đánh giá tài nguyên nước ở Việt Nam

trình bày về đánh giá tài nguyên nước ở Việt Nam

NXB GIÁO DỤC 2005 Từ khoá: Lưu vực, sông ngòi, đo đcạc, tần suất, chuẩn dòng chảy năm, mặt dệm, dao động dòng chảy năm, phân phối dòng chảy năm, cường độ tới hạn, vi phân, dòng chảy kiệt, tài nguyên nước, môi trường, phát triển bền vững, các hệ thống sông Tài liệu trong Thư viện điện tử Đại học Khoa học Tự nhiên có thể được sử dụng cho mục đích học tập và nghiên cứu cá nhân. Nghiêm cấm mọi hình thức sao chép, in ấn phục vụ các mục đích khác nếu không được sự chấp thuận của nhà xuất bản và tác giả. ĐÁNH GIÁ TÀI NGUYÊN NƯỚC VIỆT NAM Nguyễn Thanh Sơn 2 NGUYỄN THANH SƠN ĐÁNH GIÁ TÀI NGUYÊN NƯỚC VIỆT NAM NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI 3 Giáo trình Đánh giá tài nguyên nước Việt Nam dùng để giảng dạy cho sinh viên ngành địa lý. Giáo trình cung cấp các khái niệm, các phương pháp thu thập và tính toán và các kiến thức bảo vệ, phát triển các dạng tài nguyên nước. Giáo trình được trình bày trong các mối quan hệ tổng hợp của môi trường địa lý tự nhiên. Giáo trình có thể được dùng làm tài liệu tham khảo cho các chuyên gia trong lĩnh vực khảo sát, qui hoạch và sử dụng tài nguyên nước. *** The book "Vietnam Natural resources estimation (land water resources)" is used as a textbook for students geographers. It provides the concepts, methods for collection and calculation and the knowledge on the protection of the water resources forms. These problems are presented in a closed relation with the geographical environment. The book is also used for the experts in investigation, design and water resources management as a referent matter. 4 MỤC LỤC MỤC LỤC 4 GIỚI THIỆU 4 Phần thứ nhất. ĐÁNH GIÁ TÀI NGUYÊN NƯỚC . 8 Chương 1. MỞ ĐẦU . 9 1.1. Khái niệm tài nguyên nước 9 1.2. Nước trên Trái Đất và các vấn đề về tài nguyên nước . 10 1.3. Ý nghiã của nghiên cứu tài nguyên nước . 18 1.4. Ảnh hưởng của điều kiện địa lý tự nhiên tới tài nguyên nước lãnh thổ . 18 1.4.1. Vị trí địa lý 18 1.4.2. Địa hình và địa mạo 19 1.4.3. Thảm thực vật 19 1.4.4. Khí hậu 20 Chương 2.ĐIỀU TRA VÀ TÍNH TOÁN TÀI NGUYÊN NƯỚC 22 2.1.Thu thập thông tin từ lưới trạm khí tượng thuỷ văn quốc gia . 22 2.1.1. Phân loại trạm thuỷ văn . 22 2.1.2. Phân cấp trạm thuỷ văn . 22 2.2. đo đạc các đặc trưng tài nguyên nước . 23 2.2.1. Đo mực nước . 23 2.2.2. Đo sâu 27 2.2.3. Đo lưu tốc 31 2.2.4. Lưu lượng nước . 33 2.3. Đo đạc tài nguyên nước mưa và nước ngầm 37 2.3.1. Đo mưa . 37 2.3.2. Khảo sát tài nguyên nước ngầm 37 Chương 3. CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ TÀI NGUYÊN NƯỚC LÃNH THỔ 45 3.1. Phương pháp cân bằng nước . 45 3.1.1. Phương trình cân bằng nước dạng tổng quát . 45 3.1.2. Phương trình cân bằng nước cho một lưu vực sông ngòi 46 3.1.3. Phương trình cân bằng nước của lưu vực cho thời kỳ nhiều năm . 46 3.1.4. Phân tích các nhân tố ảnh hưởng đến dòng chảy sông ngòi thông qua phương trình cân bằng nước . 47 3.1.5. Phương trình cân bằng nước ao hồ, đầm lầy . 48 3.2. Phương pháp tính toán tài nguyên nước 49 3.2.1. Phương pháp hệ số tổng cộng . 49 3.2.2. Phương pháp bản đồ và nội suy địa lý 50 3.2.3. Phương pháp tương tự thuỷ văn 51 3.2.4. Các phương pháp xác suất thống kê 51 3.3. Các phương pháp tính toán thuỷ văn . 51 3.3.1. Tính toán tài nguyên nước mưa . 51 3.3.2. Tính toán chuẩn dòng chảy năm 54 3.3.3. Tính toán phân phối dòng chảy năm . 62 3.3.4. Các công thức tính toán dòng chảy lũ . 67 3.3.5 Tính toán tài nguyên nước mùa cạn . 80 5 3.4 Phương pháp mô hình hoá 82 3.4.1 Phân loại mô hình toán thuỷ văn 82 3.4.2 Phân loại mô hình dòng chảy . 83 3.4.3 Một số mô hình tất định . 85 3.4.4 Nguyên lý xây dựng mô hình "quan niệm" 86 3.4.5. Mô hình ngẫu nhiên . 94 Chương 4. ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC 100 4.1. Kiến thức cơ sở để đánh giá chất lượng nước . 102 4.1.1 Những thông số vật lý, hoá học, sinh học của chất lượng nước . 102 4.1.2. Nhu cầu oxy sinh học BOD . 103 4.1.3 COD, TOD, TOC . 104 4.2. Chất lượng tài nguyên nước dưới ảnh hưởng các hoạt động kinh tế . 105 4.2.1.Công nghiệp . 105 4.2.2. Nước thải công cộng . 107 4.2.3 Đô thị hoá . 107 4.2.4. ảnh hưởng của các biện pháp tưới tiêu 109 4.2.5 Sự thay đổi chất lượng nước trong hồ chứa . 110 4.3. Các biện pháp bảo vệ nước mặt khỏi nhiễm bẩn . 111 4.3.1.Chuẩn hoá chất lượng nước 112 4.3.2. Các phương pháp công trình bảo vệ nước . 113 4.3.3 Xử lý nước thải trong điều kiện nhân tạo . 114 4.3.4 Xử lý trong các điều kiện tự nhiên . 115 4.3.5 Biện pháp công trình 116 4.3.6 Quá trình tự làm sạch của nước tự nhiên . 116 Phần thứ hai. TÀI NGUYÊN NƯỚC VIỆT NAM . 118 Chương 5. TÀI NGUYÊN NƯỚC MẶT Ở VIỆT NAM 119 5.1. Khái quát chung . 119 5.2. Tài nguyên nước mưa . 119 5.3. Tài nguyên nước sông ngòi . 121 5.3.1. Dòng chảy mặt 128 5.3.2. Chất lượng nước mặt . 133 Chương 6. CÁC HỆ THỐNG SÔNG CHÍNH Ở VIỆT NAM 137 6.1. Hệ thống sông Kỳ Cùng - Bằng Giang . 137 6.1.1. Khái quát về các điều kiện mặt đệm 137 6.1.2. Khái quát về các điều kiện khí hậu 137 6.1.3. Các sông chính và tài nguyên nước sông 138 6.2. Hệ thống sông Hồng - Thái Bình . 139 6.2.1. Khái quát về mặt đệm 140 6.2.2. Khái quát về khí hậu 140 6.2.3. Các sông chính và tài nguyên nước sông . 141 6.3. Hệ thống sông Mã, sông Cả và các sông vùng Bình Trị Thiên 144 6.3.1. Các điều kiện mặt đệm 144 6.3.2. Khái quát về khí hậu 144 6.3.3. Các sông chính và tài nguyên nước sông 146 6.4. Các lưu vực Nam Trung Bộ 148 6.4.1. Khái quát điều kiện mặt đệm . 148 6 6.4.2. Khái quát về khí hậu 148 6.4.3. Các sông chính và tài nguyên nước khu vực . 150 6.5. Hệ thống sông Đồng Nai 151 6.5.1. Khái quát về các điều kiện mặt đệm 151 6.5.2. Khái quát về khí hậu 152 6.5.3. Các sông chính và tài nguyên nước sông 152 6.6 Hệ thống sông Mê Kông 154 6.6.1 Khái quát các điều kiện mặt đệm . 155 6.6.2. Các điều kiện khí hậu 156 6.6.3. Tài nguyên nước sông và các sông chính 157 TÀI LIỆU THAM KHẢO 159 Tiếng Việt 159 Tiếng Anh 159 Tiếng Nga 160 7 GIỚI THIỆU Giáo trình Đánh giá tài nguyên nước Việt Nam được biên soạn tại Khoa Địa lý, trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà nội nhằm đáp ứng tài liệu học tập cho sinh viên năm thứ tư ngành Địa lý. Giáo trình cung cấp cho sinh viên các khái niệm về tài nguyên nước lục địa, các phương pháp thu thập số liệu không những qua mạng lưới các trạm khí tượng thuỷ văn quốc gia mà cả trên các chuyến thực đị a, các kiến thức cơ bản nhất để xử lý và phân tích tài liệu để đưa ra được các kết quả đánh gía tài nguyên nước cả về lượng lẫn về chất. Trong giáo trình sử dụng nhiều kết quả nghiên cứu và các tài liệu của Bộ môn thuỷ văn, Khoa Khí tượng thuỷ văn & Hải dương học, trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà nội và cậ p nhật các nghiên cứu gần đây nhất của trường Đại học Thuỷ lợi Hà Nội và Viện Khí tượng thuỷ văn, Bộ Tài nguyên Môi trường Khi biên soạn cuốn sách này tác giả được sự bổ sung và góp ý rất quan trọng của nhiều đồng nghiệp để nâng cao chất lượng giáo trình. Chắc chắn giáo trình này vẫn còn nhiều khiếm khuyết. Rất mong tiếp tục nhận được các ý kiến đóng góp để cuốn sách này ngày càng hoàn thi ện thêm. Tác giả xin trân trọng cảm ơn. 8 Phần thứ nhất ĐÁNH GIÁ TÀI NGUYÊN NƯỚC 9 Chương 1 MỞ ĐẦU 1.1. KHÁI NIỆM TÀI NGUYÊN NƯỚC Nước là một loại tài nguyên quí giá và được coi là vĩnh cửu. Không có nước thì không có sự sống trên hành tinh của chúng ta. Nước là động lực chủ yếu chi phối mọi hoạt động dân sinh kinh tế của con người. Nước được sử dụng rộng rãi trong sản xuất nông nghiệp, công nghiệp, thuỷ điện, giao thông vận tải, chăn nuôi thuỷ sản v.v Do tính chất quan trọng của nước như vậy nên UNESCO lấ y ngày 23/III làm ngày nước thế giới. Tài nguyên nước là lượng nước trong sông, ao hồ, đầm lầy, biển và đại dương và trong khí quyển, sinh quyển. Trong Luật Tài nguyên nước của nước Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam đã quy định: " Tài nguyên nước bao gồm các nguồn nước mặt, nước mưa, nước dưới đất, nước biển thuộc lãnh thổ nước Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam ". Nước có hai thuộc tính cơ bản đó là gây lợi và gây hại. Nước là nguồn động lực cho mọi hoạt động kinh tế của con người, song nó cũng gây ra những hiểm hoạ to lớn không lường trước được đối với con người. Những trận lũ lớn có thể gây thiệt hại về người và của thậm chí tới mức có thể phá huỷ cả một vùng sinh thái. Tài nguyên nước là một thành phần gắn với mức độ phát triển của xã hội loài người tức là cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ mà tài nguyên nước ngày càng được bổ sung trong ngân quỹ nước các quốc gia. Thời kỳ nguyên thuỷ, tài nguyên nưcớ chỉ bó hẹp ở các khe suối, khi con người chưa có khả năng khai thác sông, hồ và các thuỷ vực khác. Chỉ khi kỹ thuật khoan phát triển thì nước ngầm tầng sâu mới trở thành tài nguyên nước. Và ngày nay với các công nghệ sinh hoá học tiên tiến thì vi ệc tạo ra nước ngọt từ nước biển cũng không thành vấn đề lớn. Tương lai các khối băng trên các núi cao và các vùng cực cũng nằm trong tầm khai thác của con người và nó là một nguồn tài nguyên nước tiềm năng lớn. Tuy mang đặc tính vĩnh cửu nhưng trữ lượng hàng năm không phải là vô tận, tức là sức tái tạo của dòng chảy cũng nằm trong một giới hạn nào đó không phụ thuộc vào mong muố n của con người. Tài nguyên nước được đánh giá bởi ba đặc trưng cơ bản là lượng, chất lượng và động thái của nó. Lượng là đặc trưng biểu thị mức độ phong phú của tài nguyên nước trên một lãnh thổ. Chất lượng nước là các đặc trưng về hàm lượng các chất hoà tan trong nước phục vụ yêu cầu dùng nước cụ thể về mức độ lợi và hại theo tiêu chuẩn đối t ượng sử dụng nước. Động thái của nước được đánh giá bởi sự thay đổi của các đặc trưng nước theo thời gian 10 và không gian. Đánh giá tài nguyên nước là nhằm mục đích làm rõ các đặc trưng đã nêu đối với từng đơn vị lãnh thổ cụ thể. Biết rõ các đặc trưng tài nguyên nước sẽ cho chúng ta phương hướng cụ thể trong việc sử dụng, qui hoạch khai thác và bảo vệ nó. 1.2. NƯỚC TRÊN TRÁI ĐẤT VÀ CÁC VẤN ĐỀ VỀ TÀI NGUYÊN NƯỚC Trên hành tinh chúng ta nước tồn tại dưới nhiều dạng khác nhau: trên mặt đất, trong biển và đại dương, dưới đất và trong không khí dưới các dạng: lỏng (nước sông suối, ao hồ, biển), khí (hơi nước) và rắn (băng, tuyết). Lượng nước trong thuỷ quyển theo UNESCO công bố được phân bố như sau: Lượng nước trong thuỷ quyển 1386 .10 6 km 3 100% Nước ngọt 35.10 6 km 3 2,5% Nước mặn 1351. 10 6 km 3 97,5% Trong thành phần nước ngọt thì dạng rắn chiếm 24,3. 10 6 km 3 (69,4%), dạng lỏng là 10,7. 10 6 km 3 (30,6%). Trong thành phần nước lỏng 10,7. 10 6 km 3 (100%) thì nước ngầm chiếm đại bộ phận 10,5. 10 6 km 3 (98,3%); hồ và hồ chứa là 0,102 .10 6 km 3 (0,95%); thổ nhưỡng 0,047.10 6 km 3 (0,44%) ; sông ngòi 0,020.10 6 km 3 (0,19%) ; khí quyển 0,020.10 6 km 3 (0,19%) và sinh quyển 0,011.10 6 km 3 (0,10%). Sự phân bố của lượng nước trên Trái Đất không đều theo các đại dương, biển và các lục địa (Bảng 1.1). Dựa vào bảng 1.1 ta thấy nước trên Trái Đất đổ vào hai đại dương chủ yếu là Đại Tây Dương và Thái Bình Dương, phần còn lại đi vào các vùng không tiếp giáp với đại dương và với biển. Nguồn nước ở Bắc Mỹ và Nam Mỹ là lớn nhất trên Trái Đất này. Các thành phần chủ yếu củ a cán cân nước thể hiện qua mưa, bốc hơi và dòng chảy. Thông qua các đại lượng này để đánh giá tài nguyên nước lãnh thổ. Nghiên cứu các quá trình trên theo không gian và thời gian sẽ thể hiện được bức tranh đầy đủ về tài nguyên nước. Một vấn đề quan trọng và rất được quan tâm hiện nay khi đánh giá tài nguyên nước là vấn đề chất lượng nước. Đó là một yếu tố có một vai trò hết sức quyết định đối v ới sự tồn tại của sự sống con người. Theo mức độ phát triển của mình, nhân loại tiếp nhận nước ngày càng lớn để thoả mãn các nhu cầu đa dạng nhất: cấp nước sinh hoạt, công nghiệp, tạo ra điện năng, tưới tiêu đất đai, giao thông, ngư nghiệp v.v Không có lĩnh vực nào của kinh tế quốc dân mà không sử dụng nước. So sánh sự tăng trưởng củ a dân số, sự phát triển của một số lĩnh vực công nghiệp và sự tăng nhu cầu dùng nước trong nền kinh tế quốc dân của các nước phát triển trên thế giới từ năm 1960 đến năm 1980 tổng nhu cầu dùng nước tăng gấp hai lần. Hiện nay đối với toàn cầu những vấn đề chủ yếu là vấn đề đảm bảo cho nhân loại nước sạch bởi vì tài nguyên n ước ngọt hiện có trong nhiều vùng đã trở nên thiếu đối với việc thoả mãn nhu cầu của dân cư đang phát triển nhanh, công nghiệp và kinh tế nông nghiệp đang phát triển ồ ạt. Đối với việc sử dụng hợp lý tài nguyên nước, nhất thiết trước hết phải biết lượng nước nào đòi hỏi để thoả mãn mọi nhu cầu dùng nước không chỉ hôm nay mà còn cả trong tương lai. [...]... đổi chất lượng tài nguyên nước, Do các tác động nhân sinh gây ra sự nhiễm bẩn nước tự nhiên, tức là thay đổi thành phần và tính chất của nó, dẫn tới việc làm tồi chất lượng nước đối với việc sử dụng nước Nguy hiểm nhất đối với nước tự nhiên và các cơ thể sống là nhiễm xạ Nước bị nhiễm bẩn có thể trở nên bất lợi đối với người sử dụng nước nhất định, Thế nên, tại sao khi đánh giá ảnh hưởng của các hoạt... Hiệu, Việt Nam là một vùng nhiệt đới, lượng bức xạ tổng cộng thực tế hàng năm của 17 vùng khí hậu khác nhau và biến thiên từ 110 - 130 kcal/cm2năm Lượng bức xạ mặt trời là nguyên nhân tạo nên nhiệt độ không khí và đất dẫn đến tăng bốc hơi và gián tiếp ảnh hưởng tới tài nguyên nước 2 Nhiệt độ Xét ảnh hưởng của nhiệt độ không khí ảnh hưởng đến chế độ nước đất liền có hai loại ảnh hưởng: trực tiếp và gián... Ngoài các nguyên nhân trên ở nước ta mưa được hình thành gắn liền với các hình thế thời tiết như bão, dải hội tụ nhiệt đới, các front lạnh có không khí lạnh Mưa lớn được hình thành thường do hai hoặc ba tổ hợp hình thế thời tiết tạo nên 21 Chương 2 ĐIỀU TRA VÀ TÍNH TOÁN TÀI NGUYÊN NƯỚC 2.1 THU THẬP THÔNG TIN TỪ LƯỚI TRẠM KHÍ TƯỢNG THUỶ VĂN QUỐC GIA Để có được số liệu thuỷ văn, đánh giá tài nguyên nước phục... nhiêu kém - Nước đã tham gia vào việc tạo ra các tầng nước ngầm nằm sâu trong lòng Trái Đất và tạo nên những hang động kỳ diệu trong lòng đất đá, nhất là vùng núi đá vôi Ở nước ta có các hang động đẹp tuyệt vời như động Phong Nha ở Quảng Bình, Tam Thanh, Nhị Thanh ở xứ Lạng đều gắn liền với sự tác động của nước - Nước trong khí quyển đựơc xem như lớp áo giáp bảo vệ quả đất của chúng ta khỏi bị giá lạnh... rất bé 18 Ở vùng nhiệt đới, tính chất mưa khác hẳn vùng ôn đới Mưa ở vùng nhiệt đới phần lớn là mưa rào, có cường độ lớn, diễn biến phức tạp không theo quy luật rõ rệt Mưa vùng ôn đới có quy luật hơn Ở nước ta mưa từ Bắc vào Nam cũng mang tính chất khác nhau Miền Bắc và Trung chế độ mưa phức tạp, không có quy luật rõ ràng như ở Nam bộ Mưa ở Nam Bộ, Đồng Tháp Mười có quy luật hơn Bảng 1.3 Ảnh hưởng của... lượng nước (ví dụ như giao thông thuỷ) Cần phải lưu ý rằng, với tổ hợp sử dụng tài nguyên nước hiện nay, ranh giới giữa các nhà dùng nước và các nhà sử dụng nước bị xóa sạch Thí dụ, khi thành lập các hồ chứa lớn để tạo ra điện năng, không chỉ chế độ thuỷ văn và chất lượng nước thay đổi triệt để mà còn diễn ra sự giatăng tổn thất nước do bốc hơi, tức là chính hồ chứa đóng vai là nhà dùng nước Sử dụng nước. .. Cán cân nước và lãnh thổ và lưu vực sông theo tài liệu 0,66 0,50 0,46 0,42 0,43 0,58 0,40 0,58 0,37 0,50 DC số Hệ 1.3 Ý NGHĨA CỦA NGHIÊN CỨU TÀI NGUYÊN NƯỚC - Nước có ý nghĩa quan trọng đối với các quá trình xảy ra trên bề mặt Trái Đất Có thể nói rằng không có nước thì không có gì hết, nước đã tham gia vào mọi quá trình xảy ra trên mặt Trái Đất - Nước đã tham gia vào quá trình địa mạo, địa hoá Nước đã... mục đích có thể phân thành nước uống, công cộng, nông nghiệp, công nghiệp, giao thông v.v Nét đặc trưng của nửa cuối thế kỷ XX là mọi nhu cầu dùng nước tăng lên trong tất cả các nước trên thế giới Trong bảng 1.3 đã trình bày phần sử dụng nước trong các lĩnh vực sử dụng nước chính theo quan hệ với dùng nước tổng cộng trong các nước Xem xét chi tiết hơn các dạng sử dụng nước ở các quốc gia tiên tiến ta... nhiều so với các xí nghiệp phân bố ở vùng phía nam với nhiệt độ không khí cao Tuy nhiên, nhà sử dụng nước chính trong công nghiệp là nhiệt điện, đòi hỏi một lượng nước lớn để làm nguội máy Đáp ứng nhu cầu dùng nước của trạm điện nguyên tử còn lớn hơn nhiều ( khoảng 1,5 - 2 lần lớn hơn so với nhiệt điện) Thế kỷ XX đặc trưng bởi sự tăng trưởng chóng mặt của việc sử dụng nước Vậy nên, nếu như năm 1900 trên... km3 nước, thì vào năm 1950 đã là 190 km3 nước, vào năm 1970 - 510 km3 nước còn vào năm 2000 - 1900 km3 nước! Điều này được giải thích bởi tốc độ phát triển nhanh của sản xuất công nghiệp của tất cả các nước cũng như xuất hiện các sản xuất mới đặc biệt yêu cầu về nước lớn, như công nghiệp sản xuất giấy và hoá dầu, nhiệt điện, chiếm khoảng 80 - 90% toàn bộ nước công nghiệp Tuy nhiên, phần nhu cầu dùng nước . ĐÁNH GIÁ TÀI NGUYÊN NƯỚC VIỆT NAM Nguyễn Thanh Sơn 2 NGUYỄN THANH SƠN ĐÁNH GIÁ TÀI NGUYÊN NƯỚC VIỆT NAM. thứ nhất ĐÁNH GIÁ TÀI NGUYÊN NƯỚC 9 Chương 1 MỞ ĐẦU 1.1. KHÁI NIỆM TÀI NGUYÊN NƯỚC Nước là một loại tài nguyên quí giá và