Nghiên cứu ứng dụng mô hình phân bổ nước mặt phục vụ quản lý tổng hợp tài nguyên nước lưu vực sông cầu

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGUYỄN HÙNG ANH NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MƠ HÌNH PHÂN BỔ NƢỚC MẶT PHỤC VỤ QUẢN LÝ TỔNG HỢP TÀI NGUYÊN NƢỚC LƢU VỰC SÔNG CẦU LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HÀ NỘI - 2017 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGUYỄN HÙNG ANH NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MÔ HÌNH PHÂN BỔ NƢỚC MẶT PHỤC VỤ QUẢN LÝ TỔNG HỢP TÀI NGUYÊN NƢỚC LƢU VỰC SÔNG CẦU Chuyên nghành: Thủy văn học Mã số: 60440224 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS Lê Văn Chính HÀ NỘI - 2017 LỜI CẢM ƠN Luận văn đƣợc hồn thành Khoa Khí tƣợng – Thủy văn Hải dƣơng học, Trƣờng Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội Học viên xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Lê Văn Chính, ngƣời thầy ln tận tình hƣớng dẫn, góp ý,chỉ bảo suốt q trình học tập hoàn thành luận văn Đặc biệt hỗ trợ phƣơng pháp, kỹ thuật nghiên cứu từ Đề tài nghiên cứu khoa học tự nhiên đƣợc Quỹ Phát triển Khoa học Công nghệ Quốc gia tài trợ năm 2013 ―Nghiên cứu thiết lập mơ hình phân phối thơng số GIS để mơ dự báo dịng chảy, lan truyền chất nhiễm đề xuất giải pháp qui hoạch quản lý tổng hợp nguồn nước lưu vực sông Cầu‖,Mã số 105.08-2013.02 Học viên xin đƣợc bày tỏ lịng biết ơn chân thành tới Thầy, Cơ giáo khoa Khoa Khí tƣợng – Thủy văn Hải dƣơng học; Bộ mơn Thủy văn tận tình giúp đỡ, truyền đạt kiến thức chuyên môn kỹ thuật suốt trình học tập Cảm ởn gia đình, quan, bạn bè dòng nghiệp cổ vũ, khích lệ tạo điều kiện thuận lợi trình học tập hồn thành luận văn Do thời gian kinh nghiệm hạn chế nên luận văn khơng tránh khỏi thiếu sót, mong nhận đƣợc góp ý Thầy, Cơ bạn để luận văn đƣợc hoàn thiện Học viên Nguyễn Hùng Anh MỤC LỤC DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC HÌNH MỞ ĐẦU CHƢƠNG I: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1.1 Giới thiệu lƣ 1.2 Tổng quan ph 1.3 Tổng quan nghi 1.4 Tổng quan nghiê 1.5 Tổng quan phƣơ 1.6 Tổng quan phƣơ 1.7 Kết luận chƣơng CHƢƠNG II: PHƢƠNG PHÁP TIẾP CẬN BÀI TOÁN PHÂN BỔ NGUỒN NƢỚC MẶT TRÊN LƢU VỰC SÔNG CẦU 2.1 Phƣơng pháp,cô 2.2 Quy trình phân b 2.3 Phƣơng pháp xá 2.4 Quy trình xác đị 2.5 Phân vùng tính t 2.6 Nhu cầu dùng nƣ CHƢƠNG III: KẾT QUẢ PH N Ổ NGUỒN NƢỚC MẶT LƢU VỰC SÔNG CẦU 3.1 Tính tốn lƣợng 3.2 Cân nƣớch 3.3 Tính tốn giá trị 3.4 Xây dựng kịch b KẾT LUẬN&KIẾN NGHỊ TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC Bảng 1.1: Bảng 1.2: k quan trắc trạm lƣu vực Bảng 1.3: điểm đo Bảng 1.4: Bảng 1.5: Bảng 1.6: Bảng 1.7: Bảng 1.8: Bảng 2.1: Bảng 2.2: Bảng 2.3: Bảng 2.4: Bảng 2.5: Bảng 2.6: Bảng 2.7: Cầu 2014 Bảng 2.8: Bảng 3.1: Bảng 3.2: hình Bảng 3.3: Bảng 3.4: Bảng 3.5: tiểu lƣu vực Bảng 3.6: vực Bảng 3.7: Lƣu lƣợng trung bình tháng ứng với tần suất 85, 95% tiểu lƣu vực thuộc lƣu vực sông Cầu 68 Bảng 3.8: Lƣu lƣợng trung bình tháng ứng với tần suất 95% tiểu lƣu vực thuộc lƣu vực sông Cầu 68 Bảng 3.9: Kết tính tốn DCTT 69 Bảng 3.10: Bảng cấp báo động mực nƣớc lũ .72 Bảng 3.11: Lƣợng nƣớc mặt phân bổ cho đối tƣợng sử dụng nƣớc 72 Bảng 3.12: Ký hiệu tên khu dùng nƣớc đƣợc thích nhƣ bảng dƣới đây: 74 Bảng 3.13: Bảng khai báo số liệu đầu vào tính tốn GTKTSDN trồng trọt 78 Bảng 3.14: Bảng ghi khai báo CPSX tính tốn GTKTSDN trồng trọt Bảng 3.15: Bảng 3.16: 79 Khai báo CPSX chăn ni tính tốn GTKTSDN chăn ni 79 Giá trị KTSDN trồng trọt tiểu lƣu vực Thƣợng Cầu .79 Bảng 3.17: Giá trị linh tế sử dụng nƣớc công nghiệp lƣu vực sông Cầu 80 Bảng 3.18: Giá trị kinh tế sử dụng nƣớc nuôi trồng thủy sản 80 Bảng 3.19: Giá trị kinh tế sử dụng nƣớc thuộc tiểu lƣu vực sông Cầu 81 Bảng 3.20: Bảng 3.21: Kết tính tốn lƣợng nƣớcphân bổ năm 2020_Kịch 86 Thứ tự ƣu tiên phân bổ nguồn nƣớc dựa GTKTSDN 89 Bảng 3.22: Kết tính tốn phân bổ nguồn nƣớc lƣu vực sông Cầu đến năm 2020_Kịch 90 Bảng 3.23: So sánh nhu cầu nƣớc lƣợng nƣớc theo kịch phân tiểu lƣu vực 93 Bảng 3.24: So sánh lƣợng nƣớc phân bổ khả đáp ứng nhu cầu nƣớc theo kịch quy hoạch lvs Cầu 93 Bảng 3.25: Thiệt hại kinh tế nƣớc ngành kịch lựa chọn 94 Bảng 3.26: Ma trận lựa chọn phƣơng án qua tiêu chí 98 Hình 1.1: Hình 1.2: Hình 1.3: (Úc) Hình 1.4: độ khác lƣu vực Hình 1.5: Hình 1.6: Hình 1.7: GTKT Hình 2.1: sử dụng nguồn nƣớc phân bổ Hình 2.2: Hình 2.3: Hình 2.4: Hình 2.5: Hình 2.6: vực lƣu vực sông Cầu 2014 Hình 3.1: mƣa Hình 3.2: thuộc lƣu vực sơng Cầu Hình 3.3: Hình 3.4: Hình 3.5: Hình 3.6: Hình 3.7: Hình 3.8: thuộc lƣu vực sông Cầu Hình 3.9: Hình 3.10: KB1 Hình 3.11: Khẳ đáp ứng lƣợng nƣớc thiếu KB1 88 Hình 3.12: Thứ tự ƣu tiên phân bổ nguồn nƣớc dựa GTKTSD 89 Hình 3.13: Lƣợng nƣớc thiếu trƣờng hợp P85% P95% KB2 90 Hình 3.14: Khẳ đáp ứng lƣợng nƣớc thiếu KB2 91 Hình 3.15: Thiệt hại kinh tế nƣớc theo KB ngành sử dụng nƣớc lƣu vực sông Cầu 95 Hình 3.16: Khả đáp ứng nguồn nƣớc kịch tƣơng ứng tần suất nƣớc đến Q 85, 95 96 MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Nƣớc yếu tố việc trì sống hoạt động ngƣời hành tinh Phát triển bền vững khái niệm mới, mà thực đƣợc sử dụng quản lý tài nguyên có khả tái tạo Con ngƣời hồn tồn có khả làm cho phát triển đƣợc bền vững, đảm bảo tài nguyên đáp ứng đƣợc nhu cầu mà không gây phƣơng hại đến việc đáp ứng nhu cầu hệ tƣơng lai, đồng thời giảm thiểu tổn hại tới hệ thống kinh tế - xã hội mơi trƣờng Sơng Cầu có diện tích lƣu vực khoảng 6.030 km², với chiều dài khoảng 290 km chảy qua tỉnh/thành phố(Bắc Kạn, Thái Nguyên, Vĩnh Phúc, Bắc Giang, Bắc Ninh Hà Nội) nên nguồn nƣớc sơng có vai trị quan trọng đến phát triển kinh tế xã hội tỉnh giai đoạn nhƣ tƣơng lai Hiện nay, mâu thuẫn ngành dùng nƣớc, đặc biệt nƣớc dùng cho tƣới phát điện, du lịch, … nảy sinh ngày gay gắt, phức tạp Hiện tại, tài nguyên nƣớc lƣu vực sông hầu nhƣ đƣợc quản lý theo địa giới hành tỉnh mà chƣa c quy định, phƣơng án phân bổ nguồn nƣớc ngành dùng nƣớc, khu vực thƣợng lƣu hạ lƣu tỉnh lƣu vực Nguồn nƣớc sông Cầu không thuộc loại phong phú đứng trƣớc nguy suy thoái số lƣợng nhu cầu nƣớc cho phát triển kinh tế xã hội tỉnh lƣu vực ngày tăng, nên yêu cầu đổi quản lý tài nguyên nƣớc nhằm bƣớc khắc phục tồn tại, nâng cao hiệu tổng hợp tài nguyên nƣớc lƣu vực sông Cầu thiết Vì vậy, việc quy hoạch phân bổ nguồn nƣớc (là nội dung quy hoạch thành phần nằm Thông tƣ số 42/2015/TT-BTNMT Quy định kỹ thuật quy hoạch tài nguyên nƣớc) nhằm đƣa khung lộ trình thực quản lý tổng hợp tài nguyên nƣớc lƣu vực sông Cầu, phục vụ phát triển kinh tế - xã hội cách bền vững tỉnh lƣu vực vùng Bắc Bộ cần thiết Luận văn tập trung nghiên cứu ứng dụng mơ hình WEAP tính tốn cân bằng, phân bổ nguồn nƣớc tới đối tƣợng sử dụng nƣớc lƣu vực sông Tỷ lệ đ p ứng cho ngành KB2 với trƣờng hợp 2020-85% (%) Ngành CN_calo CN_hacau CN_songcong CN_thuongcau CN_trungcau NN_channuoi_calo NN_channuoi_hacau NN_channuoi_thuongcau NN_channuoi_trungcau NN_chanuoi_songcong NN_trongtrot_calo NN_trongtrot_hacau NN_trongtrot_songcong NN_trongtrot_thuong cau NN_trongtrot_trungcau SH_calo SH_hacau SH_songcong SH_thuongcau SH_trungcau TS_calo TS_hacau TS_songcong TS_thuongcau TS_trungcau Tỷ lệ đ p ứng cho ngành KB2 với trƣờng hợp 2020-95% (%) 113 Jan-20 Ngành CN_calo CN_hacau CN_songcong CN_thuongcau CN_trungcau NN_channuoi_calo NN_channuoi_hacau NN_channuoi_thuongcau NN_channuoi_trungcau NN_chanuoi_songcong NN_trongtrot_calo NN_trongtrot_hacau NN_trongtrot_songcong NN_trongtrot_thuong cau NN_trongtrot_trungcau SH_calo SH_hacau SH_songcong SH_thuongcau SH_trungcau TS_calo TS_hacau TS_songcong TS_thuongcau TS_trungcau 114 Jan-20 K t hiệu chỉnh, kiểm định trạm thủy văn thuộc lƣu vực sông Cầu K t hiệu chỉnh trạm Thác Giềng 115 K t kiểm định trạm Thác Giềng 116 K t hiệu chỉnh trạm T n Cƣơng 117 K t kiểm định trạm T n Cƣơng 118 K t hiệu chỉnh trạm Phú Cƣờng 119 K t kiểm định trạm Phú Cƣờng 120 K t hiệu chỉnh trạm Gia Bảy 121 K t kiểm định trạm Gia Bảy 122 Nhu cầu dùng nƣớc hộ, ngành đ n 2020 theo định hƣớng phát triển KTXH lƣu vực sông Cầu Hộ, ngành CN_calo CN_hacau CN_songcong CN_thuongcau CN_trungcau NN_channuoi_calo\bo NN_channuoi_calo\gia cam NN_channuoi_calo\lon NN_channuoi_calo\trau NN_channuoi_hacau\bo NN_channuoi_hacau\gia cam NN_channuoi_hacau\lon NN_channuoi_hacau\trau NN_channuoi_thuongcau\bo NN_channuoi_thuongcau\gia cam NN_channuoi_thuongcau\lon NN_channuoi_thuongcau\trau NN_channuoi_trungcau\bo NN_channuoi_trungcau\gia cam NN_channuoi_trungcau\lon NN_channuoi_trungcau\trau NN_chanuoi_songcong\bo NN_chanuoi_songcong\gia cam NN_chanuoi_songcong\lon NN_chanuoi_songcong\trau NN_trongtrot_calo\Che 123 NN_trongtrot_calo\Lua dong xuan NN_trongtrot_calo\Lua mua NN_trongtrot_calo\Ngo NN_trongtrot_hacau\Lua dong xuan NN_trongtrot_hacau\Lua mua NN_trongtrot_hacau\Ngo NN_trongtrot_songcong\Che NN_trongtrot_songcong\Lua dong xuan NN_trongtrot_songcong\Lua mua NN_trongtrot_songcong\Ngo NN_trongtrot_thuong cau\Che NN_trongtrot_thuong cau\Lua dong xuan NN_trongtrot_thuong cau\Lua mua NN_trongtrot_thuong cau\Ngo NN_trongtrot_trungcau\Che NN_trongtrot_trungcau\Lua dong xuan NN_trongtrot_trungcau\Lua mua NN_trongtrot_trungcau\Ngo SH_calo\nongthon SH_calo\thanhthi SH_hacau\nongthon SH_hacau\thanhthi SH_songcong\nongthon SH_songcong\thanhthi SH_thuongcau\nongthon SH_thuongcau\thanhthi SH_trungcau\nongthon SH_trungcau\thanhthi TS_calo 124 TS_hacau TS_songcong TS_thuongcau TS_trungcau Tổng 125 126 ... bằng, phân bổ nguồn nƣớc tới đối tƣợng sử dụng nƣớc lƣu vực sông Cầu (giai đoạn 2014 quy hoạch đến năm 2020).Vì vậy, đề tài: ? ?Nghiên cứu ứng dụng mơ hình phân bổ nguồn nƣớc mặt phục vụ quản lý tổng. .. TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGUYỄN HÙNG ANH NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MƠ HÌNH PHÂN BỔ NƢỚC MẶT PHỤC VỤ QUẢN LÝ TỔNG HỢP TÀI NGUYÊN NƢỚC LƢU VỰC SÔNG CẦU Chuyên nghành: Thủy văn học Mã số: 60440224... cận toán phân bổ nguồn nƣớc mặt lƣu vực sông Cầu; Chƣơng 3.Kết phân bổ nguồn nƣớc mặt lƣu vực sông Cầu CHƢƠNG I: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1.1 Giới thiệu lƣu vực sông Cầu 1.1.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên