Nghiên cứu đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến cân bằng nước của hồ chứa nước chư prông, tỉnh gia lai

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI LÊ NHẬT MINH NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN CÂN BẰNG NƯỚC CỦA HỒ CHỨA NƯỚC CHƯ PRÔNG, TỈNH GIA LAI LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI, NĂM 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI LÊ NHẬT MINH NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN CÂN BẰNG NƯỚC CỦA HỒ CHỨA NƯỚC CHƯ PRÔNG, TỈNH GIA LAI Chuyên ngành: Kỹ Thuật Tài nguyên nước Mã số: NGƯỜI HƯỚNG DẪN: 85.80.212 1.PGS.TS.NGÔ VĂN QUẬN 2.PGS.TS.NGUYỄN MAI ĐĂNG HÀ NỘI, NĂM 2018 LỜI CAM ĐOAN Học viên xin cam đoan đề tài luận văn làm Những kết nghiên cứu trung thực Trong luận văn tơi có tham khảo tài liệu nhằm tăng thêm độ tin cậy Các tài liệu trích dẫn rõ ràng nguồn gốc phần tài liệu tham khảo Những nội dung kết luận văn trung thực, vi phạm tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm Hà Nội, ngày….tháng… năm 2018 Tác giả Lê Nhật Minh i LỜI CẢM ƠN Sau thời gian nghiên cứu thực luận văn thạc sĩ với đề tài: “Nghiên cứu đánh giá tác động biến đổi khí hậu đến cân nước hồ chưa nước Chư Prông, tỉnh Gia Lai” tác giả hoàn thành theo nội dung đề cương nghiên cứu Tác giả xin chân thành cảm ơn thầy giáo, gia đình, bạn bè, đồng nghiệp tạo điều kiện giúp đỡ Đặc biệt, tác giả xin bày tỏ long biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Ngô Văn Quận, PGS.TS Nguyễn Mai Đăng tận tình hướng dẫn bảo trình thực luận văn Trong trình thực luận văn, kiến thức thời gian hạn chế nên chắn tránh điều thiếu sót.Vì vậy, tác giả mong nhận nhiều ý kiến đóng góp thầy giáo, cán khoa học để luận văn hoàn chỉnh Xin trân trọng cảm ơn! i MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU CÓ LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU VÀ KHU VỰC QUANH HỆ THỐNG THỦY LỢI HỒ CHƯ PRÔNG, TỈNH GIA LAI 1.1.Tổng quan cơng trình nghiên cứu có liên quan đến đề tài 1.1.1 Các nghiên cứu liên quan giới 1.1.2 Các nghiên cứu Việt Nam 1.2 Tổng quan khu vực quanh hệ thống thủy lợi hồ Chư Prông, tỉnh Gia Lai .6 1.2.1 Vị trí địa lý 1.2.2 Khái quát điều kiện tự nhiên 1.2.3 Khái quát quy mô nhiệm vụ hồ chứa Chư Prông .9 1.2.4.Khái qt trạng chất lượng cơng trình đầu mối hệ thống cấp nước hồ 10 1.2.5 Khái quát tồn trình quản lý khai thác hệ thống thủy lợi hồ Chư Prông nguyên nhân 11 1.2.6 Khái quát phương hướng phát triển kinh tế - xã hội khu vực 12 1.2.7 Đánh giá cơng trình .12 CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN CÂN BẰNG NƯỚC THỜI KỲ HIỆN TẠI 14 2.1 Mục đích, ý nghĩa phương pháp: .14 2.2 Tính toán thành phần nước đến: .14 2.2.1 Tính tốn xác định mơ hình mưa tưới 14 2.2.2 Tính tốn xác định dòng chảy đến hồ 23 2.2.3 Tính tốn bốc phụ thêm 34 2.3.Tính tốn nhu cầu nước đối tượng dùng nước hệ thống 35 2.3.1 Mục đích ý nghĩa: 35 2.3.2 Các đối tượng sử dụng nước quy mô đối tượng hệ thống: .35 2.3.3 Các tài liệu dùng để tính tốn 36 2.2.4 Phương pháp tính tốn .38 2.2.5 Kết tính tốn: 46 3 2.3 Tính tốn cân nước 49 2.4 Nhận xét 52 CHƯƠNG 3:TÁC ĐỘNG CỦA BĐKH VÀ PHÁT TRIỂN KINH TẾ- XÃ HỘI ĐẾN VẤN ĐỀ CÂN BẰNG NƯỚC VÀ GIẢI PHÁP XỬ LÝ 53 3.1 Phương pháp tính tốn 53 3.1.1 Lựa chọn kịch biến đổi khí hậu .53 3.1.2 Số liệu đầu vào phương pháp tính tốn thành phần nước 55 3.2 Kết tính tốn 58 3.2.1 Nhu cầu nước 58 3.2.2 Lượng nước đến 62 3.2.3 Cân nước 62 3.3 Nhận xét đánh giá 65 3.4 Giải pháp khai thác sử dụng tài nguyên nước tác động BĐKH phát triển kinh tế - xã hội 65 3.4.1 Cơ sở khoa học để đề xuất giải pháp 65 3.4.2 Biện pháp công trình 67 3.4.3 Biện pháp phi cơng trình 67 3.4.4 Nhận xét: .68 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .69 TÀI LIỆU THAM KHẢO 71 PHỤ LỤC 73 4 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Bản đồ huyện Chư Prơng, tỉnh Gia Lai Hình 1.2: Vị trí địa lý cơng trình hồ chứa nước Chư Prông 5 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Diện tích đất theo mục đích sử dụng (ha) .9 Bảng 1.2: Thông số kỹ thuật hồ chứa nước Chư Prông Bảng 2.1: Bảng tần suất kinh nghiệm mưa Vụ Đông Xuân (cây cà phê) .18 Bảng 2.2: Bảng tần suất kinh nghiệm mưa Vụ Đông Xuân (cây lúa) 19 Bảng 2.3: Bảng tần suất kinh nghiệm mưa Vụ Mùa (cây lúa) 21 Bảng 2.4: Kết tính tốn X , Cv , Cs 22 Bảng 2.5: Thống kê chọn mơ hình mưa điển hình 22 Bảng 2.6: Bảng phân phối mưa thiết kế theo tháng thời kỳ (P=85%) .23 Bảng 2.7: Phân phối dòng chảy đến hồ Chư Prơng : 33 Bảng 2.8: Đặc trưng bốc đo ống Piche trạm Pleiku .34 Bảng 2.9: Phân phối bốc phụ thêm khu vực hồ Chư Prông 35 Bảng 2.10: Đặc trưng nhiệt độ khơng khí trạm Pleiku 36 Bảng 2.11: Đặc trưng độ ẩm khơng khí trạm Pleiku 36 Bảng 2.12: Đặc trưng số nắng trạm Pleiku .37 Bảng 2.13: Đặc trưng tốc độ gió trung bình trạm Pleiku 37 Bảng 2.14: Cơ cấu chăn nuôi 37 Bảng 2.15: Mức tưới trồng (m /ha) 46 Bảng 2.16: Tổng hợp nhu cầu nước cho nông nghiệp (10 m ) 47 Bảng 2.17: Số lượng gia súc, gia cầm nhu cầu nước ngày đêm 47 Bảng 2.18: Tổng nhu cầu nước cho chăn nuôi 48 Bảng 2.19: Tổng nhu cầu nước dân sinh .48 Bảng 2.20: Tổng nhu cầu nước vùng nghiên cứu (10 m ) 49 Bảng 2.21: Tính tốn cân nước hồ Chư Prơng theo trạng 50 Bảng 3.1: Nhiệt độ thời kỳ 2030 theo kịch RCP4.5 (°C) .54 Bảng 3.2: Lượng mưa thời kỳ 2030 theo kịch RCP4.5 (mm) 55 Bảng 3.3: Diện tích đất trồng thời kỳ 2030 (ha) 56 Bảng 3.4: Tổng hợp nhu cầu nước cho nông nghiệp (10 m ) 59 Bảng 3.5: Nhu cầu nước sinh hoạt (10 m ) 60 Bảng 3.6: Số lượng gia súc, gia cầm nhu cầu nước ngày đêm 60 vi Bảng 3.7: Tổng nhu cầu nước cho chăn nuôi 60 vi Bảng 3.8: Tổng nhu cầu nước vùng nghiên cứu (10 m ) .61 Bảng 3.9: Tổng hợp thơng số dòng chảy năm lưu vực hồ chứa nước Chư Prông 62 Bảng 3.10: Phân phối dòng chảy đến hồ Chư Prơng thời kỳ 2030 .62 Bảng 3.11: Tính tốn cân hồ Chư Prông thời kỳ năm 2030 theo kịch BĐKH RCP4.5 63 vi TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Anh: [1] Bae DH, Jung IW, Demeis PL (2011) Hydrologic uncertainties in climate change from IPCC AR4 GCM simulations of the Chungju basin Journal of Hydrology, 401: 90-105 [2] Christensen JH, Whetton P (2007) Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate.Cambridge University Press.Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA [3] Lee DK, Sung SY, Jung HC (2010) Estimating the effect of climate change and land use change on surface runoff change, 241-248 [4] Julia Reis Reservoir operation for recession agriculture in Mekong basin, Laos [5] Jean Payen Small reservoirs and water storage for smallholder farming [6] Keith Weatherhead Economics of water management in agriculture” Tiếng Việt: [7] Ngô Đức Thành CS, (2013) Biến đổi khí hậu Việt Nam Tạp chí Khoa học Trái đất Môi trường, Số (2013) 42-55 [8] Đặng Hoàng Thanh, (2015) Nghiên cứu đề xuất giải pháp nâng cao lực hồ chứa vừa nhỏ đáp ứng nhu cầu cấp nước cho sản xuất, sinh hoạt phát triển bền vững tài nguyên nước vùng Tây Ngun [9] Hồng Thanh Tùng, Nguyễn Hồng Sơn, Ngơ Lê An Nghiên cứu đánh giá tác động biến đổi khí hậu đến hồ chứa thủy lợi [10] Phan Thị Hồng Nhung (2018) 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 [11] Ngô Thị Hoa (2018) Nghiên cứu giải pháp nâng cao hiệu cấp nước hệ thống thủy lợi Cầu Sơn tác động biến đổi khí hậu [12] Vũ Hồng Châu (2016) Hiện trạng khai thác, sử dụng nguồn nước hồ chứa lớn vấn đề vận hành liên hồ việc quản lý tài nguyên nước lưu vực sông bối cảnh chịu tác động biến đổi khí hậu PHỤ LỤC Tính tốn FFC (2008) ĐƯỜNG TẦN SUẤT LƯỢNG MƯA VỤ ĐÔNG XUÂN (CÂY CÀ PHÊ) ĐƯỜNG TẦN SUẤT LƯỢNG MƯA VỤ ĐƠNG XN (CÂY CÀ PHÊ) FFC 2008 © Nghiem Tien Lam 1600 1500 Lượng mưa vụ Đông Xuân (cây cà phê) TB=346,07, Cv=0,47, Cs=1,13 1400 Đường tần suất lý luận TB=346,07, Cv=0,55, Cs=1,10 1300 1200 1100 Lượng mưa, (mm) 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0,01 0,1 10 20 30 40 50 60 Tần suất, P(%) 70 80 90 99 99,9 99,99 Lượng mưa vụ Đông Xuân (cây cà phê) Đ G Đ ặc Đ iá 30 ộ G 9m iá 84 m G iá 35 m G iá 0m H ệ H 1, ệ , T T L T T 850,00 1h h 3,2 3ầ h1 6,5 687,00 6, 9,7 537,00 9, , 12,90 12, 519,00 16, 504,00 16,13 19, 453,00 19,35 22, 440,00 22,58 424,00 25, 25,81 8 412,00 29, 29,03 377,00 10 32, 32,26 10 366,00 11 35, 35,48 11 365,00 12 38, 38,71 12 13 41, 365,00 41,94 13 14 45, 336,00 45,16 14 333,00 15 48, 48,39 15 326,00 16 51, 51,61 16 315,00 17 54, 54,84 17 295,00 18 58, 58,06 18 291,00 19 61, 61,29 19 20 64, 280,00 64,52 20 21 67, 276,00 67,74 21 22 71, 247,00 70,97 22 241,00 23 74, 74,19 23 220,00 24 77, 77,42 24 213,00 25 80, 80,65 25 169,00 26 83, 83,87 26 158,00 27 87, 87,10 27 28 90, 154,00 90,32 28 29 93, 135,00 93,55 29 59 30 96, 96,77 30 84 74 Đường tần suất lý luận G Đ iá3 m 0m 1, , Đ ặc G iá H ệ H ệ T T XT 1h 0ầ h 10000,000 0, 51 1000,000 0, 11 500,000 0, 15 303,030 0, 10 200,000 1, 09 100,000 1, 8366 , 7850 ,6 3733 ,0 3, 720 ,3 10 5, ,0 11, 10,00 5010 ,0 12 20,00 49 5, 13 25,00 4800 4, 14 30,00 400 3, 15 40,00 3133 2, 50 16 50,00 2, 1200 17 60,00 1, 18 70,00 2666 1, 19 75,00 242 1, 20 80,00 1033 1, 21 85,00 1825 1, 22 90,00 1617 1, 11 23 95,00 1, 0805 24 97,00 1, 03 25 99,00 51, 26 99,90 1201 1, 27 99,99 4900 1, ,00 75 ĐƯỜNG TẦN SUẤT LƯỢNG MƯA VỤ ĐÔNG XUÂN (CÂY LÚA) FFC 2008 © Nghiem Tien Lam ĐƯỜNG TẦN SUẤT LƯỢNG MƯA VỤ ĐÔNG XUÂN (CÂY LÚA) 1100 Lượng mưa vụ Đông Xuân (cây lúa) TB=172,97, Cv=0,60, Cs=0,87 1000 Đường tần suất lý luận TB=172,97, Cv=0,70, Cs=1,40 900 800 Lượng mưa, (mm) 700 600 500 400 300 200 100 0,01 0,1 10 20 30 40 50 60 Tần suất, P(%) 76 70 80 90 99 99,9 99,99 Lượng mưa vụ Đông Xuân (cây lúa) Đ G Đ ặc Đ iá 30 ộ G 1m iá 49 m G iá 15 m G iá 0m H ệ H 0, ệ , T T L T T h h 3, ầ h 6, 9, 21 61 92 52 93 10 32 35 12 48 13 41 14 45 15 58 16 51 71 45 81 86 92 16 02 46 12 90,00 17 82,00 32 47 79,00 24 87 76,00 25 80 70,00 26 83 67,00 27 97 66,00 28 90 44,00 39 93 19,00 77 Đường tần suất lý luận G Đ iá1 m 0m 1, , Đ ặc G iá H ệ H ệ T T XT 1h 0ầ h 10000,000 0, 07 1000,000 0, 79 500,000 0, 62 303,030 0, 67 200,000 1, 53 100,000 1, 56 66 , 24 50 ,6 94 33 ,0 3, 54 20 ,3 10 5, ,0 11, 10,00 30 10 ,0 12 20,00 23 5, 13 25,00 25 00 4, 14 30,00 23 00 3, 15 40,00 33 2, 50 16 50,00 2, 41 00 17 60,00 1, 2966 18 70,00 1, 19 75,00 8642 1, 20 80,00 7433 1, 21 85,00 5225 1, 22 90,00 4917 1, 11 23 95,00 21, 9205 24 97,00 1, 03 25 99,00 91, 26 99,90 0,01 1, 27 99,99 0,00 1, ,00 78 ĐƯỜNG TẦN SUẤT LƯỢNG MƯA VỤ MÙA (CÂY LÚA) FFC 2008 © Nghiem Tien Lam ĐƯỜNG TẦN SUẤT LƯỢNG MƯA VỤ MÙA (CÂY LÚA) 5300 Lượng mưa vụ Mùa (cây lúa) TB=1767,07, Cv=0,30, Cs=-0,13 4800 Đường tần suất lý luận TB=1767,07, Cv=0,34, Cs=0,68 4300 3800 Lượng mưa, (mm) 3300 2800 2300 1800 1300 800 300 0,01 0,1 10 20 30 40 50 60 Tần suất, P(%) 79 70 80 90 99 99,9 99,99 Đ ặc Đ ộ G iá G iá G iá H ệ H ệ Lượng mưa vụ Mùa (cây lúa) G Đ iá 30 6m 24 m 15 m 0m -, T T L T T 2550,00 1h h 3,2 3ầ h1 6,5 2532,00 6, 9,7 2507,00 9, , 12,90 12, 2497,00 2437,00 16, 16,13 2416,00 19, 19,35 2305,00 22, 22,58 2244,00 25, 25,81 8 29, 2129,00 29,03 10 32, 2027,00 32,26 10 11 35, 2025,00 35,48 11 2017,00 12 38, 38,71 12 1976,00 13 41, 41,94 13 1952,00 14 45, 45,16 14 1679,00 15 48, 48,39 15 16 51, 1631,00 51,61 16 17 54, 1620,00 54,84 17 18 58, 1570,00 58,06 18 1523,00 19 61, 61,29 19 1505,00 20 64, 64,52 20 1501,00 21 67, 67,74 21 1399,00 22 71, 70,97 22 1399,00 23 74, 74,19 23 24 77, 1330,00 77,42 24 25 80, 1293,00 80,65 25 1250,00 26 83, 83,87 26 1112,00 27 87, 87,10 27 977,00 28 90, 90,32 28 963,00 29 93, 93,55 29 646,00 30 96, 96,77 30 80 Đường tần suất lý luận G Đ iá 17 m 670m 0, , Đ ặc G iá H ệ H ệ T T XT 1h 0ầ h 10000,000 0, 94 1000,000 0, 42 500,000 0, 30 303,030 0, 38 200,000 1, 36 100,000 1, 34 66 ,6 2, 50 ,0 3, 23 33 ,3 10 5, 02 20 ,0 11, 10,00 28 10 ,0 12 20,00 25 5, 13 25,00 00 4, 14 30,00 21 00 3, 15 40,00 10 33 2, 50 16 50,00 2, 61 00 17 60,00 1, 18 70,00 15 66 1, 19 75,00 14 42 1, 20 80,00 13 33 1, 25 21 85,00 11 1, 22 90,00 15 17 1, 11 23 95,00 1, 0805 24 97,00 1, 03 25 99,00 1, 26 99,90 4601 1, 27 99,99 3400 1, 100 81 Giá trị quan hệ lòng hồ Z(m), F(km ), W(10 m ) S Z F( W T ( k (1 0, , 0, , 0, , 4 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, 0 , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, 5 , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, 0 , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, 5 , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, 0 , S T 3 3 4 4 4 5 5 5 5 82 Z ( 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 6 6 6 6 F( W k (1 0, 0 , 0, 0 , 0, 0 , 0, 0 , 0, 0 , 0, 0 , 0, 0 , 0, 0 , 0, 0 , 0, 0 , 0, 0 , 0, 0 , 0, 0 , 0, 0 , 0, 0 , 0, 0 , 0, 0 , 0, 0 , 0, 0 , 0, 0 , 0, 0 , 0, 0 , 0, 0 , 0, 0 , 0, 0 , 0, 0 , 0, 0 , 0, 0 , 0, 0 , 0, 0 , S T 6 6 6 6 7 7 7 7 7 8 8 8 8 8 9 9 Z ( 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 F( W k (1 0, 0 , 0, 0 , 0, 0 , 0, 0 , 0, 0 , 0, 0 , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , S T 9 9 9 9 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 83 Z ( 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 F( W k (1 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , S T 2 2 3 3 3 3 3 4 4 4 4 4 5 5 5 Z ( 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 7 7 F( W k (1 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , S T 5 6 6 6 6 6 7 7 7 7 7 8 8 8 8 84 Z ( 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 F( W k (1 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , S T 9 9 9 9 9 2 2 2 2 2 2 Z ( 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 F( W k (1 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 0, , 85 ...BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI LÊ NHẬT MINH NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN CÂN BẰNG NƯỚC CỦA HỒ CHỨA NƯỚC CHƯ PRÔNG, TỈNH GIA LAI. .. nguyên nước Trong năm gần số nhà khoa học quan tâm nghiên cứu diễn biến biến đổi khí hậu nguyên nhân gia tăng hoạt động tạo chất thải khí nhà kính tác động lên khí hậu tồn cầu như: Biến đổi khí hậu. .. cạnh đó, vài nghiên cứu sản xuất lương thực gặp nhiều rủi ro tác động tượng biến đổi khí hậu Một số nghiên cứu biến đổi khí hậu có tác dụng trực tiếp đến điều tiết hồ vận hành hồ chứa có ảnh hưởng