liệu, kết quả tính toán của các dự án quy hoạch, các đề tài nghiên cứu khoa học, điều tra cơ bản thực hiện trên lưu vực sông Bưởi

- Phương pháp phân tích, thống kê

- Phương pháp ứng dụng các mô hình hiện đại: Ứng dụng các mô hình, công

cụ tiên tiến phục vụ tính toán bao gồm phần mềm Mapinfo xây dựng bản đồ; Phần mềm CROPWAT tính toán hệ số tưới cho các loại cây trồng phục bài toán cân bằng nước; Mô hình MIKE 11 tính toán biến động dòng chảy kiệt vùng hạ du sông Bưởi

- Phía Bắc giáp lưu vực suối Hoa của sông Đà

- Phía Nam giáp dòng chính sông Mã

- Phía Tây giáp huyện Mai Châu (tỉnh Hoà Bình), huyện Bá Thước, Cẩm Thuỷ (tỉnh Thanh Hoá)

- Phía Đông là lưu vực sông Bôi (tỉnh Hoà Bình)

Tổng diện tích tự nhiên toàn vùng là 173.082 ha, dân số tính đến năm 2011 là 409.756 người

Hình 1.1: Lưu vực sông Bưởi trên bản đồ vệ tinh

- Địa hình núi đá vôi: Địa hình này chạy dài từ Mai Châu xuống đến huyện Yên Thuỷ theo hướng Tây bắc - Đông nam Dạng địa hình này có diện tích khoảng

2

P

, chiếm khoảng 69,5% diện tích toàn lưu vực Đây là vùng có tiềm năng lớn để phát triển cây công nghiệp, cây đặc sản với diện tích đất nông nghiệp khoảng 15.000ha

b Mạng lưới sông suối

Là phụ lưu cấp I của sông Mã, sông Bưởi bắt nguồn từ miền rừng núi Tân Lạc, Lạc Sơn của tỉnh Hòa Bình và hình thành từ 3 suối lớn: Suối Cái, suối Bin và suối Cộng Hoà, đến Vụ Bản 3 suối này nhập lưu lại thành dòng chính sông Bưởi Đặc điểm các sông chính trong vùng như sau:

- Suối Bin: Có diện tích lưu vực 256 kmP

2

P

, bắt nguồn từ Mường Ngay trên dãy núi đá vôi chạy theo hướng Tây bắc - Đông nam và nhập chung với suối Cái và suối Cộng Hoà tại Vụ Bản Toàn bộ dòng chính suối dài 31,1 km, khả năng cấp nước của suối trong mùa kiệt rất hạn chế, mùa lũ nước tập trung nhanh

- Suối Cái: Dài 52,5 km với diện tích lưu vực 349 kmP

2

P

, bắt nguồn từ Mường Nang trên độ cao 540 m Lưu vực suối có nhiều núi đá vôi đá vôi và đồi trọc, khả năng điều tiết nước kém và đóng góp một phần lớn trong việc gây lũ cho hạ du sông Bưởi Về mùa kiệt, tuy lưu vực suối lớn nhưng lưu lượng chỉ đạt 0,6-0,7 mP

, bắt nguồn từ núi Cốt cao 825

m, chạy theo hướng Bắc nam nhập vào sông Bưởi tại Vụ Bản Tổng chiều dài suối

chính 30 km, lòng suối mùa kiệt hẹp nông có nhiều chỗ lòng suối tràn lan, lưu lượng kiệt thường xuyên 0,4-0,8 m3/s, lũ tập trung nhanh và lớn

Ngoài các suối chính nêu ra ở trên, hệ thống sông Bưởi còn hàng trăm khe suối lớn nhỏ tạo nên một chế độ thuỷ văn khá phức tạp

Bảng 1.1: Đặc trưng hình thái các sông trên lưu vực sông Bưởi

trí

K/cách từ cửa phụ lưu tới cửa sông (km)

Độ cao nguồn sông (m)

Mật độ lưới sông

Nguồn: Viện Khí tượng Thủy văn (1985), “Đặc trưng hình thái lưu vực sông Việt Nam”

c Đặc điểm khí hậu trên lưu vực

- Bốc hơi Piche: Bốc hơi bình quân nhiều năm nằm trong khoảng 719-775

mm Tháng có lượng bốc hơi nhỏ nhất là tháng 4 và tháng lớn nhất là tháng 6

- Độ ẩm tương đối: Độ ẩm tương đối trung bình năm đạt 85-86% Những tháng có đổ ẩm cao là các tháng có mưa phùn (tháng 2, tháng 3) hoặc các tháng mùa mưa (tháng 8, tháng 9)

- Tốc độ gió: Mùa đông do hoàn lưu phương Bắc mạnh nên có gió mùa Đông bắc, tốc độ gió trung bình 0,8-1,2 m/s Gió này xuất hiện từ tháng XI đến tháng II năm sau Mùa hè do hoàn lưu phương Nam và vị trí thấp của vùng Vịnh Bắc bộ nên hướng gió thịnh hành là Đông nam, mang nhiều hơn ẩm dễ gây mưa rào Tốc độ gió bình quân 0,8-1,4 m/s Loại gió này xuất hiện từ tháng III và kết thúc vào tháng X hàng năm

• Đặc trưng mưa:

Tổng lượng mưa năm trên toàn lưu vực là 1.800 mm, phần thượng nguồn và trung lưu sông bưởi đạt 1.900-2.100 mm, phần hạ du đạt 1.600-1.700 mm Năm có lượng mưa lớn nhất đạt 2.760 mm năm 1996 tại Lạc Sơn, 2.743 mm năm 1963 tại Thạch Quảng Năm có lượng mưa nhỏ nhất tại Lạc Sơn chỉ đạt 1.303 mm năm 1991, tại Thạch Quảng 629 mm năm 1976

3

P

Bảng 1.2: Đặc trưng dòng chảy năm lưu vực sông Bưởi tại trạm Vụ Bản

Theo số liệu thống kê cho thấy mùa lũ trên sông Bưởi kéo dài 5 tháng, từ tháng

VI đến tháng X với tổng lượng dòng chảy chiếm đến 78% tổng lượng dòng chảy năm Tháng có lượng dòng chảy lớn nhất là tháng IX chiếm 25,7% tổng lượng dòng chảy năm Đặc trưng mực nước và lưu lượng lũ tại một số trạm trên sông Bưởi như sau:

- Mực nước lũ trung bình nhiều năm đạt 15,18 m tại Thạch Quảng, 10,92 m tại Kim Tân Mực nước lũ cao nhất tại Kim Tân là 14,25 m ngày 5/X năm 2007, tại

Thạch Quảng là 21,29 m ngày 24/VII/1980

- Lưu lượng lũ tại trạm Vụ Bản khống chế diện tích là 886 kmP

• Dòng chảy mùa kiệt:

Mùa kiệt trên sông Bưởi kéo dài 7 tháng, từ tháng XI đến tháng V năm sau với lượng dòng chảy cả mùa đạt 22% tổng dòng chảy cả năm

IV 8,8 9,9 0,41 0,45 8,49 6,21 5,09 4,36 2,72 3,1 1966

V 16,0 18,1 0,50 2,01 13,60 10,30 9,28 8,79 9,70 10,9 1962

XI 18,8 21,2 0,58 0,88 17,30 10,98 8,13 6,39 5,56 6,3 1962 XII 10,9 12,3 0,73 2,18 8,41 5,41 4,52 4,14 3,72 4,2 1962 Phía hạ du sông Bưởi do chế độ triều cửa sông mạnh, vào mùa kiệt trên sông Bưởi nguồn nước sông Mã đẩy ngược vào Dòng chính sông Bưởi từ trạm bơm Ngọc Nước trở xuống có thể sử dụng nước sông Mã từ 12-13 mP

3

P

/s

1.1.3 Hiện trạng và định hướng phát triển kinh tế xã hội

1.1 3.1 Hiện trạng phát triển kinh tế xã hội

5T

a Dân cư và lao động:

- Dân số vùng nghiên cứu tính đến năm 2010 là 409.756 người, mật độ bình quân toàn vùng đạt 236,7 người/kmP

2

P

Trong đó: 5,4% dân số thành thị, 94,6% dân số sống ở nông thôn; Nam giới có 203.639 người (chiếm 49,6%), nữ gới có 206.117 người (chiếm 50,4%)

5T

- Dân số trong độ tuổi lao động là 231.720 người chiếm tỷ lệ 56,6% Trong số lao động trong độ tuổi, tỷ lệ có việc làm là 90%, trong đó lao động khu vực nông nghiệp chiếm 80%, khu vực công nghiệp 7% và dịch vụ 3% Tỷ lệ lao động qua đào tạo thấp, đạt 17,89%

Bảng 1.4: Cơ cấu kinh tế trên địa bàn vùng nghiên cứu

Nguồn: Niên giám thống kê tỉnh Hòa Bình, Thanh Hóa

• Kết quả phát triển kinh tế

5T

- Nền kinh tế đạt tốc độ tăng trưởng khá cao, giai đoạn 2001-2010 giá trị sản xuất tăng thêm bình quân 9,63%/năm, trong đó: Ngành công nghiệp, xây dựng đạt tốc độ tăng trưởng cao nhất 18,97%/năm; tiếp đó là ngành Thương mại, dịch vụ 17,58%/năm; Nông, lâm nghiệp, thủy sản có tốc độ tăng trưởng thấp nhất 2,99%/năm

5T

- Cơ cấu kinh tế chuyển dịch theo hướng tích cực Từ năm 2001 đến 2010 tỷ trọng giá trị sản xuất ngành nông, lâm nghiệp, thủy sản giảm 16,74% trong cơ cấu (từ 63,01% xuống còn 46,27%); ngành Công nghiệp và xây dựng tăng 10,03%; ngành thương mại, dịch vụ tăng 6,57%

c Hiện trạng phát triển các ngành

• Nông nghiệp:

Tổng diện tích tự nhiên vùng là 173.082 ha, trong đó: Diện tích đất nông nghiệp chiếm tới 83%, đất phi nông nghiệp chiếm 14% và đất chưa sử dụng chỉ còn 3% diện tích toàn vùng

- Ngành trồng trọt vẫn là ngành chiếm tỷ trọng lớn nhất trong nông nghiệp Năm 2010 tỷ trọng ngành trồng trọt chiếm tới 68,4% giá trị sản xuất nông nghiệp Với diện tích đất nông nghiệp là 143.410 ha, đất trồng cây hàng năm là 35.751 ha, riêng đất lúa có 21.788 ha gieo trồng được 2 vụ

- Chăn nuôi: Ngành chăn nuôi phát triển tương đối ổn định nhưng tăng trưởng không cao Năm 2010 tổng đàn lợn có 168.116 con, đàn bò 30.022 con, đàn trâu 54.768 con và gia cầm là 2.272.991 con Giá trị sản xuất tăng bình quân đạt 5÷7%/năm thời kỳ 2001-2010

- Lâm nghiệp: Hiện nay diện tích đất lâm nghiệp toàn vùng có 98.386 ha, chiếm 56,8% so với diện tích đất tự nhiên Trong đó: Rừng sản xuất có diện tích là 44.298 ha; Rừng phòng hộ có diện tích 42.665 ha; Rừng đặc dụng có diện tích 11.423 ha Tỷ lệ che phủ của đất rừng trên địa bàn vùng nghiên cứu đạt xấp xỉ 46%

5T

- Thủy sản: Diện tích nuôi trồng thủy sản năm 2010 là 1.060 ha với sản lượng 572 tấn Tốc độ tăng trưởng giá trị ngành thủy sản bình quân giai đoạn 2005-2010 là 5,5%/năm

Hoạt động nuôi trồng thủy sản chủ yếu được thực hiện trên diện tích các mặt nước (ao, hồ nước nhỏ) và ngoài ra là tại một số diện tích nuôi cá theo mô hình: 1 lúa + 1 cá Mặc dù vậy, do không phải là ngành có lợi thế nên tỷ trọng thủy sản còn khá nhỏ bé (3%) trong cơ cấu ngành nông nghiệp của vùng

• Công nghiệp:

Giai đoạn 2005-2010, tốc độ tăng trưởng bình quân ngành công nghiệp đạt khoảng 14,6% Giá trị sản xuất ngành công nghiệp năm 2010 đạt 892 tỷ đồng, cao gấp 2 lần so với giá trị sản xuất ngành công nghiệp năm 2005 Trong cơ cấu sản xuất của vùng, tỷ trọng ngành công nghiệp và xây dựng tăng từ 14,33% năm 2001 lên 24,36% năm 2010

• Giao thông: Đường bộ trong vùng gồm có những tuyến đường chính: Đường 6 từ Mãn Đức đi Sơn La, đường Hồ Chí Minh, đường 12 từ Mãn Đức đi Yên Thủy, tuyến đường Phố Cát - Cổ Tế - Vĩnh Lộc nối với đường 1A Đường thuỷ có tuyến từ Cửa Hới - sông Mã - sông Bưởi vẫn được khai thác để chở khách đi lại đồng thời chuyên chở nguyên vật liệu, lâm thổ sản

• Y tế, giáo dục:

5T

- Y tế: Ở mỗi huyện đều có một bệnh viện đa khoa tại trung tâm với quy mô 50-60 giường bệnh Tất cả 64 xã trên địa bàn đều có trạm y tế với tổng số 278 giường bệnh Tổng số cán bộ y tế trên toàn vùng là 530 người, trong đó bác sỹ chiếm

tỷ lệ 11%, y sỹ, kỹ thuật viên là 45%, còn lại là y tá, nữ hộ sinh

5T

- Giáo dục: Tỷ lệ huy động số em trong độ tuổi đến trường đạt cao: Khối nhà trẻ, mẫu giáo đạt 96%; tiểu học đạt 98,5%; trung học cơ sở 96,5%; trung học phổ thông 95% Có 125 trường đạt chuẩn Quốc gia, chiếm 46,6% số trường học trên toàn vùng

1.1 3.2 Định hướng phát triển kinh tế xã hội

a Xu thế phát triển dân số, nguồn nhân lực:

Với mục tiêu: Phấn đấu giảm tỷ lệ tăng dân số tự nhiên hàng năm dưới 1%, duy trì

ở mức 1% trong thời kỳ 2010-2015 và 0,9% giai đoạn 2016-2020 Dự kiến dân số đến

2020 là 446.949 người, trong đó: Thành thị 27.884 người, nông thôn 419.065 người

b Mục tiêu phát triển kinh tế

5T

- Về cơ cấu kinh tế: Chuyển dịch theo hướng hiện đại, giảm mạnh tỷ trong nông nghiệp, tăng nhanh tỷ trọng công nghiệp và dịch vụ trong nền kinh tế

Bảng 1.5: Cơ cấu kinh tế và chuyển dịch cơ cấu kinh tế

Nguồn: Định hướng phát triển KTXH đến 2020 tỉnh Hòa Bình, Thanh Hóa

c Phương hướng phát triển các ngành kinh tế:

• Phát triển nông nghiệp:

Tốc độ tăng trưởng nông, lâm nghiệp và thuỷ sản đạt bình quân 5%/năm thời

kỳ 2010-2015 và 5,1% thời kỳ 2016-2020; giảm tỷ trọng ngành nông - lâm nghiệp

- Về chăn nuôi: Nâng tỷ trọng chăn nuôi trong giá trị sản xuất nông nghiệp lên hơn 40% năm 2015 và hơn 50% vào năm 2020

- Nâng cao độ che phủ rừng, đảm bảo độ che phủ đạt 50% vào năm 2015 và 60% vào năm 2020 Đảm bảo chức năng phòng hộ đầu nguồn và đóng góp lớn cho nền kinh tế

• Phát triển công nghiệp:

- Tốc độ tăng trưởng bình quân giai đoạn 2010-2015 là khoảng 22%/năm, giai đoạn 2016-2020 là khoảng 16%/năm, cả thời kỳ 2010-2020 là khoảng 19%/năm

- Tỷ trọng ngành công nghiệp và xây dựng trong cơ cấu kinh tế đến năm 2015

là khoảng 29% (trong đó tỷ trọng công nghiệp là gần 6%), đến năm 2020 là khoảng 31% (trong đó tỷ trọng công nghiệp là hơn 6%)

Theo định hướng phát triển ngành, trong tương lai sẽ phát triển một số khu công nghiệp sau: Khu công nghiệp Lạc Thịnh quy mô 200 ha; Cụm sản xuất tiểu thủ công nghiệp thị trấn Hàng Trạm diện tích 5 ha; Cụm công nghiệp Phong Mỹ diện tích 100 ha, Thanh Hối - Đông Lai 28,9 ha, Đầm Đuống 200 ha, Vĩnh Long 20 ha, Vĩnh Hòa 35 ha, Thạch Quảng 200 ha… và còn rất nhiều cụm công nghiệp vừa và nhỏ khác với tổng diện tích các khu công nghiệp toàn vùng lên tới 1.102 ha

• Phát triển kết cấu hạ tầng:

- Giao thông: Xây dựng hoàn chỉnh mạng lưới giao thông liên hoàn nối các địa bàn các huyện trong vùng một cách thông suốt, hòa nhập vào hệ thống giao thông liên tỉnh

- Hệ thống điện: Cung cấp điện an toàn, liên tục phục vu cho mục tiêu kinh tế xã

hội an ninh quốc phòng trên địa bàn Đảm bảo 100% số hộ sử dụng điện vào năm 2015

- Về thuỷ lợi: Quan tâm thực hiện các mục tiêu trong xây dựng và khai thác sử

dụng hệ thống thuỷ lợi nhằm nâng cao hiệu quả của công trình thuỷ lợi Hoàn thiện đồng bộ hệ thống thuỷ lợi trên địa bàn nhằm đảm bảo chủ động nước tưới đáp ứng nhu cầu sản xuất nông nghiệp của nhân dân

- Về cấp nước sinh hoạt: Đảm bảo toàn dân được dùng nước sạch vào năm

2020 Khu vực thị trấn, thị tứ đảm bảo tiêu chuẩn nước sạch vào năm 2015 Các vùng dân cư nông thôn 100% dùng nước hợp vệ sinh và nước sạch

1.1.4 Hiện trạng thủy lợi

1.1.4.1 Hiện trạng cấp nước sinh hoạt và công nghiệp tập trung

- Công nghiệp trên địa bàn vùng nghiên cứu hiện nay phần lớn là các điểm công nghiệp nhỏ lẻ, chưa tập trung thành các cụm, khu công nghiệp Phía thượng nguồn sông Bưởi có hai khu công nghiệp tương đối lớn là Lạc Thịnh và Hàng Trạm thuộc huyện Yên Thủy mới đang trong giai đoạn đầu của quá trình phát triển Phía hạ lưu sông Bưởi có khu công nghiệp mía đường Việt Đài sử dụng nguồn nước ngầm để cấp nước cho sản suất và dân sinh

- Cấp nước sinh hoạt: Sử dụng nước cho sinh hoạt hoạt nông thôn chủ yếu bằng nguồn nước ngầm tầng nông và nước mặt trên các sông suối, với các hình phổ biến: Giếng đào, giếng khoan hộ gia đình, bể nước mưa, các công trình cấp nước tập trung Tỷ lệ dân số được dùng nước hợp vệ sinh đạt khoảng 70%

Bảng 1.6: Tổng số công trình cấp nước hộ gia đình trên địa bàn vùng nghiên cứu

5T

Số giếng khoan (cái)

5T

Bể nước mưa (cái)

5T

SD nước sông (số hộ)

5T

Nước vòi nhà máy (vòi)

5T Nguồn: Quy hoạch cấp nước sạch và vệ sinh môi trường nông thôn tỉnh Hoà Bình,

Thanh Hoá thực hiện năm 2010

Hình 1.2: Bản đồ hiện trạng công trình thủy lợi lưu vực sông Bưởi

Bảng 1.7: Tổng hợp công trình tưới trên địa bàn vùng nghiên cứu

lệ

Hồ chứa Đập dâng Trạm bơm Ftk (ha) Ftt (ha)

1 Thượng nguồn s Bưởi 237 153 17 8.742 6.652 0,76

3 Trung lưu s Bưởi 51 20 31 7.730 6.382 0,82

• 5TMột số tồn tại trong công tác phát triển thủy lợi:

5T

- Khu vực trung và thượng nguồn sông Bưởi địa hình bị chia cắt mạnh, khó khăn trong việc bố trí công trình tưới Còn khoảng 5.900ha canh tác trên đất dốc không có khả năng bố trí công trình tưới

5T

- Dòng chính sông Bưởi đoạn từ Thạch Tượng đến Kim Tân hàng năm trong mùa kiệt luôn xảy ra tình trạng thiếu nguồn, nhiều trạm bơm lấy nước trên sông Bưởi hoạt động kém hiệu quả

5T

- Nhiều công trình xây dựng đã lâu, nguồn kinh phí sửa chữa thường xuyên còn hạn chế nên công trình xuống cấp, chưa đảm bảo nhiệm vụ công trình

1.1.4.3 Hiện trạng các công trình tiêu úng

Tổng diện tích cần tiêu trên địa bàn là 173.082ha, trong đó vùng thượng nguồn sông Bưởi được tiêu tự chảy hoàn toàn bằng sông suối tự nhiên Vùng hạ du sông Bưởi có diện tích cần tiêu là 31.102ha, trong đó tiêu tự chảy gần 26.662ha, còn

lại gần 4.500ha cần phải tiêu bằng động lực Trong đó:

+ Công trình tiêu động lực trong vùng chỉ có trạm bơm Cầu Mư tiêu cho 2.500ha Tuy nhiên hệ thống kênh thu gom nước bị bồi lắng, khả năng tải nước kém dẫn đến thời gian tiêu bị kéo dài

+ Diện tích úng cần phải tiêu động lực chưa có công trình là gần 2.000ha

1.1.4.4 Hiện trạng công trình chống lũ:

Trước trận lũ năm 2007, đê sông Bưởi được thiết kế chống được lũ thực tế năm 1996 (mực nước tại Kim Tân 13,39 m) Sau trận lũ năm 2007, đê sông Bưởi được đầu tư nâng cấp chống lũ với mức đảm bảo P=5% (mực nước tại Kim Tân là

14,90m)

Chống lũ trên sông Bưởi chủ yếu là sử dụng hệ thống đê Trong đó: Đê hữu sông Bưởi dài 17,6 km, bắt đầu từ đồi nông trường Thạch Thành đến xã Vĩnh Khang huyện Vĩnh Lộc; Đê tả sông Bưởi dài 18,1 km, bắt đầu từ đồi Cây Thị xã Thành Kim huyện Thạch Thành đến xã Vĩnh Hoà huyện Vĩnh Lộc

Đê bối Thạch Định: Nằm trên địa bàn xã Thạch Định, có chiều dài 9,413km Khi mực nước lũ tại Kim Tân lớn hơn +12,0 m nước sẽ tràn vào khu Thạch Định Đây là khu điều tiết lũ quan trọng trước khi lũ sông Bưởi đổ về Kim Tân

1.2 CÁC NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC CÓ LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI

1.2.1 Các nghiên cứu ngoài nước có liên quan đến đề tài

 Nghiên cứu về việc thay đổi chế độ dòng chảy ở hạ du các sông đã được nhiều nhà nghiên cứu trên thế giới quan tâm: Nghiên cứu trên lưu vực Murray Darling (Úc) là một trong những nghiên cứu điển hình Với diện tích lưu vực rất lớn,

hơn 1 triệu km2, việc sử dụng nước, xây dựng các công trình trên dòng chính đã làm cho lưu vực gần như cạn kiệt Để duy trì sự tồn tại của con sông, ban quản lý lưu vực sông Murray Darling đã đề xuất các sáng kiến và đã được sự đồng thuận của các tiểu bang trong lưu vực, gồm các điểm sau: Chuẩn bị một chiến lược tổng thể về sử dụng nước mặt nước ngầm và nước mặt một cách bền vững; đề xuất tiêu chuẩn về chất lượng nước; quy hoạch sử dụng nước và định mức sử dụng nước cho các tiểu bang; phân bổ việc sử dụng nước theo mùa; các nguyên tắc về kinh doanh và chế độ xử phạt trong việc sử dụng nước Để đạt được mục tiêu về sử dụng nguồn nước trên sông Murray Darling bền vững, duy trì sự sống của con sông, các hành động cụ thể cần thực hiện bao gồm: Dừng việc xây dựng thêm các công trình khai thác nước; xác định hạn ngạch được khai thác cho từng khu vực trên lưu vực; đăng ký khai thác nước; thiết lập cơ chế quản lý môi trường độc lập; việc sử dụng nước cần mang lại hiệu quả kinh tế; tích hợp trong việc quản lý đất và nước

 Việc nghiên cứu tính toán, đánh giá sự biến động và tác động của dòng chảy kiệt cũng như hậu quả của nó là hạn hán đến sản xuất nông nghiệp và các ngành kinh tế đã được triển khai tại rất nhiều quốc gia trên thế giới không chỉ ở những nước đang phát triển mà còn ở những nước phát triển Sau đây là một số kết quả, nghiên cứu điển hình cũng như các phần mềm, công cụ tính toán dự báo về dòng chảy kiệt trên thế giới:

Trung tâm Giảm thiểu Hạn hán Quốc gia (National Drought Mitigation Center

- NDMC) thuộc trường Đại học Nebraska-Lincoln, Mỹ đã nghiên cứu xây dựng một

hệ thống dự báo thủy lực tiên tiến (Advanced Hydrologic Prediction Service – AHPS) để tính toán và dự báo dòng chảy mùa lũ cũng như mùa kiệt và tác động đối với sản xuất nông nghiệp cũng như thủy sản Nghiên cứu điển hình ứng dụng hệ

thống này tại thương lưu sông Colorado, Mỹ cho thấy (Nguồn: Brian Artery, District Manager, Platte County Conservation District):

- Dòng chảy kiệt sông Colorado có tác động mạnh mẽ đến kinh tế, xã hội, môi trường, phát triển nông nghiệp và thủy sản vùng ven sông

- Khi dòng chảy khoảng 1,1 mP

- Cũng với dòng chảy khoảng 0,2 mP

3

P

/s thì đây không phải là điều kiện thuận lợi cho vật nuôi và các loài sinh vật sống dưới nước và cũng cần phải có hình thức cấp nước thay thế khác

 Nhóm nghiên cứu của Trường Đại học Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen, Đức (RWTH Aachen University) đã xây dựng và phát triển một phương pháp luận (AMICE methodogy) để định tính tác động của dòng chảy kiệt đối với kinh tế lưu vực sông biên giới Meause (có chiều dài 925km, bắt nguồn từ Pháp, chảy qua Bỉ và Hà Lan trước khi chảy ra biển Bắc) Theo kết quả đánh giá tổn thất của dòng chảy kiệt sông Meause đã chỉ ra rằng khi nhu cầu dùng nước vượt quá nguồn nước sẵn có thì rất nhiều ngành kinh tế sẽ bị tác động như năng lượng, hàng hải, nước uống và nông nghiệp Các chỉ tiêu tổn thất của dòng chảy kiệt đối với nông nghiệp là giảm sản lượng, đối với nước uống là chi phí lấy nước từ các nguồn khác thay thế, đối với hàng hải là chi phí bơm tại các cồng và thời gian mở cồng

 Ứng dụng các mô hình toán cho tính toán dòng chảy kiệt trên các hệ thống sông từ lâu không còn là mới mẻ Với các đặc điểm vượt trội hơn các mô hình vật lý

về tốc độ, chi phí, độ chính xác cho phép… và đặc biệt, ngày nay với sự phát triển của máy tính và các ngôn ngữ lập trình, mô hình toán thực sự đang trở thành công cụ tiên phong và rất hữu hiệu trong mô tả các hiện tượng dòng chảy thiên nhiên phức tạp Việc tính toán, dự báo diễn biến và tác động của dòng chảy kiệt sẽ là cơ sở đề xuất các giải pháp công trình và phi công trình nhằm giảm thiểu các tác động này

- Tại Đan Mạch, Viện Thủy lực Đan Mạch phát triển các mô hình họ MIKE

và một loạt các phần mềm khác Việc ứng dụng các mô hình toán trong tính toán dòng chảy đã mang lại những kết quả khá chính xác và nhanh chóng đưa ra các quyết định cho việc quản lý vận hành công trình thủy lợi Trong đó, các ứng dụng mô hình Mike 11 đã được công nhận là tin cậy và cho kết quả tốt, một số các ứng dụng của

mô hình Mike 11 đã được ứng dụng thực tế

- Tại Ấn Độ, năm 2004, một dự án nghiên cứu kết hợp giữa Viện Công nghệ Quốc gia Ấn Độ với Viện Thủy lực Đan Mạch được thực hiện trên cơ sở ứng dụng

mô hình MIKE11 và MIKE SHE để tính toán tối ưu hóa hệ thống thủy nông Dự án được thực hiện trên hệ thống thủy nông Mahanadi, bao gồm hồ chứa và hệ thống kênh thuộc loại lớn nằm ở miền Trung của Ấn Độ Nhờ công cụ MIKE 11 và MIKE SHE, dự án đã tiến hành tính toán mô phỏng lượng mưa trên lưu vực, tính toán thủy lực trên các hệ thống sông, xây dựng quy trình vận hành hồ chứa và vận hành hệ thống kênh nội đồng Kết quả thực hiện dự án cho thấy, hiện trạng các hệ thống kênh

đã vận hành không hiệu quả trong việc cấp nước tưới và tình trạng tổn thất nước dọc kênh là rất lớn, trong khi đó một phần diện tích cây trồng thường gặp nguy cơ thiếu nước và hạn hán trong mùa khô Từ kết quả nghiên cứu, dự án đã đưa ra các nguyên

tắc vận hành công trình thủy lợi trong hệ thống thủy nông được hiệu quả, giảm áp

lực về hạn hán lên cây trồng

- Tại Bangladesh, năm 1997, nhằm đối phó với hạn hạn trên sông Gorai, DHI

đã phối hợp với uỷ ban phát triển nước Bangladesh thiết lập mô hình Mike 11 để mô

tả các biến đổi hình thái ở hạ lưu sông, đồng thời dự báo sự thay đổi trong lưu lượng trước và sau khi nạo vét sông trong mùa khô và mùa lũ Đồng thời kết hợp các module HD và module tải khuếch tán, chất lượng nước để tính toán xâm nhập mặn trong mùa khô ở các vùng cửa sông Kết quả dự án đã kết luận khả năng xâm nhập mặn vùng cửa sông lên tới 30km, làm ảnh hưởng đến khả năng lấy nước của các công trình thủy nông dọc sông Ngoài ra dự án đã chỉ ra mức độ nạo vét hợp lý để không gây ra những biến đổi lớn về hình thái sông

- Trung Quốc, năm 2008 một nghiên cứu về xây dựng hệ thống hỗ trợ ra quyết định về diện tích tưới đã được thực hiện Nghiên cứu đã sử dụng công cụ MapObject và Visual C++ để thiết lập ra một mô hình mà việc sử dụng mô hình vào thực tế có thể tiết kiệm được lượng nước tưới và gia tăng thu nhập cho cộng đồng Ngoài ra, dự án còn sử dụng mô hình dự báo độ ẩm của đất ở các khu vực khác nhau,

từ đó đưa ra được mức tưới cho từng khu vực ứng với các đợt hạn nhẹ đến hạn nặng trong hệ thống thủy nông Ngoài ra, mô hình còn cho phép cập nhật các thông tin về

hệ thống thủy nông như thông số kỹ thuật công trình, thời vụ, cây trồng và tính chất đất, sau đó tính toán vẽ lên một bản đồ về các khu vực cần được tưới Kết quả ứng dụng mô hình vào thực tế cho thấy, có thể giảm được một lượng nước khả lớn khi tưới trong mùa khô mà vẫn đảm bảo được năng suất cây trồng, qua đó có thể tính

toán được lợi ích chung được nâng cao

1.2.2 Các nghiên cứu trong nước có liên quan đến đề tài

Vấn đề suy thoái tài nguyên nước ở các lưu vực sông hiện nay diễn ra ngày càng nghiêm trọng Theo thống kê, nước ta có nguồn nước mặt từ các sông hồ rất lớn, khoảng

Các đề tài nghiên cứu về dòng chảy kiệt đã được triển khai trong những năm gần đây đây, ở Việt Nam chủ yếu tập trung vào vấn đề nghiên cứu các nguyên nhân gây ra biến đổi dòng chảy kiệt, giải pháp sử dụng hiệu quả tài nguyên nước trên các lưu vực sông Cùng với đó, những nghiên cứu liên quan đến việc đánh giá tác động

của việc hạ thấp mực nước hạ du dưới tác động của các yếu tố, được Chính phủ đặc biệt quan tâm và đầu tư rất nhiều kinh phí cho công tác nghiên cứu Các chương trình, dự án, đề tài nghiên cứu về vấn đề này có thể kể đến như:

- Trên lưu vực sông Mã, đã có một số những nghiên cứu về lĩnh vực tài nguyên

nước như “Tổng quan quy hoạch thủy lợi sông Mã do Viện quy hoạch thủy lợi lập năm 1998-1999” Tổng quan này đã đưa ra được một số giải pháp nhằm bổ sung nguồn nước cho lưu vực như đề xuất xây dựng hồ cửa Đạt, hồ Trung Sơn và một số công trình lợi dụng tổng hợp khác phần thượng nguồn như hồ Pama…vv Đồng thời cũng xem xét đến các công trình ngăn dòng phía thượng nguồn trên đất Lào

- “Tổng quan quy hoạch thủy lợi khai thác bậc thang sông Mã phục vụ phát triển kinh tế xã hội hạ du” Viện Quy hoạch Thủy lợi lập Năm 2002 Quy hoạch này

đề xuất xây dựng nhiều công trình vừa và nhỏ để lấy nước, tích nước phục vụ tại chỗ các nhu cầu về tưới, tiêu, phòng chống lũ và công trình lợi dụng tổng hợp

- Gần đây nhất, lưu vực sông Mã cũng đã được xem xét trong “Quy hoạch Tổng thể Thủy lợi vùng Bắc Trung Bộ trong điều kiện BĐKH và nước biển dâng” do Viện

quy hoạch Thủy lợi thực hiện năm 2009-2011 Trong quy hoạch này đã đề cập và xem xét đến những vấn đề về thay đổi các yếu tố lượng mưa, dòng chảy do BĐKH mang lại, những yếu tố tác động để từ đó đưa ra một số các kịch bản thích ứng như xây dựng công trình điều tiết nước, các hồ chứa tích nước, các phương án cân bằng nước, bổ sung và cấp nước cũng như đẩy mặn và phòng chống lũ Do đây là nghiên cứu trên phạm vi rộng (6 tỉnh Bắc Trung Bộ) nên các vấn đề đưa ra mang tính tổng thể

- Đề tài: “Nghiên cứu về thực trạng suy giảm nguồn nước ở hạ lưu các lưu vực sông và vấn đề cấp bách cần ưu tiên giải quyết” PGS Tiến Sỹ Lê Bắc Huỳnh-

Phó tổng thư ký hội bảo vệ TN&MTVN năm 2011 Nghiên cứu đã chỉ ra được một

số các nguyên nhân cơ bản dẫn đến quá trình suy giảm nguồn nước các lưu vực sông đặc biệt là Sông Hồng, đồng thời cũng đề xuất một số các giải pháp giảm thiểu và hạn chế hiện tượng này

- Đề tài “Nghiên cứu mô hình quản lý tổng hợp tài nguyên và môi trường lưu vực sông Đà” Đề tài cấp Nhà nước KC 08.04 năm 2002-2004 PGS.TS Nguyễn

Quang Trung chủ nhiệm Đề tài đã đề xuất phương pháp luận và đề xuất xây dựng

mô hình quản lý tổng hợp TN&MT lưu vực sông Đà Ứng dụng mô hình MIKE BASIN tính toán cân bằng nước từ đó đưa ra giải pháp sử dụng tài nguyên nước đặc biệt là về mùa khô cho các ngành kinh tế

- Đề tài “Nghiên cứu đánh giá tác động của các công trình trên dòng chính và giải pháp quản lý sử dụng hiệu quả tài nguyên nước mặt lưu vực sông Hương” Đề

tài cấp Nhà nước KC 08.25/06-10 năm 2008-2010 PGS.TS Nguyễn Quang Trung chủ nhiệm Đề tài đã nghiên cứu đánh giá tác động của cả công trình đến diễn biến

dòng chảy lũ, kiệt và xâm nhập mặn trên sông Hương Từ đó đề xuất các giải pháp sử dụng tài nguyên nước một cách có hiệu quả phục vụ các ngành kinh tế

- Đề tài: “Nghiên cứu các giải pháp tổng hợp quản lý phát triển bền vững tài nguyên nước lưu vực sông” Do PGS TS Nguyễn Thế Quảng chủ nhiệm, thực hiện

2008-2010 Đề tài đã đề xuất được các giải pháp tổng hợp để duy trì, điều tiết, cân bằng nước giữa các mùa trong năm Áp dụng xây dựng được mô hình quản lý cho một lưu vực sông cụ thể

- Đề tài: “Đánh giá tác động của hệ thống hồ chứa trên sông Đà, sông Lô đến dòng chảy mùa cạn hạ lưu sông Hồng và đề xuất giải pháp đảm bảo nguồn nước cho hạ du” Đề tài cấp Bộ tài nguyên Môi trường, chủ nhiệm TS Nguyễn Lan Châu, năm 2009

- Đề tài: “Nghiên cứu giải pháp công trình điều tiết mực nước trên hệ thống sông Hồng mùa kiệt phục vụ chống hạn, phát triển kinh tế vùng đồng bằng Bắc Bộ”

Mục đích điều tiết mực nước cho các hệ thống thủy nông về mùa cạn và đáp ứng được thoát lũ trong mùa mưa PGS.TS Trần Đình Hoà và nhóm nghiên cứu - Viện thủy công năm 2011

- Nghiên cứu “Đánh giá ảnh hưởng của cấu trúc thảm thực vật đến lũ lụt, hạn

hán lưu vực sông Chu, đề xuất giải pháp giảm thiểu” do Viện Địa lý thuộc viện khoa

học và công nghệ Việt Nam thực hiện 2008-2009 Nghiên cứu đã tạo được bộ cơ sở

dữ liệu tham khảo đầu tiên về nghiên cứu một cách bán định lượng vai trò của thảm thực vật trong điều tiết nước của một lưu vực sông, góp phần hạn chế tác hại của thiên tai bão lũ và hạn hán trên quan điểm địa lý tổng hợp

Trong lĩnh vực này và một số lĩnh vực liên quan đến mục tiêu nghiên cứu của

đề tài, các giáo sư, tiến sỹ cũng như nhiều nhà nghiên cứu từ trường Đại học Thủy lợi đã thực hiện nhiều đề tài nghiên cứu như:

- Đề tài “Nghiên cứu giải pháp khai thác sử dụng hợp lý nguồn nước tương thích các kịch bản phát triển công trình ở thượng lưu để phòng chống hạn và xâm nhập mặn

ở Đồng bằng Sông Cửu Long (ĐBSCL)” Đề tài cấp Nhà nước mã số KC08.11/06-10 do

GS.TS Nguyễn Quang Kim chủ nhiệm thực hiện 2007-2010 Đề tài đã đánh giá tác động của các yếu tố ở thượng lưu đến dòng chảy hiện tại và tương lai, đề xuất chiến lược phòng chống hạn hán và xâm nhập mặn ĐBSCL ứng với các kịch bản khai thác thượng lưu, đánh giá tác động của hệ thống công trình cống đập quy mô lớn ngăn cửa sông Mê Công, đề xuất các giải pháp quản lý vận hành hệ thống công trình kiểm soát dòng chảy hợp lý, hiệu quả phục vụ phát triển kinh tế xã hội ở ĐBSCL

- Đề tài: “Nghiên cứu cơ sở khoa học và phương pháp tính toán ngưỡng khai

thác và dòng chảy môi trường, ứng dụng cho 2 lưu vực sộng Trà Khúc và sông Ba”

do PGS TS Nguyễn Văn Thắng chủ nhiệm thực hiện 2004-2005 Đề tài đã nghiên cứu bài toán vận hành hồ chứa sử dụng nước tổng hợp để đáp ứng yêu cầu dòng chảy

môi trường ở hạ du, kết quả đánh giá về sử dụng nước và ngưỡng khai thác sử dụng nguồn nước của 2 lưu vực sông trên

Đề tài: “Nghiên cứu, đề xuất các cơ sở khoa học cho sử dụng nguồn nước tiết kiệm, có hiệu quả và bền vững trên hệ thống sông Hồng khi gặp các năm hạn hán”

Tiến sỹ Hoàng Thái Đại chủ nhiệm, thực hiện năm 2006

- Cũng theo hướng này một số nhà nghiên cứu từ Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Môi trường; khoa Khí tượng Thủy văn và Hải Dương học thuộc Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội đã tập trung nghiên cứu đề tài

“Ảnh hưởng của Biến đổi khí hậu đến biến đổi Tài nguyên nước lưu vực sông Nhuệ- Đáy” dựa trên những dự báo cũng như những kịch bản khác nhau (kịch bản phát thải

cao A2 và trung bình A1B) mà Bộ Tài nguyên và Môi trường công bố đề tài đã sử dụng

mô hình NAM, MIKE để mô phỏng cũng như dự báo các kết quả đến 2020 và 2050 Nghiên cứu này cũng đã được công bố trên tạp trí khoa học Đại học Quốc gia Hà Nội

Từ các nghiên cứu, phân tích nêu trên có thể thấy các nghiên cứu về suy giảm dòng chảy kiệt tuy đã được đề cập nhưng chưa nhiều, hầu hết các nghiên cứu dừng lại ở việc tính toán định tính các nguyên nhân, thiếu sự tính toán định lượng để có cơ

sở nhận định chính xác, thuyết phục, từ đó mới có thể đưa ra các giải pháp đề xuất giảm thiểu hợp lý và cần thiết trong khai thác sử dụng hiệu quả nguồn nước

Có thể nói dòng chảy mùa kiệt bị suy giảm, những tác động của nó đến môi trường, đến tình hình sử dụng nước phục vụ phát triển kinh tế- xã hội cũng đã được nhiều nhà khoa học, nhiều nhà nghiên cứu đề cập đến và cũng đã tập trung phân tích, luận giải và đưa ra các giải pháp nhằm hạn chế, khắc phục Tuy nhiên do mỗi lưu vực sông có những đặc thù và đặc trưng riêng cả về tự nhiên lẫn các yếu tố xã hội đã hình thành nên những yếu tố riêng, mỗi nghiên cứu trên các lưu vực sông riêng đã phần nào chỉ ra được những khó khăn, những tồn tại cũng như nghiên cứu đưa ra được những giải pháp hữu hiệu có tính khả thi cao và nhiều nghiên cứu đã và đang được ứng dụng trong thực tiễn mang lại nhiều lợi ích về kinh tế- xã hội và môi trường cho lưu vực, đặc biệt là vùng hạ du

Kết quả đạt được từ những đề tài, dự án được nghiên cứu từ trước đến nay sẽ

là tài liệu hữu ích trong việc thực hiện đề tài: “Nghiên cứu giải pháp điều tiết nguồn nước trên dòng chính sông Bưởi trong mùa kiệt, trong điều kiện biến đổi khí hậu”

1.3 NHỮNG KHÓ KHĂN VÀ TỒN TẠI TRONG KHAI THÁC DÒNG CHÍNH SÔNG BƯỞI

5T - Về quản lý lưu vực: Lưu vực sông Bưởi nằm trên địa bàn 2 tỉnh và công tác

quản lý tài nguyên nước được thực hiện trong phạm vi địa giới hành chính mỗi tỉnh Điều này sẽ dễ dẫn đến sự xung đột nếu như thiếu sự phối hợp chặt chẽ giữa hai tỉnh

và sự giám sát chặt chẽ từ Trung ương ở cấp độ lưu vực về bảo vệ, duy trì nguồn sinh thuỷ và kế hoạch sử dụng nước

5T

- Công tác nghiên cứu, quy hoạch phát triển thủy lợi: Từ năm 1979 cho đến

nay mới có 3 dự án cho riêng lưu vực sông Bưởi về quy hoạch thuỷ lợi phục vụ đa ngành, đa lĩnh vực Do các nghiên cứu trên địa bàn còn ít, có giai đoạn cách xa nhau đến 25 năm nên công tác phát triển công trình thủy lợi trên lưu vực sông Bưởi gặp nhiều khó khăn do thiếu định hướng

- Về khai thác và sử dụng nguồn nước trên dòng chính sông Bưởi:

+ Do yêu cầu khai thác nguồn nước trên lưu vực ngày một lớn, dòng chính sông Bưởi đoạn từ Thạch Tượng đến Thành Trực hàng năm trong mùa kiệt luôn xảy

ra tình trạng thiếu nước nghiêm trọng, hàng loạt các trạm bơm phải nối dài ống hút,

hạ thấp bể hút hay đắp các đập tạm cho trạm bơm hoạt động nhưng vẫn không bơm được theo công suất thiết kế

+ Vùng phụ cận sông Bưởi gồm 6 xã Đa Phúc, Bảo Hiệu, Phú Lai, Yên Trị, Yên Lạc và thị trấn Hàng Trạm của huyện Yên Thuỷ hàng năm có tới 2.706 ha (trong tổng số 3.525 ha) sản xuất nông nghiệp bị hạn hán Các nghiên cứu trước đây chưa đưa ra được phương án về nguồn nước cho vùng này Trong nghiên cứu này cần đề xuất giải pháp điều tiết và xem xét khả năng lấy nước từ dòng chính sông Bưởi để cấp cho vùng này

CHƯƠNG II

PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ TÌNH HÌNH SUY GIẢM NGUỒN NƯỚC

TRÊN DÒNG CHÍNH SÔNG BƯỞI

SÔNG BƯỞI NHỮNG NĂM GẦN ĐÂY

Trên các sông suối thuộc lưu vực sông Bưởi hiện nay còn 2 trạm đo mực nước đang hoạt động trên dòng chính là Kim Tân và Thạch Quảng, đều nằm ở vùng trung và

hạ du lưu vực thuộc tỉnh Thanh Hóa Các trạm Vụ Bản, Sòi đã ngừng hoạt động

Bảng 2.1: Mạng lưới trạm thủy văn trên lưu vực sông Bưởi

1 Vụ Bản X.Vũ Lâm, H Lạc Sơn 1961 - 1970 Q, H

2 Thạch Quảng X Thạch Quảng, H Thạch Thành 1976 - 2010 H

3 Kim Tân X Thành Kim, H Thạch Thành 1976 - 2010 H

4 Sòi X Vĩnh Hoà, H Vĩnh Lộc 1962 - 1982 H

Ghi chú: Q: Lưu lượng; H: Mực nước

Do không có trạm đo lưu lượng, để đánh giá mức độ suy giảm dòng chảy mùa kiệt trong những năm gần đây, nghiên cứu này sử dụng tài liệu đo đạc tại trạm Kim Tân để phân tích biến động mực nước trong thời kỳ kiệt

Bảng 2.2: Mực nước nhỏ nhất tháng, năm tại trạm Kim Tân

mức 1,61m, ảnh hưởng không nhỏ tới các hoạt động khai thác nguồn nước trên dòng chính sông Bưởi

2.2 DỰ BÁO VỀ SỰ THAY ĐỔI CÁC YẾU TỐ KTTV ĐẾN NĂM 2050

Hình 2.1: Xu thế biến đổi mực nước tại trạm thủy văn Kim Tân

2.2 TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU TỚI ĐIỀU KIỆN KHÍ TƯỢNG THUỶ VĂN TRÊN LƯU VỰC

2.2.1 Kịch bản biến đổi khí hậu - nước biển dâng

Trên cơ sở kịch bản biến đổi khí hậu, nước biển dâng năm 2009 với mức độ chi tiết chỉ giới hạn cho 7 vùng khí hậu và dải ven biển Việt Nam Năm 2011 Bộ Tài nguyên và Môi trường đã tiến hành xây dựng kịch bản biến đổi khí hậu, nước biển dâng cho Việt Nam có mức độ chi tiết đến đơn vị hành chính cấp tỉnh với 3 kịch bản: Kịch bản phát thải thấp (B1), Kịch bản phát thải trung bình (B2), Kịch bản phát thải cao (A2) Trong đó kịch bản B2 được Bộ Tài nguyên và Môi trường khuyến nghị sử dụng làm định hướng cho việc đánh giá ảnh hưởng của biến đổi khí hậu, nước biển dâng

Trong luận văn tác giả sử dụng kịch bản BĐKH-NBD theo kịch bản B2 của Bộ Tài nguyên và Môi trường làm cơ sở cho tính toán Nội dung của kịch bản B2 đối với khu vực nghiên cứu như sau:

+ Về nhiệt độ (B2): Vào năm 2050, nhiệt độ trung bình năm có thể tăng lên

Bảng 2.3: Mức tăng nhiệt độ trung bình (oC) so với thời kỳ 1980-1999

ở vùng nghiên cứu theo kịch bản phát thải trung bình (B2)

Thời kỳ

trong năm

Các mốc thời gian của thế kỷ 21

+ Về lượng mưa (B2): Vào năm 2050, lượng mưa trong thời kỳ từ tháng 6 đến

tháng 8 có thể tăng khoảng 6,2% so với trung bình thời kỳ 1980-1999 Lượng mưa thời kỳ từ tháng 3 đến tháng 5 sẽ giảm khoảng 2,6% so với thời kỳ 1980-1999

Bảng 2.4: Mức thay đổi lượng mưa (%) so với thời kỳ 1980-1999

ở vùng nghiên cứu theo kịch bản phát thải trung bình (B2)

Thời kỳ

trong năm

Các mốc thời gian của thế kỷ 21

+ Nước biển dâng: Kết quả tính toán phát thải thấp, trung bình và cao cho

thấy vào giữa thế kỷ 21 mực nước biển có thể dâng thêm 28 đến 33cm và đến cuối thế kỷ 21 mực nước biển dâng thêm 65 đến 100cm so với thời kỳ 1980-1990

Bảng 2.5: Mực nước biển dâng (cm) so với thời kỳ 1980-1999

Kịch bản Các mốc thời gian của thể kỷ 21

2.2 2 Dự báo sự thay đổi các yếu tố KTTV đến 2050

Trong thông báo số 2 của Bộ Tài nguyên và Môi trường chưa đưa ra được dự báo

về sự biến đổi của lượng mưa thời đoạn ngắn và các yếu tố thủy văn như: Dòng chảy năm, dòng chảy lũ, dòng chảy kiệt Để tính toán và dự báo sự biến động của các yếu tố mưa thời đoạn ngắn và thuỷ văn trong tương lai, đề tài căn cứ vào các yếu tố sau:

- Căn cứ vào xu thế biến đổi của các yếu tố khí tượng thuỷ văn và kết quả của

thông báo số 2 của Bộ Tài nguyên và Môi trường về sự biến đổi của nhiệt độ và lượng mưa năm, thời đoạn tháng theo kịch bản phát thải trung bình B2 so với thời kỳ 1980-1999

- Lượng mưa thời đoạn ngắn cho thời kỳ tương lai so với thời kỳ 1980-1999 được tính toán theo quan hệ giữa lượng mưa thời đoạn ngắn và lượng mưa tháng của thời kỳ 1980-1999

- Lượng bốc hơi tiềm năng ETo theo phương pháp Penman trong tương lai được tính toán dựa trên sự biến đổi của các yếu tố khí tượng trong tương lai Xác định mối quan hệ giữa bốc hơi tiềm năng và bốc hơi lưu vực để tính ra lượng bốc hơi lưu vực trong tương lai

- Dựa vào phương trình cân bằng nước Y0=Xo-Z0lv để tính toán ra lượng dòng chảy năm trên các lưu vực trong thời đoạn tương lai so với thời kỳ 1980-1999

- Dựa trên quan hệ giữa dòng chảy năm với dòng chảy mùa kiệt, mùa lũ thời

kỳ 1980-1999 để tính toán dòng chảy trung bình mùa lũ, mùa kiệt trong tương lai

- Dòng chảy lũ trong thời đoạn tương lai được tính toán từ lượng mưa lũ thời đoạn trong tương lai

Bảng 2.6: Dự báo sự thay đổi các yếu tố KTTV LV s.Bưởi và phụ cận đến 2050

Mức gia tăng lượng mưa 5 ngày max so với 1980-1999 (%) 2,1 2,7 3,9 Mức độ suy giảm dòng chảy kiệt so với GĐ 1980-1999 (%) 1,73 2,61 4,20 Mức tăng dòng chảy lũ so thời kỳ 1980-1999 (%) 2,16 3,17 5,83 2.3 PHÂN TÍCH, XÁC ĐỊNH NGUYÊN NHÂN GÂY RA HIỆN TƯỢNG SUY GIẢM DÒNG CHẢY MÙA KIỆT

về diện tích rừng và tỷ lệ che phủ của đất rừng không có nhiều biến động Tuy nhiên

về chất lượng rừng có xu hướng giảm do vẫn còn nạn khai thác rừng bừa bãi Đây cũng là nguyên nhân khiến cho mô số dòng chảy trong thời kỳ kiệt giảm xuống

2.3.2 Tác động của các công trình thượng nguồn

Dòng chảy không chỉ chịu ảnh hưởng các yếu tố khí hậu, địa hình mà còn bị tác động của yếu tố con người trong quá trình khai thác nguồn nước Trên thượng nguồn sông Bưởi thuộc khu vực suối Cái, suối Bin và suối Cộng Hòa năm 2005 có 198 hồ chứa, 127 đập dâng và 12 trạm bơm thì đến năm 2010 đã nâng lên là 237 hồ chứa, 153 đập dâng và 17 trạm bơm Đây là hiệu quả tất yếu của quá trình phát triển kinh tế do nhu cầu dùng nước ngày cang tăng cao Tuy nhiên hiện nay trong mùa khô, các đập dâng hồ chứa thường khai thác tối đa dòng chảy kiệt, không trả lại dòng chảy cơ bản để duy trì môi trường sinh thái ở hạ du sau công trình Do vậy, cần có biện pháp tạo nguồn đảm bảo yêu cầu cấp nước và duy trì môi trường sinh thái ở hạ du

2.3.3 Về quản lý lưu vực

Sông Bưởi là phụ lưu cấp I của sông Mã Từ trước tới nay hệ thống sông Mã chưa có một tổ chức quản lý lưu vực sông riêng như những hệ thống sông Hồng, sông Đồng Nai, v.v

Quản lý tài nguyên nước gồm khai thác và bảo vệ như đã quy định trong Luật tài nguyên nước được thực hiện trong phạm vi lưu vực sông Tuy vậy, lưu vực sông Bưởi có diện tích nằm trên hai tỉnh Hiện nay, quản lý tài nguyên nước được thực hiện trong phạm vi địa giới hành chính mỗi tỉnh Mỗi tỉnh có một quy hoạch thuỷ lợi riêng được lập theo các giai đoạn kế hoạch 5 năm, 10 năm,…v.v Do vậy kế hoạch phát triển của lưu vực sông Bưởi chỉ là một phần giữa các lưu vực sông khác trong một tỉnh và phục vụ mục đích phát triển kinh tế của mỗi tỉnh Điều này sẽ dẫn đến việc khai thác nguồn nước trong lưu vực sông Bưởi có những khác nhau thậm chí có thể dẫn đến xung đột nếu như thiếu sự phối hợp chặt chẽ giữa hai tỉnh về bảo vệ, duy trì nguồn sinh thuỷ và kế hoạch sử dụng, cân đối hợp lý giữa lượng có và cần về nguồn nước theo thời gian

Dưới góc độ quản lý và khai thác nguồn nước, nhiệm vụ của từng cơ quan tham gia được quy định rõ, cụ thể dưới đây là trách nhiệm và chức năng cung cấp dịch vụ của các cơ quan trong tỉnh:

Bảng 2.7: Trách nhiệm quản lý tài nguyên nước và chức năng cung cấp dịch vụ

Quản lý nhà nước về tài nguyên nước Sở Tài nguyên &MT

Tưới

Sở Nông nghiệp &PTNT

Tiêu

Phòng chống lũ

Cấp nước nông thôn

Quản lý rừng đầu nguồn

Kế hoạch sử dụng đất tổng thể Sở Tài nguyên &MT

Trách nhiệm Cơ quan quản lý

Chất lượng nước Sở Tài nguyên &MT và cơ quan khác Quản lý vận hành các hồ chứa nhỏ và CT thuỷ lợi Sở Nông nghiệp &PTNT

Thu ngân sách, lập kế hoạch, phân bổ vốn đầu tư Sở Tài chính, Sở Kế hoạch &ĐT

Quy định và tiêu chuẩn nước sinh hoạt Sở Y tế

2.3.4 Nhu cầu sử dụng nước trên lưu vực

Cùng với xu hướng chung về phát triển kinh tế trong khu vực, nhu cầu sử dụng nước trên lưu vực sông Bưởi cũng ngày càng gia tăng do quy mô các ngành sử dụng nước ngày càng phát triển

Để đánh giá nhu cầu sử dụng nước trên lưu vực sông Bưởi, phân lưu vực sông Bưởi thành 4 vùng như sau:

1 UVùng IU: Thượng nguồn sông Bưởi: Vùng này gồm toàn bộ đất đai của tỉnh Hoà Bình thuộc lưu vực sông Bưởi

2 UVùng IIU: Phụ cận sông Bưởi: Gồm 6 xã của huyện Yên Thuỷ

3 UVùng IIIU: Trung lưu sông Bưởi: Bao gồm 25 xã của huyện Thạch Thành

4 UVùng IVU: Vùng hạ sông Bưởi: Gồm 11 xã của huyện Vĩnh Lộc

Quy mô các ngành sử dụng nước trên lưu vực sông Bưởi qua các giai đoạn như sau:

a Về dân số

Tỷ lệ tăng dân số toàn vùng xấp xỉ khoảng 1% năm

Bảng 2.8: Dân số trên lưu vực sông Bưởi qua các giai đoạn

1 Thượng nguồn s Bưởi 189.630 202.355 228.268

Vùng Hiện trạng 2005 Hiện trạng 2010 Dự báo 2020

Vùng I 22.202 12.516 98.578 354.650 29.984 15.264 101.588 374.368 4.498 18.974 126.285 465.380 Vùng II 3.711 3.638 19.272 160.958 4.088 3.823 24.639 167.949 8.180 5.138 33.113 225.709 Vùng III 13.042 5.278 20.556 980.157 15.570 6.402 26.900 1.307.210 3.114 7.727 32.471 1.577.928 Vùng IV 5.003 3.560 12.296 350.231 5.127 4.534 14.989 423.463 1.025 5.377 17.776 502.203

Vùng I 15.328 6.562 5.591 2.409 6.143 4.725 1.803 1.410 Vùng II 3.458 950 1.484 1.284 0,0 1.088 441 968

Vùng III 11.962 3.825 638 1.557 3.835 2.085 1.957 3.983 Vùng IV 3.952 3.018 153 2.089 816 512 2.058 450

Nguồn: Định hướng phát triển kinh tế xã hội các huyện Lạc Sơn, Tân Lạc, Yên Thủy, Thạch Thành, Vĩnh Lộc

b3 Thủy sản

Diện tích nuôi trồng thủy sản trên lưu vực sông Bưởi không có nhiều biến động

Bảng 2.13: Diện tích nuôi trồng thủy sản trên lưu vực sông Bưởi qua các giai đoạn

c C ông nghiệp-tiểu thủ công nghiệp

Bảng 2.14: Quy mô các KCN trên địa bàn qua các giai đoạn và dự kiến đến 2020

Quy mô (ha) Năm 2005 Năm 2010 Năm 2020

2 Cụm công nghiệp Thanh Hối - Đông Lai - - 28,9

P

/ha/ngày Tần suất cấp nước cho công nghiệp P=90%

- Chỉ tiêu cấp nước cho sinh hoạt đô thị nông thôn: Theo quyết định số 1590/QĐ-TTg ngày 09 tháng 10 năm 2009 của Thủ tướng chính phủ phê duyệt Chiến lược phát triển thủy lợi Việt Nam Tần suất cấp nước cho sinh hoạt P=90%

Bảng 2.15: Chỉ tiêu cấp nước cho nông thôn, thành thị

Năm

- Chỉ tiêu cấp nước cho gia súc: Chỉ tiêu dùng nước của gia súc, vật nuôi lấy theo tiêu chuẩn TCVN 4454/1987 như sau:

Bảng 2.16: Chỉ tiêu cấp nước cho chăn nuôi

Bảng 2.17: Mức tưới của các loại cây trồng chính vùng nghiên cứu - P=85%

• Tổng hợp nhu cầu dùng nước các ngành qua các giai đoạn:

Căn cứ vào các chỉ tiêu dùng nước của các hộ dùng nước: Dân sinh, công nghiệp, chăn nuôi, nông nghiệp, và quy mô các hộ dùng nước, tính toán được tổng nhu cầu nước các vùng tại đầu mối như sau:

Bảng 2.18: Tổng nhu cầu nước năm 2005 - tại đầu mối tần suất 85%

Bảng 2.19: Tổng nhu cầu nước năm 2010 - tại đầu mối tần suất 85%

Vùng II 0,24 0,43 1,15 0,80 2,03 2,26 2,04 1,51 0,97 0,48 0,41 0,39 12,72

Vùng III 7,31 6,04 11,17 9,80 12,52 15,98 10,73 5,20 5,27 1,86 1,87 5,38 93,14

Vùng IV 6,09 4,27 5,09 5,81 6,00 5,61 3,58 1,76 2,19 1,10 1,64 4,63 47,76 Tổng 19,93 17,11 29,47 25,98 32,28 34,70 23,50 15,16 14,22 6,36 6,32 18,41 243,44

Bảng 2.20: Tổng nhu cầu nước giai đoạn 2020 - tại đầu mối tần suất 85%

• Nhận xét về nhu cầu sử dụng nước:

- Đối với vùng thượng nguồn sông Bưởi là các khu vực có diện tích tự nhiên chiếm phần lớn diện tích vùng nghiên cứu, tuy nhiên lại là vùng có diện tích canh tác

ít, manh mún, trồng nhiều các loại cây có nhu cầu nước thấp như lúa nương, sắn, ngô nên nhu cầu nước trong khu vực không lớn,

- Vùng 6 xã phụ cận sông Bưởi là khu vực có diện tích canh tác nông nghiệp chiếm tới hơn 30% diện tích vùng nghiên cứu, tuy nhiên nhu cầu sử dụng nước hiện tại không lớn do hiện nay vùng này gặp khó khăn trong việc bố trí công trình tưới nên chỉ cấy trong vụ mùa Trong tương lai khi được bố trí công trình tưới đầy đủ sẽ chuyển sang cấy 2 vụ, cùng với cấp nguồn cho các khu công nghiệp nhu cầu nước sẽ tăng lên 24,9.106

m3vào năm 2020

- Vùng trung lưu sông Bưởi: Trong tương lai vùng này sẽ phát triển thêm rất nhiều khu công nghiệp với quy mô mở rộng lên tới 391 ha vì vậy nhu cầu sử dụng nước sẽ tăng lên

- Vùng hạ lưu sông Bưởi: Trong tương lai diện tích canh tác khu vực này sẽ bị thu hẹp để nhường đất phát triển các ngành kinh tế và xã hội Việc một lượng lớn diện tích lúa nước và cây lương thực có nhu cầu nước lớn nhu ngô bị cắt giảm nên lượng nước trong tương lai sẽ giảm so với hiện nay

Đánh giá chung: Nhu cầu nước trên lưu vực có xu hướng gia tăng, cụ thể là

năm 2005 nhu cầu nước trên toàn lưu vực là 219 triệu m3, thì đến năm 2010 nhu cầu nước đã tăng lên 243 triệu m3, và dự kiến đến năm nhu cầu nước sẽ là 284 triệu m3

2.3.5 Về yếu tố khí tượng

Đánh giá về tình hình hạn hán trong những năm gần đây của Sở Nông nghiệp

và PTNT Thanh Hóa cho thấy:

- Năm 2009 do ảnh hưởng của thời tiết bất thường, mùa mưa năm 2009 kết thúc sớm và chỉ đạt (70-85)% so với lượng mưa trung bình nhiều năm Mực nước

trên sông Bưởi xuống thấp dưới mức lịch sử: Tại trạm thuỷ văn Kim Tân mực nước giao động ở 1,68m, thấp hơn so với cùng kỳ trung bình nhiều năm là 0,12m

- Sang năm 2010 diễn biến khí tượng, thuỷ văn vẫn gia tăng những bất lợi Kết quả điều tra của Chi cục Thuỷ lợi Thanh Hoá về diễn biến mực nước tại một số công trình trên địa bàn tỉnh ngày 25/05/2010 cho thấy các công trình đều có mực nước thấp hơn so với cùng kỳ năm 2009

Bảng 2.21: Diễn biến mực nước tại một số công trình thuỷ lợi

trên lưu vực sông Bưởi

kế (m)

MN chết (m)

MN năm

2010 (m)

MN cùng

kỳ 2009 (m)

Nguồn: Chi cục Thủy lợi Thanh Hóa

Những con số thống kê trên cho thấy những biến động bất thường về khí hậu trong những năm gần đây đã ảnh hưởng không nhỏ đến dòng chảy hạ du sông Bưởi trong thời kỳ mùa kiệt

+ Dòng chính sông Mã: Từ Cẩm Thuỷ đến cửa sông (Cửa Hới)

+ Sông Bưởi: Từ Thạch Lâm đến nhập lưu vào sông Mã (ngã ba Vĩnh Khang)

+ Sông Chu: Từ Cửa Đạt đến nhập lưu vào sông Mã (ngã ba Giàng)

+ Sông Lèn: Từ cửa phân lưu sông Mã (ngã ba Bông) đến cửa Lạch Sung + Sông Hoạt: Từ đập Hoà Thuận đến cửa sông (ngã ba Tứ thôn)

+ Sông Báo Văn: Từ Mỹ Quan trang đến nhập lưu với sông Lèn

+ Kênh De: Từ cửa phân lưu với sông Lèn đến nhập lưu vào sông Lạch

Trường

+ Sông Lạch Trường (Tào Khê): Từ ngã ba Tào Khê đến cửa Lạch Trường + Sông Gồng: Từ phân lưu sông Lạch Trường đến cửa sông

Hình 3.1: Sơ đồ tính toán thủy lực mùa kiệt mạng sông Mã

b Các biên tính toán

• Biên trên của mô hình:

Với mạng sông tính toán đã được xác định ở trên, biên trên của mô hình thuỷ lực là quá trình lưu lượng theo thời gian Q= f(t) cụ thể như sau:

+ Sông Mã tại Cẩm Thuỷ (FR lv R= 17.500 km2)

+ Sông Chu tại Cửa Đạt (FR lv R= 5.708 km2)

+ Sông Bưởi tại Thạch Lâm (FR lv R= 1.085 km2)

+ Sông Hoạt tại Hoà Thuận (FR lv R= 63 km2)

+ Kênh Vách Bắc tại cầu Bỉm Sơn (Flv=28,3km2

)

• Biên d ưới của mô hình:

Biên dưới của mô hình thuỷ lực là quá trình mực nước theo thời gian Z=f(t) tại: + Cửa sông Mã: Hoàng Tân

+ Cửa sông Lèn: Lạch Sung

+ Cửa sông Tào Khê: Lạch Trường

+ Cửa sông Càn: Cửa Càn

• Biên gia nhập dọc sông của mô hình:

Cửa Đạt

Thạch Lâm Cẩm Thủy

H Thuận Cầu B.Sơn

Lạch Sung Lạch Trường

Quảng Châu

SƠ ĐỒ MẠNG SÔNG MÃ

Bảng 3.1: Chỉ tiêu cơ bản của các biên gia nhập khu giữa sông Mã

• Các vị trí lấy nước khu giữa (phục vụ bài toán kiệt):

Bảng 3.2: Chỉ tiêu cơ bản của các vị trí lấy nước dọc sông

/s)

HT trạm bơm Từ Cẩm Ngọc đến Cẩm Yên Mã 0,68 1,08

Hệ thống trạm bơm Cẩm Quý, Quý Lộc Mã 1,27 1,98

Các trạm bơm trên sông Báo Văn Báo Văn 5,05 11,76

• Các trạm kiểm tra dọc sông:

+ Quang Lộc, Phà Thắm (trên sông Lèn)

+ Hàm Rồng, Nguyệt Viên (trên sông Mã

+ Cự Đà, Hoằng Hà, Hoằng Yến (trên sông Lạch Trường)

+ Sông Bưởi tại trạm thủy văn Kim Tân

3.1.2 Phương pháp tính toán

a Dòng chảy trong sông thiên nhiên

Toàn bộ mạng tính toán thể hiện dòng chảy trên sông là dòng chảy trong lòng dẫn thiên nhiên biến đổi chậm theo thời gian và không gian Chế độ dòng chảy này được mô tả bằng phương trình vi phân đạo hàm riêng Saint-Venant

Phương trình liên tục và phương trình động lượng:

Trong đó:

q x

Q t

Z

∂

∂ +

∂

∂

0 )

2

= +

∂

∂ +

∂

∂ +

∂

∂

RW C

Q Q g x

z gw W

Q x t

B: Chiều rộng mặt nước ở thời đoạn tính toán (m)

Z: Cao trình mực nước ở thời đoạn tính toán (m)

t: Thời gian tính toán (giây)

Q: Lưu lượng dòng chảy qua mặt cắt (m3/s)

X: Không gian (dọc theo dòng chảy) (m)

β: Hệ số phân bố lưu tốc không đều trên mặt cắt