Phân tích kinh tế trên cơ sở luật và chính sách môi trường và ứng dụng vào điều kiện việt nam

LỜI CAM ĐOAN Tôi Nguyễn Sơn Tùng xin cam đoan luận văn “Nghiên cứu giải pháp đảm bảo nhu cầu cấp nước cho hệ thống thủy nông Sông Nhuệ tác động biến đổi khí hậu thị hóa” cơng trình nghiên cứu thân tơi Các kết nghiên cứu kết luận luận văn trung thực, không chép từ nguồn hình thức Việc tham khảo nguồn tài liệu thực trích dẫn ghi nguồn tài liệu tham khảo theo quy định Tác giả luận văn Nguyễn Sơn Tùng i LỜI CẢM ƠN Để hồn thành luận văn thạc sĩ này, xin chân thành cảm ơn PGS.TS Phạm Việt Hòa, người tận tình bảo hướng dẫn tơi thực luận văn Thầy đưa gợi ý giải đáp kịp thời vấn đề vướng mắc mà tơi gặp q trình thực luận văn Qua đây, xin chân thành cảm ơn tập thể anh, chị lớp Cao học 23Q11 nhiệt tình giúp đỡ, cổ vũ động viên tơi q trình thực luận văn Đồng thời, tơi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới anh Vũ Minh Cường, lớp trưởng lớp Cao học 23Q11 nhiệt tình giúp đỡ, hướng dẫn chia sẻ kinh nghiệm q báu việc vận dụng mơ hình thủy lực MIKE 11 vào đề tài Tôi xin chân thành cảm ơn tồn thể thầy Khoa Kỹ thuật tài nguyên nước, Trường Đại học Thủy Lợi truyền đạt cho kinh nghiệm, kiến thức quý báu trình học tập nghiên cứu Lời cuối, xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình, bạn bè, đồng nghiệp, người ln quan tâm động viên, chia sẻ khó khăn q trình hồn thành luận văn Do thời gian kinh nghiệm kiến thức hạn chế nên luận văn khơng tránh khỏi thiếu sót Vì tác giả mong nhận ý kiến đóng góp q báu từ thầy độc giả quan tâm Tác giả Nguyễn Sơn Tùng ii MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH vi DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ix DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT VÀ GIẢI THÍCH THUẬT NGỮ xi MỞ ĐẦU I Tính cấp thiết đề tài: II Mục đích đề tài: III Đối tượng phạm vi nghiên cứu .2 Đối tượng nghiên cứu 2 Phạm vi nghiên cứu .2 IV Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu: Cách tiếp cận .2 Phương pháp nghiên cứu: IV Kết dự kiến đạt được: CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU VÀ VÙNG NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan Biến đổi khí hậu giới Việt Nam Khái niệm Biến đổi khí hậu .5 Biến đổi khí hậu giới .5 Biến đổi khí hậu Việt Nam 10 1.2 Tổng quan q trình thị hóa 13 Khái niệm chung thị hóa (ĐTH) 13 Các q trình thị hóa .14 Tác động tích cực thị hóa 14 Tác động tiêu cực thị hóa 16 Đô thị hóa Hà Nội 16 iii 1.3 Tổng quan lưu vực sông Nhuệ 20 Điều kiện tự nhiên khu vực Hệ thống thủy nông sông Nhuệ 20 Mạng lưới sơng ngịi chế độ thủy văn nguồn nước mặt 25 Đất đai thổ nhưỡng 26 Hiện trạng dân sinh, kinh tế - xã hội hệ thống sông Nhuệ 26 Nhận xét 33 1.4 Hiện trạng vận hành hệ thống thủy nông Sông Nhuệ 34 Hiện trạng công trình 34 Đánh giá chất lượng nước hệ thống 38 Nhận xét 41 1.5 Các nghiên cứu ngồi nước có liên quan đến đề tài 41 Nghiên cứu nước 41 Nghiên cứu nước 43 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CẤP NƯỚC CỦA HỆ THỐNG THỦY NÔNG SÔNG NHUỆ, DƯỚI ẢNH HƯỞNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ ĐƠ THỊ HĨA 45 2.1 Lựa chọn kịch Biến đổi khí hậu 45 2.2 Dự báo ảnh hưởng thị hóa đến nhu cầu nước hệ thống 46 Dự báo phát triển khu công nghiệp 49 Phương hướng phát triển ngành nông nghiệp 50 2.3 Tính tốn nhu cầu nước cho nông nghiệp 52 Tính tốn yếu tố khí tượng thủy văn 53 Chọn thời vụ tính tốn tần suất thiết kế 54 Tính tốn chọn mơ hình thiết kế mưa 54 Lượng bốc mặt ruộng ET0 56 Tính tốn xác định chế độ tưới 57 iv Tính tốn xác định nhu cầu nước cho chăn ni 62 Tính tốn xác định nhu cầu nước cho thuỷ sản 63 Xác định tổng nhu cầu nước cho nông nghiệp 64 2.4 Tính tốn xác định nhu cầu nước cho đối tượng sử dụng nước khác 64 Tính tốn xác định nhu cầu nước cho cơng nghiệp 64 Tính tốn xác định nhu cầu nước cho sinh hoạt: 65 Tính tốn xác định dịng chảy mơi trường 66 2.5 Tính toán xác định tổng nhu cầu nước cho ngành sử dụng nước .67 CHƯƠNG PHÂN TÍCH LỰA CHỌN GIẢI PHÁP CẤP NƯỚC CHO HỆ THỐNG THUỶ LỢI SƠNG NHUỆ DƯỚI TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ ĐƠ THỊ HỐ 70 3.1 Phân tích, lựa chọn giải pháp cơng trình 70 Phân tích, đánh giá khả cấp nước hệ thống 70 Phân tích, đề xuất giải pháp cơng trình 74 Sử dụng MIKE 11 để đánh giá phương án cơng trình 82 3.2 Các giải pháp phi cơng trình .108 TÀI LIỆU THAM KHẢO .114 PHỤ LỤC 116 v DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Diễn biến gia tăng lượng khí CO2 khí [3] Hình 1.2 Đồ thị thể thay đổi xạ tác động với kịch [5] Hình 1.3 Biểu đồ thay đổi nhiệt độ trung bình Trái Đất từ năm 1880 đến năm 2015 [7] Hình 1.4 Sự thay đổi nhiệt độ diễn Trái Đất từ năm 1884 đến năm 2015(NASA) Hình 1.5 Sự ảnh hưởng nước biển dâng đến khu vực Đơng Nam nước Mỹ Hình 1.6 Tuyết rơi phủ kín kim tự tháp Ai Cập (Nguồn: ST) 10 Hình 1.7 Đồ thị diễn biến khuynh hướng gia tăng nhiệt độ trung bình Hà Nội từ năm 1973 đến năm 2008 11 Hình 1.8 Đồ thị dự báo nhiệt độ trung bình Hà Nội đến năm 2050 11 Hình 1.9 Diễn biến mức độ thị hóa giới [14] 13 Hình 1.10 Biểu đồ tỉ lệ dân số đô thị Hà Nội (1986 – 1996) 17 Hình 1.11 Số sở doanh nghiệp có vốn đầu tư nước Hà Nội năm đầu mở cửa 17 Hình 1.12 Hình thái thị hóa Hà Nội qua thời kì 19 Hình 1.13 Quy hoạch chung thủ đô Hà Nội đến năm 2030 tầm nhìn năm 2050 20 Hình 1.14 Tổng quan hệ thống thuỷ lợi Sông Nhuệ 22 Hình 1.15 Quy mơ phát triển ngành cơng nghiệp Thường Tín – Phú Xun 32 Hình 1.16 Hiện trạng lịng dẫn trục sơng Nhuệ (đoạn qua Quận Hà Đơng) 35 Hình 1.22 Diễn biến hàm lượng DO, COD sơng Nhuệ vào mùa khơ [19] 39 Hình 1.23 Diễn biến hàm lượng NH4+, PO43- sông Nhuệ vào mùa khơ [19] 39 Hình 1.24 Ơ nhiễm sông Tô Lịch mùa kiệt đoạn gần đập Thanh Liệt (Nguồn: ST) 40 Hình 2.1 Biểu đồ thay đổi mức tưới cho nông nghiệp theo khu vực 61 Hình 2.2 Diễn biến thay đổi nhu cầu nước ngành sử dụng nước 68 Hình 1.17 Mực nước thấp thượng lưu cống Liên Mạc năm gần 71 Hình 1.18 So sánh mực nước thực tế tháng 1-2 cống Liên Mạc, Hà Đông, Đồng Quan với mực nước thiết kế tưới mùa kiệt 72 Hình 1.19 Mực nước đo tháng - nhiều năm so với mực nước thiết kế tưới đầu vụ cống Liên Mạc 72 vi Hình 1.20 So sánh lưu lượng thực tế lưu lượng yêu cầu thời gian đầu vụ chiêm điểm đo cống Hà Đông 73 Hình 1.21 So sánh lưu lượng thực tế lưu lượng yêu cầu thời gian đầu vụ chiêm điểm đo cống Đồng Quan .73 Hình 3.1 Mơ hình hố mạng sơng với nhánh sơng, điểm cơng trình sơng 84 Hình 3.2 Sơ đồ mô mạng lưới sông Nhuệ đưa vào tính tốn thủy lực .85 Hình 3.3 Quá trình mực nước cống lớn hệ thống từ 11/1/2015 đến 20/1/2015 86 Hình 3.4 Diễn biến lưu lượng cống Liên Mạc từ 11/01/2015 đến 20/1/2015 87 Hình 3.5 Phương pháp thử dần để xác định thơng số mơ hình 88 Hình 3.6 Biểu đồ quan hệ mực nước thực đo tính tốn cống Hà Đơng (K18+180) số Nash đạt 86,38% 89 Hình 3.7 Biểu đồ quan hệ mực nước thực đo tính tốn cống Đồng Quan (K43+600) số Nash đạt 96,21% 89 Hình 3.8 Lưu lượng nước cống Liên Mạc thời gian từ 21/1/2014 đến 30/1/2014 92 Hình 3.9 Diễn biến mực nước cống hệ thống giai đoạn kiểm định từ 21/1/2014 đến 30/1/2014 92 Hình 3.10 Biểu đồ quan hệ mực nước thực đo tính tốn cống Hà Đơng (K18+180) số Nash đạt 88,02% 93 Hình 3.11 Biểu đồ quan hệ mực nước thực đo tính toán cống Đồng Quan (K43+700) số Nash đạt 80,87% 93 Hình 3.12 Lưu lượng đầu mối cống Liên Mạc sau nâng cấp cải tạo với lưu lượng thiết kế lớn đạt 50,75 m3/s 96 Hình 3.13 Kết mơ mực nước, lưu lượng cống Hà Đông so sánh với mực nước thiết kế tưới lưu lượng yêu cầu vụ Chiêm (PA1) .96 Hình 3.14 Kết mơ mực nước, lưu lượng cống Đồng Quan so sánh với mực nước thiết kế lưu lượng yêu cầu tưới vụ Chiêm (PA1) 97 Hình 3.15 Mơ lịng dẫn trục sơng Nhuệ sau nạo vét đồng 98 Hình 3.16 Kết mô mực nước, lưu lượng cống Hà Đông so sánh với mực nước thiết kế lưu lượng yêu cầu tưới vụ Chiêm (PA2) .99 vii Hình 3.17 Kết mô mực nước, lưu lượng cống Đồng Quan so sánh với mực nước thiết kế lưu lượng yêu cầu tưới vụ Chiêm (PA2) 99 Hình 3.18 Quá trình vận hành máy bơm trạm bơm Liên Mạc lưu lượng tiếp nguồn (51,98m3/s) điểm đạt công suất cực đại (70m3/s) 100 Hình 3.19 Kết mơ mực nước, lưu lượng cống Hà Đông so sánh với mực nước thiết kế lưu lượng yêu cầu tưới vụ Chiêm (PA3) 101 Hình 3.20 Kết mô mực nước, lưu lượng cống Đồng Quan so sánh với mực nước thiết kế lưu lượng yêu cầu tưới vụ Chiêm (PA3) 102 Hình 3.21 Kết mô mực nước, lưu lượng cống Hà Đông so sánh với mực nước thiết kế lưu lượng yêu cầu tưới vụ Chiêm (PA4) 103 Hình 3.22 Kết mô mực nước, lưu lượng cống Đồng Quan so sánh với mực nước thiết kế lưu lượng yêu cầu tưới vụ Chiêm (PA4) 104 Hình 3.23 Kết mơ mực nước, lưu lượng cống Hà Đông so sánh với mực nước thiết kế lưu lượng yêu cầu tưới vụ Chiêm (PA5) 105 Hình 3.24 Kết mơ mực nước cống Đồng Quan so sánh với mực nước thiết kế tưới vụ Chiêm (PA5) 106 viii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Đặc trưng kịch bản, mức tăng nhiệt độ so với thời kì sở Bảng 1.2 Các tiêu đánh giá tốc độ tăng trưởng qua thời kì 18 Bảng 1.3 Phân bố diện tích theo cao độ hệ thống 21 Bảng 1.4 Tổng hợp tài liệu trung bình nhiều năm trạm Hà Đơng 24 Bảng 1.5 Dân số cấu dân số 27 Bảng 1.6 Diện tích số loại trồng hệ thống sông Nhuệ năm 2015 28 Bảng 1.7 Số lượng loại vật nuôi khu vực sông Nhuệ 30 Bảng 1.8 Diện tích ni trồng thủy sản khu vực sông Nhuệ 31 Bảng 1.9 Số lượng diện tích Khu, Cụm cơng nghiệp thành phố Hà Nội 32 Bảng 1.10 Hiện trạng kênh trục dẫn nước [15] .36 Bảng 1.11 Mực nước khống chế cơng trình hệ thống [17] 36 Bảng 1.13 Kết phân tích mẫu nước sơng Nhuệ mùa khô mùa mưa 38 Bảng 2.1 Dự báo mức thay đổi nhiệt độ khu vực nghiên cứu thời điểm năm 20302050 so với thời kì 45 Bảng 2.2 Dự báo mức thay đổi lượng mưa ngày khu vực nghiên cứu 46 Bảng 2.3 Dự báo dân số nông thôn, thành thị khu vực 48 Bảng 2.4 Dự báo diện tích khu công nghiệp vùng 50 Bảng 2.5 Dự báo biến đổi diện tích nơng nghiệp .51 Bảng 2.6 Dự báo phát triển ngành chăn nuôi 51 Bảng 2.7 Dự báo phương hướng phát triển diện tích ni trồng thuỷ sản 52 Bảng 2.8 Năm đại diện ứng với tần suất 85% trạm đo khu vực .55 Bảng 2.9 Lượng bốc mặt ruộng ETo cho năm năm 2030-2050 .57 Bảng 2.10 Kết tính tốn lượng bốc mặt ruộng bình quân giai đoạn vụ Chiêm 59 Bảng 2.11 Thời vụ công thức tưới vụ Mùa 59 Bảng 2.12 Thời vụ công thức tưới đậu tương vụ Đông .60 Bảng 2.13 Thời vụ công thức tưới ngô vụ Đông .60 Bảng 2.14 Dự báo thay đổi mức tưới cho nông nghiệp (mm/ha) 61 Bảng 2.15 Dự báo nhu cầu nước ngành chăn nuôi đến năm 2030 2050 62 ix Bảng 2.16 Dự báo nhu cầu nước nuôi trồng thuỷ sản đến năm 2030 – 2050 63 Bảng 2.17 Dự báo nhu cầu sử dụng nước ngành nông nghiệp năm 2030 -2050 64 Bảng 2.18 Dự báo nhu cầu nước cho khu công nghiệp đến năm 2030 -2050 65 Bảng 2.19 Dự báo nhu cầu nước cho sinh hoạt đến năm 2030 - 2050 65 Bảng 2.20 Tổng hợp yêu cầu sử dụng nước cho ngành hệ thống (triệu m3) 67 Bảng 1.12 Giá trị mực nước thấp đo cống Liên Mạc 70 Bảng 3.1 Diễn biến nhu cầu nước đầu vụ chiêm từ 11/1 đến 20/1 (Đơn vị: triệu m3) 75 Bảng 3.2 Thông số thiết kế dự án nạo vét hệ thống thuỷ lợi Sông Nhuệ 77 Bảng 3.3 Thơng số thiết lập cơng trình hệ thống thời đoạn tính tốn 87 Bảng 3.4: Kết tính tốn theo mơ hình so sánh với tài liệu thực đo điểm kiểm tra cống Hà Đông (K18+180) cống Đồng Quan (K43+600) 90 Bảng 3.5 Bộ thông số độ nhám mơ hình sau hiệu chỉnh 91 Bảng 3.6 Kết kiểm định mơ hình so sánh với tài liệu thực đo điểm kiểm tra cống Hà Đông (K18+180) cống Đồng Quan (K43+600) 94 x ... nước ta quốc gia hứng chịu nhiều ảnh hưởng BĐKH toàn cầu Những điều lợi Việt Nam trở thành bất lợi, với bờ biển trải dài từ Bắc vào Nam vấn đề phải đối mặt nước biển dâng lấn sâu vào đất liền, nhấn... tiêu cực sinh vật biển họ vỏ (san hơ) lồi dựa vào chúng Biến đổi khí hậu Việt Nam Theo kết phân tích số liệu khí hậu cho thấy yếu tố khí hậu Việt Nam năm trước có đặc điểm sau [10]: Nhiệt độ:... 70 Phân tích, đánh giá khả cấp nước hệ thống 70 Phân tích, đề xuất giải pháp cơng trình 74 Sử dụng MIKE 11 để đánh giá phương án cơng trình 82 3.2 Các giải pháp phi cơng trình