Nghiên cứu thực trạng hạn hán và giải pháp khắc phục để nâng cao hiệu quả kinh tế lưu vực sông Cả

LỜI CẢM ƠN Luận văn hoàn thành với giúp đỡ tận tình thầy giáo, giáo trường Đại học Thuỷ lợi, đồng nghiệp, gia đình nỗ lực thân suốt trình học tập thực luận văn Trước hết tác giả xin chân thành cảm ơn tới Ban giám hiệu nhà trường, thầy cô giáo Khoa Kỹ thuật Tài nguyên nước tận tình truyền đạt kiến thức, giúp đỡ tác giả trình làm luận văn Đặc biệt, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo PGS.TS Phạm Việt Hòa tận tình dẫn, giúp đỡ tác giả hồn thành luận văn Cuối tác giả xin cảm ơn tới bạn bè người thân tin tưởng, giúp đỡ, động viên, khích lệ tác giả suốt trình học tập hồn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2017 Tác giả Phạm Thị Quỳnh Thơ i LỜI CAM KẾT Tôi xin cam đoan đề tài luận văn Thạc sĩ: “Nghiên cứu thực trạng hạn hán giải pháp khắc phục để nâng cao hiệu kinh tế lưu vực sông Cả” đề tài cá nhân thực hướng dẫn khoa học thầy giáo PGS.TS Phạm Việt Hịa Các số liệu sử dụng để tính toán trung thực, kết nghiên cứu đề tài luận văn chưa công bố hình thức Tơi xin chịu trách nhiệm đề tài luận văn / Tác giả luận văn Phạm Thị Quỳnh Thơ ii MỤC LỤC CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU VÀ VÙNG NGHIÊN CỨU 1.1.Tổng quan lĩnh vực nghiên cứu 1.1.1 Trên giới 1.1.2 Ở Việt Nam 1.2 Tổng quan vùng nghiên cứu 11 1.2.1 Đặc điểm tự nhiên vùng nghiên cứu .11 1.2.2 Đặc điểm tự nhiên vùng Diễn - Yên – Quỳnh .18 1.2.3 Tình hình hạn hán nguyên nhân hạn hán .34 CHƯƠNG II TÍNH TỐN CÂN BẰNG NƯỚC, XÁC ĐỊNH LƯỢNG NƯỚC THIẾU HỤT CHO TIỂU VÙNG 39 2.1 Tính toán nhu cầu nước khu vực .39 2.1.1 Tính tốn yếu tố khí tượng, thủy văn .39 2.1.2 Tính tốn nhu cầu nước cho nông nghiệp 44 2.1.3 Tính tốn nhu cầu nước cho sinh hoạt 49 2.1.4 Nhu cầu nước cho công nghiệp 50 2.1.5 Nhu cầu nước cho nuôi trồng thủy sản 51 2.1.6 Nhu cầu nước cho chăn nuôi .51 2.1.7 Nhu cầu nước tái tạo môi trường hạ du .51 2.1.8 Tổng hợp nhu cầu nước trạng 52 2.1.9 Tổng hợp nhu cầu nước tương lai theo tác động biến đổi khí hậu .53 2.1.10 Nhận xét nhu cầu cấp nước cho ngành 56 2.2 Xác định khả nguồn nước vùng nghiên cứu 57 2.2.1 Tính tốn lượng nước lấy từ Bara Đơ Lương qua cống Tràng Sơn 57 2.2.2 Tính tốn lượng nước lấy từ sông suối nhỏ khu vực 57 2.2.3 Tính tốn điều tiết hồ chứa khu vực 58 2.2.4 Kết tính tốn 67 2.3 Tính tốn cân nước khu vực 68 2.3.1 Yêu cầu phương pháp tính tốn 68 iii 2.3.2 Nhận xét 72 CHƯƠNG III ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP GIẢM THIẾU ẢNH HƯỞNG DÒNG CHẢY KIỆT PHỤC VỤ SẢN XUẤT NÔNG NGHIỆP VÀ THỦY SẢN VÙNG HẠ DU SÔNG CẢ 74 3.1 Biện pháp phi công trình 74 3.1.1 Các giải pháp nông nghiệp 74 3.1.2 Các biện pháp quản lý điều hành hệ thống 81 3.1.3 Giải pháp quản lý nước mặt ruộng 83 3.1.4 Giải pháp nâng cao độ che phủ 84 3.1.5 Nhóm giải pháp hỗ trợ 84 3.2 Các giải pháp cơng trình chống hạn khu tưới 85 3.2.1 Khu đầu mối 85 3.2.2 Khu vực huyện Yên Thành 90 3.2.3 Khu vực huyện Diễn Châu 90 3.2.4 Khu vực huyện Quỳnh Lưu 90 3.2.5 Khu vực huyện Hoàng Mai 91 3.2.6 Khu vực huyện Đô Lương 91 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 92 TÀI LIỆU THAM KHẢO 94 PHỤ LỤC 95 iv DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Sơ đồ mối quan hệ loại hạn (nguồn: WMO) Hình 1.2: Bản đồ huyện thuộc hạ lưu sơng Cả .11 Hình 1.3: Bản đồ vùng Diễn - Yên - Quỳnh 19 Hình 1.4: Bara Đô Lương 31 Hình 1.5: Vị trí bãi bồi thượng lưu đ p 31 Hình 1.6: Đoạn kênh vị trí K1+800 (sát cống Mụ Bà) 32 Hình 1.7: Cống lấy nước Mụ Bà 33 Hình 2.1: Sơ đồ nguyên lý điều tiết năm lần, phương án trữ sớm 58 Hình 3.1: Sơ đồ tuyến kè đập mỏ hàn chỉnh trị dịng sơng 86 Hình 3.2: Bố trí mặt tổng thể 89 v DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Phân bố diện tích theo địa bàn hành 12 Bảng 1.2: Nhiệt độ trung bình tháng trạm Quỳnh Lưu (Đơn vị: oC) 20 Bảng 1.3: Tốc độ gió tháng, năm trung bình nhiều năm trạm Quỳnh Lưu (Đơn vị: m/s) 21 Bảng 1.4: Số nắng trung bình tháng trạm Quỳnh Lưu (Đơn vị: giờ) 21 Bảng 1.5: Độ ẩm khơng khí tháng trạm Quỳnh Lưu (Đơn vị: %) 22 Bảng 1.6: Lượng mưa trung bình năm Quỳnh Lưu 22 Bảng 1.7: Diện tích trồng trọt số trồng 24 Bảng 1.8: Số lượng gia súc, gia cầm năm 2010 – 2014 25 Bảng 1.9: Cơ cấu kinh tế chuyển dịch cấu kinh tế 27 Bảng 1.10: Dự báo tổng đàn gia súc, gia cầm giai đoạn 29 Bảng 1.11: Dự kiến diện tích ni trồng thuỷ sản đến 2025 30 Bảng 1.12: Tổng hợp cơng trình tưới vùng Diễn Yên Quỳnh 31 Bảng1.13: Thông số đập Đô Lương 31 Bảng 1.14: Tổng hợp trạng tưới năm 2015 cơng trình lấy nước trực tiếp Sông Cả 34 Bảng 1.15: Dịng chảy năm tính tốn trạm Nam Đàn 36 Bảng 2.1: Kết tính tốn thơng số thống kê Xtb;Cs; Cv 39 Bảng 2.2: Thống kê chọn mơ hình mưa đại diện ứng với thời vụ 39 Bảng 2.3: Mơ hình mưa vụ xn ứng với tần suất thiết kế P=85% 40 Bảng 2.4: Mô hình mưa vụ mùa ứng với tần suất thiết kế P=85% 40 Bảng 2.5: Mơ hình mưa vụ đông ứng với tần suất thiết kế P=85% 40 Bảng 2.6: Mơ hình mưa phân phối lại ứng với tần suất thiết kế P=85% 40 Bảng 2.7: Kết tính tốn thông số thống kê Xtb;Cs; Cv 40 Bảng 2.8: Thống kê chọn mơ hình mưa đại diện ứng với thời vụ 41 Bảng 2.9: Mơ hình mưa vụ xn ứng với tần suất thiết kế P=90% 41 Bảng 2.10: Mơ hình mưa vụ mùa ứng với tần suất thiết kế P=90% 41 Bảng 2.11: Mơ hình mưa vụ đơng ứng với tần suất thiết kế P=90% 41 Bảng 2.12: Mô hình mưa phân phối lại ứng với tần suất thiết kế P=90% 41 vi Bảng 2.13: Kết tính tốn thơng số thống kê Xtb;Cs; Cv 42 Bảng 2.14: Thống kê chọn mô hình mưa đại diện ứng với thời vụ 42 Bảng 2.15: Mơ hình mưa vụ xn ứng với tần suất thiết kế P=85% 42 Bảng 2.16: Mơ hình mưa vụ mùa ứng với tần suất thiết kế P=85% .42 Bảng 2.17: Mơ hình mưa vụ đơng ứng với tần suất thiết kế P=85% 42 Bảng 2.18: Mơ hình mưa phân phối lại ứng với tần suất thiết kế P=85% 43 Bảng 2.19: Kết tính tốn thông số thống kê Xtb;Cs; Cv 43 Bảng 2.20: Thống kê chọn mơ hình mưa đại diện ứng với thời vụ 43 Bảng 2.21: Mơ hình mưa vụ xn ứng với tần suất thiết kế P=90% 43 Bảng 2.22: Mơ hình mưa vụ mùa ứng với tần suất thiết kế P=90% .43 Bảng 2.23: Mơ hình mưa vụ đông ứng với tần suất thiết kế P=90% 44 Bảng 2.24: Mơ hình mưa phân phối lại ứng với tần suất thiết kế P=90% 44 Bảng 2.25: Cao độ vĩ độ trạm 44 Bảng 2.26: Thời vụ gieo trồng .45 Bảng 2.27: Hệ số Kc lúa chiêm lúa mùa 45 Bảng 2.28: Thời kỳ sinh trưởng hệ số Kc ngô, lạc, rau vụ đông .46 Bảng 2.29: Chiều sâu rễ trồng cạn .46 Bảng 2.30: Độ ẩm lớp đất canh tác 46 Bảng 2.31: Các tiêu lý đất 46 Bảng 2.32: Mức tưới cho nông nghiệp, tần suất thiết kế 85% ( Đơn vị: m3/ha) 47 Bảng 2.33: Mức tưới cho nông nghiệp, tần suất thiết kế 90%( Đơn vị: m3/ha) 48 Bảng 2.34: Diện tích trồng năm trạng (Đơn vị: ha) 48 Bảng 2.35: Tổng nhu cầu nước nông nghiệp năm 2015, P=85% 48 Bảng 2.36: Tổng nhu cầu nước nông nghiệp năm 2015, P=90% 49 Bảng 2.37: Diện tích dự kiến gieo trồng năm 2025 (đơn vị: ha) 49 Bảng 2.38: Tổng nhu cầu nước nông nghiệp, năm 2025,P=85% 49 Bảng 2.39: Tổng nhu cầu nước nông nghiệp, năm 2025,P=90% 49 Bảng 2.40: Nhu cầu nước cho sinh hoạt giai đoạn (106m3) 50 Bảng 2.41: Nhu cầu nước cho sinh hoạt giai đoạn (106m3) 50 Bảng 2.42: Nhu cầu nước cho NTTS giai đoạn (106m3) .51 Bảng 2.43: Nhu cầu nước cho tái tạo môi trường hạ du giai đoạn (106m3) 52 vii Bảng 2.44: Tổng hợp nhu cầu nước, P=85% (Đơn vị: (106m3) 52 Bảng 2.45: Tổng hợp nhu cầu nước, P=90% (Đơn vị: 106m3) 52 Bảng 2.46: Mức tăng nhiệt độ trung bình (°C) so với thời kỳ 1980-1999 vùng khí hậu Việt Nam theo kịch phát thải trung bình B2 53 Bảng 2.47: Nhiệt độ khu vực Diễn – Yên – Quỳnh tương lai 54 theo kịch phát thải trung bình(oC) 54 Bảng 2.48: Mức thay đổi lượng mưa (%) so với thời kỳ 1980-1999 vùng khí hậu Việt Nam theo kịch phát thải trung bình (B2) 54 Bảng 2.49: Lượng mưa khu vực Diễn – Yên – Quỳnh tương lai 55 kịch phát thải trung bình(B2) 55 Bảng 2.50: Cơ cấu trồng thời kỳ 2025 55 Bảng 2.51: Tổng hợp nhu cầu nước đầu mối GĐ2025, P=85% (Đơn vị: 106m3) 56 Bảng 2.52: Tổng hợp nhu cầu nước đầu mối GĐ2025, P=90% (Đơn vị: 106m3) 56 Bảng 2.53:Phân phối dòng chảy đến với tần suất 85% (đơn vị : m3/s) 57 Bảng 2.54: Phân phối dòng chảy đến với tần suất 90% (đơn vị : m3/s) 57 Bảng 2.55: Thống kê hồ chứa khu vực 60 Bảng 2.56: Kết tính toán nhu cầu nước mặt ruộng hạ lưu hồ Vực Mấu , P=85% 60 Bảng 2.57: Tính tốn điều tiết hồ Vực Mấu chưa tính tổn thất 61 Bảng 2.58: Xác định tổn thất thấm bốc 61 Bảng 2.59 Tính tốn điều tiết hồ Vực Mấu tính đến tổn thất 62 Bảng 2.60 Tính tốn điều tiết hồ Xn Dương chưa tính tổn thất 62 Bảng 2.61 Xác định tổn thất thấm bốc hồ Xuân Dương 63 Bảng 2.62 Tính tốn điều tiết hồ Xn Dương tính đến tổn thất 63 Bảng 2.63 Tính toán điều tiết hồ Bàu Gia – Mã Tổ chưa tính tổn thất 64 Bảng 2.64 Xác định tổn thất thấm bốc 64 Bảng 2.65 Tính toán điều tiết hồ Bàu Gia – Mã Tổ tính đến tổn thất 65 Bảng 2.66: Kết tính tốn điều tiết hồ chứa khu vực 66 Bảng 2.67: Tổng lượng nước cấp cho khu vực giai đoạn trạng 67 Bảng 2.68: Tổng hợp kết cân nước năm 2015 ,P= 85%, Đơn vị: W (106m3) 70 viii Bảng 2.69: Tổng hợp kết cân nước năm 2015 ,P=90%, Đơn vị: W (106m3) .70 Bảng 2.70: Tổng hợp kết cân nước năm 2025 ,P= 85%, Đơn vị: W (106m3) .71 Bảng 2.71: Tổng hợp kết cân nước năm 2025,P=90%, Đơn vị: W (106m3) 71 Bảng 3.1: Đề xuất diện tích đất canh tác lúa nước đến năm 2025 74 Bảng 3.2: Cây trồng dự kiến năm 2025 77 Bảng 3.3: Mức tưới cho nông nghiệp GĐ 2025,P=85% ( đơn vị: m3/ha) 77 Bảng 3.4: Mức tưới cho nông nghiệp GĐ 2025,P=90% ( đơn vị: m3/ha) 78 Bảng 3.5: Tổng nhu cầu nước dung cho nông nghiệp, GĐ 2025, P=85% 78 Bảng 3.6: Tổng nhu cầu nước dung cho nông nghiệp, GĐ 2025, P=90% 78 Bảng 3.7: Tổng nhu cầu nước đầu mối, GĐ 2025, P=85% 79 Bảng 3.8: Tổng nhu cầu nước đầu mối, GĐ 2025, P=90% 79 Bảng 3.9: Cân nước, GĐ 2025, P=85% 79 Bảng 3.10: Cân nước, GĐ 2025, P=85% 80 Bảng 3.11: So sánh lượng nước thiếu hụt trước sau thay đổi cấu trồng .80 Phụ lục Bảng 1.1: Phân vùng cấp nước lưu vực sông Cả 95 Bảng 2.1: Diện tích hạn năm 2008 96 Bảng 2.2: Diện tích hạn hán năm 2009 99 Bảng 2.3: Diện tích hạn hán năm 2010 .100 Bảng 3.1: Nhiệt độ trung bình tháng qua thời kỳ Trạm Cửa Rào 101 Bảng 3.2: Nhiệt độ trung bình tháng qua thời kỳ Trạm Con Cuông 101 Bảng 3.3: Nhiệt độ trung bình tháng qua thời kỳ Trạm Vinh .101 Bảng 3.4: Bốc trung bình tháng qua thời kỳ Trạm Cửa Rào 101 Bảng 3.5: Bốc trung bình tháng qua thời kỳ Trạm Con Cuông 101 Bảng 3.7: Lượng mưa năm trạm tiêu biểu khu vực 102 ix DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT VÀ GIẢI THÍCH THUẬT NGỮ Ký hiệu viết tắt Nghĩa từ viết tắt BĐKH Biến đổi khí hậu CN Công nghiệp MNC Mực nước chết MNDBT Mực nước dâng bình thường MNDGC Mực nước dâng gia cường QĐ Quyết định UB Ủy ban UBND Ủy ban nhân dân PTNT Phát triển nông thôn NN Nông nghiệp x ... sĩ: ? ?Nghiên cứu thực trạng hạn hán giải pháp khắc phục để nâng cao hiệu kinh tế lưu vực sông Cả? ?? đề tài cá nhân thực hướng dẫn khoa học thầy giáo PGS.TS Phạm Việt Hòa Các số liệu sử dụng để tính... giải pháp thuỷ lợi nông nghiệp phù hợp phục vụ sản xuất nông nghiệp thuỷ sản cho vùng hạ lưu sông Cả Bao gồm giải pháp nâng cao mực nước mùa kiệt, giải pháp quản lý khai thác hệ thống, giải pháp. .. 1.2 Tổng quan vùng nghiên cứu Hình 1.2: Bản đồ huyện thuộc hạ lưu sông Cả 1.2.1 Đặc điểm tự nhiên vùng nghiên cứu 1.2.1.1 Vị trí địa lý vùng lưu vực sông Cả: Lưu vực sông Cả nằm vùng Bắc Trung