Nghiên cứu ảnh hưởng của biến đổi khí hậu và phát triển kinh tế xã hội đến khả năng phát điện và cấp nước tưới của hồ thủy điện nam mang 3

LỜI CẢM ƠN Sau thời gian nghiên cứu, đến luận văn thạc sĩ với đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng biến đổi khí hậu phát triển kinh tế - xã hội đến khả phát điện cấp nước tưới hồ thủy điện Nam Mang 3” hoàn thành Trường đại học Thủy lợi Hà Nội với nỗ lực thân giúp đỡ, bảo, hướng dẫn nhiệt tình thầy giáo, cô giáo, đồng nghiệp bạn bè Đặc biệt động viên khuyến khích gia đình Xin chân thành cảm ơn: Ban giám hiệu, Ban chủ nhiệm khoa thầy cô giáo Khoa Kỹ thuật Tài nguyên nước Tác giả xin chân thành cảm ơn thầy, cô giáo Trường đại học Thủy lợi truyền đạt kiến thức, phương pháp nghiên cứu q trình học tập, cơng tác Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới TS Nguyễn Văn Nghĩa PGS.TS Lê Văn Chín người hướng dẫn khoa học trực tiếp, tận tình hướng dẫn tác giả hoàn thành luận văn Cuối cùng, tác giả xin cảm ơn sâu sắc tới người thân gia đình, bạn bè, đồng nghiệp tin tưởng động viên giúp đỡ tác giả suốt q trình học tập hồn thành luận văn Đây lần nghiên cứu khoa học, với thời gian kiến thức có hạn Luận văn chắn tránh khỏi khiếm khuyết, tác giả mong nhận thơng cảm, góp ý chân tình Thầy, Cơ đồng nghiệp để luận văn hoàn thiện Xin chân thành cảm ơn ! Hà nội, ngày tháng Tác giả năm 20 KADITH INTHAVONG i LỜI CAM ĐOAN Tên tác giả: KADITH INTHAVONG Học viên cao học : 25Q21 Người hướng dẫn thứ nhất: TS Nguyễn Văn Nghĩa Người hướng dẫn thứ hai: PGS.TS Lê Văn Chín Tên đề tài luận văn: “Nghiên cứu ảnh hưởng biến đổi khí hậu phát triển kinh tế - xã hội đến khả phát điện cấp nước tưới hồ thủy điện Nam Mang 3” Tác giả xin cam đoan đề tài luận văn làm dựa số liệu, tư liệu thu thập từ nguồn thực tế tác giả thu thập để tính tốn kết quả, từ đưa phân tích đề xuất giải pháp Tác giả không chép luận văn đề tài nghiên cứu trước Hà nội, ngày tháng năm 20 Tác giả KADITH INTHAVONG ii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i LỜI CAM ĐOAN ii MỞ ĐẦU .1 Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu phạm vi nghiêu cứu 3 Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu CHƯƠNG I : TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan thiên tai biển đổi khí hậu 1.1.1 Tình hình thiên tai BĐKH giới 1.1.2 Tình hình thiên tai BĐKH Lào vùng nghiên cứu 1.1.3.Tổng quan ảnh hưởng BĐKH đến nguồn nước chảy tới hồ chứa tỉnh Viêng Chăn 10 1.2 Các nghiên cứu ảnh hưởng BĐKH đến dòng chảy 12 1.2.1 Tổng quan nghiên cứu ảnh hưởng BĐKH giới 12 1.2.2 Tổng quan nghiên cứu ảnh hưởng BĐKH Lào khu vực nghiên cứu 13 1.3 Điều kiện tự nhiên – khí tượng thủy văn, nguồn nước vùng nghiên cứu 14 1.3.1 Vị trí địa lý 14 1.3.2 Đặc điểm địa hình 14 1.3.3 Các yếu tố khí tượng thủy văn 15 1.3.4 Tình hình dân sinh - kinh tế 18 1.4 Kết luận 18 CHƯƠNG 21 HIỆN TRẠNG PHÁT ĐIỆN VÀ CẤP NƯỚC CỦA HỒ CHỨA NAM MANG 3, HUYỆN THULAKHOM, TỈNH VIÊNG CHĂN .21 2.1 Hiện trạng hệ thống cơng trình hồ thủy điện Nam Mang 21 2.1.1 Vị trí cơng trình 21 2.1.2 Tóm tắt đặc trưng thiết kế 21 2.1.3 Nhiệm vụ cơng trình 22 2.2 Tính toán các yếu tố khí tượng thủy văn 23 iii 2.2.1 Mơ hình mưa giai đoạn 1986 -2005 23 2.2.2 Mô hình mưa thời kỳ 25 2.3 Tính toán nhu cầu nước các đối tượng dùng nước hệ thống thời kỳ 26 2.3.1 Tính toán nhu cầu nước cho loại trồng 26 2.3.2 Tính tốn nhu cầu nước cho sinh hoạt .41 2.3.3 Tính tốn nhu cầu nước cho ngành du lịch 42 2.3.4 Tổng hợp nhu cầu dùng nước toàn hệ thống 44 2.4 Tính tốn sơ cân nước hồ chứa nam mang điều kiện 46 2.5 Đánh giá khả phát điện cấp nước hồ thủy điện Nam Mang 49 CHƯƠNG 55 ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA BĐKH VÀ PHÁT TRIỂN KINH TẾ – XÃ HỘI ĐẾN KHẢ NĂNG PHÁT ĐIỆN VÀ CẤP NƯỚC TƯỚI CỦA HỒ THỦY ĐIỆN NAM MANG 55 3.1 Tính tốn nhu cầu nước theo kịch BĐKH chiến lược phát triển kinh tế vùng 55 3.1.1 Lựa chọn kịch BĐKH 55 3.1.2 Lựa chọn kịch BĐKH 56 3.1.3 Tính tốn u cầu dùng nước toàn hệ thống tương lai 58 3.1.4 Tổng hợp nhu cầu dùng nước toàn hệ thống tương lai 65 3.1.5 Ảnh hưởng biến đổi khí hậu đến ngành nơng nghiệp khu vực hồ Nam Mang 66 3.1.6 Ảnh hưởng biến đổi khí hậu phát triển kinh tế - xã hội đến nhu cầu nước tương lai 67 3.2 Tính tốn nguồn nước đến 68 3.2.1 Mục đích 68 3.2.2 Lựa chọn phương pháp tính tốn 68 3.2.3 Tính tốn theo phương pháp quan hệ mưa ~ dòng chảy 71 3.2.4 Tính tốn lượng bốc thiết kế .76 iv 3.3 Đánh giá ảnh hưởng BDKH đến khả cấp nước hồ Nam Mang 79 3.3.1.Tính tốn cân nước thời kỳ 2019 - 2030 79 3.3.2 Tính tốn cân nước thời kỳ 2031 - 2050 81 3.4 Đánh giá ảnh hưởng BDKH đến khả phát điện hồ Nam Mang 83 3.5 Đề xuất giải pháp cơng trình phù hợp ứng phó với ảnh hưởng BĐKH 85 3.6 Đề xuất giải pháp phi cơng trình hợp lý ứng phó với ảnh hưởng BĐKH 85 KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ 87 I Kết luận 87 II Kiến nghị 88 III Định hướng nghiên cứu 89 PHỤ LỤC TÍNH TOÁN 91 v DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2.1 Vị trí tỉnh Viêng Chăn, Laos 14 Hình 2.2 Vị trí hồ Nam Mang 3, tỉnh Viêng Chăn 21 Hình 3.1: Sơ đồ mơ mơ hình MIKE NAM 72 vi DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Mức thay đổi kịch nhiệt độ lượng mưa tính đến 2030 19 Bảng 1.2 Mức thay đổi kịch nhiệt độ lượng mưa tính đến 2050 20 Bảng 2.1: Nhiệt độ trung bình tháng năm trạm Viêng Chăn 16 Bảng 2.2 Bốc trung bình tháng nhiều năm trạm khí tượng Viêng Chăn 16 Bảng 2.3 Độ ẩm khơng khí trung bình tháng nhiều năm Viêng Chăn 16 Bảng 2.4 Số nắng trung bình tháng nhiều năm trạm Viêng Chăn 17 Bảng 2.5 Tốc độ gió bình qn tháng nhiều năm – trạm Viêng Chăn 17 Bảng 2.6 Các thông số thiết kế hồ chứa nước 22 Bảng 2.7 Các thông số trạng đập 22 Bảng 2.8 Các thông số cống lấy nước 22 Bảng 2.9 Kết tính tốn thơng số thống kê X , Cv,Cs 23 Bảng 2.10 Bảng thống kê chọn mơ hình mưa đại diện ứng với thời vụ 24 Bảng 2.11a: Mơ hình mưa vụ chiêm ứng với tần suất thiết kế P=85% thời kỳ 1986 -2005 25 Bảng 2.11b Mơ hình mưa vụ mùa ứng với tần suất thiết kế P=85% 25 Bảng 2.11c Bảng tổng hợp mưa theo tháng thiết kế thời kỳ (1986–2005) ứng với tần suất P=85% 25 Bảng 2.12b Mơ hình mưa vụ mùa ứng với tần suất thiết kế P=85% thời kỳ 26 Bảng 2.12c Bảng tổng hợp mưa theo tháng thiết kế ứng với tần suất P=85% thời kỳ 26 Bảng 2.14 Thời vụ trồng 34 Bảng 2.15 Diện tích phục vụ Hồ 34 Bảng 2.16 Độ ẩm đất canh tác 34 Bảng 2.17 Thời kỳ sinh trưởng hệ số trồng lúa 34 Bảng 2.18 Thời kỳ hệ số trồng trồng cạn 35 Bảng 2.19 Chiều sâu rễ trồng cạn 35 Bảng 2.20 Chỉ tiêu lý đất 35 Bảng 2.21 Cơ cấu trồng thời kỳ 36 Bảng 2.22 Cơ cấu trồng thời kỳ 36 vii Bảng 2.23 Số liệu khí tượng 38 Bảng 2.24 Tổng hợp mức tưới cho lúa vụ chiêm 38 Bảng 2.25 Mức tưới cho lúa mùa 38 Bảng 2.26 Mức tưới cho Ngô 39 Bảng 2.27 Mức tưới cho Lạc 39 Bảng 2.28 Tổng hợp nhu cầu nước cho loại trồng 39 Bảng 2.29 Tổng hợp nhu cầu nước cho nông nghiệp thời kỳ 40 Bảng 2.30 Tổng hợp nhu cầu nước cho loại trồng 40 Bảng 2.31 Tổng hợp nhu cầu nước cho nông nghiệp thời kỳ 41 Bảng 2.32 Bảng kết yêu cầu nước cho sinh hoạt (103m3) 42 Bảng 2.33 Bảng kết yêu cầu nước cho sinh hoạt (103m3) 42 Bảng 2.34 Bảng kết yêu cầu nước cho ngành du lịch 43 Bảng 2.35 Bảng kết yêu cầu nước cho ngành du lịch 44 Bảng 2.36 Bảng kết tổng hợp yêu cầu dùng nước mặt ruộng hệ thống thời kỳ 44 Bảng 2.37 Bảng kết tổng hợp yêu cầu dùng nước mặt ruộng hệ thống thời kỳ 45 Bảng 2.38 Bảng kết tổng hợp yêu cầu dùng nước cơng trình đầu mối tồn hệ thống thời kỳ 46 Bảng 2.39 lưu lượng nước đến 46 Bảng 2.40 tần suất kinh nghiệm 47 Bảng 2.41 Xác định tần suất nước đến theo mùa năm năm thủy văn 47 Bảng 2.42 Xác định lưu lượng nước năm thiết kế: 48 Bảng 2.43a Tính tốn cân nước sơ thời kỳ – hồ Nam mang 48 Bảng 2.43b Tính tốn cân nước sơ thời kỳ – hồ Nam mang 49 Bảng 2.44 Quan hệ cao trình dung tích hồ, diện tích hồ 50 Bảng 2.45 Tính tốn thủy lập sau: 51 Bảng 2.46 Điện lượng (Eo), thời gian gián đoạn cấp nước ứng với số liệu thực tế 53 Bảng 3.1: Mức tăng nhiệt độ trung bình (°C) so với thời kỳ 1986-2005 vùng khí hậu Lào theo kịch phát thải trung bình cao RCP6.0 56 Bảng 3.2: Nhiệt độ Hồ Nam Mang năm tương lai theo kịch phát thải viii trung bình cao RCP 6.0 (°C) 57 Bảng 3.3: Mức thay đổi lượng mưa (%) so với thời kỳ 1986-2005 vùng khí hậu Lào theo kịch phát thải trung bình cao RCP 6.0 57 Bảng 3.4 : Lượng mưa tương lai theo kịch phát thải trung bình cao RCP 6.0 58 Bảng 3.5: Tổng hợp nhu cầu nước cho loại trồng cho giai đoạn 2019 - 2030 59 Bảng 3.6 Cơ cấu sử dụng đất giai đoạn 2019 – 2030 59 Bảng 3.7a Bảng kết tổng hợp yêu cầu dùng nước mặt ruộng hệ thống giai đoạn 2019 – 2030 ảnh hưởng BĐKH 59 Bảng 3.7b Bảng kết tổng hợp yêu cầu dùng nước mặt ruộng hệ thống giai đoạn 2019 – 2030 ảnh hưởng phát triển kinh tế xã hội 60 Bảng 3.7c Bảng kết tổng hợp yêu cầu dùng nước mặt ruộng hệ thống giai đoạn 2019 – 2030 ảnh hưởng BĐKH phát triển kinh tế xã hội 60 Bảng 3.8 Bảng tổng hợp yêu cầu dùng nước mặt ruộng hệ thống giai đoạn 2031 – 2050 61 Bảng 3.9 Cơ cấu sử dụng đất giai đoạn 2031 – 2050 61 Bảng 3.10a Bảng kết tổng hợp yêu cầu dùng nước mặt ruộng hệ thống giai đoạn 2031 – 2050 ảnh hưởng BĐKH 62 Bảng 3.10b Bảng kết tổng hợp yêu cầu dùng nước mặt ruộng hệ thống giai đoạn 2031 – 2050 ảnh hưởng phát triển kinh tế xã hội 62 Bảng 3.10c Bảng kết tổng hợp yêu cầu dùng nước mặt ruộng hệ thống giai đoạn 2031 – 2050 ảnh hưởng BĐKH phát triển kinh tế xã hội 63 Bảng 3.11: Bảng kết yêu cầu nước cho sinh hoạt thời kỳ 2019 - 2030 (103 m3) 64 Bảng 3.12: Bảng kết yêu cầu nước cho ngành du lịch thời kỳ 2018 - 2030 (103 m3) 64 Bảng 3.13: Bảng kết yêu cầu nước cho sinh hoạt thời kỳ 2050 (103 m3) 64 Bảng 3.14: Bảng kết yêu cầu nước cho ngành du lịch thời kỳ 2050 (103 m3) 65 Bảng 3.15: Bảng kết tổng hợp yêu cầu dùng nước toàn hệ thống thời kỳ 2019 2030 65 Bảng 3.16: Bảng kết tổng hợp yêu cầu dùng nước cơng trình đầu mối tồn hệ thống tác động BĐKH phát triển kinh tế thời kỳ 2019 – 2030 65 ix Bảng 3.17: Kết tổng hợp yêu cầu dùng nước toàn hệ thống thời kỳ 2031 - 2050 66 Bảng 3.18: Bảng kết tổng hợp yêu cầu dùng nước cơng trình đầu mối tồn hệ thống tác động BĐKH phát triển kinh tế thời kỳ 2031 – 2050 66 Bảng 3.19: Mức tăng nhu cầu nước loại trồng tương lai so với thời kỳ 67 Bảng 3.20: Mức tăng nhu cầu nước ngành tương lai so với thời kỳ 68 Bảng 3.21 Phân phối dịng chảy trung bình tháng theo kịch bảng RCP6.0 75 Bảng 3.22 Phân phối bốc mặt nước hồ chứa nước Nam Mang 78 Bảng 3.23 Bảng phân phối bốc phụ thêm theo tháng có hồ chứa 79 Bảng 3.24 Phân phối dòng chảy năm thiết kế thời kỳ 2019 - 2030 79 Bảng 3.25 Lượng nước yêu cầu hệ thống theo tháng 79 Bảng 3.26a Xác định lượng nước thiếu chưa tính tổn thất cho thời kỳ 2019 – 2030 80 Bảng 3.26b Xác định lượng nước thiếu chưa tính tổn thất cho thời kỳ 2019 – 2030 81 Bảng 3.27 Phân phối dòng chảy năm thiết kế thời kỳ 2031 - 2050-kịch RCP6.0 81 Bảng 3.28 Lượng nước yêu cầu hệ thống theo tháng-kịch RCP-6.0 82 Bảng 3.29a Xác định lượng nước thiếu chưa tính tổn thất cho thời kỳ 2031 – 2050 82 Bảng 3.29b Xác định lượng nước thiếu chưa tính tổn thất cho thời kỳ 2031 – 2050 83 Bảng 3.30 Bảng so sánh điện lượng (Eo) khả cấp nước ứng với kịch biến đổi khí hậu tính đến 2030-kịch 6.0 83 Bảng 3.31 Bảng so sánh điện lượng (Eo) khả cấp nước ứng với kịch biến đổi khí hậu tính đến 2050-kịch 6.0 84 Bảng 3.32: Bảng tổng hợp thơng số tính tốn ứng với thời kỳ 84 x lượng bốc trung bình nhiều năm tính: Z0 = X – Y (3-16) Trong : Z0 - lượng bốc bình quân mặt lưu vưc (mm) Xo - lượng mưa bình quân nhiều năm: X0 = 1594,0 (mm) Yo - lượng dịng chảy bình qn nhiều năm: Y0 = 686,16 (mm) - Thay giá trị vào công thức (3.12) ta được: Z0 = 1594,00 – 686,16 = 907,84 (mm) - Lượng bốc mặt lưu vực ứng với tần suất tính tốn hiệu chỉnh hệ số KP tương ứng lượng bốc đo ống Piche (2) Xác định bốc mặt nước Zn: - Theo tài liệu trạm khí tượng Viêng Chăn lượng bốc mặt đất khu vực đo ống Piche cho bảng 2.2 chương - Từ số liệu bảng 2.2 ta tính lượng bốc mặt nước theo công thức sau: Zn = Kc Kn Zp (3-17) Trong đó: Kc: hệ số hiệu chỉnh chuyển từ bốc đo ống Piche sang bốc đo thùng đặt vườn khí tượng, Kc xác định thí nghiệm, Theo số liệu thí nghiệm khu vực Kc = 1,2 Kn : hệ số hiệu chỉnh chuyển từ bốc đo thùng đặt vườn khí tượng sang bốc đo thùng đặt bè, Kn xác định theo kết thí nghiệm, Kn= 1,2  1,3 Zp : Lượng bốc năm trung bình nhiều năm(mm) Ta có: Zp= 689,9(mm) Chọn Kn = 1,25 Thay vào công thức ta xác định lượng bốc mặt nước: Zn = Kc Kn Zp = 1,2 1,25 689,9 = 1034,89(mm) Để xác định mơ hình phân phối bốc mặt nước cho hồ chứa Nam Mang 3, mượn dạng phân phối bốc tháng trung bình nhiều năm trạm Viêng Chăn cách thu phóng với hệ số: K = Zn/Zp = 1,5 77 Bảng 3.22 Phân phối bốc mặt nước hồ chứa nước Nam Mang Đơn vị: mm Tháng 10 11 12 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) ZP (mm) 54.3 74.2 105.6 87.8 58.0 55.0 47.2 39.4 39.6 40.8 43.9 44.3 Zn (mm) 81.4 111.4 158.4 131.6 86.9 82.4 70.8 59.0 59.5 61.1 65.8 66.5 Tổng lượng bốc mặt nước hồ Nam Mang 3: 1034.89 (mm) (3) Xác định lượng bốc thiết kế xây dựng hồ chứa Hồ chứa nước Nam Mang tỉnh Viêng Chăn nằm vùng nghiên cứu huyện Thulakhom có: + Lượng mưa TBNN: 1,594.063 mm, + Lượng mưa năm cao : 2,190.00 mm + Lượng mưa năm thấp nhất: 1,060.00 mm Lượng mưa phân phối không năm, chủ yếu tập trung vào tháng mùa mưa từ tháng đến tháng 10, chiếm từ 95% lượng mưa năm; số cịn lại vào mùa khơ từ tháng 11 đến tháng năm sau Lượng mưa trung bình năm có chiều hướng giảm dần từ Bắc xuống Nam Trên bề mặt lưu vực gồm loại bốc hơi: bốc mặt nước Zn, bốc mặt đất Zđ, bốc qua thảm phủ thực vật Zl Bốc tổng hợp lưu vực gồm tất loại bốc trên, Khi xây dựng hồ chứa, phần diện tích mặt hồ bị ngập nước có thêm tổn thất nước chênh lệch bốc mặt nước bốc lưu vực Chênh lệch bốc tính bằng: Z = ΣZn – Z0 (mm) (3-18) Trong đó: Z - lượng bốc phụ thêm sau có hồ chứa, hồ chứa làm tăng diện tích mặt thống nên lượng bốc tăng lên (mm) ΣZn - tổng lượng bốc mặt nước, từ bảng 3.17 ta có: ΣZn = 1034.89 (mm) Z0 - lượng bốc bình quân mặt lưu vưc: Z0 = 907,84(mm) - Thay số liệu vào công thức (3.14) ta được: Z = 1034,89 – 907,84 = 127,05(mm) (4) Xác định mơ hình phân phối bốc thiết kế năm (Z ~ t)TK: 78 Trong tính tốn thuỷ văn thường lấy mơ hình bốc đo ống Piche làm mơ hình đại biểu để xác định mơ hình bốc thiết kế cho lượng bốc nước bốc mặt lưu vực Phân phối bốc (Z ~ t)TK xác định cách mượn tỷ lệ phân phối với trình thu phóng theo hệ số sau: 𝐾= 𝛥𝑍 = 𝑍𝑛 127.05 = 0.123 Từ ta có kết tính tốn bảng 3.18 1034.89 Bảng 3.23 Bảng phân phối bốc phụ thêm theo tháng có hồ chứa Tháng Z Tháng 6.66 9.11 12.96 10.77 7.11 6.75 Z 5.80 10 11 12 4.83 4.87 5.00 5.38 5.44 3.3 Đánh giá ảnh hưởng BDKH đến khả cấp nước hồ Nam Mang Trên sở số liệu kịch biến đổi khí hậu, áp dụng mơ hình MIKE NAM để tính tốn phân phối dịng chảy từ năm 2016 đến 2050 Từ xác định năm thủy văn điển hình tương ứng 3.3.1.Tính toán cân nước thời kỳ 2019 - 2030 3.3.1.1 Xác định lượng nước đến, lượng nước yêu cầu thời kỳ 2019 - 2030 Từ chuối dòng chảy từ 2005-2030, tiến hành xác định năm kiệt thiết kế Kết tính tốn dịng chảy năm thời kỳ 2019 - 2030 ứng với tần suất thiết kế sau: Bảng 3.24 Phân phối dòng chảy năm thiết kế thời kỳ 2019 - 2030 Tháng 10 11 12 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) Số ngày 31 28 31 30 31 30 31 31 30 31 30 31 Q (m3/s) 0.39 0.17 0.64 2.19 4.73 6.06 7.45 8.82 5.11 1.12 0.43 0.26 1.05 0.40 1.71 5.67 12.67 15.71 19.94 23.61 13.25 3.00 1.10 0.70 Wq (106m3) Bảng 3.25 Lượng nước yêu cầu hệ thống theo tháng Tháng 10 11 12 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) 31 30 31 30 31 31 30 31 30 31 0.23 0.84 3.70 3.13 1.76 0.72 1.52 1.62 1.17 2.08 Số ngày Wq (106m3) 31 1.13 28 0.23 79 3.3.1.2 Tính toán xác định lượng nước thiếu thời kỳ 2019 - 2030 Do cơng trình thiết kế xây dựng nên MNDBT MNC khơng thay đổi, dung tích hữu ích coi không đổi Bảng 3.26a Xác định lượng nước thiếu chưa tính tổn thất cho thời kỳ 2019 – 2030 (Khi chưa xét đến nhu cầu nước phát điện) Tháng (theo năm thủy lợi) (1) 10 11 12 Tổng Trong đó: Số ngày Lượng nước đến WQ (106m3) Lượng nước yêu cầu Wq (106m3) Lượng nước cấp WQ- Wq (106m3) Lượng nước trữ WQ- Wq (106m3) (2) (3) (4) (5) (6) 30 31 31 30 31 30 31 31 28 31 30 31 15.71 19.94 23.61 13.25 1.1 0.7 1.05 0.4 1.71 5.67 12.67 3.13 1.76 0.72 1.52 1.62 1.17 2.08 1.13 0.23 0.23 0.84 3.70 12.58 18.18 22.89 11.73 1.38 98.81 18.14 82.21 0.07 1.38 0.08 0.17 1.48 4.83 8.97 1.53 Cột (1): Thứ tự tháng Cột (2): Số ngày tháng Cột (3): Tổng lượng nước đến tháng lấy theo bảng (106m3) Cột (4): Tổng lượng nước dùng tháng (106m3) Cột (5): Lượng nước cấp từ hồ chứa hàng tháng (106m3) Cột (6): Lượng nước trữ vào hồ chứa hàng tháng (106m3) Dựa vào bảng thấy rằng, tổng giá trị lượng nước cấp (cột 5) nhỏ dung tích hữu ích (Vhi=44.5 triệu m3) khơng thiếu nước để cấp cho sinh hoạt+nông nghiệp du lịch có biến đổi khí hậu 80 Bảng 3.26b Xác định lượng nước thiếu chưa tính tổn thất cho thời kỳ 2019 – 2030 (Khi xét đến nhu cầu nước phát điện) Tháng (năm thủy lợi) Số ngày Lượng nước đến WQ (106m3) Lượng nước yêu cầu Wq (106m3) Lượng nước cấp WQ- Wq (106m3) Lượng nước trữ WQ- Wq (106m3) (1) (2) (3) (4) (5) (6) 30 31 31 30 31 30 31 31 28 31 30 31 15.71 16.93 1.22 19.94 20.73 0.79 23.61 24.21 0.60 13.25 22.89 9.64 12.88 9.88 1.1 6.07 4.97 0.7 5.79 5.09 1.05 7.45 6.40 0.4 8.52 8.12 1.71 10.15 8.44 5.67 10.16 4.49 12.67 9.83 10 11 12 Tổng Khi xét đến 2.84 98.81 155.59 2.84 59.62 nhu cầu nước cho phát điện khơng đảm bảo gần nă (trừ tháng 5) Lượng nước thiếu nhiều để đảm bảo yêu cầu phát điện Do đó, nguồn điện bị thiếu phải phủ bù nhà máy phát điện khác 3.3.2 Tính tốn cân nước thời kỳ 2031 - 2050 3.3.2.1 Xác định lượng nước đến, lượng nước yêu cầu thời kỳ 2031 - 2050 Từ lượng mưa thời kỳ 2031 - 2050 xác định theo kịch RCP6.0 tác giả tính tốn dịng chảy năm thiết kế cho thời kỳ 2031 - 2050 thơng qua mơ hình mưa dịng chảy phương pháp nêu mục 3.2.4 Kết tính tốn dịng chảy năm thời kỳ 2031 - 2050 ứng với tần suất thiết kế sau: Bảng 3.27 Phân phối dòng chảy năm thiết kế thời kỳ 2031 - 2050-kịch RCP6.0 Tháng Số ngày 31 28 Wp(106m3) 1.07 0.41 10 11 12 31 30 31 30 31 31 30 31 30 31 1.75 5.80 12.98 14.93 18.95 22.44 12.59 3.07 1.13 0.71 81 Bảng 3.28 Lượng nước yêu cầu hệ thống theo tháng-kịch RCP-6.0 Tháng Số ngày 31 1.34 Wp (106m3) 10 11 12 28 31 30 31 30 31 31 30 31 30 31 0.26 0.25 0.90 3.94 3.34 1.87 0.77 1.90 2.01 1.41 2.37 3.3.2.2 Tính toán xác định lượng nước thiếu thời kỳ 2031 - 2050 Cách xác định lượng nước thiếu cho thời kỳ 2031 - 2050 tương tự cách xác định lượng nước thiếu cho thời kỳ 2019 - 2030 Kết tính tốn cho thời kỳ 2031 2050 thể bảng 3.29 Bảng 3.29a Xác định lượng nước thiếu chưa tính tổn thất cho thời kỳ 2031 – 2050 (khi chưa xét đến yêu cầu dùng nước phát điện) Tháng (theo năm thủy lợi) Số ngày Lượng nước đến WQ (106m3) Lượng nước yêu cầu Wq (106m3) Lượng nước cấp WQ- Wq (106m3) Lượng nước trữ WQ- Wq (106m3) (1) (2) (3) (4) (5) (6) 30 14.93 3.34 11.59 31 18.95 1.87 17.08 31 22.44 0.77 21.67 30 12.59 1.90 10.69 10 31 3.07 2.01 1.06 11 30 1.13 1.41 0.28 12 31 0.71 2.37 1.66 31 1.07 1.34 0.27 28 0.41 0.26 0.15 31 1.75 0.25 1.50 30 5.8 0.90 4.90 31 12.98 3.94 9.04 Tổng 95.83 20.36 77.67 2.21 Như xét cho thời kỳ 2031 – 2050, với dung tích hữu ích có lượng nước tích lượng nước cấp cho ngành nơng nghiệp+du lịch+sinh hoạt hồn 82 tồn đáp ứng dù có xét đến kịch biến đổi khí hậu Bảng 3.29b Xác định lượng nước thiếu chưa tính tổn thất cho thời kỳ 2031 – 2050 (khi có xét đến yêu cầu dùng nước phát điện) Tháng (theo năm thủy lợi) Số ngày (1) (2) Lượng nước đến WQ (106m3) Lượng nước yêu cầu Wq (106m3) Lượng nước cấp WQ- Wq (106m3) Lượng nước trữ WQ- Wq (106m3) (3) 14.93 18.95 22.44 12.59 3.07 1.13 0.71 1.07 0.41 1.75 5.8 12.98 (4) 16.93 20.73 24.21 22.89 12.88 6.07 5.79 7.45 8.52 10.15 10.16 9.83 (5) (6) 2.00 1.78 1.77 10.30 9.81 4.94 5.08 6.38 8.11 8.40 4.36 30 31 31 30 10 31 11 30 12 31 31 28 31 30 31 3.15 Tổng 95.83 155.59 3.15 62.91 Như vậy, dựa vào bảng 3.29b cho thấy gần tất tháng lượng nước đến không đủ để đáp ứng nhu cầu dùng nước cho phát điện Do đó, nguồn điện bị thiếu phải phủ bù nhà máy phát điện khác 3.4 Đánh giá ảnh hưởng BDKH đến khả phát điện hồ Nam Mang Như nêu chương 2, để đánh giá ảnh hưởng BĐKH đến sản lượng điện khả cấp nước, tiến hành tính tốn thủy cho chuỗi dòng chảy năm từ 2005 đến 2030 chuỗi từ 2005 đến 2050 Kết tính toán chi tiết thể phụ luc Kết tổng hợp thể bảng sau: Bảng 3.30 Bảng so sánh điện lượng (Eo) khả cấp nước ứng với kịch biến đổi khí hậu tính đến 2030-kịch 6.0 Trường hợp tính tốn Ưu tiên cấp nước Ưu tiên phát điện Nlm (MW) Điện lượng Eo (106kWh) 40 151.887 40 155.700 83 Gián đoạn cấp nước Lượng nước thiếu 13% -8% 60% -38% Tính tốn tương tự cho kịch tính đến năm 2050, kết thu bảng sau: Bảng 3.31 Bảng so sánh điện lượng (Eo) khả cấp nước ứng với kịch biến đổi khí hậu tính đến 2050-kịch 6.0 Trường hợp Điện lượng Eo Gián đoạn cấp Lượng nước tính tốn Nlm (MW) (10 kWh) nước thiếu Ưu tiên cấp 14% -9% nước 40 140.705 Ưu tiên phát 40 142.396 65% -41% điện Bảng kết tổng hợp thông số trạm thủy điện cho thời kỳ: tại, xét đến 2030, xét đến 2050 thể bảng 3.32 sau đây: Bảng 3.32: Bảng tổng hợp thơng số tính tốn ứng với thời kỳ Thời kỳ 2030 (RCP6.0) Thời kỳ Hiện Thông số Mực nước dâng, MNDBT Đơn vị m Thời kỳ 2050 (RCP6.0) Đảm bảo tưới Tối đa phát điện Đảm bảo tưới Tối đa phát điện Đảm bảo tưới Tối đa phát điện 750 750 750 750 750 750 m 750 750 750 750 750 750 Dung tích tồn phần, Vtp triệu m3 49.431 49.431 49.431 49.431 49.431 49.4309 Dung tích chết, Vc triệu m3 5.262 5.262 5.262 5.262 5.262 5.2617 Dung tích hữu ích, Vhi triệu m3 44.169 44.169 44.169 44.169 44.169 44.1692 Công suất lắp máy, Nlm MW 40 40 40 40 40 40 - 2 2 2 Điện trung bình nhiều năm, Eo triệu kWh 182.084 193.759 151.887 155.700 140.705 142.396 Điện mùa mưa, Emm triệu kWh 76.476 85.808 72.511 89.871 65.267 86.455 Điện mùa khô, Emk triệu kWh 105.608 107.951 79.375 65.829 75.438 55.941 Số sử dụng công suất lắp máy, hNlm 4,552 4,844 3,797 3,892 3,518 3,560 Cột nước lớn nhất, Hmax m 543.94 543.94 543.94 543.94 543.94 543.94 Cột nước, Hmin m 508.19 508.19 14 14 14 14 Cột nước trung bình, Htb m 541.66 539.66 540.92 538.41 540.63 537.71 Cột nước tính tốn, Htt m 508.19 508.19 508.19 508.19 508.19 508.19 Công suất tối thiểu, Nmin MW 6 6 6 Lưu lượng tối thiểu, Qmin m3/s 1.28 1.28 1.28 1.28 1.28 1.28 Lưu lượng lớn qua nhà máy, Qtđmax m3/s 9.140 9.140 9.140 9.140 9.140 9.140 hệ số công suất, k - 8.61 8.61 8.61 8.61 8.61 8.61 Cao trình lắp máy, Zlm m 206.00 206.00 206.00 206.00 206.00 206.00 Lưu lượng xả max, Qxa_max m3/s 18.195 13.495 18.095 13.495 18.095 13.495 Tần suất thời đoạn thiếu, P% % 8.33% 44.44% 12.82% 60.26% 14.13% 65.40% triệu m3 -0.360 -16.82 -0.448 -22.626 -0.519 -24.013 % -7.54% -28.4% -8.2% -38.3% -8.98% -40.61% Mực nước chết, MNC Số tổ máy, Ztm Lượng nước thiếu Tần suất lượng nước thiếu P% 84 Kết tính tốn thủy cho thấy, kịch tính đến 2030 2050 chênh lệch sản lượng điện nhiều giảm nhiều so với thời kỳ Mặt khác trường hợp ưu tiên cấp nước tối ưu phát điện sản lượng điện chênh lệch không nhiều tỉ lệ thời gian gián đoạn cấp nước xét đến nhu cầu phát điện tăng lên đáng kể (gần gấp lần) Như vậy, phủ Lào cần có phương án bổ sung huy động điện từ nguồn khác để đáp ứng nhu cầu dùng điện thiếu hụt nguồn nước đến 3.5 Đề xuất các giải pháp công trình phù hợp ứng phó với ảnh hưởng BĐKH - Giải pháp kiên cố hóa kênh mương nhằm giảm tổn thất nước vận chuyển từ hồ đến đối tượng dùng nước; - Giải pháp ưu tiên giải pháp xây dựng hệ thống quan trắc, hệ thống cảnh báo sớm nhằm giảm thiệt hại thiên tai gây cho vùng hưởng lợi; - Nâng cấp, sửa chữa cải tạo hệ thống đóng mở điều tiết hồ chứa, chống thẩm lậu cơng trình; - Bổ sung tràn cố bảo vệ cơng trình mùa mưa lũ; - Kênh mương thuộc hệ thống hồ Nam Mang cần làm tràn bên rãnh thoát nước bên kênh để tiêu thoát nước lũ (vùng núi); - Bố trí thiết bị đo nước cửa lấy nước bước trang bị đầy đủ, đại hóa trang thiết bị phục vụ công tác quản lý hồ chứa; - Cần phát huy hiệu làm việc hồ chứa Nam Mang 3, đồng thời xây dựng thêm nhiều hồ chứa khác để điều tiết, điều hòa phân phối nước Tạo thành hệ thống liên hồ nhằm đáp ứng yêu cầu cấp nước đề làm việc tốt điều kiện biến đổi khí hậu 3.6 Đề xuất giải pháp phi cơng trình hợp lý ứng phó với ảnh hưởng BĐKH Dưới tác động biến đổi khí hậu tới Lào nói chung hệ thống thủy lợi hồ Nam Mang 3, tỉnh Viêng Chăn nói riêng, giải pháp phi cơng trình đề xuất để ứng phó trước tình hình thời tiết diễn theo dự báo, tác động tới hệ thống hồ chứa Nam Mang vùng hưởng lợi - Nâng cao nhận thức người dân việc sử dụng bảo vệ cơng trình đầu mối hạng mục hệ thống; 85 - Thường xuyên khảo sát, cảnh báo khu vực vùng hưởng lợi có nguy xảy lũ qt, để có giải pháp thích hợp bảo vệ dân cư sản xuất Ngoài giải pháp cảnh báo sớm, giải pháp quan trọng: - Ưu tiên áp dụng công nghệ tưới cục tiết kiệm nước áp dụng tốt biện pháp giữ ẩm, giữ nước; - Tập trung công tác trồng, quản lý bảo vệ phát triển rừng đầu nguồn, nâng cao độ che phủ khu rừng phòng hộ, rừng đầu nguồn để giữ nước, giữ ẩm, chống xói mịn góp phần bảo vệ cải tạo đất; - Tăng cường công tác điều tra bản: đo đạc thuỷ văn, khảo sát chất lượng nước, địa hình, địa chất; - Quản lý yêu cầu dùng nước ngành, lập thực kế hoạch phân phối nước khoa học, hợp lý hệ thống điều kiện biến đổi khí hậu nhằm giảm nhu cầu cấp nước từ hệ thống hồ chứa; - Cần thiết lập đầy đủ, bổ sung hồn chỉnh quy trình vận hành quản lý điều tiết hệ thống thủy lợi hồ Nam Mang như: quy trình vân hành Hồ, đập dâng, hệ thống cống, kênh mương…và có kiểm tra, giám sát thường xuyên; - Tăng cường nguồn nước cung cấp, giữ nước, chuyển đổi cấu trồng, ưu tiên giống trồng chịu hạn tiết kiệm nước; - Quan trắc, kiểm tra, giám sát trạng thái, kết cấu thông số chủ yếu hệ thống hồ chứa, để đánh giá lực hoạt động cơng trình, phát kịp thời hư hỏng, có kế hoạch sửa chữa phù hợp, kịp thời đảm bảo cho công trình thuộc hệ thống hồ chứa nước Nam Mang hoạt động bình thường điều kiện BĐKH; - Lập sổ tay vận hành hồ chứa sách an toàn hồ chứa 86 KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ I Kết luận Biến đổi khí hậu (BĐKH) thách thức lớn nhân loại kỷ 21 BĐKH tác động nghiêm trọng đến sản xuất, đời sống mơi trường phạm vi tồn giới Đánh giá nhu cầu nguồn nước tất ngành đời sống, xã hội đặc biệt ngành nông nghiệp nhu cầu thiết cho việc sử dụng hiệu nguồn tài nguyên nước tất vùng Lào giới Trong phạm vi đề tài, tập trung đánh giá ảnh hưởng BĐKH đến khả cấp nước hệ thống tưới hồ Nam Mang Cụ thể tính tốn nhu cầu nước, cân nước đánh giá tác động BĐKH (theo kịch phát thải trung bình cao RCP6.0) đến nhu cầu nước khả cấp nước hệ thống Nhiệt độ tăng, lượng mưa tăng, giảm phân bố không đồng năm làm giảm nguồn nước đến hồ chứa, sơng suối Trong đó, biến đổi khí hậu làm cho nhu cầu nước trồng tăng lên đáng kể, tăng dần qua thời kỳ Càng giai đoạn gần cuối kỷ 21, nhu cầu nước trồng toàn hệ thống tăng lên Cụ thể: Đến năm 2030, theo kịch biến đổi khí hậu RCP6.0 lượng nước thiếu 8.5 triệu m3 tương đương 19.2% Năm 2050, lượng nước thiếu 13.89 triệu m3 tương đương 31.4% Lượng nước thiếu chủ yếu rơi vào tháng cuối mùa kiệt (tháng 3, 4, 5) BĐKH ảnh hưởng nhiều đến khả cấp nước hệ thống hồ Nam Mang 3, tỉnh Viêng Chăn, ngành nơng nghiệp bị ảnh hưởng nặng nề Nó khơng làm giảm nguồn nước đến mà cịn làm tăng nhu cầu sử dụng nước trồng Dẫn đến nguồn nước bị thiếu hụt nghiêm trọng Cần phải sớm áp dụng giải pháp đề xuất để giảm lượng nước thiếu đáp ứng phát triển dân sinh, kinh tế vùng Kết đạt - Luận văn nghiên cứu đánh giá thay đổi nhu cầu dùng nước xét đến ảnh hưởng biến đổi khí hậu - Xác định lượng dòng chảy đến sở kịch biến đổi khí hậu RCP6.0, từ đánh giá lượng nước thiếu để cấp cho nhu cầu dùng nước - Đánh giá ảnh hưởng biến đổi khí hậu đến khả phát điện hồ 87 chứa Nam Mang Đóng góp luận văn - Đã khơng có tác động biến đổi khí hậu đến nhu cầu cấp nước nơng nghiệp, sinh hoạt du lịch - Khả phát điện bị ảnh hưởng đáng kể tác động biến đổi khí hậu, thời gian gián đoạn cung cấp nước phát điện tăng từ 15% đến 20% Hạn chế - Chưa xét đến thay đổi cấu trồng, diện tích trồng Chưa xét đến kịch biến đổi khác, kịch biến đổi khí hậu cao RCP8.5 II Kiến nghị Vấn đề đặt sau nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng BĐKH cho thấy nhu cầu nước trồng ngày tăng theo năm ứng với kịch tương ứng.Thực tế cho thấy Lào chưa có nhiều nghiên cứu ảnh hưởng BĐKH tới nhu cầu nước cuả loại trồng ngành nơng nghiệp, cần tiếp tục có nghiên cứu tới hệ thống khác tồn lãnh thổ Lào để có kết xác thực làm sở khoa học cho việc quản lý vận hành hệ thống thủy lợi hoạt động hiệu , nâng cao suất trồng Ngồi ra, quan khí tượng, trung tâm nghiên cứu cần đâu tư sở vật chất, cán chuyên môn cao để nâng cao tính sát thực dự báo BĐKH với thực tế Để việc đánh giá cụ thể thiếu hụt nước cho lĩnh vực dùng nước khác cần phải có nghiên cứu sâu ảnh hưởng BĐKH đến lĩnh vực khác tính tốn cân nước phạm vi hệ thống lưu vực cách đầy đủ Cụ thể, hồ chứa Nam Mang cần điều tra khảo sát, tính tốn thủy văn, điều tiết hồ để xác định lại dung tích hồ, từ đưa giải pháp cải tạo, nâng cấp hồ nhằm đảm bảo nguồn nước phục vụ Phát triển KT-XH bền vững ứng phó với ảnh hưởng BĐKH Ngành nơng nghiệp cần phải lãnh đạo quan ban ngành đặc biệt quan tâm, đạo, đề xuất giải pháp hợp lý nhằm tiết kiệm nguồn nước, ví dụ chuyển đổi cấu trồng, luân canh xen vụ, chọn giống chịu hạn, sử dụng công nghệ tưới tiết kiệm nước, tăng cường công tác dự báo thời tiết, đầu tư xây dựng cơng trình để bổ sung nguồn nước, tích trữ nước để cấp nước cho 88 tháng mùa kiệt, góp phần giảm nhẹ tình trạng thiếu hụt nguồn nước hệ thống Điều có ý nghĩa to lớn cho sản xuất nông nghiệp đạt suất cao phát triển kinh tế xã hội bền vững III Định hướng nghiên cứu - Tiếp tục nghiên cứu xét đến ảnh hưởng cấu ngành nghề, đặc tính dùng nước loại trồng, cấu trồng; Xem xét thêm kịch biến đổi khí hậu khác để có đánh giá tổng quát hơn; Xem xét đề xuất thiết kế số giải pháp cơng trình thích hợp 89 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] "Kịch biến đổi khí hậu nước biển dâng cho Việt Nam," Bộ Tài nguyên Môi trường, Hà Nội, 2016 [2] Department of Meteorology and Hydrology Lao PDR, "Report of Meteorology and Hydrology," 2018 [3] Riahi nnk, "RCP 8.5—A scenario of comparatively high greenhouse gas emissions," Springer, 2007 [4] Fujino nnk,, "National implications of a 50% global reduction of greenhouse gases, and its feasibility in Japan," Springer, 2007 [5] Clarke nnk, "RCP4.5: a pathway for stabilization of radiative forcing by 2100," Springer, 2007 [6] Van Vuuren nnk, "RCP2.6: exploring the possibility to keep global mean temperature increase below 2°C," Springer, 2011 [7] "Báo cáo tổng kết tình hình phát triển kinh tế, xã hội tỉnh Viêng Chăn năm 20162017 định hướng 2018-2019," Bộ Kế hoạch Đầu tư, Viêng Chăn, Lào, 2017 [8] "Các quy định chủ yếu thiết kế cơng trình Thủy lợi," Bộ Nơng nghiệp Phát triển nông thôn, Hà Nội, 2012 [9] "Công trình thủy lợi kỹ thuật tưới tiêu nước cho lương thực thực phẩm," Việt Nam, Hà Nội, 2011 [10] Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 4118 :2012, "Công trình thủy lợi - Hệ thống tưới tiêu - Yêu cầu thiết kế," 2012 [11] Hà Văn Khối nnk, "Giáo trình thủy văn cơng trình," 2012 [12] Hà Văn Khối nnk, Giáo trinh thủy văn cơng trình, 2013 [13] Nguyễn Quang Kim, Giáo trình Quy hoạch quản lý tài nguyên nước nâng cao, HN: Xay dung, 2015 [14] Ministry of Planning and Investment, Lao Statistics Bureau, Vientiane, 2015 90 PHỤ LỤC TÍNH TOÁN 91 ... có nghiên cứu ảnh hưởng BĐKH đến hệ thống thủy điện kết hợp tưới Xuất phát từ đề trên, tác giả thấy việc nghiên cứu: ? ?Nghiên cứu ảnh hưởng BĐKH phát triển kinh tế đến khả phát điện cấp nước tưới. .. dùng nước toàn hệ thống tương lai 65 3. 1.5 Ảnh hưởng biến đổi khí hậu đến ngành nông nghiệp khu vực hồ Nam Mang 66 3. 1.6 Ảnh hưởng biến đổi khí hậu phát triển kinh tế - xã hội đến. .. cứu 2.1 Mục tiêu Đánh giá ảnh hưởng BĐKH đến khả phát điện cấp nước tưới hệ thống hồ thủy điện Nam Mang kịch BĐKH tương lai; Đánh giá ảnh hưởng BĐKH đến cân nước hệ thống tưới hồ thủy điện Nam