ĐỊA lí THỦY văn nguồn cung và cầu về nước

MỤC LỤC I Những đối tượng sử dụng nước Con người - Nước chiếm khoảng 70% trọng lượng thể - Một người nặng 60 kg cần cung cấp 2-3 lít nước để đổi lượng nước có thể, trì hoạt động sống bình thường - Nước có vai trò quan trọng đời sống sinh hoạt hoạt động sản xuất, lao động người Sinh vật - Nước chứa thể sinh vật hàm lượng cao, từ 50 - 90% khối lượng thể sinh vật nước - Nước nguyên liệu cho trình quang hợp tạo chất hữu cơ, mơi trường hồ tan chất vơ phương tiện vận chuyển chất vô hữu cây, vận chuyển máu chất dinh dưỡng động vật - Nước mơi trường sống nhiều loài sinh vật II Những nguồn nước khả cung cấp - khai thác nước để đảm bảo phát triển bền vững Những nguồn nước 1.1 Khái niệm Nguồn nước dạng tích tụ nước tự nhiên nhân tạo khai thác, sử dụng bao gồm sông, suối, kênh, rạch, hồ, ao, đầm, phá, biển, tầng chứa nước đất; mưa, băng, tuyết dạng tích tụ nước khác 1.2 Các nguồn nước 1.2.1 Nước mặt - Sự bốc nước đất, ao, hồ, sông, biển; thoát nước thực vật động vật , nước vào khơng khí sau bị ngưng tụ lại trở thể lỏng rơi xuống mặt đất hình thành mưa, nước mưa chảy tràn mặt đất từ nơi cao đến nơi thấp tạo nên dòng chảy hình thành nên thác, ghềnh, suối, sơng tích tụ lại nơi thấp lục địa hình thành hồ đưa thẳng biển hình thành nên lớp nước bề mặt vỏ trái đất - Có hai loại nước mặt nước diện sông, ao, hồ lục địa nước mặn diện biển, đại dương mênh mông, hồ nước mặn lục địa - Đặc điểm: + Chứa nhiều chất bẩn tượng rửa trôi, độ đục hàm lượng chất bẩn cao + Chịu ảnh hưởng tác động người + Dễ bị nhiễm bẩn 1.2.2 Dòng chảy ngầm Dòng chảy ngầm thường hình thành bề mặt động lực học nước mặt nước ngầm thật Nó nhận nước từ nguồn nước ngầm tầng ngậm nước (hay gọi tầng chứa nước) bổ cấp đầy đủ bổ sung nước vào tầng nước ngầm nước ngầm cạn kiệt 1.2.3 Nước ngầm - Là dạng nước đất, nước chứa lỗ rỗng đất đá Nó nước chứa tầng ngậm nước bên mực nước ngầm Đôi người ta phân biệt nước ngầm nơng, nước ngầm sâu nước chôn vùi - Đặc điểm: + Tốc độ luân chuyển chậm + Khả giữ nước ngầm nhìn chung lớn + Nguồn nước ngầm có khả bị nhiễm mặn cách tự nhiên tác động người khai thác mức tầng chứa nước gần biên mặn/ngọt Khả cung cấp nước Nước - nguồn tài nguyên thiết yếu cho sống người Việc đáp ứng nhu cầu nước đảm bảo chất lượng số lượng điều kiện kiên để phát triển bền vững 2.1 Sự cung ứng nước tồn cầu - Nước bao phủ 71% diện tích đất có 97% nước mặn, lại nước Nó thành phần cấu tạo yếu thể sinh vật, chiếm từ 50%-97% trọng lượng thể, chẳng hạn người nước chiếm 70% trọng lượng thể Sứa biển nước chiếm tới 97% - Trong 3% lượng nước có đất có khoảng 3/4 lượng nước mà người không sử dụng nằm q sâu tronxg lòng đất, bị đóng băng, dạng khí dạng tuyết lục điạ có 0, 5% nước diện sông, suối, ao, hồ mà người sử dụng Tuy nhiên, ta trừ phần nước bị nhiễm có khoảng 0,003% nước mà người sử dụng tính trung bình người cung cấp 879.000 lít nước để sử dụng (Miller, 1988) - Hiện nước hành tinh phát sinh từ nguồn: bên lòng đất, từ thiên thạch ngồi đất mang vào từ tầng khí quyển; nguồn gốc từ bên lòng đất chủ yếu Nước có nguồn gốc bên lòng đất hình thành lớp vỏ đất q trình phân hóa lớp nham thạch nhiệt độ cao tạo ra, sau theo khe nứt lớp vỏ ngồi nước dần qua lớp vỏ ngồi biến thành thể hơi, bốc cuối ngưng tụ lại thành thể lỏng rơi xuống mặt đất Trên mặt đất, nước chảy tràn từ nơi cao đến nơi thấp tràn ngập vùng trũng tạo nên đại dương mênh mông sông hồ nguyên thủy - Tổng lượng nước tự nhiên giới theo ước tính có khác theo tác giả dao động từ 1.385.985.000 km3 (Lvovits, Xokolov - 1974) đến 1.457.802.450 km3 (F Sargent - 1974) Bảng Trữ lượng nước giới (theo F Sargent, 1974) Trữ lượng (km3) Loại nước Biển đại dương 1.370.322.000 Nước ngầm 60.000.000 Băng băng hà 26.660.000 Hồ nước 125.000 Hồ nước mặn 105.000 Khí ẩm đất 75.000 Hơi nước khí ẩm 14.000 Nước sông 1.000 Tuyết lục địa 250 2.2 Cung nước Việt Nam - Nằm vùng nhiệt đới gió mùa, Việt Nam đánh giá quốc gia có nguồn tài nguyên nước phong phú lượng mưa, nguồn nước mặt hệ thống sơng, hồ nguồn nước đất • Về lượng mưa: lượng mưa trung bình năm Việt Nam vào khoảng 19401960mm (tương đương tổng lượng nước khoảng 640 tỷ m3/năm), thuộc số quốc gia có lượng nước mưa vào loại lớn giới Tuy nhiên, lượng mưa Việt Nam phân bố không theo không gian thời gian Lượng mưa tập trung chủ yếu 4-5 tháng mùa mưa (chiếm 75-85% tổng lượng mưa năm), lượng mưa mùa khô chiếm 15-25% Khu vực có lượng mưa lớn khu vực phía Đơng Trường Sơn thuộc vùng Bắc Trung Bộ, Trung Trung Bộ, Tây Nguyên khu vực trung du, miền núi Bắc Bộ  Do vậy, khả cung cấp nước cho ngành nghề, lĩnh vực chịu ảnh hưởng • Về nước mặt: tổng lượng dòng chảy hàng năm khoảng 830-840 tỉ m 3, tập trung chủ yếu (khoảng 57%) lưu vực sông Cửu Long, 16% lưu vực sơng Hồng - Thái Bình, 4% lưu vực sơng Đồng Nai, lại lưu vực sông khác Tuy nhiên, lượng nước sinh phần lãnh thổ Việt Nam chiếm khoảng 310-315 tỷ m 3/năm (khoảng 37%), chủ yếu thuộc lưu vực sơng Hồng - Thái Bình, Đồng Nai, Cả, Ba, Vũ Gia-Thu Bồn - Để đáp ứng yêu cầu trữ lượng, điều tiết dòng chảy phục vụ cấp nước mùa khơ phòng, chống giảm lũ, lụt mùa mưa, Việt Nam - tiếp tục phát triển hệ thống hồ chứa nước Theo kết thống kê, rà soát sơ bộ, nước có 2.900 hồ chứa thủy điện, thủy lợi vận hành, xây dựng có quy hoạch xây dựng với tổng dung tích 65 tỷ m Trong đó, khoảng 2.100 hồ vận hành, tổng dung tích 34 tỷ m khoảng 240 hồ xây dựng, tổng dung tích 28 tỷ m 3, 510 hồ có quy hoạch, tổng dung tích gần tỷ m3 Trong số hồ nêu trên, có khoảng 800 hồ thủy điện, tổng dung tích 56 tỷ m3, gồm 59 hồ vận hành, 231 hồ xây dựng 500 hồ có quy hoạch xây dựng 2.100 hồ chứa thủy lợi, tổng dung tích tỷ m 3, phần lớn hồ chứa nhỏ, xây dựng xong, vận hành Các lưu vực sơng có số lượng hồ chứa tổng dung tích hồ chứa lớn gồm: sông Hồng, gẩn 30 tỷ m3; sông Đồng Nai, 10 tỷ m3, sông Sê San, gần 3,5 tỷ m 3; sông Mã, sông Cả, sông Hương, sơng Vũ Gia – Thu Bồn sơng Srêpok có tổng dung tích hồ chứa từ gần tỷ m3 đến tỷ m3 Có 19 tỉnh có tổng dung tích hồ chứa từ tỷ m trở lên Tình hình khai thác nước 3.1 Trên giới - Khi người bắt đầu trồng trọt chăn ni đồng ruộng phát triển miền đồng màu mỡ, kề bên lưu vực sơng lớn Lúc đầu cư dân nước đầy ắp sơng hồ, đồng ruộng, cho dù có gặp thời gian khơ hạn kéo dài cần chuyển cư khơng xa tìm nơi tốt đẹp Vì vậy, nước xem nguồn tài nguyên vô tận qua thời gian dài, vấn đề nước chưa có quan trọng - Nhưng theo thời gian, nhu cầu nước ngày tăng theo đà phát triển công nghiệp, nông nghiệp nâng cao mức sống người Theo ước tính, bình qn tồn giới có chừng khoảng 40% lượng nước cung cấp sử dụng cho công nghiệp, 50% cho nông nghiệp 10% cho sinh hoạt Tuy nhiên, nhu cầu nước sử dụng lại thay đổi tùy thuộc vào phát triển quốc gia Thí dụ: Ở Hoa Kỳ, khoảng 44% nước sử dụng cho công nghiệp, 47% sử dụng cho nơng nghiệp 9% cho sinh hoạt giải trí (Chiras, 1991) Ở Trung Quốc 7% nước dùng cho công nghiệp, 87% cho công nghiệp, 6% sử dụng cho sinh hoạt giải trí (Chiras, 1991) Nhu cầu sử dụng nước giới • Nhu cầu nước công nghiệp: Các ngành công nghiệp lấy 22% nước toàn giới Sự phát triển ngày cao cơng nghiệp tồn giới kể từ thời kì cơng nghiệp hố làm tăng nhu cầu nước, đặc biệt số ngành sản xuất chế biến thực phẩm, dầu mỏ, giấy, luyện kim, hóa chất , ngành sản xuất tiêu thụ ngót 90% tổng lượng nước sử dụng cho cơng nghiệp Thí dụ: cần 1.700 lít nước để sản xuất thùng bia chừng 120 lít, cần 3.000 lít nước để lọc thùng dầu mỏ chừng 160 lít, cần 300.000 lít nước để sản xuất giấy 1,5 thép, cần 2.000.000 lít nước để sản xuất nhựa tổng hợp Năm 2000 nhu cầu nước sử dụng cho công nghiệp tăng 1.900 km3/năm có nghĩa tăng 60 lần so với năm 1900 Phần nước tiêu hao khơng hồn lại sản xuất công nghiệp chiếm khoảng từ - 2% tổng lượng nước tiêu hao khơng hồn lại lượng nước lại sau sử dụng quay sông hồ dạng nước thải chứa đầy chất gây ô nhiễm (Cao Liêm, Trần đức Viên - 1990) Nhu cầu nước dành cho sản xuất tồn cầu dự tính tăng 400% từ năm 2000 đến năm 2050, nhiều nhiều so với ngành khác • Nhu cầu nước nông nghiệp: Sự phát triển sản xuất nông nghiệp thâm canh tăng vụ mở rộng diện tích đất canh tác đòi hỏi lượng nước ngày cao Theo M.I.Lvovits (1974), tương lai thâm canh nơng nghiệp mà dòng chảy năm sơng tồn giới giảm khoảng 700 km3/năm Phần lớn nhu cầu nước thỏa mãn nhờ mưa vùng có khí hậu ẩm, thường bổ sung nước sông nước ngầm biện pháp thủy lợi vào mùa khơ Người ta ước tính mối quan hệ lượng nước sử dụng với lượng sản phẩm thu trình canh tác sau: để sản xuất lúa mì cần đến 1.500 nước, gạo cần đến 4.000 nước vải cần đến 10.000 nước Trong tổng số khối lượng nước khai thác sử dụng toàn giới 3.800 tỷ m 3, việc tưới tiêu nước nơng nghiệp sử dụng 70% (2.700 tỷ m3) Gần 95% lượng nước nước phát triển sử dụng để tưới tiêu cho đất nông nghiệp Nhu cầu nước nông nghiệp năm 2000 lên tới 3.400 km3/năm, chiếm 58% tổng nhu cầu nước toàn giới • Nhu cầu nước sinh hoạt giải trí: Theo ước tính cư dân sinh sống kiểu nguyên thủy cần - 10 lít nước/ người/ ngày Ngày nay, phát triển xã hội loài người ngày cao nên nhu cầu nước sinh hoạt giải trí ngày tăng theo thị trấn đô thị lớn, nước sinh hoạt tăng gấp hàng chục đến hàng trăm lần nhiều Năm 2000, nhu cầu nước sinh hoạt giải trí tăng gần 20 lần so với năm 1900, tức chiếm 7% tổng nhu cầu nước giới (Cao Liêm, Trần đức Viên - 1990) • Ngồi ra, nhiều nhu cầu khác nước hoạt động khác người giao thơng vận tải, giải trí trời đua thuyền, trượt ván, bơi lội nhu cầu ngày tăng theo phát triển xã hội 3.2 Ở Việt Nam 3.2.1 Nước mặt Việt Nam nằm vùng nhiệt đới ẩm có lượng mưa tương đối lớn trung bình từ 1.800mm - 2.000mm, lại phân bố không đồng So với nhiều nước, Việt nam có nguồn nước dồi lượng nước bình quân cho đầu người đạt tới 17.000 m3/ người/ năm tổng lượng nước mưa nhận hàng năm khoảng 1240 km3 ( lượng nước mưa lãnh thổ Việt Nam lượng nước từ bên chảy vào lãnh thổ nước ta qua sông lớn: sông Hồng sông Cửu Long) Do kinh tế nước ta chưa phát triển nên nhu cầu lượng nước sử dụng chưa cao, khai thác 500 m3/người/năm nghĩa khai thác 3% lượng nước tự nhiên cung cấp chủ yếu khai thác lớp nước mặt dòng sơng phần lớn tập trung cho sản xuất nông nghiệp (Cao Liêm - Trần đức Viên, 1990) 10 • Nơng nghiệp: Việt Nam nước có xuất gạo đứng nhì giới nay, đồng nghĩa với tăng nhanh lượng nước sử dụng cho nơng nghiệp Bên cạnh đó, sản xuất nông nghiệp, thủy lợi vấn đề ưu tiên hàng đầu Trong công tác thủy lợi, ngồi hệ thống tưới tiêu có tác dụng chống lũ, cải tạo đất Theo ước tính, năm 2000 để đưa diện tích tưới cho nơng nghiệp lên 6,5 triệu ha, tổng lượng nước cần khoảng 60 km 3, cho chăn nuôi khoảng 10 -15 km3, nhu cầu nước cho 80 triệu dân khoảng km 3; tính chung nhu cầu nước tăng lên khoảng từ 90 -100 km Như riêng năm 2000 lượng nước cần cho phát triển đạt xấp xỉ khoảng 30% lượng nước cung cấp toàn lãnh thổ Ðặc biệt nhu cầu phần lớn tập trung vào mùa khô mực nước sông ngòi xuống thấp, điều cho thấy khơng quản lý phân phối tốt xảy tình trạng thiếu nước gay gắt • Cơng nghiệp, sinh hoạt: Trong năm gần nhu cầu nước sử dụng cho công nghiệp sinh hoạt không ngừng tăng lên theo đà phát triển công nghiệp, gia tăng dân số, mức sống người dân không ngừng nâng cao phát triển thị 3.2.2 Nước ngầm Nước tàng trữ lòng đất phận quan trọng nguồn tài nguyên nước Việt Nam Mặc dù nước ngầm khai thác để sử dụng cho sinh hoạt có từ lâu đời nhiên việc khai thác nước ngầm chủ yếu phương tiện thủ công Sự khai thác phương tiện đại tiến hành hạn chế nhằm phục vụ cho sản xuất sinh hoạt trung tâm công nghiệp khu dân cư lớn mà thơi 11 III Ý nghĩa việc tính tốn nhu cầu sử dụng nước: - Tính tốn xác nhu cầu sử dụng nước ngành, khu vực phù hợp hiệu - Phân phối chuẩn cho ngành với nhu cầu nước, không thừa khơng thiếu tận dụng làm nhỏ chi phí hội sử dụng nước - Góp phần quản lí tài nguyên nước bền vững - Phân phối từ nơi có nguồn nước dồi đến nơi có nước lưu vực - Góp phần bảo vệ tài nguyên khác, môi trường phát triển bền vững IV Cung cầu nước lưu vực sông Hương Tình hình sử dụng nước năm 2007 dự báo nhu cầu dùng nước lưu vực sông Hương tỉnh Thừa Thiên Huế 1.1 Tình hình sử dụng nước năm 2007 Sông Hương nguồn cung cấp nước quan trọng cho hầu hết ngành kinh tế, hoạt động sản xuất, sinh hoạt người dân Thừa Thiên Huế Do mức độ sử dụng, hình thức khai thác khác nên chia làm vùng gồm: Vùng Cát Phong Điền, Vùng đồng hạ lưu Bắc sông Bồ, vùng đồng Nam sông BồBắc sông Hương, Vùng thượng nguồn sông Bồ, vùng đồng Nam sông Hương, Vùng sông Tả Trạch, vùng sông Hữu Trạch Dưới tình hình sử dụng nước lưu vực sông Hương tỉnh Thừa Thiên Huế, đơn vị: 106 m3/năm Hiện trạng sử dụng nước lưu vực sông Hương năm 2007 Đơn vị: 106 m3/năm Ngành dùng nước Trồng Chăn Sinh Thủy Công trọt nuôi hoạt sản nghiệp 12 Tổng Vùng Vùng cát Phong 81,24 1,55 1,74 0,09 0,00 84,62 lưu Bắc sông Bồ Vùng đồng 102,14 1,59 2,48 6,84 0,00 113,05 Nam sông Bồ 56,87 1,23 7,18 2,47 11,04 78,80 44,09 1,03 0,88 1,31 0,00 47,32 Nam sông Hương Vùng sông Tả Trạch 226,23 3,22 10,70 14,08 31,71 285,95 17,76 1,01 1,52 2,05 0,00 22,35 Vùng sông Hữu 21,15 0,77 0,66 1,68 0,00 24,27 549,49 10,41 25,18 28,53 42,76 656,36 Điền Vùng đồng hạ -Bắc sông Hương Vùng thượng nguồn sông Bồ Vùng đồng Trạch Tổng Qua bảng thấy: - Nước dùng cho nông nghiệp (Bao gồm trồng trọt chăn nuôi) chiếm 85,3% - Nước dùng cho sinh hoạt chiếm 3,84% - Nước dùng cho Công nghiệp chiếm 6,52 - Nước dùng cho chăn nuôi thủy sản chiếm 4,34% Số liệu tính tốn dựa vào phát triển ngành kinh tếvà tiêu dùng nước tương ứng: 13 - Chỉ tiêu cấp nước cho trồng: + Lúa: 1,2lít/s/ha + Màu trồng lâu năm khác: 0,4lít/s/ha + Tần suất cấp nước P =75% - Chỉ tiêu dùng nước loại gia súc gia cầm lấy theo TCVN 4454-1987 - Chỉ tiêu cấp nước cho sinh hoạt: Nhu cầu cấp nước cho sinh hoạt dựa theo TCVN 4474 - 87 đặc điểm cấp nước cụ thể Thừa ThiênHuế - Chỉ tiêu dùng nước cho công nghiệp vùng lưu vực sông Hương dựa vào tiêu nước theo sản phẩm ngành công nghiệp Việt Nam - Chỉ tiêu cấp nước cho nuôi trồng thủy sản: Chỉ tiêu dùng nước cho dựa theo tính tốn Sở Nơng nghiệp Phát triển Nông thôn Thừa Thiên Huế 1.2 Dự báo nhu cầu dùng nước lưu vực sông Hương đến năm 2020 Dựa vào định hướng phát triển ngành kinh tế tương lai số tiêu dùng nước tương ứng, ta tính tốn nhu cầu nước ngành đến năm 2020 sau: Bảng: Dự báo nhu cầu nước lưu vực sông Hương đến năm 2020 Đơn vị: 106m3/năm Ngành dùng nước Vùng Vùng cát Phong Điền Vùng đồng hạ lưu Bắc sông Bồ Trồng Chăn trọt nuôi Sinh hoạt Thủy sản Công Tổng nghiệp 88,06 2,22 108,46 2,45 2,55 3,64 0,18 13,76 0,00 0,00 14 93,01 128,31 Vùng đồng nam song 60,68 1,90 10,50 4,97 Bồ - bắc sông Hương Vùng thượng nguồn sông 51,52 1,49 1,30 2,64 Bồ Vùng đồng nam sông 237,84 4,76 15,68 28,32 Hương Vùng sông Tả Trạch 22,53 1,43 2,21 4,13 Vùng sông Hữu Trạch 25,88 1,15 0,98 3,38 Tổng 594,96 15,41 36,87 57,38 Tính tốn cân nước cho lưu vực sông Hương 15,86 93,90 0,00 56,96 49,81 336,41 0,00 0,00 65,66 30,31 31,39 770,28 2.1 Tính tốn cân nước Cân nước lưu vực sông Hương tính sở lượng nước đến lượng nước sử dụng theo tháng ứng với tần suất cấp nước 75% Do đó, lượng nước thiếu thừa phụ thuộc vào nhu cầu sử dụng lượng nước đến vùng khác Kết tính tốn cân nước trạng tổng hợp theo năm tính bảng sau: Bảng: Cân nước trạng năm 2007, P = 75% Đơn vị: Q (m3/s),W (106 m3) Vùng Vùng Vùng Vùng Vùng cát đồng đồng thượng Phong hạ Nam sông nguồn Điền lưu Bắc Bồ - bắc sông Chỉ sông Bồ sông Bồ tiêu Hương Qđến 137,1 87,61 83,75 956,17 Wđến 359,8 234,62 224,34 2560,9 Wcần 84,62 113,05 78,8 47,32 Wthừa 281,6 156,65 155,62 2513,6 Wthiếu 6,4 35,08 10,08 15 Vùng đồng nam sông Hương 240,01 642,82 285,95 391,4 34,53 Vùng sông Tả Trạch Vùng sông Hữu Trạch 929,52 659,03 2489,6 22,35 2467,2 1765,1 24,27 1740,9 2.2 Tính tốn cân nước đến năm 2020 Cân nước đến năm 2020 Đơn vị: Q (m3/s),W (106 m3) Vùng Chỉ tiêu Qđến Wđến Wcần Wthừa Wthiếu Vùng Vùng Vùng Vùng cát đồng đồng thượng Phong hạ nguồn Điền lưu Bắc Nam sông sông sông Bồ Bồ - bắc Bồ sông Hương 137,17 87,61 83,75 956,17 359,86 234,62 224,34 2560,9 93,01 128,31 93,9 56,96 275,86 155,06 144,79 2504,0 9,01 48,75 14,35 16 Vùng đồng nam sông Hương Vùng sông Tả Trạch Vùng sông Hữu Trạch 240,01 642,82 929,52 2489,6 30,31 2459,3 659,03 1765,1 31,39 1733,7 336,41 355,42 49,01 ... học nước mặt nước ngầm thật Nó nhận nước từ nguồn nước ngầm tầng ngậm nước (hay gọi tầng chứa nước) bổ cấp đầy đủ bổ sung nước vào tầng nước ngầm nước ngầm cạn kiệt 1.2.3 Nước ngầm - Là dạng nước. .. động vật - Nước mơi trường sống nhiều loài sinh vật II Những nguồn nước khả cung cấp - khai thác nước để đảm bảo phát triển bền vững Những nguồn nước 1.1 Khái niệm Nguồn nước dạng tích tụ nước tự... chừng 120 lít, cần 3.000 lít nước để lọc thùng dầu mỏ chừng 160 lít, cần 300.000 lít nước để sản xuất giấy 1,5 thép, cần 2.000.000 lít nước để sản xuất nhựa tổng hợp Năm 2000 nhu cầu nước sử dụng