Nghiên cứu giải pháp chủ động cấp nước dưới tác động của biến đổi khí hậu và phát triển kinh tế xã hội của hồ chứa nước xạ hương tỉnh vĩnh phúc

LỜI CAM ĐOAN Tôi Phan Thị Hồng Nhung , xin cam đoan đề tài luận văn tôi làm Những kết nghiên cứu trung thực.Trong q trình làm tơi có tham khảo tài liệu liên quan nhằm khẳng định thêm tin cậy cấp thiết đề tài Các tài liệu trích dẫn rõ nguồn gốc tài liệu tham khảo thống kê chi tiết Những nội dung kết trình bày Luận văn trung thực, vi phạm tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm Hà Nội, tháng ……… năm 2018 Tác giả Phan Thị Hồng Nhung i LỜI CẢM ƠN Sau thời gian học tập, nghiên cứu, giảng dạy, giúp đỡ thầy cô giáo trường Đại học Thủy Lợi cố gắng, nỗ lực thân, đến luận văn “Nghiên cứu giải pháp chủ động cấp nước tác động biến đổi khí hậu phát triển kinh tế - xã hội hồ chứa nước Xạ Hương tỉnh Vĩnh Phúc” hoàn thành Tác giả xin chân thành cảm ơn thầy, cô giáo, gia đình, bạn bè, đồng nghiệp tạo điều kiện cho tác giả suốt trình học tập thực luận văn Đặc biệt, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến thầy giáo PGS.TS.Ngơ Văn Quận Thầy giáo TS Ngô Đăng Hải, người tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tác giả trình thực luận văn Với thời gian kiến thức có hạn, chắn khơng tránh khỏi sai sót khiếm khuyết, tác giả mong nhận nhiều ý kiến đóng góp thầy giáo, cán khoa học đồng nghiệp để luận văn hoàn thiện Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng ……… năm 2018 Tác giả Phan Thị Hồng Nhung ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .i LỜI CẢM ƠN ii DANH MỤC HÌNH ẢNH vi DANH MỤC BẢNG BIỂU viii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT xii MỞ ĐẦU 1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI .1 MỤC ĐÍCH VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI .4 CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU VÀ VÙNG CÓ LIÊN QUAN 1.1 Tổng quan lĩnh vực nghiên cứu 1.1.1 Các nghiên cứu liên quan giới .6 1.1.2 Các nghiên cứu Việt Nam .7 1.2.Tổng quan vùng nghiên cứu 1.2.1 Điều kiện tự nhiên, xã hội kinh tế huyện Tam Đảo nơi có hệ thống thủy lợi hồ Xạ Hương 1.2.2 Đặc điểm khí hậu vùng nghiên cứu 11 1.2.3 Khái quát hệ thống thủy lợi hồ Xạ Hương 13 CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH NGUỒN NƯỚC ĐẾN VÀ YÊU CẦU CẤP NƯỚC CHO HỆ THỐNG THỦY LỢI HỒ XẠ HƯƠNG 19 2.1 Tính tốn yếu tố khí tượng thủy văn 19 2.2 Tính tốn nhu cầu nước đối tượng dùng nước hệ thống .23 2.2.1 Tính tốn nhu cầu nước cho nông nghiệp 23 2.2.2 Tính tốn nhu cầu nước cho chăn ni 47 2.2.3 Tính toán nhu cầu nước cho sinh hoạt 50 2.2.4 Tính tốn nhu cầu nước cho công nghiệp 52 2.2.5 Tổng hợp nhu cầu dùng nước toàn hệ thống thời kỳ 54 iii 2.3 Tính tốn cân nước hệ thống cơng trình thủy lợi hồ Xạ Hương điều kiện 56 2.3.1 Tính tốn nguồn nước đến hồ Xạ Hương 56 2.3.2 Tính tốn sơ cân nước hệ thống hồ Xạ Hương thời kỳ 68 2.3.3 Tính tốn sơ cân nước hệ thống hồ Xạ Hương thời 69 CHƯƠNG 3: ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA BĐKH VÀ PHÁT TRIỂN KINH TẾXÃ HỘI ĐẾN CÂN BẰNG NƯỚC CỦA HỆ THỐNG THỦY LỢI HỒ XẠ HƯƠNG 76 3.1 Xác định kịch biến đổi khí hậu phát triển kinh tế- xã hội 76 3.1.1 Lựa chọn kịch BĐKH: 76 3.1.2 Lựa chọn thời đoạn tính tốn: 77 3.2 Tính tốn nhu cầu dùng nước tác độngcủa BĐKH phát triển kinh tế xã hội vùng nghiên cứu 80 3.2.1 Tính tốn nhu cầu dùng nước nông nghiệp 80 3.2.2 Tính tốn nhu cầu nước cho chăn ni 90 3.2.3 Tính toán nhu cầu nước cho sinh hoạt 92 3.2.4 Tính tốn nhu cầu nước cho công nghiệp 93 3.2.5 Tổng hợp nhu cầu dùng nước toàn hệ thống tương lai 95 3.3 Tính tốn nguồn nước đến ảnh hưởng BĐKH phát triển kinh tế-xã hội vùng nghiên cứu 96 3.3.1 Tính tốn nguồn nước đến thời kỳ 2030 ảnh hưởng biến đổi khí hậu 96 3.3.2 Tính toán nguồn nước đến thời kỳ 2050 ảnh hưởng biến đổi khí hậu 98 3.4 Tính tốn cân nước theo kịch BĐKH phát triển kinh tế-xã hội vùng nghiên cứu 99 3.4.1 Kiểm tra dung tích chết mực nước chết hồ Xạ Hương 99 3.4.2 Kiểm tra cao trình bồi lắng bùn cát hồ Xạ Hương 100 3.4.4 Tính tốn cân nước thời kỳ 2050 103 CHƯƠNG 4:NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CHỦ ĐỘNG CẤP NƯỚC DƯỚI TÁCĐỘNG CỦA BĐKH VÀ PTKT- XH CỦA HỆ THỐNG HỒ CHỨA NƯỚC XẠ HƯƠNG TỈNH VĨNH PHÚC 106 iv 4.1 Cơ sở khoa học đề xuất giải pháp chủ động cấp nước nhằm khai thác nâng cao hiệu sử dụng tài nguyên nước hệ thống 106 4.2 Các giải pháp đề xuất: 106 4.2.1 Biện pháp cơng trình: 106 4.2.2 Biện pháp phi cơng trình 107 4.4 Áp dụng giải pháp cơng trình phi cơng trình vào thực tế .108 4.4.1 Đối với thời kỳ 108 4.4.2 Đối với thời kỳ 2030 .110 4.4.3 Đối với thời kỳ 2050 111 KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ 113 I Kết luận 113 II Kiến nghị 114 TÀI LIỆU THAM KHẢO 117 PHỤ LỤC 118 v DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Bản đồ vùng nghiên cứu Hình 1.2 Mái thượng lưu đập đất 15 Hình 1.3 Mái hạ lưu đập đất 16 Hình 1.4 Tổng thể tràn xả lũ 16 Hình 1.5 Cụm cơng trình cấp nước hạ lưu cống 17 Hình 1.6: Nhà van cống lấy nước 17 Hình 2.1.Bảng nhập liệu khí hậu climate tính lượng bốc nước chuẩn ET 31 Hình 2.2 Bảng nhập liệu mưa ( Rainfall ) 32 Hình 2.3 Bảng nhập liệu lúa chiêm 33 Hình 2.4 Bảng liệu đất theo số liệu FAO 34 Hình 2.5: Bảng tính chế độ tưới cho lúa vụ chiêm 35 Hình 2.6 Bảng nhập liệu lúa mùa 36 Hình 2.7: Bảng tính chế độ tưới cho lúa vụ mùa 36 Hình 2.8 Bảng nhập liệu ngô đông 37 Hình 2.9: Bảng tính chế độ tưới cho ngơ vụ đông 38 Hình 2.10: Bảng nhập liệu khí hậu tính lượng bốc nước 40 Hình 2.11: Bảng nhập liệu mưa 41 Hình 2.12: Bảng nhập liệu lúa chiêm 41 Hình 2.13: Bảng nhập liệu đất theo số liệu FAO 42 Hình 2.14: Bảng tính chế độ tưới cho lúa vụ chiêm thời kỳ 42 Hình 2.15: Bảng nhập liệu lúa mùa thời kỳ 43 Hình 2.16: Bảng tính chế độ tưới cho lúa vụ mùa thời kỳ 44 Hình 2.17: Bảng nhập liệu cho ngô vụ đông thời kỳ 45 Hình 2.18: Bảng tính chế độ tưới cho ngơ vụ đơng thời kỳ 45 Hình 2.19: Mơ hình phân phối dòng chảy năm thiết kế thời kỳ Hồ Xạ Hương 66 Hình 2.20: Mơ hình phân phối dòng chảy năm thiết kế thời kỳ Hồ Xạ Hương 68 Hình 3.1: Bảng nhập liệu khí hậu tính lượng bốc nước 81 Hình 3.2: Bảng nhập liệu mưa 81 vi Hình 3.3: Bảng tính chế độ tưới cho lúa vụ chiêm năm 2030 .82 Hình 3.4: Bảng tính chế độ tưới cho lúa vụ mùa năm 2030 82 Hình 3.5: Bảng nhập liệu ngơ vụ đông năm 2030 83 Hình 3.6: Bảng tính chế độ tưới cho ngơ vụ đơng năm 2030 83 Hình 3.7: Bảng nhập liệu khí hậu tính lượng bốc nước .86 Hình 3.8: Bảng nhập liệu mưa 86 Hình 3.9: Bảng nhập liệu lúa xuân năm 2050 .87 Hình 3.10: Bảng tính chế độ tưới cho lúa vụ xuân năm 2050 .87 Hình 3.11: Bảng tính chế độ tưới cho lúa vụ mùa năm 2050 88 Hình 3.12: Bảng tính chế độ tưới cho ngô vụ đông năm 2050 .88 vii DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Nguồn lao động huyện Tam Đảo năm 2015 10 Bảng 1-2: Lượng mưa trung bình tháng tỉnh Vĩnh Phúc (mm) 11 Bảng 1-3 Đặc trưng nhiệt độ khơng khí trạm Vĩnh Yên 12 Bảng 1-4 Đặc trưng tốc độ gió trạm Vĩnh Yên 12 Bảng 1-5 Đặc trưng độ ẩm tương đối trạm Vĩnh Yên 12 Bảng 1-6 Số nắng trung bình nhiều năm quan trắc trạm Vĩnh Yên 13 Bảng 1-7 Bốc trung bình tháng, năm trại trạm Vĩnh yên 13 Bảng 1.8 Thông số kỹ thuật hồ Xạ Hương 18 Bảng 2.1 Kết tính tốn thơng số thống kê X , C v ,C s thời kỳ 1986-2005 20 Bảng 2.2 Kết tính tốn thơng số thống kê X , C v ,C s thời kỳ 21 Bảng 2.3 Bảng thống kê chọn mơ hình mưa điển hình cho vụ thời kỳ 22 Bảng 2.4 Bảng thống kê chọn mơ hình mưa điển hình cho vụ thời kỳ 22 Bảng 2.5 Bảng phân phối mưa thiết kế theo tháng ứng với tần suất P=85% thời kỳ 23 Bảng 2.6.Bảng phân phối mưa thiết kế theo tháng ứng với tần suất P=85% thời kỳ 23 Bảng 2.7 Thời vụ trồng 24 Bảng 2.8 Độ ẩm đất canh tác 24 Bảng 2.9 Thời kỳ sinh trưởng hệ số trồng lúa 25 Bảng 2.10 Thời kỳ hệ số trồng trồng cạn 25 Bảng 2.11 Chiều sâu rễ trồng cạn 25 Bảng 2.12 Chỉ tiêu lý đất 26 Bảng 2.13: Cơ cấu trồng thời kỳ 27 Bảng 2.14: Cơ cấu trồng thời kỳ 27 Bảng 2.15: Tổng hợp mức tưới cho lúa vụ chiêm xuân thời kỳ 35 Bảng 2.16: Tổng hợp mức tưới cho lúa vụ mùa thời kỳ 37 Bảng 2.17: Tổng hợp mức tưới cho ngô vụ đông thời kỳ 38 Bảng 2.18: Tổng hợp nhu cầu nước cho loại trồng thời kỳ 38 Bảng 2.19: Tổng hợp nhu cầu nước cho nông nghiệp thời kỳ 39 Bảng 2.20: Tổng hợp mức tưới cho lúa vụ chiêm xuân thời kỳ 43 viii Bảng 2.21: Tổng hợp mức tưới cho lúa vụ mùa thời kỳ 44 Bảng 2.22: Tổng hợp mức tưới cho ngô vụ đông thời kỳ .46 Bảng 2.23: Tổng hợp nhu cầu nước cho loại trồng thời kỳ 46 Bảng 2.24: Tổng hợp nhu cầu nước cho nông nghiệp thời kỳ 47 Bảng 2.25 Chỉ tiêu dùng nước cho chăn nuôi 48 Bảng 2.26.Quy mô đàn gia súc, gia cầm địa bàn thời kì là: 48 Bảng 2-27 Tổng hợp nhu cầu nước chăn nuôi thời kỳ nền: 49 Bảng 2.28.Quy mô đàn gia súc, gia cầm địa bàn thời ki là: 49 Bảng 2-29 Tổng hợp nhu cầu nước chăn nuôi thời kỳ tại: .49 Bảng 2.30 Bảng kết yêu cầu nước cho sinh hoạt thời kỳ ( 106m3) 51 Bảng 2.31 Bảng kết yêu cầu nước cho sinh hoạt thời kỳ ( 106m3) 51 Bảng 2.32: Tổng hợp nhu cầu nước cho công nghiệp thời kỳ nền: .53 Bảng 2.33: Tổng hợp nhu cầu nước cho công nghiệp thời kỳ 54 Bảng 2.34 Bảng kết tổng hợp yêu cầu dùng nước toàn hệ thống thời .54 Bảng 2.35 Bảng kết tổng hợp yêu cầu dùng nước toàn hệ thống thời kỳ 55 Bảng 2-36.Tổng hợp thơng số dòng chảy năm lưu vực hồ chứa nước Xạ Hương thời kỳ .62 Bảng 2-37: Phân phối dòng chảy đến hồ Xạ Hương thời kỳ 65 Bảng 2-38.Tổng hợp thơng số dòng chảy năm lưu vực hồ chứa nước Xạ Hương thời kỳ .67 Bảng 2-39: Phân phối dòng chảy đến hồ Xạ Hương thời kỳ 67 Bảng 2-40 Kết tính tốn cân nước sơ hệ thống – hồ Xạ Hương thời kỳ .69 Bảng 2-41 Kết tính tốn cân nước sơ hệ thống – hồ Xạ Hương thời kỳ 70 Bảng 2-42 Quan hệ cao trình dung tích hồ, diện tích hồ 71 Bảng 2-43 Lượng bốc trung bình tháng trạm Vĩnh Yên 72 Bảng 44 Phân phối bốc phụ thêm khu vực hồ Xạ Hương (mm) 73 Bảng 2-45 Xác định tổn thất thấm bốc 73 Bảng 2-46 Kết tính tốn cân nước hệ thống – hồ Xạ Hương thời kỳ kể đến tổn thất 75 ix Bảng 3.1: Mức tăng nhiệt độ trung bình (°C) so với thời kỳ 1986-2005 Vĩnh Phúc theo kịch RCP4.5-2016 78 Bảng 3.2: Nhiệt độ trạm Vĩnh Yên năm tương lai theo kịch phát thải trung bình (°C) 78 Bảng 3.3: Lượng mưa tương lai theo kịch RCP4.5 79 Bảng 3.4: Tổng hợp nhu cầu nước cho loại trồng thời kỳ 2030 84 Bảng 3.5: Cơ cấu sử dụng đất thời kỳ 2030 84 Bảng 3.6 Bảng kết tổng hợp yêu cầu dùng nước mặt ruộng hệ thống thời kỳ 2030 85 Bảng 3.7: Tổng hợp nhu cầu nước cho loại trồng thời kỳ 2050 89 Bảng 3.8: Cơ cấu sử dụng đất thời kỳ 2050 90 Bảng 3.9 Bảng kết tổng hợp yêu cầu dùng nước mặt ruộng hệ thống năm 2050 90 Bảng 3-10.Quy mô đàn gia súc, gia cầm địa bàn năm 2030 là: 91 Bảng 3-11 Tổng hợp nhu cầu nước chăn nuôi năm 2030: 91 Bảng 3-12.Quy mô đàn gia súc, gia cầm địa bàn năm 2050 là: 91 Bảng 3-13 Tổng hợp nhu cầu nước chăn nuôi thời kỳ 2050: 92 Bảng 3.14: Bảng kết yêu cầu nước cho sinh hoạt thời kỳ 2030( 103m3) 93 Bảng 3.15: Bảng kết yêu cầu nước cho sinh hoạt năm2050 (103 m3) 93 Bảng 3.16: Tổng hợp nhu cầu nước cho công nghiệp năm 2030 94 Bảng 3.17: Tổng hợp nhu cầu nước cho công nghiệp năm 2050 94 Bảng 3.18: Bảng kết tổng hợp yêu cầu dùng nước toàn hệ thống thời kỳ tác động biến đổi khí hậu phát triển kinh tế xã hội năm 2030 95 Bảng 3.19: Bảng kết tổng hợp yêu cầu dùng nước toàn hệ thống thời kỳ tác động biến đổi khí hậu phát triển kinh tế xã hội thời kỳ 2050 96 Bảng 3.20 Tổng hợp thơng số dòng chảy năm lưu vực hồ chứa nước Xạ Hương thời kỳ 2030 97 Bảng 3.21 Phân phối dòng chảy đến hồ Xạ Hương thời kỳ 2030 kịch RCP4.52016 97 Bảng 3.22 Tổng hợp thơng số dòng chảy năm lưu vực hồ chứa nước Xạ Hương thời kỳ 2050 98 x Bảng 3.23 Phân phối dòng chảy đến hồ Xạ Hương thời kỳ 2050 kịch RCP4.52016 98 Bảng 3.24 Kết tính tốn cân nước chưa tính đến tổn thất thời kỳ 2030 tác động BĐKH phát triển kinh tế xã hội 102 Bảng 3.25 Kết tính tốn cân nước có kể đến tổn thất thời kỳ 2030 tác động BĐKH phát triển kinh tế xã hội 103 Bảng 3.26 Kết tính tốn cân nước chưa kể đến tổn thất thời kỳ 2050 tác động BĐKH phát triển kinh tế xã hội 104 Bảng 3.27 Kết tính tốn cân nước có kể đến tổn thất thời kỳ 2050 tác động BĐKH phát triển kinh tế xã hội .104 Bảng 4.1.Cơ cấu trồng sau chuyển đổi cấu trồng 109 Bảng 4.2 Tổng hợp mức tưới cho ngô vụ Chiêm Xuân thời kỳ 109 Bảng 4.3 Bảng cân nước tính đến tổn thất thời kỳ 109 Bảng 4.4.Cơ cấu trồng sau chuyển đổi cấu trồng 110 Bảng 4.5 Tổng hợp mức tưới cho ngô vụ Chiêm Xuân năm 2030 110 Bảng 4.6 Bảng tính tốn cân nước có kể đến tổn thất thời kỳ 2030 111 Bảng 4.7.Cơ cấu trồng sau chuyển đổi cấu trồng 112 Bảng 4.8 Tổng hợp mức tưới cho ngô vụ Chiêm Xuân năm 2050 112 Bảng 4.9 Bảng tính tốn cân nước có kể đến tổn thất thời kỳ 2050 112 xi DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT BĐKH: Biến đổi khí hậu BTCT: Bê tơng cốt thép TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam TNHH-MTV: Trách nhiệm hữu hạn thành viên PTKT- XH: Phát triển kinh tế xã hội xii MỞ ĐẦU TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Biến đổi khí hậu (BĐKH) vấn đề tồn cầu, thách thức nghiêm trọng nhân loại kỷ 21 Hiện giới có nhiều nghiên cứu BĐKH tác động đến lĩnh vực đời sống người; Hiện tượng thực tế kết nghiên cứu BĐKH tác động nghiêm trọng tới sản xuất, đời sống mơi trường phạm vi tồn cầu, đặc biệt lĩnh vực nông nghiệp dễ bị tổn thương (Nồng độ khí nhà kính khí vượt qua ngưỡng 400/106 thể tích so với giới hạn an tồn 350/106 thể tích; nhiệt độ bề mặt trái đất tăng nhanh; tượng nước biển dâng, bão mạnh xuất ngày nhiều, siêu bão với sức gió chưa có lịch sử nhân loại) Hiện tượng hạn hán khốc liệt thời gian dài dẫn đến tình trạng nghèo đói diện rộng Việt Nam quốc gia phát triển nước dễ bị tổn thương đặc biệt tác động BĐKH gây trị, kinh tế- xã hội quốc phòng- an ninh Tình hình thời tiết, thủy văn năm trở lại có diễn biến ngày cực đoan Cụ thể, nhiệt độ vùng, miền nước ta có xu tăng với mức tăng phổ biến từ 0,60 -0,8 0C Lượng mưa tăng mạnh vào mùa lũ giảm vào mùa kiệt với mức tăng phổ biến từ 5% - 10%, riêng vùng Trung Trung Bộ tăng tới 20% Ngày nay, tượng El-Nino, La-Nina ngày tác động mạnh mẽ đến Việt Nam gây tình trạng nắng nóng kéo dài gia tăng, mùa đơng rét đậm, rét hại không kéo dài BĐKH thực làm cho loại hình thiên tai diễn ngày phức tạp, khó lường, đặc biệt bão, lũ, hạn hán ngày ác liệt Theo tính tốn ứng với kịch cao, số liệu thời điểm tương ứng nhiệt độ trung bình Việt Nam tăng lên 30C mực nước biển dâng 1,0 m vào năm 2100 Nếu mực nước biển dâng (NBD) 1,0 m, khơng có giải pháp ứng phó, khoảng 16,8% diện tích Đồng Sơng Hồng, 1,5% diện tích tỉnh ven biển miền trung, 17,8% diện tích Thành phố Hồ Chí Minh 38,9% diện tích Đồng sơng Cửu Long có nguy ngập nước; Hàng năm có khoảng 40 nghìn km2 đồng ven biển Việt Nam bị ngập Hậu BĐKH Việt Nam nghiêm trọng nguy hữu cho mục tiêu xóa đói - giảm nghèo, cho việc thực mục tiêu thiên niên kỷ phát triển bền vững đất nước Các lĩnh vực, ngành nghề, địa phương dễ bị tổn thương chịu tác động mạnh mẽ BĐKH tài nguyên nước, nông nghiệp an ninh lương thực, sức khỏe người vùng đồng dải ven biển Nó làm tăng mức độ, cường độ loại thiên tai, lũ lụt hạn hán ngày khốc liệt hạn hán năm 2008, hạn hán xâm ngập mặn 2015-2016 Đồng sông Cửu Long; Lũ tháng 10/2010 Hà Tĩnh, tháng 10/2011 Quảng Bình, tháng 9-10/2013 tỉnh miền Trung gần trận lũ lịch sử vào tháng 10 đầu tháng 11/2016 tỉnh miền Trung Tây Nguyên gây thiệt hại người tài sản, làm cho đời sống người dân vơ khó khăn, sản xuất nơng nghiệp thiệt hại to lớn với số hàng nghìn tỷ đồng, ảnh hưởng đến phát triển kinh tế xã hội nước ta Tỉnh Vĩnh Phúc tỉnh thuộc miền Bắc nước ta bị ảnh hưởng nhiều thời tiết khắc nhiệt thiên tai Vào mùa khô thường bị hạn hán, dẫn đến tình trạng thiếu nước cho sinh hoạt sản xuất nông nghiệp, nuôi trồng thủy sản Mùa mưa thường xuất lũ lớn kéo dài, gây ngập lụt nghiêm trọng Hàng năm, bão, áp thấp nhiệt đới thường xuyên uy hiếp quận, huyện, thị xã gần sông ngập úng vùng nội đồng, hạ du hồ chứa nước lớn gây thiệt hại nặng nề người tài sản, ảnh hưởng lớn đến phát triển kinh tế - xã hội đời sống dân sinh, đặc biệt lĩnh vực nông nghiệp Trước thực trạng biến động thời tiết khó lường vậy, vấn đề đặt phải đánh giá ảnh hưởng BĐKH, đồng thời phải có kế hoạch dài hạn nhằm trước hết phòng ngừa, giảm thiểu thiên tai, lũ lụt sau có biện pháp ứng phó kịp thời trợ giúp ngành nông nghiệp khắc phục ảnh hưởng BĐKH Hiện nay, có nghiên cứu ảnh hưởng BĐKH tới hệ thống thuỷ lợi nói chung hệ thống tưới nói riêng, đặc biệt nghiên cứu đồng thời ảnh hưởng BĐKH PTKT đến thiếu hụt nước phục vụ sản xuất phát triển kinh tế hạ du hồ chứa Hồ chứa nước Xạ Hương- Tỉnh Vĩnh Phúc xây dựng từ năm 1977 đưa vào sử dụng từ năm 1984 đến Những năm gần đây, quy hoạch phát triển đô thị tỉnh Vĩnh Phúc, dân số tăng nhanh phát triển nhanh chóng sở hạ tầng địa bàn huyện Tam Đảo với chiến lược phát triển kinh tế, công, nông nghiệp phía hạ du hồ Xạ Hương đặt yêu cầu cấp nước lớn Hơn quy hoạch để xây dựng hồ trước chưa đề cập đến ảnh hưởng BĐKH phát triển kinh tế - xã hội tương lai, nhu cầu nước cho hạ lưu hồ Xạ Hương cho giai đoạn sau vấn đề phức tạp, cần giải Trong năm gần đây, hồ chứa nước Xạ Hương thường xuyên thiếu nước cấp cho sản suất mùa khô Nguyên nhân, thứ nhu cầu dùng nước nông nghiệp, công nghiệp, nuôi trồng thủy sản du lịch tăng mạnh Thứ hai diễn biến thời tiết theo chiều hướng cực đoan, cụ thể lượng mưa tăng mùa mưa giảm mạnh mùa khơ Thứ ba cơng trình đập, cống lấy nước bị xuống cấp tượng rò rỉ, thất nước tăng nhiều Mặt khác, theo tìm hiểu tài liệu chưa có nghiên cứu ảnh hưởng BĐKH tới hệ thống thuỷ lợi nói chung hệ thống tưới nói riêng, đặc biệt nghiên cứu đồng thời ảnh hưởng BĐKH phát triển kinh tế - xã hội đến thiếu hụt nước phục vụ sản xuất phát triển kinh tế hạ du hồ chứa phía Bắc Vĩnh Phúc Xuất phát từ vấn đề trên, thấy việc nghiên cứu: “Nghiên cứu giải pháp chủ động cấp nước tác động biến đổi khí hậu (BĐKH) phát triển kinh tế - xã hội hồ chứa Xạ Hương Tỉnh Vĩnh Phúc” cần thiết MỤC ĐÍCH VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI 2.1 Mục đích Xác định mức độ ảnh hưởng biến đổi khí hậu phát triển kinh tế - xã hội đến nhu cầu nước hạ du hồ chứa nước Xạ Hương theo kịch biến đổi khí hậu phát triển kinh tế; Xác định mức độ ảnh hưởng BĐKH phát triển kinh tế đến thiếu hụt nước đề xuất giải pháp để hạn chế khắc phục ảnh hưởng BĐKH nhằm đảo bảo khả cấp nước hồ chứa 2.2 Phạm vi nghiên cứu Tính tốn nhu cầu nước tưới cho 1.402 đất nơng nghiệp đối tượng sử dụng nước khác lấy nước từ Hồ Xạ Hương thuộc Tỉnh Vĩnh Phúc CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Cách tiếp cận - Tiếp cận thực tiễn: Tiến hành thu thập số liệu thực đo yếu tố khí tượng- thủy văn, trạng định hướng phát triển kinh tế xã hội, sở hạ tầng vùng nghiên cứu làm sở cho việc tính tốn xác khả nguồn nước đến nhu cầu cấp nước cho đối tượng sử dụng nước phù hợp với tiến trình phát triển kinh tế xã hội lưu vực vùng hưởng lợi hồ Xạ Hương - Tiếp cận kế thừa: Trong năm qua có số nghiên cứu giải pháp cấp nước tác động biến đổi khí hậu phát triển kinh tế xã hội lưu vực số hồ chứa có nước ta Việc thừa kế có chọn lọc kết nghiên cứu giúp đề tài có định hướng giải vấn đề cách khoa học 3.2 Phương pháp nghiên cứu: Phương pháp điều tra, thu thập phân tích, xử lý, tổng hợp số liệu Phương pháp ứng dụng chương Cụ thể, điều tra, thu thập phân tích số liệu khí tượng thủy văn, thổ nhưỡng đất đai trồng Phương pháp kế thừa có chọn lọc Phương pháp kế thừa số nội dung, phương pháp nghiên cứu nghiên cứu công trình cơng bố Phương pháp phân tích hệ thống, phương pháp thống kê xác xuất Phương pháp ứng dụng tính tốn yếu tố khí tượng thủy văn, phân tích kết tính tốn Phương pháp mơ hình tốn, thủy văn, thủy lực Phương pháp ứng dụng nghiên cứu chương tính tốn nhu cầu nước, cân nước, điều tiết CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU VÀ VÙNG CÓ LIÊN QUAN 1.1 Tổng quan lĩnh vực nghiên cứu 1.1.1 Các nghiên cứu liên quan giới Trên giới có nhiều nghiên cứu hồ chứa nước phục vụ đa mục tiêu, châu lục có đặc điểm khí hậu khác (lượng mưa khác nhau) nên nghiên cứu chủ đạo hồ châu lục khác Với nơi có lượng mưa lớn tập trung nghiên cứu phần lớn vào việc cắt lũ đảm bảo an toàn cho hạ du chính, ngược lại với vùng có lượng mưa nhỏ mục tiêu trữ nước sử dụng nước hiệu Nghiên cứu giải pháp nguồn nước cho nông trại nhỏ “Small reservoirs and water storage for smallholder farming” Jean Payen cộng [1] Tài liệu nghiên cứu đề cập phần lớn nội dung cho việc xây dựng, quản lý vận hành hồ chứa nhỏ phục vụ tưới cho nông trang Châu Phi Ấn Độ Keith Weatherhead cộng sự, 2014 [2] nghiên cứu Nước cho nông nghiệp: tiếp cận theo hình thức hợp tác lưu trữ trang trại Mục đích nghiên cứu xác định, đánh giá cách cơ hội cải thiện nước, vật tư phục vụ cho việc tưới nông nghiệp làm vườn, tập trung cụ thể vào tiềm tăng trữ lượng nước hồ (hồ chứa), khuyến khích phương pháp hợp tác rộng với quản lý nước nông nghiệp cách tận dụng kiến thức sâu sắc địa phương tận dụng tốt chất lượng nước (ví dụ khơng thể uống) Các giải pháp cụ thể: cải thiện khả trữ nước trang trang trại “on-farm reservoir” [3] , Các cách tiếp cận hợp tác quản lý nguồn nước, Cơ hội sử dụng / tái sử dụng nước có chất lượng thấp Ngồi có nhiều nghiên cứu công nghệ xây dựng hồ vùng đất khan nước đất cát có độ thấm cao Nghiên cứu “Water storage in reservoir” đưa hình thức lót vật liệu đáy hồ tối ưu nhằm giữ nước tốt tăng tuổi thọ…Julia reis cộng sự, 2015 nghiên cứu “Reservoir Operation for Recession Agriculture in Mekong Basin, Laos” [4] nội dung đề cập vấn đề vận hành hồ chứa lưu vực sông Meekong ảnh hưởng xấu tới sản xuất nông nghiệp Lào Nghiên cứu phân phối nước cho hồ chứa thực riêng rẽ cho hồ tùy thuộc vào điều kiện thực tế hồ đối tượng dùng nước mà có giải pháp cụ thể Vậy có cơng thức chung cân tổng lượng nước đến nước dùng để phân phối lại cho phù hợp 1.1.2 Các nghiên cứu Việt Nam Các nghiên cứu nước hồ chứa chủ yếu phòng lũ, sử dụng đa mục tiêu, vận hành liên hồ chứa… Việc phân phối nước hồ chứa thường cụ thể hóa quy trình vận hành hồ Khi mâu thuẫn vấn đề phân phối nguồn nước thường giải theo chế độ ưu tiên ngành dụng nước quan trọng trước ngành quan trọng ưu tiên sau… Ngồi giải thông qua trao đổi trực tiếp đối tượng dùng nước việc thiếu nước tự đối tượng dùng nước điều chỉnh sau thời gian định Nghiên cứu Bùi Nam Sách mâu thuẫn sử dụng nước hạ lưu hồ chứa lưu vực sông số giải pháp khắc phục Nội dung báo hình thành mâu thuẫn sử dụng nước sông lớn, hồ chứa xây dựng trước 1990 việc phân chia chưa hợp lý nguồn nước ngành dùng nước Bài báo yếu tố ảnh hưởng đến mâu thuẫn khai thác sử dụng nước lực quản lý, vai trò ảnh hưởng hồ lưu vực sông, thay đổi nhu cầu cấu sử dụng nước Tác giả báo đề xuất mốt số giải pháp kỹ thuật, giải pháp quản lý để khắc phục tình trạng mâu thuẫn sử dụng nước hồ chứa Luận án tiến sĩ Lương Hữu Long [5] với đề tài “Nghiên cứu sở khoa học phục vụ vận hành hệ thống liên hồ chứa kiểm sốt lũ lưu vực sơng Ba” nghiên cứu hệ thống 06 hồ chứa lưu vực sông Ba Luận án tập trung vào nghiên cứu xác định nguyên tắc vận hành hệ thống liên hồ chứa kiểm sốt lũ, an tồn hạ du va đảm bảo hiệu sử dụng nước Tác giả Vũ Hồng Châu nguyên Phó Viện trưởng – Viện Quy hoạch thủy lợi viết [6] “Hiện trạng khai thác, sử dụng nguồn nước hồ chứa lớn vấn đề vận hành liên hồ việc quản lý tài nguyên nước lưu lực sông bối cảnh chịu tác động biến đổi khí hậu” Đặc biệt báo có xác định mực nước tối thiểu hồ thời điểm nhằm phục vụ tốt nhu cầu sử nước đối tượng dùng nước khác Còn nhiều nghiên cứu khác có liên quan đến hồ chứa, tập trung vào hồ lớn, vấn đề vận hành liên hồ, chủ đề phát điện phòng lũ Chưa có nghiên cứu phân phối nước tối ưu hay hợp lý cho hồ chứa vừa nhỏ nhằm tăng hiệu sử dụng nước, đáp ứng tốt yêu cầu tương lai hồ chứa có thay đổi nhu cầu dùng nước thay đổi cấu sử dụng đất, thay đổi điều chỉnh mục tiêu hồ thêm mục đích phát triển du lịch 1.2.Tổng quan vùng nghiên cứu 1.2.1 Điều kiện tự nhiên, xã hội kinh tế huyện Tam Đảo nơi có hệ thống thủy lợi hồ Xạ Hương Hình 1.1 Bản đồ vùng nghiên cứu a Dân số - Dân tộc - Trên địa bàn huyện Tam Đảo có dân tộc: Kinh, Sán Dìu, Lào, Mường, Hoa, Mơng, Dao, Khơ me, hai dân tộc Kinh Sán Dìu chiếm phần lớn dân số huyện, dân tộc khác (Lào, Mường, Hoa) chiếm phần nhỏ Phân theo cấu dân tộc: Dân tộc kinh chiếm 57,79%, dân tộc Sán Dìu chiếm 41,76%, dân tộc khác chiếm 0,14% - Tam Đảo huyện miền núi có xã thuộc Chương trình 135 Vì vậy, Tam Đảo tiếp tục nhận quan tâm đặc biệt Đảng Nhà nước qua Chương trình phát triển kinh tế xã vùng cao, xã thuộc diện đặc biệt khó khăn b Kinh tế - Xã hội Đặc điểm dân số nguồn nhân lực Năm 2010 dân số toàn huyện Tam Đảo 71.528 người, mật độ dân số trung bình 303 người/km2, dân tộc thiểu số chiếm 41,9% So với huyện, thành phố khác tỉnh Vĩnh Phúc, Tam Đảo huyện có mật độ dân số thấp Mật độ dân số không xã huyện, tập trung cao xã vùng thấp thưa thớt vùng thị trấn Tam Đảo, thơn, xóm vùng ven núi xã vùng Đồng Bảng 1.1: Nguồn lao động huyện Tam Đảo năm 2015 Đơn vị: người Chỉ tiêu 2015 1.Tổng dân số 75.734 Tổng LĐ làm việc 37.252 - Nông, lâm nghiệp, thuỷ sản 19.774 - Công nghiệp, TTCN, xây dựng 8.195 - Dịch vụ 9.313 Chất lượng nguồn lao động - Lao động chưa qua đào tạo 26.076 10 - Cơng nhân kỹ thuật 5.588 - Trình độ trung cấp 2.608 - Cao đẳng, đại học trở lên 2.980 Nguồn: Phòng Thống kê huyện Tam Đảo - Tài liệu phục vụ Quy hoạch 1.2.2 Đặc điểm khí hậu vùng nghiên cứu Vùng nghiên cứu nằm vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, có đầy đủ đặc điểm khí hậu vùng trung du miền núi phía Bắc a Lượng mưa Lượng mưa trung bình hàng năm đạt 1.400 đến 1.600 mm, đó, lượng mưa bình qn năm vùng đồng trung du trạm Vĩnh Yên 1.570,2 mm, vùng núi trạm Tam Đảo 2.140 mm Lượng mưa phân bố không năm tập trung chủ yếu từ tháng đến tháng 10, chiếm 80% tổng lượng mưa năm Mùa khô từ tháng 11 đến tháng năm sau chiếm 20% tổng lượng mưa năm Bảng 1-2: Lượng mưa trung bình tháng tỉnh Vĩnh Phúc (mm) Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X 240.2 264.7 295.1 194.7 132.4 XI XII Trạm Vĩnh Yên 23.6 25.3 42.9 98.1 182.8 52.7 17.6 b Nhiệt độ khơng khí Một đặc điểm rõ nét khí hậu vùng thay đổi khác biệt hai mùa nóng, lạnh Mùa nóng kéo dài từ tháng V tới tháng IX, kèm theo mưa nhiều, nhiệt độ trung bình 290C Từ tháng XI tới tháng III năm sau khí hậu mùa đơng với nhiệt độ trung bình 180C Nhiệt độ tối cao thường rơi vào tháng VI, VII nhiệt độ tối thấp thường rơi vào tháng I, II, Sự chênh lệch nhiệt độ tháng năm lên khoảng 100C 11 Bảng 1-3 Đặc trưng nhiệt độ khơng khí trạm Vĩnh Yên Đặc trưng T max Đơn vị: oC XII Năm 31,4 33,1 36,3 37,9 41,1 40,2 39,2 38,1 36,7 34,7 33,9 31,5 41,1 I II III IV T Tbình 16,6 17,6 20 T 7,7 3,7 5,6 V 24 VI VII 27,4 28,9 29 VIII IX 28,4 27,5 X XI 25 21,6 18,1 13,2 16,3 20,4 21,1 21,8 17,4 10,5 18,9 23,7 4,4 3,7 c Chế độ gió Vùng nghiên cứu bị ảnh hưởng gió bão nhiều nhất, Vào thời điểm mưa bão, tốc độ gió đạt đến 28m/s Tốc độ gió bình qn hàng năm khoảng 1,58m/s Hướng gió thịnh hành hướng Đơng Bắc Bảng 1-4 Đặc trưng tốc độ gió trạm Vĩnh Yên Đặc trưng V tb I II III IV V VI VII VIII IX Đơn vị: m/s X XI 1,51 1,75 1,83 2,08 1,99 1,71 1,74 1,42 1,26 1,18 1,21 XII Năm 1,3 1,58 d Độ ẩm khơng khí Khu vực nghiên cứu có độ ẩm tương đối bình qn nhiều năm 82% có chênh lệch tháng, thời kỳ ẩm ướt thường vào tháng III (thời kỳ có nhiều mưa phùn), thời kỳ khơ thường vào tháng XI, XII Bảng 1-5 Đặc trưng độ ẩm tương đối trạm Vĩnh Yên Đặc trưng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm U tb (%) 81 83 85 85 81 81 82 84 82 81 79 79 82 e Nắng Nắng yếu tố khí hậu có quan hệ chặt chẽ với xạ mặt trời bị chi phối lượng mây khu vực Số nắng hàng năm đo trạm khí tượng Vĩnh Yên khoảng 1400 Trong đó, tháng có số nắng nhiều thường tháng VII, với số 12 nắng 180 Các tháng II, III có số nắng (dưới 50 giờ) thường rơi vào thời kỳ mưa phùn Bảng 1-6 Số nắng trung bình nhiều năm quan trắc trạm Vĩnh Yên Tháng I Giờ nắng II III IV V VI VII VIII IX X XI XII 2,3 1,8 1,7 3,2 5,9 5,7 6,3 5,9 6,1 5,2 4,7 3,9 f Bốc Lượng bốc đo cho thấy khác biệt tháng năm lớn Vào tháng mùa hạ, lượng bốc hàng tháng khoảng từ 7080mm, Trong tháng mùa đông lượng bốc 40-60mm Bảng 1-7 Bốc trung bình tháng, năm trại trạm Vĩnh yên Đơn vị: (mm) Tháng Z TB I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm 67,6 59,1 65,1 73,9 105,7 100,4 98,2 78,3 79,6 82,1 76,2 76,5 962,6 1.2.3 Khái quát hệ thống thủy lợi hồ Xạ Hương a Vị trí địa lý Hồ Xạ Hương xây dựng xã Minh Quang huyện Tam Đảo tỉnh Vĩnh Phúc Hồ Xạ Hương khởi công xây dựng từ năm 1977 hoàn thành đưa vào sử dụng năm1984 Hồ nằm thung lũng núi Trâu chân núi Tam Đảo cách QL2B tạị Km13 khoảng 2km, cách thành phố Vĩnh Yên 15km hướng Đông Bắc Hồ Xạ Hương có diện tích lưu vực 24km2 với nhiều ngách lớn xuyên vào cánh rừng, có nhiệm vụ cung cấp nước tưới cho 1430ha đất canh tác, cung cấp 1,5 triệu mét khối nước năm cho hồ Làng Hà 1,92 triệu mét khối nước năm để phục vụ sinh hoạt, chăn nuôi, nuôi trồng thủy sản cho xã Gia Khánh, Hương Sơn Nông trường quốc doanh Tam Đảo huyện Bình Xuyên, xã Hợp Châu, Quang Minh, Hồ Sơn thuộc huyện Tam Đảo xã Kim Long huyện Tam Dương Hồ Xạ Hương có nhiệm vụ 13 điều tiết cắt giảm 50% tổng lượng lũ cho hạ du đồng thời góp phần làm cải thiện môi trường sinh thái vùng b Đặc điểm địa hình Địa hình Suối Xạ Hương lưu vực có dạng trứng nằm theo hướng Tây Bắc – Đơng Nam Cao độ trung bình lưu vực 140 Diện tích lưu vực F=24km2 Nhìn chung lưu vực khe suối lớn, địa thể hình lòng chảo xung quanh núi cao bao bọ, phí hạ lưu địa thấp dần phẳng Khu đầu mối nằm khu vực chuyển tiếp từ vùng núi sang miền đồng bằng, hai bên sườn núi có độ dốc trung bình từ 20-30o Khu tưới vùng trung du có tính chất bán sơn địa, nhiều đồi núi trọc xen kẽ có vùng đồi thấp phẳng Ruộng đất thuộc khu tưới hầu hết bậc thang có chiều cao giảm dần từ đầu tới cuối với độ dốc trung bình 1% đến 4% cao độ mặt đất thay đổi từ đầu khu tưới +55,0 đến +15,0 cuối khu tưới c Hiện trạng số hạng mục cơng trình Hệ thống cơng trình thủy lợi hồ Xạ Hương gồm 2,7 km kênh chính, 17km kênh nhánh 1.072 cơng trình kênh Tuy nhiên năm qua tình hình kinh tế đất nước tỉnh Vĩnh Phúc tăng nhanh mặt khác quy hoạch hệ thống tưới, tiêu manh mún khơng tập trung với hệ thống cơng trình thủy lợi chưa xây dựng đồng hoàn chỉnh đến mặt ruộng từ có ảnh hưởng đên phát triển nơng nghiệp nghành kinh tế khác vùng Tuy nâng cấp vài lần 20km kênh cấp II 120km kênh cấp III cho tuyến nội đồng chưa cứng hóa Hồ chứa nước Xạ Hương- Tỉnh Vĩnh Phúc xây dựng từ năm 1977 đưa vào sử dụng từ năm 1984 sửa chữa lại năm 2014: + Một tuyến đập (đập đất) : chiều dài đỉnh đập L= 245m; chiều cao đập H max = 41m; 14 chiều rộng đập B đ = 7,2m; cao trình đỉnh đập Z đ = +93,77m Trên mái đập thượng lưu có cao trình +84,77m, +73,77m, +63,77m Mái hạ lưu có cao trình +82,77m +71,27m Đỉnh đập phía thượng lưu có tường chắn sóng cao 80m + Tràn xả lũ nằm sát bên bờ đập trái gồm cửa,mỗi cửa rộng B= 7m; Cao trình ngưỡng tràn Z tr = +87,5m Kết cấu tràn BTCT -M250 Ngưỡng tràn dài 18m + 01 cống lấy nước có áp đặt bên bờ phải với đường kính ống thép 800mm Lưu lượng thiết kế Q tk = 2,11 m3/s; chiều dài cống Lc=200m Cao trình đáy cửa vào +63,86m Hình 1.2 Mái thượng lưu đập đất 15 Hình 1.3 Mái hạ lưu đập đất Hình 1.4 Tổng thể tràn xả lũ 16 Hình 1.5 Cụm cơng trình cấp nước hạ lưu cống Hình 1.6: Nhà van cống lấy nước 17 d Tóm tắt đặc trưng thiết kế Bảng 1.8 Thông số kỹ thuật hồ Xạ Hương Thông số kỹ thuật hồ chứa TT Đơn vị Trị số Diện tích lưu vực (F Lv ) km2 24 Mực nước chết (MNC) m +66,00 Mực nước dâng bình thường (MNDBT) m +91,5 Cao trình MN lũ kiểm tra m +92,5 Mực nước dâng gia cường (MNDGC) m +91,77 Dung tích chết (V c ) 106 m3 0,7 Dung tích hữu ích (V hi ) 106 m3 12,73 Dung tích trữ 106 m3 13,43 Diện tích mặt hồ MNDBT 85 Vùng đầu mối cơng trình gồm: Đập chính, cống lấy nước tràn xả lũ đóng mở cửa van cung e Nhiệm vụ cơng trình Tính đến năm 2009 Hồ chứa nước Xạ Hương có nhiệm vụ cấp nước tưới cho 1402 đất nông nghiệp đó: + Vụ chiêm: Tổng diện tích tưới là: 1138,0ha Trong đó: Lúa: 1138 + Vụ Mùa: Tổng diện tích tưới là: 1241,0 Trong đó: Lúa: 1241 + Vụ Đơng:Tổng diện tích tưới là: 1150 Trong đó: Đại diện Ngơ: 1199 ( chủ yếu Ngô, đậu) + Giảm nhẹ lũ cho hạ du, kết hợp nuôi trồng thủy sản, cải thiện môi trường du lịch sinh thái 18 CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH NGUỒN NƯỚC ĐÉN VÀ YÊU CẦU CẤP NƯỚC CHO HỆ THỐNG THỦY LỢI HỒ XẠ HƯƠNG 2.1 Tính tốn yếu tố khí tượng thủy văn + Tính tốn mơ hình mưa tưới thiêt kế P=85% cho vụ Vụ Chiêm: Trồng lúa, thời gian từ 25/01 ÷ 24/05 Vụ mùa: Trồng lúa, thời gian từ 01/06 ÷ 23/09 Vụ đơng: Trồng Ngơ, thời gian từ 01/10 ÷ 29/12 Tính tốn mưa tưới thiết kế với liệt số liệu dài 20 năm từ năm 1986 ÷ 2005 Trạm chọn để tính tốn trạm Vĩnh n Tính tốn đặc trưng khí tượng thiết kế - Vẽ đường tần suất Tài liệu tính tốn: Tài liệu mưa ngày trạm quản lý hồ Xạ Hương, liệt tài liệu 20 năm từ năm 1986 - 2005 a) Đường tần suất kinh nghiệm Đường tần suất kinh nghiệm đường cong trơn biểu thị mối quan hệ trị số mẫu thống kê với tần suất luỹ tích tương ứng chúng Thực chất coi luật phân bố mẫu Nói cách khác sau tính tốn tần suất kinh nghiệm, ta chấm điểm tần suất kinh nghiệm lên giấy tần suất Hazen Sau vẽ đường cong trơn qua trung tâm băng điểm vừa chấm cho cách điểm tần suất kinh nghiệm Đường cong gọi Đường tần suất kinh nghiệm Các cơng thức thường dùng tính tốn tần suất kinh nghiệm - Cơng thức trung bình Ha-zen P= m − 0.5 100% n (2-1) - Công thức vọng số Weibull Kritsky-Menken P= m 100% n +1 (2-2) - Công thức số Che-gô-đa-ép 19 P= m − 0.3 100% n + 0.4 (2-3) Trong đó: m - số thứ tự năm liệt tài liệu xếp n - số phần tử liệt tài liệu (số năm quan trắc) b)Đường tần suất lý luận Sử dụng phương pháp thích hợp để vẽ đường tần suất lý luận Phương pháp thích hợp cho thay đổi số đặc trưng thống kê X , C v , C s chừng mực định cho mơ hình xác suất giả thiết thích hợp với chuỗi số liệu thực đo Tính lượng mưa bình qn X : n ∑ Xi n i =1 (2-4) Xi X (2-5) (X i − X)2 ∑ ( k i − 1) = n −1 n −1 X (2-6) X= Tính hệ số mơ đuyn: Ki = Tính hệ số phân tán C v : Cv = Tính hệ số thiên lệch C s : n Cs = ∑ ( K i − 1) (2-7) ( n − 3).C v Ứng dụng phần mềm “FFC-2008”của trường đại học Thủy Lợi để tính tốn + Kết tính tốn thơng số thống kê 𝑋� , Cv, Cs thể bảng Bảng 2.1 Kết tính tốn thơng số thống kê X , C v ,C s thời kỳ 1986-2005 Thời vụ TT X Cv Cs Vụ Chiêm xuân 381,21 0,49 0,98 Vụ Mùa 931,41 0,3 0,6 Vụ Đông 187,42 0,59 1,18 20 Kết tính tốn đường tần suất xem chi tiết phụ lục Bảng 2.2 Kết tính tốn thơng số thống kê X , C v ,C s thời kỳ Thời vụ TT X Cv Cs 259 0,39 0,78 Vụ Chiêm xuân Vụ Mùa 1705,6 0,26 0,52 Vụ Đông 175,9 1,13 2,26 c) Chọn mơ hình mưa vụ Ngun tắc chọn mơ hình mưa vụ - Mơ hình mưa chọn phải có lượng mưa gần lượng mưa ứng với tần suất thiết kế P% - Mơ hình mưa chọn phải mơ hình mưa xảy thực tế, tức phải nằm liệt quan trắc Quan điểm chọn mơ hình điển hình - Mơ hình bất lợi nhất: Tức chọn năm kiệt nhất, mưa mà lại cần nhiều nước Khi chọn theo mơ hình khả cấp nước an tồn Tuy nhiên kích thước cơng trình lớn, cơng trình làm việc khơng hết cơng suất, hiệu cơng trình khơng cao gây lãng phí - Mơ hình thường xun xuất hiện: Khi chọn theo mơ hình cơng trình thường xun làm việc hết cơng suất thiết kế, cơng trình có hiệu cao Tuy nhiên với năm mưa gây thiếu nước Để kết tính tốn thiên an tồn sát với thực tế Trong luận văn tác giả lựa chọn mô hình mưa theo quan điểm bất lợi cho tưới kết hợp với dạng mơ hình mưa thường xun suất để tính tốn Từ chọn lượng mưa thiết kế ứng với tần suất 85% Kết chọn mơ hình mưa vụ sau 21 Bảng 2.3 Bảng thống kê chọn mơ hình mưa điển hình cho vụ thời kỳ Thời vụ TT X p =85% Năm ứng với X đh X đh Vụ chiêm xuân 196,93 2002 186,3 Vụ mùa 633,85 2003 672,8 Vụ đông 80,95 1994 81,8 Bảng 2.4 Bảng thống kê chọn mơ hình mưa điển hình cho vụ thời kỳ Thời vụ TT X p =85% Năm ứng với X đh X đh Vụ chiêm xuân 157,29 2014 173 Vụ mùa 1252,01 2008 1359 Vụ đơng 54 2016 58 d) Thu phóng mơ hình mưa vụ Vì lượng mưa điển hình khác với lượng mưa thiết kế (P% = 85%) nên ta phải thu phóng lại mơ hình mưa điển hình hai phương pháp sau đây: + Phương pháp thu phóng tỷ số: cách làm phù hợp cho trận mưa điển hình lượng mưa trận lượng mưa thiết kế + Phương pháp thu phóng tần suất: cách làm phù hợp cho trận mưa thiết kế có lượng mưa, với thời đoạn ngắn tương ứng với tần suất thiết kế Nhưng hệ số K , K , K , …, K n khác hình dạng trận mưa khơng bảo tồn Trong tính tốn tính cho mưa vụ cần mơ hình mưa xảy thực tế Nên tác giả chọn phương pháp thu phóng tỷ số (các trận mưa điển hình quy dẫn trận mưa thiết kế) Căn vào trị số X 85% X dh chọn trên, dựa vào tài liệu có ta tiến hành thu phóng tài liệu mưa cho vụ theo bước sau: - Hệ số thu phóng K p : Kp = X P% X dh (2-8) - Tính lượng mưa ngày vụ thiết kế: X itk = X idh K p 22 (2-9) Trong đó: X itk - lượng mưa tháng i thiết kế X idh - lượng mưa tháng i điển hình Kết tính tốn mơ hình thời kỳ 1986-2005 bảng 2.3 Bảng 2.5 Bảng phân phối mưa thiết kế theo tháng ứng với tần suất P=85% thời kỳ Tháng I II III IV V VI X dh 15 7,2 10,3 76,9 184,7 129,6 KP 1,06 1,06 1,06 1,06 1,06 0,94 XP 15,9 7,63 10,92 81,5 195,78 121,82 Tháng VII VIII IX X XI XII X dh KP 298,1 0,94 212,1 0,94 33 0,94 40,8 0,99 26,8 0,99 14,2 0,99 XP 280,21 199,37 31,02 40,39 26,53 14,06 Bảng 2.6.Bảng phân phối mưa thiết kế theo tháng ứng với tần suất P=85% thời kỳ Tháng I II III IV V VI X dh 34 78 55 200 KP 0,91 0,91 0,91 0,91 0,91 0,92 XP 5,46 30,94 70,98 50,05 184 Tháng VII VIII IX X XI XII X dh KP 188 0,92 192 0,92 108 0,92 27 0,93 29 0,93 0,93 XP 172,96 176,64 99,36 25,11 26,97 1,86 2.2 Tính tốn nhu cầu nước đối tượng dùng nước hệ thống 2.2.1 Tính tốn nhu cầu nước cho nơng nghiệp 1) Tài liệu tính toán 23 - Tài liệu khu tưới Cao độ khu tưới vùng đồng từ 4-8m, vùng đồi từ 8-12m Tọa độ đại lý khu tưới: 21°24’25.0”N vĩ độ Bắc 105°40’15” Kinh Đông - Giống trồng Vùng nghiên cứu sử dụng giống lúa TK01, TK08, TK11 số giống khác Ngô: Trồng phổ biến giống CP888 nhập từ Thái Lan, giống ngơ cũ thối hóa dần thay giống mới, có suất cao, tỷ trọng giống ngô lai chiếm 60 – 70% - Thời vụ trồng Với mục đích tăng vụ, bố trí vụ tất địa phương hệ thống Thời vụ loại trồng vùng sau: Bảng 2.7 Thời vụ trồng Loại TT Số Thời gian gieo trồng Thời gian thu hoạch trồng ngày Lúa Chiêm Xuân 25/01 24/05 150 Lúa Mùa 01/06 23/09 130 Ngô đông 01/10 29/12 90 - Độ ẩm lớp đất canh tác cho trồng cạn Bảng 2.8 Độ ẩm đất canh tác Thời đoạn sinh trưởng (βmin - βmax)% Tầng đất tưới (cm) Gieo hạt - Nảy mầm 70 – 80 30 Mọc mầm - Ba 65 – 75 40 Ba - Trỗ cờ 70 – 75 50 Trổ cờ - Chín sữa 70 – 75 60 - Thời gian sinh trưởng trồng: 24 Bảng 2.9 Thời kỳ sinh trưởng hệ số trồng lúa Lúa Mùa TT Giai đoạn sinh trưởng Thời gian Lúa Chiêm Xuân Thời gian Kc (ngày) (ngày) Kc Tổng số ngày 130 150 Bắt đầu 20 1,05 - 1,15 25 1,05 - 1,15 Phát triển 35 1,10 - 1,50 45 1,10 - 1,50 Giữa mùa 20 1,10 - 1,30 25 1,10 - 1,30 Cuối mùa 35 0,95 - 1,05 30 0,95 - 1,05 Thu hoạch 20 0,95 - 1,05 25 0,95 - 1,05 Bảng 2.10 Thời kỳ hệ số trồng trồng cạn Ngô TT Giai đoạn sinh trưởng Thời gian (ngày) Tổng số ngày Kc 90 Bắt đầu 15 0,30 - 0,50 Phát triển 20 0,70 - 0,90 Giữa mùa 30 1,05 - 1,20 Cuối mùa 25 1,00 - 1,15 Thu hoạch 10 0,95 - 1,10 Chiều sâu rễ loại trồng cạn: Bảng 2.11 Chiều sâu rễ trồng cạn TT Thời kỳ sinh trưởng Giai đoạn sinh trưởng Thời kỳ đầu Thời kỳ phát triển Thời kỳ Thời kỳ cuối Ngô 0,3 0.6 1,2 1,2 25 - Các tiêu đất khu vực tính tốn: Theo tài liệu thổ nhưỡng thu thập được, phần lớn diện tích canh tác vùng nghiên cứu thuộc loại đất thịt trung bình Hệ số thấm ổn định đất từ 1,4 - 3,0 mm/ngày.đêm Các tiêu lý đất sau: Bảng 2.12 Chỉ tiêu lý đất TT Các tiêu lý đất Ký hiệu Trị số Độ rỗng đất A 45% Độ ẩm sẵn có đất βo 60%A Hệ số ngấm ban đầu K1 30 mm/ngày Hệ số ngấm ổn định K mm/ngày Trọng lượng riêng đất γ 1,35 - 1,40 tấn/m3 Chiều sâu tầng bão hòa H 500 mm Thời gian làm ải TT 10 ngày Độ ẩm lớn đất Chỉ số ngấm 𝛼 Tài liệu khu tưới 𝛽𝑚𝑎𝑥 85%A 0,5 Cao độ khu tưới vùng đồng từ 4-8m, vùng đồi từ 8-12m Giống trồng Vùng nghiên cứu sử dụng giống lúa TK01, TK08, TK11 số giống khác 26 Ngô: Trồng phổ biến giống CP888 nhập từ Thái Lan, giống ngơ cũ thối hóa dần thay giống mới, có suất cao, tỷ trọng giống ngơ lai chiếm 60 - 70% • Thời vụ trồng Với mục đích tăng vụ, bố trí vụ tất địa phương hệ thống Thời vụ loại trồng vùng sau: Cây lúa: Vụ Chiêm: trồng lúa, thời gian khoảng từ 25/01 ÷ 24/05 Vụ mùa: trồng lúa, thời gian khoảng từ 1/06 ÷ 23/09 Cây trồng cạn: thời đoạn sinh trưởng từ tháng 10 đến tháng 12 - Cơ cấu trồng Căn vào diện tích canh tác, tài liệu cấu trồng dự án thiết kế hồ chứa nước Xạ Hương, tác giả xác định cấu trồng dùng để tính tốn cho thời kỳ 1986 -2005 là: Bảng 2.13: Cơ cấu trồng thời kỳ Loại trồng Lúa Chiêm Xuân Diện tích (ha) 1250 Lúa mùa Ngơ vụ đơng 1250 1125 Căn vào diện tích canh tác, tài liệu cấu trồng thu thập được, xác định cấu trồng dùng để tính tốn cho thời kỳ 2007-2016 Bảng 2.14: Cơ cấu trồng thời kỳ Loại trồng Lúa Chiêm Xuân Lúa mùa Ngô vụ đông Diện tích (ha) 1200 1200 1050 27 Lúa loại trồng chịu ngập, chế độ tưới chế độ tưới ngập Trong trình sinh trưởng lúa mặt ruộng trì lớp nước thích hợp theo cơng thức tưới tăng sản Việc tính tốn chế độ tưới cho lúa dựa phương trình cân nước mặt ruộng Giải phương trình cân nước mặt ruộng, kết hợp với điều kiện ràng buộc ta xác định chế độ tưới Tính toán mức tưới cho lúa chiêm xuân thời kỳ Với lúa vụ Chiêm Xuân, mức tưới tổng hợp vụ gieo cấy xác định theo phương trình: M = M1 + M2 M : Mức tưới thời kỳlàm đất M : Mức tưới dưỡng cho lúa a lượng nước thời làm đất cho lúa chiêm xuân Đối với lúa chiêm thời gian gieo cấy thường vào mùa khô nên chế độ canh tác trước gieo cấy thường làm đất theo chế độ làm ải: cày ruộng, phơi ải thật khô thống thời gian, sau cho nước vào ngâm ruộng, bừa gieo cấy Công thức tổng quát xác định lượng nước trước gieo trồng ( mức tưới thời kỳ làm đất): Trong đó: 𝑀1 = W + W + W + W - 10CP (2-23) + W : Lượng nước cần để làm bão hòa tầng đất canh tác W = 10.A.H.(1-β ) = 10*0,45*500*(1-0,6) = 900 (m3/ha) - 10 : hệ số chuyển đổi thứ nguyên - A : độ rỗng đất tính theo % thể tích đất - H : Độ sâu tầng đất canh tác tính từ mặt ruộng đến lớp đất bão hòa nước (mm), giá trị xác định thí nghiệm; - β : độ ẩm ban đầu tính theo % A; 28 Tất đặc trưng phải làm thí nghiệm thực địa để xác định + W : Lượng nước cần để tạo thành lớp nước mặt ruộng W = 10.a = 10*30 =300 (m3/ha) - 10: hệ số biến đổi thứ nguyên; - a: độ sâu tạo thành lớp nước mặt ruộng để làm đất Độ sâu phụ thuộc vào phương thức làm đất sử dụng tài liệu quan trắc, khảo sát thực địa để đưa vào tính tốn + W3 : Lượng nước ngấm ổn định W = 10.K H + a (t a − t b ) (m3/ha) H + 10 : hệ số biến đổi thứ nguyên; + a : độ sâu tạo thành lớp nước mặt ruộng để làm đất; + t a : thời gian làm đất (ngày); + t b : thời gian bão hòa tầng đất canh tác; thực tế tầng đất canh tác thường 1m, nên thời gian ngấm bão hòa tầng đất canh tác khơng lâu bỏ qua đánh giá thí nghiệm đánh giá theo kinh nghiệm quan sát thực địa - H : Độ sâu tầng đất tính từ mặt ruộng đến lớp đất bão hòa nước (m), giá trị xác định thí nghiệm - K : hệ số ngấm đất (mm/ngày), hệ số ngấm ổn định thay đổi theo loại đất 𝐴𝐻(1−𝛽0 ) 1−𝛼 𝑡𝑏 =� � 𝐾0 Với 𝐾0 = 𝐾1 1−𝛼 = = 30 0,45∗500(1−0,6) 1−0,5 � � 60 1−0,5 = 2,25 (ngày) = 60 (mm/ ngày) Chọn 𝑡𝑏 = (ngày) 500+30 W = 10.K H + a (t a − t b ) = 10*2* *(10-3) = 148,4(m3/ha) H + W : Lượng bốc thoát mặt thoáng W = 10.e t a (m3/ha) 29 500 W =10* 2,58*10= 258 (m3/ha) - 10: hệ số biến đổi thứ nguyên - e : cường độ bốc mặt thoáng thời kỳ làm đất xác định bốc trung bình nhiều năm (mm/ngày) e = 2,58(mm/ ngày) - t a : thời gian làm đất (ngày), +10 CP : Lượng nước mưa sử dụng thời kỳ làm đất 10: hệ số biến đổi thứ nguyên P: Lượng mưa thực tế: P= 28,65 (mm) C : hệ số sử dụng nước mưa : C = 0,95 𝑀1 = W + W + W + W - 10CP 𝑀1 = 900+300+148,4+258-10*0,95*28,65 = 1.334,3 (m3/ha) b.Tính tốn mức tưới dưỡng cho lúa chiêm xn Để tính tốn nhu cầu nước tưới mặt ruộng cho loại trồng, báo cáo này, tác giả sử dụng phần mềm Cropwat 8.0 để tính tốn Giới thiệu phần mềm Cropwat 8.0: Chương trình Cropwat đời năm 1992, tổ chức Lương thực giới (FAO) xây dựng để tính tốn nhu cầu nước cho trồng lập kế hoạch tưới dựa liệu cung cấp người sử dụng Những liệu nhập trực tiếp vào Cropwat nhập vào từ chương trình khác Để tính tốn nhu cầu nước cho trồng (CWR), Cropwat cần liệu bốc nước Eto Cropwat chấp nhận người sử dụng nhập giá trị Eto đo đạc, nhập giá trị nhiệt độ, tốc độ gió số nắng để Cropwat tính Eto từ cơng thức Penman – Monteith Dữ liệu mưa cần thiết liệu đầu vào để Cropwat lên kế hoạch tính tốn (CWR) Cuối liệu đất (đối với lúa nước) Tóm lại phần mềm tính tốn, xuất kết chế độ tưới nhanh chóng tiên tiến FAO khuyến khích sử dụng tồn giới 30 Trình tự tính tốn thể qua bảng biểu sau: Nhập liệu khí hậu (Climate ) tính lượng bốc thoát nước chuẩn ET Vào “File”→ “New” → “Climate/ET ” → “Monthly ET Penman Monteith” để nhập số liệu khí tượng → ET Nhập đầy đủ số liệu cần thiết, ta có bảng hình 2.1 Tính tốn nhu cầu nước cho lúa chiêm cách sử dụng phần mềm tính tưới CROPWAT 8.0 để tính tưới cho trồng Hình 2.1.Bảng nhập liệu khí hậu climate tính lượng bốc nước chuẩn ET • Nhập liệu lượng mưa: Vào “File”→ “New” → “Rain” → “Monthly ” để nhập số liệu mưa→ Eff.Rain ( Effective rainfall - Lượng mưa hữu hiệu ) 31 Nhập lượng mưa tháng vào cột , chương trình chạy ,ta lượng mưa hiệu cột bên cạnh Eff.rain ( mm ) Ta có bảng hình 2.2 sau Hình 2.2 Bảng nhập liệu mưa ( Rainfall ) Nhập liệu trồng Kích trỏ chuột vào “File”→ “New” → “Crop” → “Rice” để nhập số liệu trồng Dựa theo đề mà ta thay thơng số vào bảng tính Nhập xong ta kết bảng hình 2.3 32 Hình 2.3 Bảng nhập liệu lúa chiêm • Nhập liệu đất: Vào “File”→ “New” → “Soil” để nhập liệu đất Chọn đường dẫn tới file : MEDIUM.SOI Ta kết hình 2.4 sau: 33 Hình 2.4 Bảng liệu đất theo số liệu FAO • Kết tính tốn u cầu nước lúa chiêm Vào “Calculation”→ “Crop Water Requierments” → yêu cầu nước lúa chiêm 34 để xem kết Hình 2.5: Bảng tính chế độ tưới cho lúa vụ chiêm Ta có kết yêu cầu nước lúa chiêm xuân bảng 2.25 Bảng 2.15: Tổng hợp mức tưới cho lúa vụ chiêm xuân thời kỳ Tháng Tổng Mức tưới (m3/ha) 3215 820 1135 789 228 6187 Vậy tổng mức tưới cho lúa vụ chiêm thời kỳ là: M = M + M =1334+ 6187 = 7521 (m3/ha) Tính tốn mức tưới cho lúa mùa thời kỳ nền: Do yêu cầu nước vụ mùa không căng thẳng vụ chiêm chế độ canh tác chế độ làm dầm ( thời gian hao nước ngấm bão hòa mà có q trình hao nước ngấm ổn định hao nước bốc mặt ruộng) hình thức gieo cấy đồng thời Do vụ mùa ta cần tính yêu cầu nước cho tưới dưỡng 35 Áp dụng tương tự phương pháp tính tốn mơ hình Cropwat 8.0 cho lúa chiêm để tính cho lúa mùa ta kết sau: Hình 2.6 Bảng nhập liệu lúa mùa Hình 2.7: Bảng tính chế độ tưới cho lúa vụ mùa 36 Bảng 2.16: Tổng hợp mức tưới cho lúa vụ mùa thời kỳ Tháng Mức tưới (m3/ha) 2810 606 157 243 925 Tổng 4741 Tính tốn mức tưới cho ngơ vụ đơng thời kỳ Áp dụng tương tự phương pháp tính tốn mơ hình Cropwat 8.0 cho lúa chiêm để tính cho ngô vụ đông ta kết sau: Hình 2.8 Bảng nhập liệu ngơ đơng 37 Hình 2.9: Bảng tính chế độ tưới cho ngơ vụ đông Bảng 2.17: Tổng hợp mức tưới cho ngô vụ đông thời kỳ Tháng 10 11 12 Tổng Mức tưới (m3/ha) 164 765 448 1377 Tổng hợp kết tính tốn mức tưới cho nơng nghiệp thời kỳ Bảng 2.18: Tổng hợp nhu cầu nước cho loại trồng thời kỳ Đơn vị: m3/ha Tháng Lúa xuân Lúa Mùa Ngô vụ Đông Tổng 3215 3215 820 820 1135 1135 789 789 228 2810 38 3038 606 606 157 157 243 243 925 925 10 164 164 11 765 765 448 1782 1.377 13.529 12 1334 Tổng 6.521 4.741 Từ kết tinh toán nhu cầu nước cho loại trồng thời kỳ (tính cho 1ha) diện tích canh tác Tác giả tính tốn tổng nhu cầu nước cho loại trồng tổng diện tích canh tác bảng: Bảng 2.19: Tổng hợp nhu cầu nước cho nông nghiệp thời kỳ Đơn vị: 106m3 Tháng Lúa chiêm Lúa Mùa Ngô vụ đông Cộng 3,85 0,000 0,000 3,85 0,98 0,000 0,000 0,98 1,36 0,000 0,000 1,36 0,94 0,000 0,000 0,94 0,23 3,41 0,000 3,64 0,000 0,72 0,000 0,72 0,000 0,18 0,000 0,18 0,000 0,29 0,000 0,29 0,000 1,11 0,000 1,11 10 0,000 0,000 0,18 0,18 11 0,000 0,000 0,86 0,86 12 1,60 0,000 0,54 2,14 Tổng 7,86 5,71 1,54 15,01 39 Vậy tổng nhu cầu nước dùng cho nông nghiệp tồn hệ thống thời kỳ là: 15,01.106m3 Tính toán mức tưới cho lúa chiêm xuân thời kỳ Cách tính tốn nhu cầu nước cho thời kỳ tính tốn thời kỳ Sử dụng mơ hình CROPWAT 8.0 Hình 2.10: Bảng nhập liệu khí hậu tính lượng bốc nước 40 Hình 2.11: Bảng nhập liệu mưa Hình 2.12: Bảng nhập liệu lúa chiêm 41 Hình 2.13: Bảng nhập liệu đất theo số liệu FAO Hình 2.14: Bảng tính chế độ tưới cho lúa vụ chiêm thời kỳ 42 Bảng 2.20: Tổng hợp mức tưới cho lúa vụ chiêm xuân thời kỳ Tháng Tổng Mức tưới (m3/ha) 3296 844 987 851 394 Tổng mức tưới cho lúa vụ chiêm xuân thời kỳ là: M = M + M =1334+ 6372 = 7706 (m3/ha) Tính tốn mức tưới cho lúa mùa thời kỳ Hình 2.15: Bảng nhập liệu lúa mùa thời kỳ 43 6372 Hình 2.16: Bảng tính chế độ tưới cho lúa vụ mùa thời kỳ Bảng 2.21: Tổng hợp mức tưới cho lúa vụ mùa thời kỳ Tháng Tổng Mức tưới (m3/ha) 2916 233 462 405 434 4450 44 Tính tốn mức tưới cho ngơ đơng thời kỳ Hình 2.17: Bảng nhập liệu cho ngơ vụ đơng thời kỳ Hình 2.18: Bảng tính chế độ tưới cho ngô vụ đông thời kỳ 45 Bảng 2.22: Tổng hợp mức tưới cho ngô vụ đông thời kỳ Tháng 10 11 12 Tổng Mức tưới (m3/ha) 234 850 502 1586 Bảng tổng hợp kết tính tốn nhu cầu nước cho nông nghiệp thời kỳ Bảng 2.23: Tổng hợp nhu cầu nước cho loại trồng thời kỳ Đơn vị: m3/ha Lúa chiêm Lúa Mùa STT Ngô vụ đông Tổng 3296 3296 844 844 987 987 851 851 394 2916 3310 233 233 462 462 405 405 434 434 10 234 234 11 850 850 502 1836 1.587 13.850 12 1334 Tổng 6.706 4.450 Từ kết tính tốn nhu cầu nước cho loại trồng thời kỳ (tính cho 1ha) diện tích canh tác Tác giả tính tốn tổng nhu cầu nước cho loại trồng tổng diện tích canh tác bảng 2.24 46 Bảng 2.24: Tổng hợp nhu cầu nước cho nông nghiệp thời kỳ Đơn vị: 106m3 Ngô vụ Tháng Lúa chiêm Lúa Mùa đông Cộng 3,955 0,000 0,000 3,955 1,012 0,000 0,000 1,012 1,184 0,000 0,000 1,184 1,012 0,000 0,000 1,012 0,472 3,499 0,000 3,962 0,000 0,279 0,000 0,279 0,000 0,554 0,000 0,554 0,000 0,486 0,000 0,486 0,000 0,521 0,000 0,521 10 0,000 0,000 0,24 0,24 11 0,000 0,000 0,89 0,89 12 1,6 0,000 0,52 2,21 Tổng 8,235 5,33 1,65 16,212 Vậy tổng nhu cầu nước dùng cho nơng nghiệp tồn hệ thống thời kỳ là: 16,212.106m3 2.2.2 Tính tốn nhu cầu nước cho chăn nuôi Nhu cầu nước cho chăn ni tính cho đầu súc vật chăn ni, nước sử dụng cho chăn ni gồm có nước cho ăn uống, nước vệ sinh chuồng trại Tiêu chuẩn định lượng nước dùng cho cho vật nuôi lấy theo tài liệu tham khảo theo kinh nghiệm chăn nuôi trang trại tập chung sau: 47 Chỉ tiêu cấp nước cho chăn nuôi: Theo TCVN 4454: 2012 quy định nước dùng chăn nuôi tập trung lấy sau: • Trâu bò: 70 - 100 l/ngđ • Lợn: 15 - 25 l/ngđ • Gia cầm: - l/ngđ • Đối với chăn ni phân tán khơng có quy định, tạm lấy nửa tiêu chuẩn dùng cho chăn nuôi tập chung Tiêu chuẩn tạm lấy sau: Bảng 2.25 Chỉ tiêu dùng nước cho chăn nuôi Đơn vị: l/con/ngày đêm Hạng mục TT Nền Hiện Năm 2030 Năm 2050 Gia súc có sừng 40 45 50 50 Gia súc khác 20 20 20 20 Gia cầm 1 1 Bảng 2.26.Quy mô đàn gia súc, gia cầm địa bàn thời kì là: Thời kì Hạng mục Đơn vị Trâu, bò Lợn Gia cầm Vùng nghiên cứu Tổng số 4.750 12.000 39.950 48 23.200 Bảng 2-27 Tổng hợp nhu cầu nước chăn nuôi thời kỳ nền: Đơn vị: (106 m3 ) Tháng I II III IV V VI Số ngày 31 28 31 30 31 30 W cn 0,061 0,055 0,061 0,059 0,061 0,059 Tháng VII VIII IX X XI XII Số ngày 31 31 30 31 30 31 W cn 0,061 0,061 0,059 0,061 0,059 0,061 Vậy tổng nhu cầu nước dùng cho chăn nuôi toàn hệ thống thời kỳ là:0,718 ( 106m3) Bảng 2.28.Quy mô đàn gia súc, gia cầm địa bàn thời ki là: Thời kì Hạng mục Đơn vị TT Trâu, bò Lợn Gia cầm Vùng nghiên cứu 8.090 25.500 Tổng số 48.500 39.950 Bảng 2-29 Tổng hợp nhu cầu nước chăn nuôi thời kỳ tại: Đơn vị: (106 m3 ) Tháng I II III IV V VI Số ngày 31 28 31 30 31 30 W cn 0,127 0,114 0,127 0,123 0,127 0,123 Tháng VII VIII IX X XI XII Số ngày 31 31 30 31 30 31 W cn 0,127 0,127 0,123 0,127 0,123 0,127 49 Vậy tổng nhu cầu nước dùng cho chăn ni tồn hệ thống thời kỳ là:1,495( 106m3) 2.2.3 Tính tốn nhu cầu nước cho sinh hoạt • Ngun lý tính tốn Điều tra, thu thập số liệu trạng số người dân, quan, đoàn thể lân cận sử dụng nước hồ cho sinh hoạt Việc tính tốn nhu cầu nước cho ngành phi nông nghiệp dựa vào định mức, tiêu chuẩn dùng nước cho đối tượng phi nông nghiệp Hồ Xạ Hương nằm địa bàn huyện Tam Đảo vùng dân cư nông thôn Theo (bảng 3.1.) tiêu chuẩn TCXDVN_33_2006: Tiêu chuẩn cấp nước sinh hoạt cho đô thị loại IV, đô thị loại V vùng dân cư nơng thơn 60 lít/người/ngày Lượng nước u cầu cấp cho sinh hoạt khu vực là: W= N.q 1000 ( m3/ngày đêm) Trong đó: W: lượng nước yêu cầu cấp cho sinh hoạt người dân ngày đêm (m3/ngày đêm) N: Số người dân dùng nước khu vực hồ Xạ Hương cung cấp (số người) q: Tiêu chuẩn dùng nước ( l/ngày đêm) • Nhu cầu nước sinh hoạt Theo kết thống kê dân số vùng hạ lưu Hồ Xạ Hương Chúng ta tiến hành tính tốn nhu cầu nước phục vụ sinh hoạt sau: Hệ thống tưới hồ Xạ Hương có nhiệm vụ cấp nước sinh hoạt cho khoảng 25.000 người thời kỳ gồm xã Hợp Châu, Minh Quang (Huyện Tam Đảo) , Thị 50 trấn Gia Khánh (Huyện Bình Xun) ½ xã Kim Long ( Huyện Tam Dương) thời kỳ Lượng nước yêu cầu cấp cho sinh hoạt khu vực là: W= N.q ( m3/ngày đêm) 1000 (2-24) Trong đó: + W: lượng nước yêu cầu cấp cho sinh hoạt người dân ngày đêm (m3/ngày đêm) + N: Số người dân dùng nước khu vực hồ Xạ Hương cung cấp (số người) + q: Tiêu chuẩn dùng nước ( l/ngày đêm) Bảng 2.30 Bảng kết yêu cầu nước cho sinh hoạt thời kỳ ( 106m3) Tháng Ngày Sinh hoạt Tháng Ngày Sinh hoạt 31 28 31 30 31 30 0,0465 0,042 0,0465 0,045 0,0465 0,045 10 11 12 31 31 30 31 30 31 0,0465 0,0465 0,045 0,0465 0,045 0,0465 Vậy tổng nhu cầu nước dùng cho sinh hoạt toàn hệ thống thời kỳ là: 0,5475 ( 106m3) Thời kỳ Hồ Xạ Hương cung cấp nước sinh hoạt cho 40.090 người dân Bảng 2.31 Bảng kết yêu cầu nước cho sinh hoạt thời kỳ ( 106m3) Tháng Ngày Sinh hoạt Tháng Ngày Sinh hoạt 31 28 31 30 31 30 0,074 0,067 0,074 0,072 0,074 0,072 10 11 12 31 31 30 31 30 31 0,074 0,074 0,072 0,074 0,072 0,074 51 Vậy tổng nhu cầu nước dùng cho sinh hoạt toàn hệ thống thời kỳ là: 0,877( 106m3) 2.2.4 Tính tốn nhu cầu nước cho công nghiệp Lượng nước dùng cho công nghiệp gồm lượng nước trực tiếp tạo sản phẩm, nước tạo môi trường vệ sinh công nghiệp, nước để pha loãng chất thải nước sinh hoạt cho công nhân khu vực nhà máy Tổng lượng nước dùng cơng nghiệp tiêu chuẩn hóa theo đơn vị sản phẩm lượng nước dùng công nghiệp có tỷ lệ hồi quy lớn tỷ lệ sử dụng lại lượng nước thải cơng nghiệp lại không nhiều phải xử lý tốn Trong điều kiện Việt Nam nước dùng cho cơng nghiệp tiêu chuẩn hóa theo 10 nghành: Khai thác dầu khống sản Cơng nghiệp sản xuất điện Cơng nghiệp khí Cơng nghiệp luyện kim Cơng nghiệp hóa chất Cơng nghiệp nhẹ Công nghiệp chế biến lương thực, thực phẩm Công nghiệp gỗ, giấy, diêm Công nghiệp xây dựng 10 Các nghành cơng nghiệp khác Và phân làm loại nước dùng cho công nghiệp với mức dùng khác ( dùng cho nghành công nghiệp nặng, công nghiệp nhẹ nghành công nghiệp chế biến lương thực, thực phẩm) Tính theo giá trị sản phẩm tương ứng với 1000USD Định mức cho nghành sau: - Công nghiệp nặng: 200m3/1000USD 52 - Công nghiệp nhẹ: 400m3/1000USD - Công nghiệp chế biến lương thực, thực phẩm: 1000m3/1000USD Tuy vùng nghiên cứu Cơng ty TNHH-MTV Thủy Lợi Tam Đảo cấp nưcớ cho nhà máy HC 95 có đồng hồ chốt công tơ theo tháng Bảng 2.32: Tổng hợp nhu cầu nước cho công nghiệp thời kỳ nền: Khối lượng (m3) Tháng 25.980 34.820 37.420 31.180 33.160 27.430 29.420 25.300 33.350 10 31.400 11 35.690 12 31.049 Tổng 376.199 Vậy tổng nhu cầu nước dùng cho cơng nghiệp tồn hệ thống thời kỳ là: 376.199 (m3) 53 Bảng 2.33: Tổng hợp nhu cầu nước cho công nghiệp thời kỳ Khối lượng (m3) Tháng 10 11 12 86.760 31.930 50.420 45.740 36.560 54.880 123.880 86.740 122.500 12.617 10.688 6.594 Tổng 938.400 Vậy tổng nhu cầu nước dùng cho công nghiệp toàn hệ thống thời kỳ là: 938.400m3 2.2.5 Tổng hợp nhu cầu dùng nước toàn hệ thống thời kỳ Bảng 2.34 Bảng kết tổng hợp yêu cầu dùng nước toàn hệ thống thời Đơn vị:103m3 Tháng Nông nghiệp Sinh hoạt Công nghiệp Chăn nuôi 3850 46,5 25,980 61 3983,48 980 42 34,820 55 1111,82 1360 46,5 37,420 61 946 45 31,180 59 1081,18 3645 46,5 33,160 61 3785,66 720 45 27,430 59 851,43 180 45 29,420 61 315,42 280 46,5 25,300 61 412,8 1290 45 33,350 59 1427,35 54 Tổng 1504,92 Tháng Nông nghiệp Sinh hoạt Công nghiệp Chăn nuôi 10 180 46,5 31,400 61 318,9 11 860 45 59 999,69 12 1874 46,5 31,049 61 2012,54 Tổng 15.010 547,5 330,047 718 16.220,547 35,690 Tổng Tổng hợp nhu cầu nước đối tượng dùng nước hệ thống thời kỳ là:16.220.547(𝑚3 ) Bảng 2.35 Bảng kết tổng hợp yêu cầu dùng nước toàn hệ thống thời kỳ Đơn vị:103m3 Tháng Nông nghiệp Sinh hoạt Công nghiệp Chăn nuôi Tổng 3955 74,567 86,76 127 4243,327 1012 67,350 31,93 115 1226,28 1184 74,567 50,42 127 1435,987 1012 72,162 45,74 123 1252,902 3962 74,567 36,56 127 4200,127 279 72,162 54,88 123 529,042 554 74,567 123,88 127 999,447 486 74,567 86,74 127 774,307 521 72,162 76,35 123 793,512 10 240 74,567 12,617 127 454,184 11 890 72,162 10,688 123 1095,85 12 2120 74,567 6,594 127 2328,161 Tổng 16.212 877,967 623,159 1.495 19.208,126 Tổng hợp nhu cầu nước đối tượng dùng nước hệ thống thời kỳ tại: 19.208.126(𝑚3 ) 55 2.3 Tính tốn cân nước hệ thống cơng trình thủy lợi hồ Xạ Hương điều kiện 2.3.1 Tính tốn nguồn nước đến hồ Xạ Hương 2.3.1.1 Lựa chọn phương pháp tính tốn xác định mơ hình phân phối dòng chảy năm thiết kế Phân phối dòng chảy năm thiết kế phân phối dòng chảy năm có lượng dòng chảy tương ứng với tần suất thiết kế Phân phối dòng chảy năm mơ hình biểu thị phân chia tổng lượng toàn năm Wn cho thời đoạn cộng lại biểu thị trình lưu lượng năm (Q ~ t), trình tổng lượng năm (W ~ t) tỷ số phân phối năm (γ ~ t) Các đặc trưng biểu thị dòng chảy năm a Lưu lượng bình qn dòng chảy năm: Q n (m3/s; l/s) Là lượng dòng chảy chuyển qua mặt cắt cửa lưu vực đơn vị thời gian t (giây) tính bình quân năm 365 Qn = ∑ Qi 365 12 = ∑ QJ (2-10) 12 Trong đó: Q i – lưu lượng bình quân ngày thứ i (với i = 1÷365) Q J – lưu lượng bình qn tháng thứ J (với J = 1÷12) b Tổng lượng dòng chảy năm: Wn (m3) Là lượng dòng chảy chuyển qua mặt cắt lưu vực thời gian năm W n =Q n 31,5.106 (2-11) Trong đó: T - số giây năm T = 31,5.106 (s) Q n - lưu lượng bình qn dòng chảy năm c Mơ đuyn dòng chảy năm: Mn (m3/s.km2; l/s.km2) 56 Là tỷ số lưu lượng bình quân năm đơn vị diện tích (km2) M n = Q n /F (2-12) d Lớp dòng chảy năm: y (mm) Là lớp nước tính mm đem tổng lượng dòng chảy năm chải tồn diện tích lưu vực yn = Wn 10 F.10 12 = Wn 10 −3 F (2-13) e Hệ số dòng chảy năm: αn Là tỷ số lớp dòng chảy năm lượng mưa năm sinh năm Đây hệ số phản ánh tổn thất dòng chảy năm, α n lớn tổn thất dòng chảy nhỏ ngược lại α n nhỏ tổn thất dòng chảy lớn α n =y n /X n (2-14) 2) Lựa chọn phương pháp tính tốn - Tuỳ theo tình hình tài liệu sử dụng để tính tốn chia trường hợp sau: + Xác định (Q ~ t) trường hợp có nhiều tài liệu + Xác định (Q ~ t) trường hợp thiếu tài liệu - Trong luận văn khơng có tài liệu dòng chảy năm dòng chảy mùa nên tơi nêu số phương pháp tính tốn dòng chảy năm trường hợp thiếu tài liệu để lựa chọn tính toán Cụ thể sau: a Phương pháp lưu vực tương tự: Phương pháp lưu vực tương tự áp dụng với trường hợp tài liệu quan trắc lưu vực tính tốn ngắn khơng đủ tính đại biểu để xác định dòng chảy năm thiết kế Dùng để tính tốn dòng chảy năm, sử dụng lưu vực tương tự lưu vực thiết kế đồng điều kiện tự nhiên Lưu vực tương tự phải thỏa mãn điều kiện sau: 57 + Sự tương tự điều kiện khí hậu + Các điều kiện địa hình, địa chất, thổ nhưỡng, mức độ che phủ rừng mức độ khai phá lưu vực gần nhau.v.v + Diện tích lưu vực khơng nên chênh đến 10 lần + Chất lượng tài liệu tốt, thời kỳ đo đạc dài + Có cặp điểm quan trắc đồng phải khống chế 70-80% biên độ dao dòng chảy lưu vực tương tự - Có thể dùng đặc trưng phân phối dòng chảy sau để tính tốn: + Ranh giới mùa (mùa lũ, mùa kiệt, …) + Tỷ lệ dòng chảy bình qn mùa so với dòng chảy năm (%) + Tỷ số hệ số biến động dòng chảy mùa so với hệ số biến động dòng chảy năm + Sự phân phối dòng chảy mùa nước (theo tháng) cho nhóm năm nhiều nước, trung bình, nước - Nhận xét: Phương pháp cho kết tương đối xác, nhiên đòi hỏi phải có tài liệu lưu vực tương tự b Phương pháp tính tốn theo mơ hình TANK: - Mơ hình TANK đời năm 1956 Nhật Bản, tác giả MUGAWARA Mơ hình TANK mơ hình tổng hợp dòng chảy từ mưa lưu vực Mơ hình hồn thiện ứng dụng có hiệu nhiều nơi giới - Ở Việt Nam mơ hình TANK nghiên cứu ứng dụng có hiệu cho nhiều lưu vực sông suối nước nhiều quan thực - Nhận xét: Mơ hình khó thể chậm dòng chảy so với mưa Do mơ hình cấu tạo từ bể tuyến tính, thơng số cửa số trường hợp tỏ nhạy Mơ hình TANK u cầu nhiều thơng số phức tạp, đòi hỏi người làm phải thành thạo có kinh nghiệm cho kết khả quan 58 c Phương pháp tính tốn theo quan hệ mưa ~ dòng chảy: Để tính tốn dòng chảy theo phương pháp dùng quan hệ lượng mưa (X) độ sâu dòng chảy (Y) xây dựng sẵn: (2-15) Y = a.(X - b) Hoặc theo công thức đây:         Y = 1 − X  n n      1 +  X       Zo    (2-16) Trong đó: X - lượng mưa bình quân lưu vực trung bình nhiều năm Y - lớp dòng chảy trung bình nhiều năm (mm) a, b - thông số quan hệ Z o - khả bốc lớn lưu vực (mm) n - thông số phản ánh đặc điểm địa hình - Nhận xét: Trong thực tế tài liệu đo mưa nhiều so với tài liệu dòng chảy Bởi vậy, sử dụng quan hệ hai đại lượng mưa năm lượng dòng chảy năm để tính phân phối dòng chảy năm thiết kế d Lựa chọn phương án Do khơng có lưu vực tương tự tài liệu nguồn nước đến hồ Xạ Hương Qua phân tích điều kiện thực tế nguồn tài liệu có, chúng tơi chọn phương pháp tính dòng chảy theo quan hệ mưa ~ dòng chảy để tính tốn cho lưu vực hồ Xạ Hương 59 2.3.1.2.Tính tốn phân phối dòng chảy năm thời kỳ a Tính tốn độ sâu lớp dòng chảy trung bình nhiều năm: X o : lượng mưa bình quân nhiều năm rơi lưu vực (mm) Dựa vào liệt tài liệu lượng mưa thời kỳ 1985-2005 trạm Vĩnh Yên ta có: X o = 1720(mm) Y o : lớp dòng chảy trung bình nhiều năm (mm) Z o : khả bốc lớn lưu vực (mm) n: thông số phụ thuộc đặc điểm địa hình Theo QPTL C6-77: Zo, n tra bảng (2-3) trang 20, vùng nghiên cứu thuộc khu vực đồng có: Zo = 1100 (mm) ; n = 1,1 Thay vào cơng thức (2-16) ta tính được:         Yo = 1 − 1720 = 1007,17(mm)  1,1      1 +  1720       1100    b)Tổng lượng dòng chảy chuẩn W o : W o = Y o F.103 (2-17) Thay số vào phương trình (2-17) W o =1007,17.24.103 = 24,72.106 (m3) c)Lưu lượng dòng chảy chuẩn Q o : Qo = Wo T = 24,72.106 31,5.106 = 0,77(m3/s) d) Mơđuyn dòng chảy bình qn nhiều năm Mo: 𝑀0 = 𝑄0 𝐹 103 = 0,77 24 103 = 31,97(l/s-km2) Trong F: diện tích lưu vực hồ Xạ Hương (km2), F = 24 (km2) e) Xác định hệ số biến động dòng chảy năm Cv, hệ số thiên lệch Cs: 60 Xác định hệ số biến động dòng chảy năm C V : - Theo cơng thức va-kre-xen-ski: CV = A M ( F + 1) 0,08 (2-18) 0, Trong đó: A’ :là tham số xác định theo đồ phân vùng thủy văn theo bảng (2-4) trang 21 QPTL C6-77 Hồ Xạ Hương thuộc khu vực Đơng Bắc, tác giả chọn A’ = 1,5 Thay số vào (3-8) ta được: 𝐶𝑣 = 1,5 31,970,4 (24+1)0.08 = 0,29 Trong trường hợp khơng có tài liệu lưu vực tương tự nên ta chọn: C s = 2C v = 2.0,29 = 0,58 Vậy ta được: C v = 0,29 C s = 0,58 Sử dụng phân phối xác suất Pearson III tính tốn lưu lượng dòng chảy năm thiết kế: Q P = Q 85%= K P Q o K P hệ số mô đuyn đường tần suất Pearson III Tra phụ lục trang 397 Giáo trình Thủy văn cơng trình, ứng với C s = 2C v P = 85% KP = 0,68 Vậy lưu lượng dòng chảy năm thiết kế lưu vực hồ chứa Q P = Q 85%= K P Q o = 0,66.0,81= 0,53 (m3/s) ∑Q năm =12.Q p =12.0,53=6,36(m3/s) Tổng lượng dòng chảy năm thiết kế lưu vực hồ chứa W P = Q P 31,5.106 = 0,53 31,5.106 = 16,757.106 (m3) Từ thơng số tính tốn ta có bảng tổng hợp tiêu chuẩn dòng chảy năm lưu vực hồ Xạ Hương bảng 2.36 61 Bảng 2-36.Tổng hợp thơng số dòng chảy năm lưu vực hồ chứa nước Xạ Hương thời kỳ W (m3) F (km2) Q0 (m3/s) M0 Cv Cs Q85% (m3/s) W85% (m3) 24.172.205 24 0,77 31,97 0,29 0,58 0,52 16.437.099 Phân phối dòng chảy năm thiết kế Phân phối dòng chảy năm thiết kế phân phối dòng chảy năm có lượng dòng • chảy tương ứng với tần suất thiết kế Phân phối dòng chảy năm mơ hình biểu thị phân chia tổng lượng toàn năm Wn cho thời đoạn cộng lại biểu thị trình lưu lượng năm (Q ~ t), trình tổng lượng năm (W ~ t) tỷ số phân phối năm (γ ~ t) • Phương pháp tính tốn Do lưu vực nghiên cứu khơng có tài liệu quan trắc, tùy tình hình cụ thể mà phân phối dòng chảy năm xác định phương pháp sau: (1).Phương pháp lưu vực tương tự Phương pháp lưu vực tương tự dùng để tính tốn phân phối dòng chảy trường hợp đồng điều kiện địa lý tự nhiên tài liệu đo đạc song song hai sông nghiên cứu tương tự khơng năm, Sơng tương tự phải thoả mãn điều kiện lớp dòng chảy năm mùa thời kỳ có đo đạc song song phân phối dòng chảy mùa nước khơng khác nhiều so với sông nghiên cứu (2) Bằng quan hệ thông số phân phối với nhân tố ảnh hưởng (được xây dựng cho vùng) Khi khơng có sơng tượng tự đáng tin cậy phân phối dòng chảy theo quan hệ thơng số phân phối dòng chảy với nhân tố ảnh hưởng 62 Các thơng số phân phối dòng chảy gồm: tỷ lệ dòng chảy bình qn mùa so với dòng chảy năm, tỷ số hệ số biến động dòng chảy mùa so với hệ số biến động dòng chảy năm… Các nhân tố ảnh hưởng gồm: Mơ đuyn dòng chảy năm, độ cao trung bình lưu vực, tỷ lệ rừng, diện tích lưu vực Tỷ lệ phân phối mùa kiệt (thời kỳ giới hạn) xác định công thức sau: K cạn = (2-19) (%) Tỷ lệ phân phối tháng nhỏ (mùa giới hạn) xác định công thức sau: K 3min = ∑ Q3min Y3min ∑ Qnam Ynam (2 - 20) Tỷ lệ phân phối mùa chuyển tiếp(những tháng lại mùa cạn) xác định công thức: (2 - 21) k1 = k cạn – k 3min (%) Tỷ lệ phân phối mùa lũ xác định theo công thức sau: k = 100 - k cạn (%) Trong đó: ∑ Q nam : Tổng lưu lượng tháng năm (m /s) ∑ Q can : Tổng lưu lượng tháng mùa cạn (m3/s) ∑ Q : Tổng lưu lượng tháng liên tục nhỏ (m /s) Y năm : Lớp dòng chảy năm (mm) Y cạn : Lớp dòng chảy cạn (mm) Y 3min : Lớp dòng chảy tháng liên tục nhỏ (mm) 63 Quan hệ tỷ lệ phân phối mùa cạn với mơđuyn dòng chảy bình qn nhiều năm có dạng: K cạn = b - a.M o Trong thông số a, b, M o lấy theo bảng 3.2 trang 30 QPTL C6-77 Quan hệ tỷ lệ phân phối tháng nhỏ với mơ đuyn dòng chảy bình qn nhiều năm có dạng: k 3min = b’ - a’.M o Trong thơng số a’, b’, M o lấy theo bảng 3.3 trang 31 QPTL C6-77 (3) Bằng dạng phân phối điển hình cho vùng - Trường hợp lưu vực thiết kế chưa nghiên cứu mặt thủy văn dùng dạng phân phối điển hình cho nhóm năm nhiều nước, nhóm năm trung bình, nhóm năm nước nghiên cứu sẵn (biểu thị phần trăm so với dòng chảy năm phần trăm so với dòng chảy mùa) tương ứng với điều kiện địa lý vật lý khác - Dạng phân phối điển hình cho vùng phụ thuộc vào kiểu phân phối dòng chảy mùa, điều kiện nước đến khác nhau, kiểu địa hình khác nhau, khu vực địa lý khác • Lựa chọn phương pháp phân phối dòng chảy Do điều kiện thực tế lưu vực hồ chứa nước Xạ Hương khơng có trạm quan trắc khơng có lưu vực tương tự Do đó, đề tài tác giả chọn phương pháp phân phối quan hệ thông số phân phối với nhân tố ảnh hưởng Phân phối dòng chảy theo quan hệ thông số phân phối dòng chảy (tỷ lệ dòng chảy bình qn mùa so với dòng chảy năm, tỷ số hệ số biến động dòng chảy mùa so với hệ số biến động dòng chảy năm v.v ) với nhân tố ảnh hưởng (mơ đuyn dòng chảy năm, độ cao trung bình lưu vực, tỷ lệ rừng, diện tích lưu vực v.v ) 64 • Tính tốn phân phối dòng chảy năm Tổng lưu lượng tháng năm: ∑Q năm = 12.Q p = 12.0,52 = 6,24 (m3 /s) Trong năm chia thành hai mùa: mùa cạn, mùa lũ, Trong mùa cạn lại chia thành mùa giới hạn (gồm ba tháng có lưu lượng nhỏ nhất) mùa chuyển tiếp (gồm tháng lại mùa cạn) Với khu vực diện tích lưu vực hồ chứa F = 24 km2 thuộc khu vực địa lý vùng Đồng Bắc Bộ, có kiểu địa bán sơn địa, sơng nhỏ tính với tần suất thiết kế P = 85% Theo bảng 3-6 trang 35 QPTL C6-77 vùng hồ chứa nước Xạ Hương - Sông nhỏ (F lv < 100km2) - Năm nước (P = 85%) Kết tính tốn dòng chảy đến hồ Xạ Hương thời kỳ sau Bảng 2-37: Phân phối dòng chảy đến hồ Xạ Hương thời kỳ Mùa Mùa Giới Hạn Mùa chuyển tiếp Mũa Lũ Mùa chuyển tiếp Tháng %Q Q(m3/s) I 41 0.22 0.58 II 33 0.17 0.42 III 26 0.14 0.37 IV 14 0.11 0.29 V 26 0.21 0.56 VI 13 0.64 1.66 VII 39 1.92 5.15 VIII 20 0.99 2.64 IX 28 1.38 3.58 X 31 0.25 0.67 XI 19 0.15 0.4 XII 10 0.08 0.22 65 W (106m3) Từ kết bảng ta có biểu đồ phân phối dòng chảy năm thiết kế sau Biểu đồ phân phối dòng chảy năm thiết kế 2,50 Q (m3/s) 2,00 1,50 1,00 0,50 0,00 I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Tháng Hình 2.19: Mơ hình phân phối dòng chảy năm thiết kế thời kỳ Hồ Xạ Hương * Nhận xét: Qua kết tính tốn cho thấy, lưu vực tính toán mùa lũ tháng VI kết thúc vào cuối tháng IX Mùa cạn kéo dài tháng từ tháng X đến tháng V năm sau Tháng có lượng dòng chảy lớn tháng VII Tháng có lượng dòng chảy bé tháng XII 2.3.1.3 Tính tốn phân phối dòng chảy năm thời kỳ Áp dụng phương pháp tính tốn phân phối dòng chảy năm thời kỳ đển tính tốn phân phối dòng chảy năm thời kỳ cho hồ chứa nước Xạ Hương Tài liệu tính tốn: Dựa vào liệt tài liệu lượng mưa trung bình thời kỳ 2007-2016 trạm Vĩnh n ta có: X o =1780(mm) Tính tốn Y o = 1057,95 mm Kết tính tốn phân phối dòng chảy năm thể bảng 2.38 66 Bảng 2-38.Tổng hợp thơng số dòng chảy năm lưu vực hồ chứa nước Xạ Hương thời kỳ W (m3) F (km2) Q0 (m3/s) M0 Cv Cs Qp Wp 25.390.79 24 0,81 33,59 0,28 0,57 0.53 16.757.907 Bảng 2-39: Phân phối dòng chảy đến hồ Xạ Hương thời kỳ Từ kết bảng ta có biểu đồ phân phối dòng chảy năm thiết kế sau Mùa Mùa Giới Hạn Tháng I II III Mùa chuyển tiếp IV V VI Mũa Lũ VII VIII IX Mùa chuyển tiếp X XI XII %Q Q(m3/s) 41 0.22 33 0.18 26 0.14 14 0.12 26 0.21 13 0.65 39 1.96 20 1.00 28 1.41 31 0.26 19 0.16 10 0.08 67 W (106m3) 0.59 0.43 0.37 0.30 0.57 1.69 5.25 2.69 3.65 0.68 0.41 0.22 Biểu đồ phân phối dòng chảy năm thiết kế 2,50 Q (m3/s) 2,00 1,50 1,00 0,50 0,00 I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Tháng Hình 2.20: Mơ hình phân phối dòng chảy năm thiết kế thời kỳ Hồ Xạ Hương * Nhận xét: Qua kết tính tốn cho thấy, lưu vực tính tốn mùa lũ tháng VI kết thúc vào cuối tháng IX Mùa cạn kéo dài tháng từ tháng X đến tháng V năm sau Tháng có lượng dòng chảy lớn tháng VII Tháng có lượng dòng chảy bé tháng XII 2.3.2 Tính tốn sơ cân nước hệ thống hồ Xạ Hương thời kỳ Tính tốn cân nước hồ Xạ Hương dựa lượng nước đến hồ nhu cầu dùng nước đối tượng dùng nước theo tháng năm Lượng nước đến hồ tính tốn bảng 2.38, nhu cầu dùng nước bảng 2.36 Từ bảng điều tiết, cân nước hồ Xạ Hương ứng với tần suất 85% tương ứng với tần suất thiết kế hồ ban đầu 68 Bảng 2-40 Kết tính tốn cân nước sơ hệ thống – hồ Xạ Hương thời kỳ Lượng nước đến WQ (106m3) Lượng nước yêu cầu W q (106m3) Tháng (Năm thuỷ lợi) Số ngày (1) (2) (3) (4) VI VII VIII IX X XI XII I II III IV V Tổng 30 31 31 30 31 30 31 31 28 31 30 31 1.66 5.15 2.64 3.58 0.67 0.40 0.22 0.58 0.42 0.37 0.29 0.56 16.53 0.85 0.31 0.41 1.22 0.31 0.89 2.01 3.50 1.11 1.20 1.05 3.45 16.32 Chênh lệch tổng lượng (∆V) ∆V+ (5) ∆V- (6) 0.81 4.84 2.23 2.36 0.36 10.59 0.49 1.80 2.92 0.69 0.83 0.76 2.89 10.38 V hồ (106m3) V xả (106m3) (7) 0.70 1.51 6.35 8.58 10.93 11.08 10.59 8.79 5.87 5.04 4.21 3.59 0.70 78.78 (8) 0.21 0.21 Ta thấy: 𝑉ℎ𝑖 =12,73.106 (𝑚3 ) > 10,38 106 (𝑚3 ) Kết luận: Thời kỳ hồ cần dùng dung tích hữu ích thiết kế hồ đủ khả cấp nước cho nông nghiệp đối tượng sử dụng nước khác 2.3.3 Tính tốn sơ cân nước hệ thống hồ Xạ Hương thời a Tính tốn cân nước chưa kể tổn thất: - Lập bảng tính tốn, kết sau: 69 Bảng 2-41 Kết tính tốn cân nước sơ hệ thống – hồ Xạ Hương thời kỳ Lượng nước đến WQ (106m3) Lượng nước yêu cầu W q (106m3) Chênh lệch tổng lượng (∆V) Tháng (Năm thuỷ lợi) Số ngày (1) (2) (3) (4) VI VII VIII IX X XI XII I II III IV V Tổng 30 31 31 30 31 30 31 31 28 31 30 31 1.74 5.41 2.77 3.76 0.70 0.42 0.23 0.61 0.44 0.38 0.31 0.59 17.36 0.52 0.99 0.77 0.79 0.45 1.09 2.21 4.24 1.22 1.43 1.25 4.20 1.22 4.42 2.00 2.97 0.25 19.16 10.86 ∆V+ (5) ∆V- (6) 0.67 1.98 3.63 0.78 1.05 0.94 3.61 12.66 V hồ (106m3) V thiếu (106m3) (7) 0.70 1.92 6.34 8.34 11.31 11.56 10.89 8.91 5.27 4.49 3.45 2.51 0.70 75.70 (8) -1.80 -1.80 Kết luận: Ở thời kỳ hồ thiếu 1,8.106 (m3) nước Khi xây dựng hồ chứa xảy tượng tổn thất lưu lượng thấm bốc hơi, xảy tượng xây hồ làm tăng diện tích bị ngập, tăng diện tích mặt nước làm tăng lượng thấm bốc Do cần thiết phải tính tổn thất đảm bảo cơng trình hoạt động hiệu cao b Tính toán cân nước kể đến tổn thất: Khi xây hồ chứa xảy tượng tổn thất lưu lượng thấm bốc hơi, có tượng xây hồ làm tăng diện tích bị ngập, tăng diện tích mặt nước làm tăng lượng thấm bốc Do cần thiết phải tính tổn thất để đảm bảo cơng trình hoạt động có hiệu cao 70 Bảng 2-42 Quan hệ cao trình dung tích hồ, diện tích hồ TT (1) 10 11 12 13 14 15 16 Z V F (m) (2) (106 m3) (3) 0.7 0.9 1.2 1.4 1.7 1.85 2.05 2.4 2.6 3.03 3.45 3.85 4.4 4.8 5.45 5.95 (Km2) (4) 0.15 0.176 0.2 0.228 0.256 0.28 0.307 0.335 0.362 0.394 0.425 0.466 0.5 0.533 0.565 0.594 66.00 67.00 68.00 69.00 70.00 71.00 72.00 73.00 74.00 75.00 76.00 77.00 78.00 79.00 80.00 81.00 TT (5) 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 Z (m) (6) 82.00 83.00 84.00 85.00 86.00 87.00 87.50 88.00 89.00 90.00 91.00 91.50 92.00 93.00 93.50 V (106 m3) (7) 6.5 7.2 7.75 8.35 9.02 9.85 10.4 10.65 11.45 12.2 13.05 13.43 13.9 14.8 15.8 F (Km2) (8) 0.62 0.65 0.673 0.7 0.725 0.749 0.76 0.77 0.79 0.816 0.846 0.853 0.874 0.9 0.91 (Theo Phụ lục Bảng tra quan hệ mực nước, dung tích hồ chứa nước Xạ Hương quy trình vận hành điều tiết hồ chứa nước Xạ Hương –Huyện Tam Đảo) c Tính tốn bốc phụ thêm Nhiệm vụ ý nghĩa tính tốn Bốc tổn thất nước q trình tạo thành dòng chảy q trình cung cấp nước Do bốc nhằm mục đích phục vụ cho tính tốn tổn thất nước khu tưới kho nước Việc tính tốn bốc có ý nghĩa quan trọng, giúp xác định lượng nước tổn thất kho nước khu tưới, từ tính tốn chế độ tưới phù hợp, đảm bảo cung cấp đủ nước theo yêu cầu loại trồng, đồng thời tính tốn điều tiết hồ hợp lý, tận dụng lượng nước đến Nhiệm vụ tính tốn: 71 • Xác định lượng bốc bình qn mặt lưu vực Zo • Xác định bốc mặt nước Zn • Xác định lượng bóc thiết kế xây dựng hồ chứa Tính tốn bốc mặt nước Bảng 2-43 Lượng bốc trung bình tháng trạm Vĩnh Yên Tháng 10 11 12 Tổng (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) Zp 67.6 59.1 65.1 73.9 98.2 78.3 79.6 82.1 76.2 76.5 962.6 105.7 100.4 Vì khơng có tài liệu đo nên ta phải hiệu chỉnh từ tài liệu bốc Zpiche trạm khí tượng Zn = Kc Kn Zp (2.19) Trong đó: Kc hệ số hiệu chỉnh chuyển bốc đo ống Piche sang bốc đo thùng đặt vườn thí nghiệm Kc xác định thí nghiệm Kc = 1,2 Kn hệ số hiệu chỉnh chuyển bốc đo thùng đặt vườn thí nghiệm sang bốc đo thùng đặt bè Kn xác định thí nghiệm Kn = 1,25 Zp lượng bốc trung bình nhiều năm: 962,6mm Zn= 1443,9 (mm) Tính tốn bốc phụ thêm Là phần chênh lệch bốc việc xây dựng hồ chứa gây ΔZo = Zn – Zlv = 1443,9 – (Xo-Yo) = 1443,9 – (1800-8240) = 476,9 mm Với: Yo = α Xo = (a – b’/Xo) Xo = (0.88 – 760/1800).1800 = 824 (mm) : a b’ lấy theo bảng 2-2/ C6-77/ Khu vực IV 72 Tính tốn phân phối bốc phụ thêm K= ΔZo/Zp = 476,9/964,6 = 0,49 Lượng bốc phụ thêm trung bình tháng khu vực hồ chứa Xạ Hương sau: ΔZi = K Zitb (2.20) Trong đó: ΔZi lượng bốc trung bình tháng thứ i Zitb lượng bốc bình quân tháng trung bình nhiều năm tháng thứ i Bảng 44 Phân phối bốc phụ thêm khu vực hồ Xạ Hương (mm) Tháng (1) ∆Z (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) 10 (11) 11 (12) 12 (13) 32.86 28.73 31.64 35.92 51.38 48.80 47.73 38.06 38.69 38.69 37.04 37.19 Tổng ΔZi = 467,95 (mm) Bảng 2-45 Xác định tổn thất thấm bốc Tháng Số ngày (1) (2) VI VII VIII IX X XI XII I II III IV V Tổng 30 31 31 30 31 30 31 31 28 31 30 31 V hồ V tb F tb Del Z W bh D 6 6 (10 m ) (10 m ) (10 m ) (mm) (10 m ) (%) (3) 0.700 1.69 5.25 2.69 3.65 0.41 0.22 0.22 0.59 0.43 0.37 0.30 0.57 W th W tt (10 m ) (106m3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) 1.20 3.47 3.97 3.17 2.03 0.31 0.22 0.40 0.51 0.40 0.34 0.44 0.18 0.37 0.41 0.36 0.24 0.03 0.01 0.05 0.07 0.05 0.04 0.04 46.42 45.41 36.21 36.81 37.96 35.23 35.37 31.26 27.33 30.10 34.17 48.87 0.01 0.02 0.01 0.01 0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.01 0.01 0.08 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.012 0.035 0.040 0.032 0.020 0.003 0.002 0.004 0.005 0.004 0.003 0.004 0.17 0.02 0.05 0.05 0.04 0.03 0.00 0.00 0.01 0.01 0.01 0.00 0.01 0.25 73 Cột (1): Thứ tự tháng sếp theo năm thuỷ lợi, lấy từ cột (1) – bảng 2.41 Cột (2): Số ngày tháng, lấy từ cột (2) - bảng 2.41 Cột (3): Q trình dung tích hồ (V hồ ) năm (106m3), lấy từ cột (7) - bảng 2.41 Cột (4): Dung tích bình qn hồ chứa, xác định theo công thức sau: Vtb = Vd + Vc Trong đó: V d , V c – dung tích đầu cuối tháng ghi cột (1) ý dung tích cuối thời đoạn trước dung tích hồ đầu thời đoạn sau Cột (5): Diện tích mặt hồ bình quân tháng, tra quan hệ Z ~ F ~ V Cột (6): Lượng bốc phụ thêm tháng có hồ chứa Cột (7): Lượng tổn thất bốc hơi, xác định sau: (7) = (5)*(6) Cột (8): Tiêu chuẩn tính tốn thấm, trường hợp lòng hồ có điều kiện địa chất bình thường ta lấy D = 1% dung tích hồ bình qn tháng Cột (9): Lượng tổn thất thấm, xác định sau: (9) = (4)*(8) c Tính tổn thất: Khi xây hồ chứa xảy tượng tổn thất lưu lượng thấm bốc hơi, có tượng xây hồ làm tăng diện tích bị ngập, tăng diện tích mặt nước làm tăng lượng thấm bốc Do cần thiết phải tính tổn thất để đảm bảo cơng trình hoạt động có hiệu cao - Sau tính tốn lượng tổn thất thấm bốc bảng 2.45, ta lập bảng tính tốn cân nước có kể đến tổn thất, kết tính tốn bảng 2.46: 74 Bảng 2-46 Kết tính tốn cân nước hệ thống – hồ Xạ Hương thời kỳ kể đến tổn thất Tháng (Năm thuỷ lợi) Số ngày (1) (2) (3) (4) (5) VI VII VIII IX X XI XII I II III IV V Tổng 30 31 31 30 31 30 31 31 28 31 30 31 1.74 5.41 2.77 3.76 0.70 0.42 0.23 0.61 0.44 0.38 0.31 0.59 17.36 0.52 0.99 0.77 0.79 0.45 1.09 2.21 4.24 1.22 1.43 1.25 4.20 19.16 0.54 1.04 0.83 0.84 0.48 1.09 2.21 4.25 1.23 1.44 1.25 4.21 19.41 WQ Wq W' q 6 (10 m ) (10 m ) (106m3) Chênh lệch tổng lượng (∆V) ∆V+ (6) (7) 1.20 4.36 1.95 2.92 0.22 0.68 1.99 3.64 0.79 1.05 0.95 3.62 10.65 12.701 Kết luận: Hiện hồ thiếu nước 2,05.106 (m3) 75 ∆ V- V hồ (106m3) V thiếu (106m3) (8) 0.700 1.90 6.27 8.21 11.13 11.35 10.68 8.69 5.05 4.27 3.22 2.27 0.70 73.74 (9) -2.05 -2.05 CHƯƠNG 3: ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA BĐKH VÀ PHÁT TRIỂN KINH TẾ- XÃ HỘI ĐẾN CÂN BẰNG NƯỚC CỦA HỆ THỐNG THỦY LỢI HỒ XẠ HƯƠNG 3.1 Xác định kịch biến đổi khí hậu phát triển kinh tế- xã hội 3.1.1 Lựa chọn kịch BĐKH: Việt Nam đánh giá quốc gia bị ảnh hưởng nặng nề biến đổi khí hậu Trong năm qua, tác động biến đổi khí hậu, tần suất cường độ thiên tai ngày gia tăng, gây nhiều tổn thất to lớn người, tài sản, sở hạ tầng, kinh tế, văn hoá, xã hội, tác động xấu đến mơi trường Tác động biến đổi khí hậu nước ta nghiêm trọng, nguy hữu cho mục tiêu xóa đói giảm nghèo, cho việc thực mục tiêu thiên niên kỷ phát triển bền vững đất nước Việt Nam nỗ lực ứng phó với biến đổi khí hậu, thể qua sách chương trình quốc gia Kịch Biến đổi khí hậu Việt nam Bộ Tài nguyên Môi trường công bố năm 2016 Do tác giả lựa chọn kịch 2016 sử dụng cho tính tốn, nghiên cứu luận văn Một số điểm đáng lưu ý kịch biến đổi khí hậu cho Việt Nam: Số liệu khí tượng thực đo trạm đất liền hải đảo cập nhật đến 2014 dùng cho việc hiệu chỉnh mơ hình; Sự thay đổi tương lai biến khí hậu so với giá trị trung bình thời kỳ sở (1986-2005); Kết tính tốn biến khí hậu từ mơ hình chiết xuất theo giá trị bình quân ngày giai đoạn từ năm 1986 đến năm 2100; Biến đổi khí hậu tương lai phân tích trình bày cho giai đoạn đầu kỷ (2016-2035), kỷ (2046-2065) cuối kỷ (2080-2099) So sánh thời kỳ sở 1986-2005 thời kỳ 1980-1999, nhiệt độ trung bình tăng khoảng 0,1oC Bắc Bộ Nam Bộ, 0,07oC Trung Bộ; lượng mưa giảm từ 6÷13% Tây Bắc, Đông Bắc, đồng 76 Bắc Bộ Bắc Trung Bộ, khu vực khác không biến đổi Dựa vào tài liệu Bộ Tài nguyên môi trường cung cấp Theo kịch biến đổi khí hậu năm 2016 ta lựa chọn kịch biến đổi khí hậu ứng với mức độ từ thấp đến cao để nghiên cứu, là: - Kịch nồng độ khí nhà kính cao ( RCP8.5) phát triển viện phân tích hệ thống ứng dụng quốc tế, Úc Kịch RCP4.5 đặc trưng xạ tác động tăng liên tục từ đầu kỉ đạt 8,5W/𝑚2 vào năm 2100, tiếp tục tăng tới 13W/𝑚2 vào năm 2200 ổn định sau - Kịch nồng độ khí nhà kính trung bình cao ( RCP6.0) phát triển nhóm nghiên cứu mơ hình AIM Viện nghiên cứu Môi Trường(NIES), Nhật Bản RCP6.0 hai kịch trung bình với xạ tác động ổn định.Bức xạ tác động RCP6.0 tăng tới mức khoảng 6,0W/𝑚2 vào năm 2100 ổn định sau với giả thiết áp dụng công nghệ chiến lược giảm phát thải khí nhà kính - Kịch nồng độ khí nhà kính trung bình thấp ( RCP4.5) phát triển nhóm nghiên cứu mơ hình GCAM phòng thí nghiệm quốc tế Tây Bắc Thái Bình Dương Viện nghiên cứu biến đổi toàn cầu (JGCRI), Hoa Kỳ Đây kịch có xạ tác động ổn định, tổng xạ tác động đạt tới mức khoảng 4,55W/𝑚2 vào năm 2065 ổn định tới năm 2100 sau đó, khơng có tăng đột ngột thời gian dài - Xét thấy vùng nghiên cứu phù hợp với kịch (RCP4.5) Vì vậy, luận văn tác giả lựa chọn kịch trung bình thấp (RCP4.5) năm 2016 để tính toán cho hồ Xạ Hương tỉnh Vĩnh Phúc 3.1.2 Lựa chọn thời đoạn tính tốn: 3.1.2.1 Kịch nhiệt độ 77 - Nhiệt độ trung bình năm: Theo kịch RCP4.5, vào đầu kỷ mức tăng so với thời kỳ sở 0,7oC; kỷ mức tăng 1,7oC; đến cuối kỷ, mức tăng 2,3oC Bảng 3.1: Mức tăng nhiệt độ trung bình (°C) so với thời kỳ 1986-2005 Vĩnh Phúc theo kịch RCP4.5-2016 Các mốc thời gian kỷ 21 Thời kỳ năm TT 2016-2035 2046-2065 2080-2099 XII – II 0,7 1,5 2,0 III – V 0,7 1,7 2,2 VI – VIII 0,7 1,8 2,5 IX – XI 0,7 1,7 2,5 - Tính tốn nhiệt độ mốc thời gian tương lai: Năm 2030 2050 Áp dụng cơng thức tính trung bình: + Nhiệt độ trung bình tháng năm 2030 : t 2030 = t tb + Δt 2030 + Nhiệt độ trung bình tháng năm 2050 : t 2050 = t tb + Δt 2050 Bảng 3.2: Nhiệt độ trạm Vĩnh Yên năm tương lai theo kịch phát thải trung bình (°C) Mức tăng nhiệt độ Nhiệt độ trung bình trung bình tháng Nhiệt độ tháng với năm Các tháng ứng với năm thời kì tương lai năm tương lai 2030 2050 2030 2050 0,7 1,5 16,6 17,3 18,3 0,7 1,5 16,7 17,4 18,4 0,7 1,7 20 20,7 21,7 0,7 1,7 24 24,7 25,7 0,7 1,7 27,4 28,1 29,2 0,7 1,8 28,9 29,6 30,7 78 0,7 1,8 29 29,7 30,8 0,7 1,8 28,4 29,0 30,1 0,7 1,7 27,5 28,1 29,2 10 0,7 1,7 25 25,6 26,7 11 0,7 1,7 21,6 22,3 23,3 12 0,7 1,5 18,1 18,8 19,8 3.1.2.2 Kịch lượng mưa Lượng mưa năm: Theo kịch RCP4.5, vào đầu kỷ mức tăng so với thời kỳ sở 17,7%; kỷ mức tăng 18,8%; đến cuối kỷ, mức tăng 25,7% Cách xác định mơ hình mưa tưới thiết kế theo kịch biến đổi khí hậu + Theo thủy văn : Xp = Kp X X tl = Mà X + ΔX Trong đó: ΔX = (% lượng mưa tăng tương lai ) X Lượng mưa trung bình tương lai X tl(P=85%) = K p ( X + ΔX) Bảng 3.3: Lượng mưa tương lai theo kịch RCP4.5-2016 Các tháng năm Sự thay đổi lượng mưa với năm tương lai (%) Kp nền(85%) 2030 2050 12 18 0,51 12 15 -5 -5 Kp X Lượng mưa trung bình tương lai (mm) 2030 2050 15,9 22,01 25,08 0,51 7,63 13,75 15,28 15 0,51 10,92 8,37 18,57 15 0,51 81,5 78,59 89,15 79 Các tháng năm Sự thay đổi lượng mưa với năm tương lai (%) Kp nền(85%) 2030 2050 -5 15 0,51 10 15 10 Kp X Lượng mưa trung bình tương lai (mm) 2030 2050 195,78 193,23 203,43 0,68 121,2 128 131,4 15 0,68 280,21 287,01 290,41 10 20 0,68 199,37 106,17 212,97 15 20 0,68 31,02 41,4 44,62 10 15 20 0,43 40,39 46,84 48,99 11 15 18 0,43 26,53 32,98 34,27 12 12 18 0,43 14,06 19,22 21,8 3.2 Tính toán nhu cầu dùng nước tác độngcủa BĐKH phát triển kinh tế xã hội vùng nghiên cứu 3.2.1 Tính tốn nhu cầu dùng nước nơng nghiệp 3.2.1.1 Phương pháp tính tốn: Tương tự với cách tính tốn thời kỳ ta sử dụng mơ hình cropwat 8.0 để tính tốn nhu cầu dùng nước cho nông nghiệp thời kỳ tương lai 3.2.1.2 Tính tốn nhu cầu dùng nước tưới dưỡng cho lúa xn thời kỳ 2030 Tương tự với cách tính tốn thời kỳ ta sử dụng mơ hình cropwat 8.0 để tính tốn nhu cầu dùng nước cho nơng nghiệp thời kỳ tương lai 80 Hình 3.1: Bảng nhập liệu khí hậu tính lượng bốc nước Hình 3.2: Bảng nhập liệu mưa 81 Hình 3.3: Bảng tính chế độ tưới cho lúa vụ chiêm năm 2030 3.2.1.3 Tính tốn nhu cầu dùng nước tưới dưỡng cho lúa mùa thời kỳ 2030 Hình 3.4: Bảng tính chế độ tưới cho lúa vụ mùa năm 2030 82 3.2.1.4 Tính tốn nhu cầu nước tưới dưỡng cho ngô đông thời kỳ 2030 Hình 3.5: Bảng nhập liệu ngơ vụ đơng năm 2030 Hình 3.6: Bảng tính chế độ tưới cho ngô vụ đông năm 2030 83 Bảng 3.4: Tổng hợp nhu cầu nước cho loại trồng thời kỳ 2030 Đơn vị: m3/ha Tháng Lúa chiêm xuân Lúa Mùa Ngô vụ Đông Tổng 3317 10 11 12 Tổng 3317 771 819 1036 3585 771 819 1036 626 2959 364 364 523 457 390 523 457 390 1334 7803 4693 52 695 446 52 695 1780 1193 13689 Theo định hướng phát triển kinh tế xã hội huyện Tam Đảo, đến năm 2030 diện tích đất lúa giảm so với năm 2015 8% Cớ cấu sử dụng đất thời kỳ 2030 bảng 3.5 Bảng 3.5: Cơ cấu sử dụng đất thời kỳ 2030 Loại trồng Lúa Chiêm Xn Lúa mùa Ngơ vụ đơng Diện tích (ha) 1050 1050 965 84 Bảng 3.6 Bảng kết tổng hợp yêu cầu dùng nước mặt ruộng hệ thống thời kỳ 2030 Đơn vị ( 106m3) Tháng 10 11 12 Tổng Lúa chiêm xuân Lúa Mùa Ngô vụ Đông 3,34 3,34 0,8 0,86 1,08 3,66 0,8 0,86 1,08 0,65 3,1 0,38 0,38 0,54 0,47 0,4 0,54 0,47 0,4 1,39 8,12 4,89 Tổng 0,05 0,67 0,43 0,05 0,67 1,82 1,15 14,16 Vậy tổng nhu cầu nước dùng cho nông nghiệp toàn hệ thống thời kỳ 2030 là: 14,16.106m3 3.2.1.5 Tính tốn nhu cầu dùng nước tưới dưỡng cho lúa xuân thời kỳ 2050 85 Hình 3.7: Bảng nhập liệu khí hậu tính lượng bốc nước Hình 3.8: Bảng nhập liệu mưa 86 Hình 3.9: Bảng nhập liệu lúa xuân năm 2050 Hình 3.10: Bảng tính chế độ tưới cho lúa vụ xn năm 2050 87 3.2.1.6 Tính tốn nhu cầu dùng nước tưới dưỡng cho lúa mùa thời kỳ 2050 Hình 3.11: Bảng tính chế độ tưới cho lúa vụ mùa năm 2050 3.2.1.7 Tính tốn nhu cầu dùng nước tưới dưỡng cho ngơ đơng thời kỳ 2050 Hình 3.12: Bảng tính chế độ tưới cho ngơ vụ đông năm 2050 88 Bảng 3.7: Tổng hợp nhu cầu nước cho loại trồng thời kỳ 2050 Đơn vị: m3/ha Lúa Mùa Ngô vụ Đông Tổng Tháng Lúa chiêm xuân 3167 3167 804 804 833 833 1069 1069 659 2988 3647 394 394 561 561 497 497 434 434 10 55 55 11 700 700 422 1756 1177 14.012 12 1334 Tổng 7866 4874 Theo định hướng phát triển kinh tế xã hội huyện Tam Đảo, đến năm 2050 diện tích đất nơng nghiệp giảm so với năm 2015 10% Cớ cấu sử dụng đất thời kỳ 2050 bảng sau 89 Bảng 3.8: Cơ cấu sử dụng đất thời kỳ 2050 Loại trồng Lúa Chiêm Xuân Diện tích (ha) 1035 Lúa mùa ngơ vụ đơng 1035 945 Bảng 3.9 Bảng kết tổng hợp yêu cầu dùng nước mặt ruộng hệ thống năm 2050 Đơn vị( 106m3) Tháng 10 11 12 Tổng Lúa chiêm xuân Lúa Mùa Ngô vụ Đông 3,27 0,83 0,86 1,1 3,77 3,27 0,83 0,86 1,1 0,68 3,09 0,4 0,58 0,51 0,44 0,40 0,58 0,51 0,44 1,37 8,11 5,02 Tổng 0,052 0,66 0,39 0,052 0,66 1,76 1,18 14,45 Vậy tổng nhu cầu nước dùng cho nơng nghiệp tồn hệ thống năm 2050 là: 14,45.106m3 3.2.2 Tính tốn nhu cầu nước cho chăn ni Theo thống kê phòng thống kê huyện Tam Đảo ( Quy hoạch phát triển kinh tế xã hội đến năm 2020 tầm nhìn đến 2030) quy mô đàn gia súc năm 2030 địa bàn tăng so với thời kỳ 4%/năm Và quy mô đàn gia súc năm 2050 tăng so với 2030 5%/năm Phương pháp tính tốn trình bày 2.2.2 90 TT Bảng 3-10.Quy mô đàn gia súc, gia cầm địa bàn năm 2030 là: Năm 2030 Hạng mục Đơn vị Trâu, bò Lợn Gia cầm Vùng nghiên cứu 14.750 45.925 Tổng số 87.345 147.840 Bảng 3-11 Tổng hợp nhu cầu nước chăn nuôi năm 2030: Đơn vị: (106 m3 ) Tháng I II III IV V VI Số ngày 31 28 31 30 31 30 W cn 0,229 0,202 0,229 0,221 0,229 0,221 Tháng VII VIII IX X XI XII Số ngày 31 31 30 31 30 31 W cn 0,229 0,229 0,221 0,229 0,221 0,229 Vậy tổng nhu cầu nước dùng cho chăn ni tồn hệ thống năm 2030 là:2,689 ( 106m3) TT Bảng 3-12.Quy mô đàn gia súc, gia cầm địa bàn năm 2050 là: Năm 2050 Hạng mục Đơn vị Trâu, bò Lợn Gia cầm Vùng nghiên cứu 22.760 68500 Tổng số 227730 91 136.470 Bảng 3-13 Tổng hợp nhu cầu nước chăn nuôi thời kỳ 2050: Đơn vị: (106 m3 ) Tháng I II III IV V VI Số ngày 31 28 31 30 31 30 W cn 0,35 0,31 0,35 0,33 0,35 0,33 Tháng VII VIII IX X XI XII Số ngày 31 31 30 31 30 31 W cn 0,35 0,35 0,33 0,35 0,33 0,35 Vậy tổng nhu cầu nước dùng cho chăn ni tồn hệ thống năm 2050 là:4,08( 106m3) 3.2.3 Tính toán nhu cầu nước cho sinh hoạt Theo điều tra dân số UBND huyện Tam Đảo, tốc độ gia tăng dân số bình quân hàng năm huyện Tam Đảo r = 0,5% Áp dụng phương pháp tính tốn trình bày 2.2.3 để tính tốn nhu cầu dùng nước cho sinh hoạt tương lai: Công thức tính dân số thời kỳ t là: N=P t = P o ( 1+r)t Trong đó: + P t : Dân số thời kỳ t tương lai + Po: Dân số thời điểm tính tốn + r : tốc độ tăng trưởng dân số + t : thời gian a) Thời kỳ 2030 92 Số người dân dùng nước khu vực hồ Xạ hương cung cấp năm 2030 N = P t = P o ( 1+r)t = 40090.(1+0,5%)(2030-2015) = 43204 (người) Bảng 3.14: Bảng kết yêu cầu nước cho sinh hoạt thời kỳ 2030( 103m3) Tháng Ngày Sinh hoạt Tháng Ngày Sinh hoạt 31 28 31 30 31 30 80,35 72,5 80,35 77,7 80,35 77,7 10 11 12 31 31 30 31 30 31 80,35 80,35 77,7 80,35 77,7 80,35 b) Thời kỳ 2050 Số người dân dùng nước khu vực hồ Xạ Hương cung cấp: N=P t = P o ( 1+r)t = 40090(1+0,5%)(2050-2015) = 47735 (người) Bảng 3.15: Bảng kết yêu cầu nước cho sinh hoạt năm2050 (103 m3) Tháng Ngày Sinh hoạt Tháng Ngày Sinh hoạt 31 28 31 30 31 30 88,7 80,1 88,7 85,9 88,7 85,9 10 11 12 31 31 30 31 30 31 88,7 88,7 85,9 88,7 85,9 88,7 3.2.4 Tính tốn nhu cầu nước cho công nghiệp Theo dự báo nhà máy HC95 nhu cầu nước cho cơng nghiệp năm 2030 tăng lên 1,5 lần so với giai đoạn Như giai đoạn 2030 Hồ Xạ Hương cấp nước cho nhà máy HC 95 lượng nước bảng 3.14 93 Bảng 3.16: Tổng hợp nhu cầu nước cho công nghiệp năm 2030 Tháng 10 11 12 Khối lượng (10 m3) 165 57 90 82 65 98 222 156 220 122 119 111 Tổng 1989 Vậy tổng nhu cầu nước dùng cho cơng nghiệp tồn hệ thống năm 2030 là: 1.989.000m3 Theo dự báo nhu cầu nước cho công nghiệp giai đoạn 2050 tăng lên 1,5 lần so với giai đoạn 2030 Như giai đoạn 2050 Hồ Xạ Hương cấp nước cho nhà máy HC95 lượng nước bảng 3.15 Bảng 3.17: Tổng hợp nhu cầu nước cho công nghiệp năm 2050 Tháng 10 11 12 Khối lượng (103 m3) 342 86 136 123 98 148 334 234 330 34 28 17 Tổng 2533 94 Vậy tổng nhu cầu nước dùng cho cơng nghiệp tồn hệ thống năm 2050 là: 2.533.000m3 3.2.5 Tổng hợp nhu cầu dùng nước toàn hệ thống tương lai Bảng 3.18: Bảng kết tổng hợp yêu cầu dùng nước toàn hệ thống thời kỳ tác động biến đổi khí hậu phát triển kinh tế xã hội năm 2030 Đơn vị:103m3 Tháng Nông nghiệp Sinh hoạt Công nghiệp Chăn nuôi 3350 80.35 156 229 3815.35 830 72.5 57 202 1161.5 860 80.35 90 229 1259.35 1080 77.7 82 221 1460.7 3660 80.35 65 229 4034.35 380 57 98 221 755.628 540 80.35 222 229 1071.35 480 80.35 156 229 945.35 432 57 220 221 929.628 10 58 80.35 122 229 489.35 11 670 57 119 221 1066.628 12 1820 80.35 111 229 2240.35 Tổng 14160 882.534 1989 2689 19.720,534 Tổng Tổng hợp nhu cầu nước đối tượng dùng nước hệ thống năm 2030 là:19.720.534(𝑚3 ) 95 Bảng 3.19: Bảng kết tổng hợp yêu cầu dùng nước toàn hệ thống thời kỳ tác động biến đổi khí hậu phát triển kinh tế xã hội thời kỳ 2050 Đơn vị:103m3 Tháng Nông nghiệp Sinh hoạt Công nghiệp Chăn nuôi 3270 88.7 234 350 3942.7 830 80.1 86 310 1306.1 860 88.7 136 350 1434.7 1100 85.9 123 330 1638.9 3770 88.7 98 350 4306.7 418 85.9 148 330 981.9 580 88.7 344 350 1362.7 610 88.7 234 350 1282.7 440 85.9 330 330 1185.9 10 152 88.7 34 350 624.7 11 660 85.9 28 330 1103.9 12 1760 88.7 17 350 2215.7 Tổng 14450 1044.6 1812 4080 21386.6 Tổng Tổng hợp nhu cầu nước đối tượng dùng nước hệ thống năm 2050 là:21.386.600(𝑚3 ) 3.3 Tính tốn nguồn nước đến ảnh hưởng BĐKH phát triển kinh tếxã hội vùng nghiên cứu 3.3.1 Tính tốn nguồn nước đến thời kỳ 2030 ảnh hưởng biến đổi khí hậu Tính toán nguồn nước đến thời kỳ 2030 ảnh hưởng biến đổi khí hậu tương tự tính tốn dòng chảy đến thời kỳ thời kỳ tương lai Thơng số đầu vào để tính tốn dòng chảy đến: Lượng mưa cho thời kỳ 2030 1800 mm (tăng 5% so với thời kỳ nền) Tính tốn hệ số thời kỳ 2030 C v =0,285; C s =0,57 96 Kết tính tốn lượng nước đến hồ thời kỳ 2030 bảng 3.19 Bảng 3.20 Tổng hợp thơng số dòng chảy năm lưu vực hồ chứa nước Xạ Hương thời kỳ 2030 W (m3) F (km2) Q0 (m3/s) M0 Cv Cs Qp Wp 25.799.131 24 0,82 34.31 0,28 0,57 0,56 17.543.409 Bảng 3.21 Phân phối dòng chảy đến hồ Xạ Hương thời kỳ 2030 kịch RCP4.5-2016 Mùa Mùa Giới Hạn Tháng I II III Mùa chuyển tiếp IV V VI Mũa Lũ VII VIII IX Mùa chuyển tiếp X XI XII %Q Q(m3/s) 41 0.23 33 0.18 26 0.14 14 0.12 26 0.22 13 0.67 39 2.01 20 1.03 28 1.45 31 0.26 19 0.16 10 0.08 97 W (106m3) 0.61 0.44 0.38 0.31 0.59 1.74 5.40 2.77 3.75 0.70 0.42 0.23 3.3.2 Tính tốn nguồn nước đến thời kỳ 2050 ảnh hưởng biến đổi khí hậu Tính tốn nguồn nước đến thời kỳ 2050 ảnh hưởng biến đổi khí hậu tương tự tính tốn dòng chảy đến thời kỳ thời kỳ tương lai Thơng số đầu vào để tính tốn dòng chảy đến: Lượng mưa cho thời kỳ 2050 1850 mm (tăng 12% so với thời kỳ nền) Tính tốn hệ số thời kỳ 2050 C v =0.29; C s =0,58 Bảng 3.22 Tổng hợp thông số dòng chảy năm lưu vực hồ chứa nước Xạ Hương thời kỳ 2050 W (m3) F (km2) Q0 (m3/s) M0 Cv Cs Qp Wp 26.824.580 24 0,85 35,48 0,28 0,56 0,58 18.240.714 Bảng 3.23 Phân phối dòng chảy đến hồ Xạ Hương thời kỳ 2050 kịch RCP4.5-2016 Mùa Mùa Giới Hạn Mùa chuyển tiếp Mũa Lũ Mùa chuyển tiếp I %Q 41 Q(m3/s) 0.22 II 33 0.18 0.43 III 26 0.14 0.38 IV 14 0.12 0.30 V 26 0.22 0.58 VI 13 0.66 1.72 VII 39 1.99 5.33 VIII 20 1.02 2.73 IX 28 1.43 3.70 X 31 0.26 0.69 XI 19 0.16 0.41 XII 10 0.08 0.22 Tháng 98 W (106m3) 0.60 3.4 Tính tốn cân nước theo kịch BĐKH phát triển kinh tế-xã hội vùng nghiên cứu 3.4.1 Kiểm tra dung tích chết mực nước chết hồ Xạ Hương Mực nước chết: Là mực nước khai thác thấp hồ chứa mà mực nước cơng trình đảm bảo khai thác vận hành bình thường Mục đích ý nghĩa việc tính tốn MNC: Trong suốt thời gian dài quản lý khai thác hồ chứa, với trình phát triển kinh tế xã hội tốc độ tang nhanh dân số, sức ép đất sản xuất … khiến cho diện tích đất che phủ chất lượng thảm phủ lưu vực hồ có nhiều thay đổi so với thiết kế ban đầu, làm thay đổi đặc tính sói mòn đất Mặt khác so với thời điểm tính tốn thiết kế, tài liệu đầu vào dùng để tính tốn mưa, dòng chảy, đặc tính dòng chảy bùn cát…cũng kéo dài Phương pháp tính tốn: Mực nước chết hồ chứa tính tốn theo TCVN 10778:2015, Hồ chứa xác định mực nước đặc trưng Theo điều kiện bồi lắng bùn cát hồ chứa MNC xácđịnh theo công thức tổng quát sau: 𝑍𝑐 = 𝑍𝑏𝑐 + a + ∆h Trong đó: a: Là chiều cao an tồn tính từ cao trình bề mặt lớp bùn cát bồi lắng thiết cao trình ngưỡng cống lấy nước , a ≥0 Thông thường a lấy từ 0,1m đến 0,5m Đối với hồ chứa loại vừa nhỏ hồ Xạ Hương coi bùn cát bồi lắng hồ theo dạng nêm ( toàn lượng bùn cát bồi lắng tập chung vào khu vực sâu hồ gần chân đập cao trình bề mặt bùn cát nằm ngang): a=0,1m ∆h: Là độ sâu an toàn cần thiết cho lấy nước, phụ thuộc vào yêu cầu lấy nước qua cống, chế độ lấy nước qua cống có áp hay khơng áp làm việc với MNC, loại đối tượng dùng nước… xác định thơng qua tính tốn thủy lực Đối với hồ chứa loại vừa nhỏ, ∆h lấy từ 1m đến 1,5m 99 Trong trường hợp nghiên cứu ta quan tâm cao trình bùn cát bồi lắng hồ sau T năm vận hành có cao cao trình bùn cát bồi lắng theo thiết kế hay không 3.4.2 Kiểm tra cao trình bồi lắng bùn cát hồ Xạ Hương Cơng thức tính tốn: Dung tích bùn cát bồi lắng hồ chứa sau thời gian vận hành T năm xác định theo công thức tổng quát sau: Trong đó: 𝑉𝑏𝑐 = 𝑉1 + 𝑉2 + 𝑉3 + 𝑉4 𝑉𝑏𝑐 : Là dung tích bùn cát bồi lắng hồ sau thời gian T năm vận hành (𝑚3 ) 𝑉1 : Là dung tích bùn cát lơ lửng lắng đọng hồ sau thời gian T năm vận hành (𝑚3 ) 𝑉2 : Là dung tích bùn cát di đẩy theo dòng nước chảy vào hồ sau thời gian T năm vận hành (𝑚3 ) 𝑉3 : Là dung tích bồi lấp thảo mộc có long hồ sạt lở, tái tạo bờ hồ tích nước sau T năm vận hành (𝑚3 ) 𝑉4 : Là dung tích bồi lắng lũ quét mang theo bùn đất sạt lở lưu vực chảy vào hồ sau T năm vận hành (𝑚3 ) Thời gian vận hành T năm tuổi thọ hồ Theo QCVN 04-05:2012, hồ Xạ Hương có T=50 năm Tính tốn dung tích bùn cát lắng đọng hồ Thành phần dung tích bùn cát lơ lửng lắng đọng hồ 𝑉1 xác định theo công thức sau: 𝑉1 = 31,536 T 𝜌 Q0 /𝛾𝑏𝑐 𝜌: Là hàm lượng bùn cát lơ lửng (phù sa) có nước chảy vào hồ Theo tài liệu thực đo, 𝜌 = (kg/𝑚3 ) Q : Chuẩn dòng chảy năm: Q = 2,1 (𝑚3 /𝑠) 𝛾𝑏𝑐 : Khối lượng riêng bùn cát lơ lửng (t/𝑚3 ) 𝛾𝑏𝑐 = 0,8 (t/𝑚3 ) 100 𝑉1 = 31,5*106 *2,1*150/0,8 = 1243,13 (𝑚3 ) Thành phần dung tích bùn cát di đẩy ( bùn cát đáy) chảy vào hồ 𝑉2 , lấy theo tỷ lệ phần tram lượng bùn cát lơ lửng 𝑉2 = 𝐾2 𝑉1 𝐾2 : Hệ số bùn cát di đẩy 𝐾2 =20% 𝑉2 =0,2*1243,13 = 248,63 ( 𝑚3 ) Thành phần dung tích bồi lấp thảo mộc có long hồ sạt lở, tái tạo bờ hồ tích nước (ký hiệu 𝑉3 ) Theo TCVN 10778, thành phần 𝑉3 lấy theo tỷ lệ phần trăm tổng lượng bùn cát lơ lửng lượng bùn cát di đẩy: 𝑉3 = 𝐾3 (𝑉1 + 𝑉2 ) Trong đó: 𝐾3 Là hệ số bồi lắng tương ứng với thành phần bùn cát bồi lắng 𝑉3 (𝐾3 = 10%) 𝑉3 = 0,1*(1243,13+248,63) = 149,17 (𝑚3 ) Thành phần dung tích bùn cát lũ quét mang theo bùn đất sạt lở lưu vực chảy vào hồ ( ký hiệu 𝑉4 ), theo TCVN 10778 lấy theo tỷ lệ phần tram dung tích hữu ích hồ Trong đó: 𝑉4 = 𝐾4 𝑉ℎ 𝑉ℎ : Dung tích hữu ích hồ 𝑉ℎ =12,73.106 (𝑚3 ) 𝐾4 : Là hệ số bồi lắng tương ứng với thành phần bùn cát bồi lắng 𝑉4 Theo TCVN 10778, hồ chứa nước loại vừa 𝐾4 lấy từ 5% đến 10% hồ chứa nước loại nhỏ 𝐾4 lấy từ 10% đến 25% Trong luận văn lấy 𝐾4 = 7% 𝑉4 = 0,07* 12,73 106 = 0,89 106 (𝑚3 ) 𝑉𝑏𝑐 =1243,13 + 248,63 +149,17 + 0,89 106 = 0,891 106 (𝑚3 ) Tra 𝑉𝑏𝑐 =1,274 106 (𝑚3 ) đường đặc tính dung tích hồ xác định cao trình bùn cát 𝑍𝑏𝑐 = +67 (m) >𝑍𝑛𝑐 = +66(m) > 𝑍𝑏𝑐 = +63,86 (m) 101 Như để đảm bảo tuổi thọ cơng trình hồ Xạ Hương 50 năm theo thiết kế, bắt buộc phải có biện pháp giảm thiểu bùn cát lắng đọng lòng hồ, phải có biện pháp đảm bảo cao trình ngưỡng cống lấy nước ln cao cao trình bùn cát bồi lắng lòng hồ 3.4.3 Tính tốn cân nước thời kỳ 2030 Trên sở tính tổng lượng nước đến yêu cầu dùng nước ta có bảng sau: Bảng 3.24 Kết tính tốn cân nước chưa tính đến tổn thất thời kỳ 2030 tác động BĐKH phát triển kinh tế xã hội Lượng nước đến WQ (106m3) Lượng nước yêu cầu W q (106m3) Tháng (Năm thuỷ lợi) Số ngày (1) (2) (3) (4) VI VII VIII IX X XI XII I II III IV V Tổng 30 31 31 30 31 30 31 31 28 31 30 31 1.77 5.49 2.82 3.82 0.72 0.42 0.23 0.62 0.45 0.39 0.31 0.60 17.64 0.75 1.27 0.95 0.93 0.55 1.08 2.24 3.85 1.16 1.36 1.46 4.13 19.72 Chênh lệch tổng lượng (∆V) ∆V+ (5) ∆V- (6) 1.02 4.22 1.87 2.89 0.17 10.17 102 0.66 2.01 3.23 0.71 0.97 1.15 3.53 12.26 V hồ (106m3) V thiếu (106m3) (7) 0.70 1.72 5.95 7.82 10.71 10.87 10.22 8.21 4.98 4.26 3.29 2.15 0.70 70.87 (8) -2.08 -2.08 Bảng 3.25 Kết tính tốn cân nước có kể đến tổn thất thời kỳ 2030 tác động BĐKH phát triển kinh tế xã hội Tháng (Năm thuỷ lợi) Số ngày (1) (2) (3) (4) (5) VI VII VIII IX X XI XII I II III IV V Tổng 30 31 31 30 31 30 31 31 28 31 30 31 1.77 5.49 2.82 3.82 0.72 0.42 0.23 0.62 0.45 0.39 0.31 0.60 17.64 0.75 1.27 0.95 0.93 0.55 1.08 2.24 3.85 1.16 1.36 1.46 4.13 19.72 0.77 1.32 1.00 0.98 0.58 1.08 2.24 3.86 1.17 1.37 1.47 4.14 19.97 WQ Wq W' q 6 (10 m ) (10 m ) (106m3) Chênh lệch tổng lượng (∆V) ∆V+ (6) ∆V(7) 1.00 4.17 1.82 2.84 0.13 9.96 0.66 2.01 3.24 0.72 0.97 1.15 3.54 12.294 V hồ (106m3) V thiếu (106m3) (8) 0.700 1.70 5.87 7.69 10.53 10.66 10.00 7.99 4.75 4.03 3.06 1.90 0.70 68.89 (9) -2.33 -2.33 Kết luận: Tại thời kỳ 2030 có kể đến tổn thất hồ thiếu 2,33 106(m3) nước đủ khả phục vụ cho nông nghiệp các nghành khác vùng 3.4.4 Tính tốn cân nước thời kỳ 2050 103 Bảng 3.26 Kết tính tốn cân nước chưa kể đến tổn thất thời kỳ 2050 tác động BĐKH phát triển kinh tế xã hội Lượng nước đến WQ (106m3) Lượng nước yêu cầu W q (106m3) Tháng (Năm thuỷ lợi) Số ngày (1) (2) (3) (4) VI VII VIII IX X XI XII I II III IV V Tổng 30 31 31 30 31 30 31 31 28 31 30 31 1.84 5.71 2.93 3.97 0.74 0.44 0.24 0.64 0.47 0.41 0.33 0.62 18.34 0.98 1.36 1.28 1.19 0.62 1.13 2.22 3.94 1.31 1.43 1.64 4.21 21.31 Chênh lệch tổng lượng (∆V) ∆V+ ∆ V- (5) (6) 0.86 4.35 1.65 2.78 0.12 9.76 0.69 1.97 3.30 0.84 1.03 1.31 3.59 12.73 V hồ (106m3) V thiếu (106m3) (7) 0.70 1.56 5.91 7.56 10.34 10.46 9.77 7.80 4.50 3.66 2.63 1.32 0.70 66.22 (8) -2.97 -2.97 Bảng 3.27 Kết tính tốn cân nước có kể đến tổn thất thời kỳ 2050 tác động BĐKH phát triển kinh tế xã hội Chênh lệch tổng lượng (∆V) Tháng (Năm thuỷ lợi) Số ngày (1) (2) (3) (4) (5) ∆ V+ VI VII VIII IX X 30 31 31 30 31 1.84 5.71 2.93 3.97 0.74 0.98 1.36 1.28 1.19 0.62 1.00 1.42 1.34 1.23 0.66 0.84 4.29 1.59 2.73 0.09 WQ Wq W' q 6 (10 m ) (10 m ) (106m3) 104 (6) ∆V- (7) V hồ (106m3) V thiếu (106m3) (8) 0.700 1.54 5.84 7.42 10.16 10.25 (9) XI XII I II III IV V Tổng 30 31 31 28 31 30 31 0.44 0.24 0.64 0.47 0.41 0.33 0.62 18.34 1.13 2.22 3.94 1.31 1.43 1.64 4.21 21.31 1.13 2.22 3.95 1.31 1.44 1.64 4.22 21.57 9.55 0.69 1.98 3.31 0.85 1.03 1.32 3.59 12.772 9.55 7.58 4.27 3.42 2.39 1.07 0.70 64.18 -3.22 -3.22 Kết luận: Tại thời kỳ 2030 có kể đến tổn thất hồ thiếu 3,22 106(m3) nước đủ khả phục vụ cho nông nghiệp các nghành khác vùng 3.5 Đánh giá ảnh hưởng BĐKH PTKT-XH vùng nghiên cứu đến khả cung cấp nước khai thác nguồn nước hệ thống thủy lợi hồ Xạ Hương Từ kết tính tốn cân nước cho thời kỳ tại, thời kỳ tương lai 2030; 2050 tương lai hồ không đáp ứng yêu cầu nước cho nông nghiệp đối tượng sử dung khác vùng Hiện kể đến tổn thất hồ thiếu hụt 1,8 106(m3) Khi kể đến ảnh hưởng BĐKH phát triển kinh tế xã hội thiếu hụt nước tăng lên 2,33 106(m3) vào năm 2030 3,22.106(m3) vào năm 2050 Biến đổi khí hậu ảnh hưởng nhiều đến khả cấp nước hệ thống hồ Xạ Hương huyện Tam Đảo Trong ngành nơng nghiệp bị ảnh hưởng nặng nề làm tăng nhu cầu sử dụng nước trồng Dẫn đến nguồn nước bị thiếu hụt nghiêm trọng Cần phải sớm áp dụng giải pháp đề xuất để giảm lượng nước thiếu đáp ứng phát triển dân sinh, kinh tế vùng Ta thấy cao trình bùn cát bồi lắng hồ sau T=50 năm vận hành cao cao trình bùn cát bồi lắng theo thiết kế Do phải có biện pháp quản lý, trồng rừng phía thượng nguồn để hạn chế dòng chảy bùn cát xuống hồ thường xuyên nạo vét bùn hang năm 105 CHƯƠNG 4:NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CHỦ ĐỘNG CẤP NƯỚC DƯỚI TÁCĐỘNG CỦA BĐKH VÀ PTKT- XH CỦA HỆ THỐNG HỒ CHỨA NƯỚC XẠ HƯƠNG TỈNH VĨNH PHÚC 4.1 Cơ sở khoa học đề xuất giải pháp chủ động cấp nước nhằm khai thác nâng cao hiệu sử dụng tài nguyên nước hệ thống Dựa vào kết tính tốn cân nước tính tốn Chương II Chương III Dựa vào trạng cơng trình Sau 30 năm vào sử dụng khai thác, cơng trình dần xuống cấp, hệ thống chưa xây dựng đồng hoàn chỉnh đến mặt ruộng từ có ảnh hưởng đến phát triển nơng nghiệp nghành kinh tế khác vùng Tuy nâng cấp vài lần 20km kênh cấp II 120km kênh cấp III chưa cứng hóa Dựa vào yêu cầu phát triển kinh tế xã hội khu vực tỉnh Vĩnh Phúc Do Huyện Tam Đảo có khu di tích lịch sử Thiền Viện Trúc Lâm- Tây Thiên, khu du lịch sinh thái Vườn Quốc Gia Tam Đảo, Thác Bạc… Nơi có nhiêu tiềm thu hút nhà đầu tư để phát triển kinh tế, xã hội vùng Do yêu cầu nước phục vụ cho phát triển kinh tế xã hội ngày tăng Do biến đổi khí hậu năm gần dẫn đến yêu cầu cấp nước hồ bị thay đổi Dựa vào kết kiểm tra bồi lằng hồ: trình bày mục 3.4.2 4.2 Các giải pháp đề xuất: 4.2.1 Biện pháp công trình: Từ thực tế nhiệm vụ, lực đảm nhận cung cấp nước cơng trình điều kiện phát triển kinh tế xã hội Các giải pháp cơng trình đề xuất sau: 106 Kiên cố hóa kênh mương nhằm giảm tổn thất nước vận chuyển từ hồ đến đối tượng dùng nước; Giải pháp ưu tiên giải pháp xây dựng hệ thống quan trắc, hệ thống cảnh báo sớm nhằm giảm thiệt hại thiên tai gây cho vùng hưởng lợi; Nâng cấp, sửa chữa cải tạo hệ thống đóng mở điều tiết hồ chứa, chống thẩm lậu cơng trình; Bố trí thiết bị đo nước cửa lấy nước bước trang bị đầy đủ, đại hóa trang thiết bị phục vụ công tác quản lý hồ chứa Nạo vét bùn cát lòng hồ để tăng thêm dung tích trữ bùn cát, kéo dài tuổi thọ cơng trình Làm thêm cơng trình xả bùn cát sau cống lấy nước 4.2.2 Biện pháp phi cơng trình Mục đich nhóm giải pháp giảm nhu cầu dùng nước, tăng khả trữ điều tiết nước mà khơng phải xây dựng cơng trình: Chuyển đổi cấu trồng: Có thể chuyển đổi phần diện tích đất canh tác từ lúa sang màu từ thủy sản sang lúa vùng cuối nguồn nước tưới, vùng đồi cao trung du khó tưới Thực tế số xã cuối hệ thống Tản Hồng, Chu Minh, Đồng Thái hay số xã thuộc vùng trung du Phú Sơn, Vật Lại, số hộ dân tự chuyển đổi từ lúa sang màu để công việc canh tác ổn định việc lấy nước thường khó khăn Rà sốt lại quy trình vận hành từ đầu mối tới mặt ruộng nhằm hạn chế tối đa việc thất thoát nước sử dụng thừa nước hay nước bị chảy xuống kênh tiêu Hiện thực tế vận hành XNTL Ba Vì chưa hiệu việc quản lý lấy nước qua xã hệ thống chưa rõ ràng Khi mở nước xã đồng loạt lấy nước không theo kế hoạch khiến cho xã cuối nguồn đầu nước thấp khơng lấy nước vào ruộng xã đầu hệ thống lấy tràn lan xuống kênh tiêu lãng phí 107 Vận động, tuyên truyền người dân tham gia vào trình điều hành hệ thống tưới mặt ruộng cho hiệu Thực tế nay, đại đa số người dân coi trách nhiệm bảo vệ nguồn nước công ty thủy nông nên không để tâm tới việc phải bảo vệ, tiết kiệm nguồn tài nguyên nước quý giá Vào đợt tưới, người dân lấy nước thoải mái dù đủ nước cho diện tích canh tác để xuống kênh tiêu, phát có kênh vỡ cố bất thường gây thất thoát lượng nước dửng dưng khơng thơng báo cho cấp có thẩm quyền Chính việc bảo vệ, điều hành nguồn nước trách nhiệm chung cá nhân để từ phát triển, bảo vệ bền vững nguồn tài nguyên nước Lợi dụng cống lấy nước để xả lũ đầu vụ có chứa nhiều bùn cát Trồng phát triển rừng lưu vực, tăng diện tích che phủ nâng cao chất lượng rừng để hạn chế xói mòn đất, giảm bồi lắng hồ chứa Các biện pháp kỹ thuật nông lâm nghiệp áp dụng lưu vực hồ Xạ Hương vào phổ biến rộng rãi mơ hình nơng lâm kết hợp, ngăn chặn q trình xói mòn rửa trơi đất mưa gây Trong giải pháp cơng trình phi cơng trình nêu Giải pháp đánh giá hiệu hồ chứa nước Xạ Hương giải pháp chuyển đổi cấu trồng từ lúa sang trồng cạn sử dụng biện pháp tưới tiết kiệm nước 4.4 Áp dụng giải pháp cơng trình phi cơng trình vào thực tế 4.4.1 Đối với thời kỳ Tác giả tiến hành thử dần giá trị chuyển đổi diện tích lúa sang diện tích trồng cạn, cụ thể ngơ đậu tương Kết cho thấy chuyển đổi 18% (tương đương với 150ha = 1200ha - 1050ha) diện tích lúa sang trồng cạn dung tích hữu ích tính tốn hồ trở giá trị dung tích hữu ích thiết kế 108 Bảng 4.1.Cơ cấu trồng sau chuyển đổi cấu trồng Loại trồng Lúa Chiêm Ngô Chiêm Xuân Xuân 875 325 Diện tích (ha) Lúa mùa Ngơ vụ đơng 1200 1050 Bảng 4.2 Tổng hợp mức tưới cho ngô vụ Chiêm Xuân thời kỳ Tháng Tổng Mức tưới (m3/ha) 185 538 347 50 1120 Kết tính tốn điều tiết thay đổi 18% diện tích lúa sang trồng cạn thời kỳ sau: Bảng 4.3 Bảng cân nước tính đến tổn thất thời kỳ (trường hợp thay đổi cấu trồng từ 18% lúa sang ngô) Tháng (Năm thuỷ lợi) Số ngày (1) (2) (3) (4) (5) VI VII VIII IX X XI XII I II 30 31 31 30 31 30 31 31 28 1.74 5.41 2.77 3.76 0.70 0.42 0.23 0.61 0.44 0.41 0.76 0.65 0.68 0.34 1.10 1.92 3.60 1.01 0.43 0.81 0.71 0.73 0.37 1.10 1.92 3.61 1.02 WQ Wq W' q (106m3) (106m3) (106m3) 109 Chênh lệch tổng lượng (∆V) ∆V+ (6) ∆V- (7) 1.31 4.59 2.07 3.03 0.34 0.68 1.70 3.00 0.58 V hồ (106m3) V xả (106m3) (8) 0.700 2.01 6.61 8.67 11.70 11.73 11.05 9.35 6.35 5.77 (9) 0.31 III IV V Tổng 31 30 31 0.38 0.31 0.59 17.36 1.25 1.07 4.03 16.81 1.26 1.07 4.04 17.06 0.87 0.77 3.45 11.34 11.035 4.9 4.15 0.70 85.18 0.31 4.4.2 Đối với thời kỳ 2030 Tác giả tiến hành thử dần giá trị chuyển đổi diện tích lúa sang diện tích trồng cạn cho thời kỳ 2030 Kết cho thấy chuyển đổi 33% (tương đương với 350 =1050ha – 700ha) diện tích lúa sang trồng cạn dung tích hữu ích tính tốn hồ trở giá trị dung tích hữu ích thiết kế Bảng 4.4.Cơ cấu trồng sau chuyển đổi cấu trồng Loại trồng Lúa Chiêm Ngơ Chiêm Xn Xn 700 350 Diện tích (ha) Lúa mùa Ngô vụ đông 1050 965 Bảng 4.5 Tổng hợp mức tưới cho ngô vụ Chiêm Xuân năm 2030 Tháng Tổng Mức tưới (m3/ha) 178 612 354 67 1211 Kết tính tốn điều tiết thay đổi 33% diện tích lúa sang trồng cạn thời kỳ 2030 sau: 110 Bảng 4.6 Bảng tính tốn cân nước có kể đến tổn thất thời kỳ 2030 (trường hợp thay đổi cấu trồng từ 33% lúa sang ngô) Tháng (Năm thuỷ lợi) Số ngày 1(1) (2) (3) (4) (5) VI VII VIII IX X XI XII I II III IV V Tổng 30 31 31 30 31 30 31 31 28 31 30 31 1.77 5.49 2.82 3.82 0.72 0.42 0.23 0.62 0.45 0.39 0.31 0.60 17.64 1.65 1.03 0.92 0.88 0.47 1.05 1.57 2.70 0.95 1.17 1.21 3.72 17.32 1.67 1.08 0.98 0.93 0.50 1.05 1.57 2.71 0.96 1.18 1.21 3.73 17.57 WQ Wq W' q 6 (10 m ) (10 m ) (106m3) Chênh lệch tổng lượng (∆V) ∆V+ (6) ∆V- (7) 0.10 4.41 1.84 2.89 0.22 9.46 0.63 1.34 2.09 0.51 0.78 0.90 3.13 9.38 V hồ (106m3) V xả (106m3) (8) 0.700 0.80 5.21 7.05 9.94 10.09 9.46 8.12 6.03 5.52 4.73 3.83 0.70 71.48 (9) 0.07 0.07 4.4.3 Đối với thời kỳ 2050 Tác giả tiến hành thử dần giá trị chuyển đổi diện tích lúa sang diện tích trồng cạn cho thời kỳ 2050 Kết cho thấy chuyển đổi 15% (tương đương với 500ha = 1035ha – 535ha ) diện tích lúa sang trồng cạn dung tích hữu ích tính tốn hồ trở giá trị dung tích hữu ích thiết kế 111 Bảng 4.7.Cơ cấu trồng sau chuyển đổi cấu trồng Loại trồng Lúa Chiêm Ngô Chiêm Xuân Xn Diện tích (ha) 535 500 Lúa mùa Ngơ vụ đông 1035 945 Bảng 4.8 Tổng hợp mức tưới cho ngô vụ Chiêm Xuân năm 2050 Tháng Tổng Mức tưới (m3/ha) 338 517 392 65 1312 Kết tính tốn điều tiết thay đổi 48% diện tích lúa sang trồng cạn thời kỳ 2050 sau: Bảng 4.9 Bảng tính tốn cân nước có kể đến tổn thất thời kỳ 2050 (trường hợp thay đổi cấu trồng từ 48% lúa sang ngô) Tháng (Năm thuỷ lợi) Số ngày (1) (2) (3) (4) (5) VI VII VIII IX X XI XII I II III IV V Tổng 30 31 31 30 31 30 31 31 28 31 30 31 1.84 5.71 2.93 3.97 0.74 0.44 0.24 0.64 0.47 0.41 0.33 0.62 18.34 0.97 1.36 1.25 1.19 0.52 1.13 1.56 2.35 1.06 1.25 1.30 4.01 17.95 0.99 1.42 1.31 1.24 0.55 1.13 1.56 2.36 1.07 1.26 1.31 4.02 18.21 WQ Wq W' q 6 (10 m ) (10 m ) (106m3) Chênh lệch tổng lượng (∆V) ∆V+ (6) ∆V(7) 0.85 4.30 1.62 2.73 0.19 9.69 0.69 1.32 1.72 0.60 0.85 0.98 3.39 9.556 V hồ (106m3) V xả (106m3) (8) 0.700 1.55 5.85 7.47 10.20 10.25 9.56 8.24 6.52 5.92 5.07 4.09 0.70 76.40 (9) 0.14 0.14 Kết luận: Sau chuyển đổi cấu trồng nhu cầu dùng nước vụ chiêm xuân giảm dẫn đến nhu cầu nước dùng toàn hệ thống giảm 112 KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ I Kết luận Biến đổi khí hậu thách thức lớn nhân loại kỷ 21 Ứng phó với biến đổi khí hậu phải đặt mối quan hệ tồn cầu; khơng thách thức mà tạo hội thúc đẩy chuyển đổi mơ hình tăng trưởng theo hướng phát triển bền vững Phải tiến hành đồng thời thích ứng giảm nhẹ, thích ứng với biến đổi khí hậu, chủ động phòng, tránh thiên tai trọng tâm Biến đổi khí hậu tác động nghiêm trọng đến sản xuất, đời sống mơi trường phạm vi tồn giới có Việt Nam Để đánh giá nhu cầu nguồn nước tất ngành đời sống xã hội, đặc biệt ngành nông nghiệp nhu cầu thiết cho việc sử dụng hiệu nguồn tài nguyên nước tất vùng Việt Nam giới, nhằm mục đích thích ứng giảm nhẹ tác động biến đổi khí hậu Đề tài tập trung nghiên cứu giải pháp chủ động cấp nước tác động biến đổi khí hậu phát triển kinh tế- xã hội hệ thống hồ chứa nước Xạ Hương Cụ thể tính tốn nhu cầu nước, cân nước đánh giá tác động BĐKH (theo kịch RCP4.5-2106) đến nhu cầu nước khả cấp nước hệ thống Nhiệt độ tăng, lượng mưa tăng, giảm phân bố không đồng năm làm giảm nguồn nước đến hồ chứa, sơng suối Trong đó, biến đổi khí hậu làm cho nhu cầu nước trồng tăng lên đáng kể, tăng dần qua thời kỳ Càng giai đoạn gần cuối kỷ 21, nhu cầu nước trồng toàn hệ thống tăng lên Cụ thể: Hiện lượng thiếu hụt 18% so với dung tích hữu ích thiết kế hồ Trong tương lai kể đển ảnh hưởng BĐKH PTKT-XH thiếu hụt nước tăng lên 33% vào năm 2030 48% vào năm 2050 113 Tuy nhiên tăng nhu cầu nước không phân bố theo thời gian năm mà cục tăng mạnh vụ Chiêm Xuân Thời kỳ khó khăn nguồn nước tưới thời kỳ mùa kiệt lượng mưa nhỏ nguồn nước đến khan Theo tính tốn lượng nước thiếu chủ yếu tập trung vào tháng Biến đổi khí hậu ảnh hưởng nhiều đến khả cấp nước hệ thống hồ Xạ Hương-Huyện Tam Đảo- Tỉnh Vĩnh Phúc, ngành nơng nghiệp bị ảnh hưởng nặng nề Nó khơng làm giảm nguồn nước đến mà làm tăng nhu cầu sử dụng nước trồng Dẫn đến nguồn nước bị thiếu hụt nghiêm trọng Cần phải sớm áp dụng giải pháp đề xuất để giảm lượng nước thiếu đáp ứng phát triển dân sinh, kinh tế vùng II Kiến nghị Vấn đề đặt sau nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng biến đổi khí hậu cho thấy nhu cầu nước trồng ngày tăng theo năm ứng với kịch tương ứng Thực tế cho thấy Việt Nam chưa có nhiều nghiên cứu ảnh hưởng Biến đổi khí hậu tới nhu cầu nước loại trồng ngành nông nghiệp, Tỉnh Vĩnh Phúc nói chung, hệ thống hồ Xạ Hương nói riêng chưa có nghiên cứu ảnh hưởng Biến đổi khí hậu tác động, ảnh hưởng tới nhu cầu nước cơng trình thủy lợi, cần tiếp tục có nghiên cứu tới khu vực huyện Tam Đảo tỉnh Vĩnh Phúc hệ thống khác tồn lãnh thổ Việt Nam để có kết xác thực nữa, làm sở khoa học cho việc quản lý vận hành hệ thống thủy lợi hoạt động hiểu quả, nâng cao suất trồng Ngồi ra, quan khí tượng, trung tâm nghiên cứu cần đâu tư sở vật chất, đào tạo cán bộ, thiết lập, ứng dụng mơ hình dự báo tổng thể tác động biến đổi khí hậu đến phát triển kinh tế - xã hội tài nguyên, môi trường nhằm nâng cao lực dự báo, cảnh báo thiên tai, giám sát biến đổi khí hậu 114 Để việc đánh giá cụ thể thiếu hụt nước cho lĩnh vực dùng nước khác cần phải có nghiên cứu sâu ảnh hưởng biến đổi khí hậu đến lĩnh vực khác tính tốn cân nước phạm vi hệ thống lưu vực cách đầy đủ Cần xây dựng hệ thống sở liệu tổng hợp thống tài nguyên, môi trường biến đổi khí hậu theo chuẩn quốc tế, có chế phù hợp khai thác, chia sẻ thông tin, sử dụng có hiệu sở liệu hướng tới hồn chỉnh quy trình quản lý tổng hợp cơng trình khai thác, bảo vệ sử dụng tài nguyên nước cách khoa học điều kiện biến đổi khí hậu vào năm 2050 Cụ thể, hồ chứa Xạ Hương cần điều tra khảo sát, tính tốn thủy văn, điều tiết hồ để xác định lại dung tích hồ, từ đưa giải pháp cải tạo, nâng cấp hồ nhằm đảm bảo nguồn nước phục vụ Phát triển KT-XH bền vững ứng phó với ảnh hưởng BĐKH Cần đánh giá trạng quản lý lưu vực đề xuất tổ chức quản lý lưu vực Duy trì hợp lý bền vững quỹ đất cho nông nghiệp khu vực Cần lồng ghép vấn đề biến đổi khí hậu quy hoạch, kế hoạch phát triển kinh tế - xã hội vùng Cần phát huy vai trò chủ đạo quản lý, điều hành Nhà nước, nâng cao tính động, sáng tạo trách nhiệm khu vực doanh nghiệp việc ứng phó với Biến đổi khí hậu, phát huy cao tham gia giám sát đồn thể trị xã hội, nghề nghiệp cộng đồng dân cư; phát huy nội lực chính, tận dụng hiệu chế hợp tác quốc tế Ngành nông nghiệp cần phải lãnh đạo quan ban ngành đặc biệt quan tâm, đạo, đề xuất giải pháp hợp lý nhằm tiết kiệm nguồn nước, ví dụ chuyển đổi cấu trồng, luân canh xen vụ, chọn giống chịu hạn, sử dụng công nghệ tưới tiết kiệm nước, tăng cường công tác dự báo thời tiết, đầu tư xây dựng cơng trình để bổ sung nguồn nước, tích trữ 115 nước để cấp nước cho tháng mùa kiệt, góp phần giảm nhẹ tình trạng thiếu hụt nguồn nước hệ thống Điều có ý nghĩa to lớn cho sản xuất nông nghiệp đạt suất cao phát triển kinh tế xã hội bền vững 116 TÀI LIỆU THAM KHẢO Jean Payen cộng , Nghiên cứu giải pháp nguồn nước cho nông trại nhỏ “Small reservoirs and water storage for smallholder farming” Keith Weatherhead cộng sự, 2014 nghiên cứu Nước cho nông nghiệp Nghiên cứu “Water storage in reservoir” Julia reis cộng sự, 2015 nghiên cứu “Reservoir Operation for Recession Agriculture in Mekong Basin, Laos” Lương Hữu Long ,“Nghiên cứu sở khoa học phục vụ vận hành hệ thống liên hồ chứa kiểm soát lũ lưu vực sông Ba”, luận án tiến sĩ kỹ thuật Tác giả Vũ Hồng Châu nguyên Phó Viện trưởng – Viện Quy hoạch thủy lợi viết “Hiện trạng khai thác, sử dụng nguồn nước hồ chứa lớn vấn đề vận hành liên hồ việc quản lý tài nguyên nước lưu lực sông bối cảnh chịu tác động biến đổi khí hậu” 7.QP.TL C-6-77: Quy phạm tính tốn đặc trưng thủy văn thiết kế 8.TCVN 10778:2015 Hồ chứa- xác định mực nước đặc trưng 9.TCXDVN 33-2016 Cấp nước-Mạng lưới đường ống cơng trình-Tiêu chuẩn thiết kế 10 TCVN4454-2012: Nhu cầu nước cho chăn nuôi 117 PHỤ LỤC 118 119 120 ... nghiên cứu: Nghiên cứu giải pháp chủ động cấp nước tác động biến đổi khí hậu (BĐKH) phát triển kinh tế - xã hội hồ chứa Xạ Hương Tỉnh Vĩnh Phúc cần thiết MỤC ĐÍCH VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI... hưởng biến đổi khí hậu phát triển kinh tế - xã hội đến nhu cầu nước hạ du hồ chứa nước Xạ Hương theo kịch biến đổi khí hậu phát triển kinh tế; Xác định mức độ ảnh hưởng BĐKH phát triển kinh tế đến... 103 CHƯƠNG 4:NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CHỦ ĐỘNG CẤP NƯỚC DƯỚI TÁCĐỘNG CỦA BĐKH VÀ PTKT- XH CỦA HỆ THỐNG HỒ CHỨA NƯỚC XẠ HƯƠNG TỈNH VĨNH PHÚC 106 iv 4.1 Cơ sở khoa học đề xuất giải pháp