Nghiên cứu cơ sở khoa học và thực tiễn đánh giá khả năng nguồn nước_unprotected

LỜI CẢM ƠN Luận văn thạc sĩ “Nghiên cứu sở khoa học thực tiễn đánh giá khả nguồn nước lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn đề xuất giải pháp khai thác bền vững nguồn nước mùa kiệt” hoàn thành Khoa Kỹ thuật tài nguyên nước trường Đại học Thủy Lợi Trong suốt q trình nghiên cứu, ngồi phấn đấu nỗ lực thân, học viên nhận bảo, giúp đỡ tận tình thầy giáo, cô giáo, bạn bè đồng nghiệp Học viên xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc chân thành tới TS Nguyễn Văn Tuấn PGS.TS Nguyễn Tuấn Anh, người thầy cổ vũ, động viên, tận tình hướng dẫn góp ý bảo suốt q trình hồn thành luận văn Học viên xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu nhà trường, thầy, giáo Phịng Đào tạo Đại học Sau đại học, thầy, cô giáo Khoa Kỹ thuật Tài nguyên nước, thầy, cô giáo môn Trường Đại học Thủy lợi, người tận tình giúp đỡ, truyền đạt kiến thức chuyên mơn suốt q trình học tập Cảm ơn gia đình, quan, bạn bè đồng nghiệp cổ vũ, khích lệ tạo điều kiện thuận lợi q trình học tập hồn thành luận văn Do kinh nghiệm hạn chế, thời gian tài liệu thu thập chưa thực đầy đủ, luận văn chắn tránh khỏi thiếu sót, mong nhận góp ý thầy, cô giáo đồng nghiệp quan tâm tới vấn đề để luận văn hoàn thiện Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày / /2016 Học viên Nguyễn Thị Dung BẢN CAM KẾT Tên tác giả: Nguyễn Thị Dung Học viên cao học 22Q11 Người hướng dẫn 1: TS Nguyễn Văn Tuấn Người hướng dẫn 2: PGS.TS Nguyễn Tuấn Anh Tên đề tài luận văn: “Nghiên cứu sở khoa học thực tiễn đánh giá khả nguồn nước lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn đề xuất giải pháp khai thác bền vững nguồn nước mùa kiệt” Tôi xin cam kết: Luận văn cơng trình nghiên cứu cá nhân thực hướng dẫn khoa học TS Nguyễn Văn Tuấn PGS.TS Nguyễn Tuấn Anh Các số liệu kết luận nghiên cứu trình bày luận văn trung thực chưa công bố hình thức Tơi xin chịu trách nhiệm nghiên cứu Học viên Nguyễn Thị Dung MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN BẢN CAM KẾT MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH DANH MỤC BẢNG DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU VÀ VÙNG NGHIÊN CỨU 1.1 Các nghiên cứu nước lĩnh vực nghiên cứu 1.1.1.Nghiên cứu nước 1.1.2.Nghiên cứu nước 1.1.3.Nhận xét chung nghiên cứu thực 10 1.2 Tổng quan vùng nghiên cứu 10 1.2.1.Điều kiện tự nhiên 10 1.2.2.Đặc điểm khí tượng thủy văn 16 1.2.3.Hiện trạng phương hướng phát triển kinh tế xã hội 23 1.3 Đánh giá khả nguồn nước lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn 33 1.3.1.Tài nguyên nước mặt 33 1.3.2.Tài nguyên nước đất 34 1.4 Hiện trạng cơng trình cấp nước vùng hạ du 36 1.4.1.Hiện trạng cơng trình khai thác, sử dụng nước theo vùng 36 1.4.2.Hiện trạng cơng trình cấp nước khác 39 1.5 Hiện trạng cơng trình thủy điện 40 1.6 Hiện trạng sử dụng nước lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn 42 1.6.1.Hiện trạng sử dụng nước mặt cho nông nghiệp 42 1.6.2.Hiện trạng sử dụng nước mặt cho dân sinh công nghiệp 43 1.6.3.Hiện trạng sử dụng nước cho nuôi trồng thủy sản 44 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG NGUỒN NƯỚC, CÂN BẰNG NƯỚC VÀ TÁC ĐỘNG CỦA THỦY ĐIỆN ĐẾN NGUỒN NƯỚC VÙNG HẠ DU TRONG MÙA KIỆT47 2.1 Lựa chọn mơ hình tính toán cân nước 47 2.1.1.Công thức tổng quát cân nước 47 2.1.2.Phân tích lựa chọn mơ hình cân nước 47 2.1.3.Cơ sở kết phân chia tiểu lưu vực để tính tốn cân nước lưu vực sơng Vu Gia – Thu Bồn 54 2.2 Tính tốn nhu cầu sử dụng nước cho ngành 56 2.2.1.Tiêu chuẩn tính tốn nhu cầu sử dụng nước 56 2.2.2.Tính tốn nhu cầu sử dụng nước giai đoạn 60 2.2.3.Tính tốn nhu cầu sử dụng nước tương lai năm 2020 65 2.3 Tính tốn lượng nước đến lưu vực 69 2.3.1.Tình hình mạng lưới quan trắc khí tượng thủy văn 69 2.3.2.Phân vùng tính tốn mơ số dịng chảy 70 2.3.3.Phân chia tiểu lưu vực để tính lượng nước đến mơ hình MIKE BASIN 71 2.4 Thiết lập mơ hình tính tốn cân nước MIKE BASIN 71 2.4.1.Xây dựng sơ đồ mạng lưới sơng suối sử dụng mơ hình MIKE BASIN 71 2.4.2.Phân chia hệ thống khu sử dụng nước nông nghiệp 72 2.4.3.Xây dựng mơ hình MIKE BASIN cho lưu vực sơng Vu Gia – Thu Bồn74 2.4.4.Xác định số liệu đầu vào mơ hình 81 2.4.5.Kiểm định mơ hình 81 2.5 Tính tốn cân nước giai đoạn 88 2.5.1.Kết tính tốn cân nước sơ tần suất 85% nhu cầu nước 2012 89 2.5.2.Kết tính tốn cân nước mơ hình MIKE BASIN 1978 – 2012 với nhu cầu sử dụng nước 91 2.6 Tính tốn cân nước tương lai 95 2.6.1.Kết tính tốn cân nước sơ tần suất 85%, nhu cầu sử dụng nước 2020 96 2.6.2.Kết tính tốn cân nước mơ hình MIKE BASIN 1978-2012 với nhu cầu sử dụng nước đến 2020 98 2.7 Phân tích xác định yếu tố ảnh hưởng đến khả nguồn nước lưu vực 102 2.8 Tác động cơng trình thủy điện 109 2.8.1.Tính toán cân nước xác định thay đổi khả nguồn nước trường hợp có khơng có tác động cơng trình thủy điện 109 2.8.2.Tác động việc chuyển nước từ sông Vu Gia sang sông Thu Bồn115 CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP KHAI THÁC BỀN VỮNG NGUỒN NƯỚC TRONG MÙA KIỆT 125 3.1 Nguyên tắc sở khoa học đề xuất giải pháp 125 3.2 Nghiên cứu đề xuất lượng nước hợp lý cấp cho hạ du từ cơng trình thủy điện 126 3.3 Nghiên cứu đề xuất giải pháp khác nhằm khai thác bền vững nguồn nước mùa kiệt 129 3.3.1.Đề xuất giải pháp cơng trình đáp ứng nhu cầu cấp nước khai thác, sử dụng hiệu nguồn nước 129 3.3.2.Đề xuất giải pháp phi cơng trình quản lý, khai thác sử dụng hiệu quả, bền vững nguồn nước lưu vực 131 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 135 TÀI LIỆU THAM KHẢO 139 PHỤ LỤC 141 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Bản đồ lưu vực sơng Vu Gia – Thu Bồn [6] 10 Hình 1.2: Bản đồ đất lưu vực sơng Vu Gia – Thu Bồn [6] 12 Hình 2.1: Phác họa mơ hình lưu vực sông sơ đồ MIKE BASIN 54 Hình 2.2: Sơ đồ lưới trạm thủy văn lưu vực .70 Hình 2.3: Sơ đồ mạng lưới sông xây dựng mô hình MIKE BASIN 72 Hình 2.4: Sơ đồ cơng trình thủy điện mơ hình MIKE BASIN lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn 78 Hình 2.5: Sơ đồ tính tốn cân nước lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn 79 Hình 2.6: Sơ đồ tính cân nước MIKE BASIN lưu vực sông Vu Gia – .80 Thu Bồn 80 Hình 2.7: Kết hiệu chỉnh mơ hình NAM trạm Nơng Sơn 82 Hình 2.8: Kết kiểm định mơ hình NAM trạm Nơng Sơn 83 Hình 2.9: Kết hiệu chỉnh mơ hình NAM trạm Thành Mỹ 84 Hình 2.10: Kết kiểm định mơ hình NAM trạm Thành Mỹ 85 Hình 2.11: Kết kiểm định MIKE BASIN trạm Thành Mỹ .88 Hình 2.12: Kết kiểm định MIKE BASIN trạm Nông Sơn .88 Hình 2.13: Dịng chảy mùa kiệt trạm Nơng Sơn (1978-1982) 109 Hình 2.14: Dịng chảy mùa kiệt trạm Nơng Sơn (1982-1987) 110 Hình 2.15: Dịng chảy mùa kiệt trạm Nông Sơn (1987-1991) 110 Hình 2.16: Dịng chảy mùa kiệt trạm Nơng Sơn (1992-1996) 110 Hình 2.17: Dịng chảy mùa kiệt trạm Nông Sơn (1997-2001) 111 Hình 2.18: Dịng chảy mùa kiệt trạm Nơng Sơn (2001-2006) 111 Hình 2.19: Dịng chảy mùa kiệt trạm Nơng Sơn (2006-2011) 111 Hình 2.20: Dịng chảy mùa kiệt trạm Nông Sơn (2011-2012) 112 Hình 2.21: Dịng chảy mùa kiệt trạm Thành Mỹ (1978-1982) 112 Hình 2.22: Dịng chảy mùa kiệt trạm Thành Mỹ (1982-1987) 112 Hình 2.23: Dịng chảy mùa kiệt trạm Thành Mỹ (1987-1991) 113 Hình 2.24: Dòng chảy mùa kiệt trạm Thành Mỹ (1992-1996) 113 Hình 2.25: Dịng chảy mùa kiệt trạm Thành Mỹ (1997-2001) 113 Hình 2.26: Dịng chảy mùa kiệt trạm Thành Mỹ (2002-2006) 114 Hình 2.27: Dịng chảy mùa kiệt trạm Thành Mỹ (2006-2010) 114 Hình 2.28: Dịng chảy mùa kiệt trạm Thành Mỹ (2011-2012) 114 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Đặc trưng hình thái sơng Vu Gia – Thu Bồn 16 Bảng 1.2: Nhiệt độ khơng khí bình qn tháng trung bình nhiều năm 17 Bảng 1.3: Tổng số nắng tháng, năm trung bình nhiều năm 17 Bảng 1.4: Độ ẩm trung bình quân tháng trung bình nhiều năm 17 Bảng 1.5: Lượng bốc bình quân tháng trung bình nhiều năm 18 Bảng 1.6: Lượng mưa bình quân năm, mùa trạm .20 Bảng 1.7: Tỷ lệ phân phối nước 21 Bảng 1.8: Dòng chảy kiệt nhỏ trạm 23 Bảng 1.9: Một số tiêu kinh tế chủ yếu năm 2012 vùng nghiên cứu 24 Bảng 1.10: Dân số lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn 2012 25 Bảng 1.11: Diện tích loại trồng thống kê theo tiểu lưu vực .25 Bảng 1.12: Số lượng gia súc, gia cầm năm 2012 toàn lưu vực 25 Bảng 1.13: Diện tích khu cơng nghiệp thống kê theo tiểu lưu vực năm 2012 26 Bảng 1.14: Diện tích đất lâm nghiệp năm 2012 26 Bảng 1.15: Diện tích ni trồng thủy sản năm 2012 toàn lưu vực 27 Bảng 1.16: Dự báo dân số lưu vực đến năm 2020 28 Bảng 1.17: Số lượng gia súc, gia cầm năm 2020 toàn lưu vực 30 Bảng 1.18: Diện tích khu cơng nghiệp thống kê theo tiểu lưu vực năm 2020 30 Bảng 1.19: Diện tích ni trồng thủy sản năm 2020 tồn lưu vực 33 Bảng 1.20: Nguồn nước sông lưu vực [14] .34 Bảng 1.21: Các cơng trình khai thác, sử dụng nước hạ du .40 Bảng 1.22: Hiện trạng cơng trình thủy điện năm 2014 .41 Bảng 1.23: Lượng nước sử dụng mùa kiệt hạ lưu 45 Bảng 1.24: Lưu lượng nước sử dụng mùa kiệt 46 Bảng 2.1: Phân chia tiểu lưu vực lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn 55 Bảng 2.2: Mức tưới cho trồng mặt ruộng P = 85% 57 Bảng 2.3: Tiêu chuẩn cấp nước cho sinh hoạt .58 Bảng 2.4: Nhu cầu sử dụng nước cho trồng trọt giai đoạn ứng với 60 tần suất 85% 60 Bảng 2.5: Nhu cầu sử dụng nước cho chăn nuôi giai đoạn 61 Bảng 2.6: Nhu cầu sử dụng nước cho sinh hoạt giai đoạn 61 Bảng 2.7: Nhu cầu sử dụng nước cho công nghiệp giai đoạn 62 Bảng 2.8: Nhu cầu sử dụng nước cho thủy sản giai đoạn 63 Bảng 2.9: Kết tính tốn nhu cầu sử dụng nước giai đoạn 64 Bảng 2.10: Cơ cấu sử dụng nước giai đoạn 64 Bảng 2.11: Nhu cầu sử dụng nước cho trồng trọt 2020 65 Bảng 2.12: Nhu cầu sử dụng nước cho chăn nuôi 2020 65 Bảng 2.13: Nhu cầu sử dụng nước cho sinh hoạt 2020 .66 Bảng 2.14: Nhu cầu sử dụng nước cho công nghiệp 2020 67 Bảng 2.15: Nhu cầu sử dụng nước cho thủy sản 2020 67 Bảng 2.16: Kết tính tốn nhu cầu sử dụng nước 2020 .68 Bảng 2.17: Cơ cấu nhu cầu sử dụng nước 2020 68 Bảng 2.18: Lưới trạm khí tượng đo mưa lưu vực .69 Bảng 2.19: Lưới trạm thủy văn lưu vực 69 Bảng 2.20: Phân vùng tính tốn mơ số dịng chảy 70 Bảng 2.21: Phân chia hệ thống nút tưới lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn 72 Bảng 2.22: Phân chia hệ thống nút tưới lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn 74 Bảng 2.23: Phân chia hệ thống nút cấp nước cho sinh hoạt, công nghiệp, thủy sản 76 Bảng 2.24: Phân chia hệ thống hồ chứa sơ đồ MIKE BASIN lưu vực Vu Gia – Thu Bồn 77 Bảng 2.25: Hiệu chỉnh kiểm định cho trạm Nông Sơn Thành Mỹ .81 Bảng 2.26: Kết cân nước sơ tần suất 85% - Nhu cầu sử dụng nước giai đoạn 89 Bảng 2.27: Kết tính mức bảo đảm cấp nước tưới giai đoạn 91 Bảng 2.28: Kết tính mức bảo đảm cấp nước sinh hoạt, công nghiệp, chăn nuôi, thủy sản giai đoạn 94 Bảng 2.29: Kết cân nước sơ tần suất 85% - Nhu cầu sử dụng nước 2020 96 Bảng 2.30: Kết tính mức bảo đảm cấp nước tưới 2020 98 Bảng 2.31: Kết tính mức bảo đảm cấp nước sinh hoạt, cơng nghiệp, chăn nuôi, thủy sản năm 2020 101 Bảng 2.32: Thống kê độ mặn lớn (S max ) nhỏ (S ) ngày số điểm dọc sông 105 Bảng 2.33: Độ mặn lớn bình quân thủy vực mùa khô số vị trí dọc sơng Vĩnh Điện 107 Bảng 2.34: Độ mặn lớn bình quân thủy trực mùa khơ số vị trí dọc sông Thu Bồn 107 Bảng 3.1: So sánh dịng chảy có khơng có bậc thang cơng trình thủy điện [14]127 Bảng 3.2: Đề xuất lưu lượng u cầu xả từ cơng trình thủy điện [14] 128 Bảng 3.3: Sản lượng điện theo mục tiêu theo yêu cầu xả [14] 129 ... LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU VÀ VÙNG NGHIÊN CỨU 1.1 Các nghiên cứu nước lĩnh vực nghiên cứu 1.1.1 .Nghiên cứu nước 1.1.2 .Nghiên cứu nước 1.1.3.Nhận xét chung nghiên cứu thực. .. nước cho nuôi trồng thủy sản 44 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG NGUỒN NƯỚC, CÂN BẰNG NƯỚC VÀ TÁC ĐỘNG CỦA THỦY ĐIỆN ĐẾN NGUỒN NƯỚC VÙNG HẠ DU TRONG MÙA KIỆT47 2.1 Lựa... Nguyễn Thị Dung Học viên cao học 22Q11 Người hướng dẫn 1: TS Nguyễn Văn Tuấn Người hướng dẫn 2: PGS.TS Nguyễn Tuấn Anh Tên đề tài luận văn: ? ?Nghiên cứu sở khoa học thực tiễn đánh giá khả nguồn nước