Ứng dụng mô hình toán SWAT trong quản lý tổng hợp tài nguyên nước lưu vực sông Krông Pô Kô
MỤC LỤC
Giới thiệu mô hình toán SWAT và IQQM 1. Giới thiệu mô hình SWAT
Công cụ hỗ trợ rất nhiều tính năng về vẽ biểu đồ nh: tổng hợp tới 5 đồ thị con trên cùng 1 trang biểu đồ, chia nhỏ thành 5 đồ thị nhỏ trên cùng 1 trang biểu đồ, các chế độ zoom hình, biểu thị tơng quan số liệu, vẽ đồ thị tiếp diễn, lũy tích,. Những quá trình chính đợc môđun này mô phỏng là: diễn toán dòng chảy trong sông và kênh tới, vận hành hồ chứa, tới, cấp nớc đô thị, công nghiệp, các yêu cầu về dòng chảy môi trờng và đầm lầy, hệ thống đánh giá sử dụng nớc, tác động qua lại giữa nớc mặt và nớc ngầm, các chức năng khác (Hình 1-9).
Đặc điểm khí hậu
Đã thống kê đợc trên 300 loài cây trồng, trong đó có nhiều loài nhập nội có nguồn gốc từ các vùng sinh thái khác nhau trên thế giới, một số loài trở thành đặc sản có giá trị kinh tế cao nh cà phê, sầu riêng. - Rừng non tái sinh và cây bụi : Đây là kết quả của việc khai thác qua nhiều năm, rừng cây lá rộng đã nhờng cho cây non phát triển, cây cao từ 2-15m, phân bố hầu hết trên địa bàn tỉnh, trên các dạng địa hình, và các loại đất khác nhau với thảm thực vật chủ yếu là cây dầu, họ đậu, họ xoan. Mùa ma bắt đầu từ tháng V và kết thúc vào tháng X, các tháng đều có lợng ma trên 100mm, mùa ít ma từ tháng XI đến tháng IV năm sau, lợng ma tháng chỉ đạt dới 100mm, trong đó các tháng XII, I, II có rất ít ma.
Đặc điểm thuỷ văn
Các công trình thuỷ lợi (Nhà nớc, nông trờng, t nhân quản lý) đều có quy mô nhỏ, nên khả năng ảnh hởng tới môi trờng không đáng kể, có công trình vào mùa khô trong một số năm gần đây thờng bị thiếu nớc, hiệu suất công trình rất thấp. Tuy nhiên cơ sở vật chất và mạng lới giáo dục còn nghèo nàn và lạc hậu, hiện tợng học sinh bỏ học ở các khu vực miền núi, vùng sâu, vùng xa còn khá phổ biến, tình trạng dân trí còn lạc hậu, mê tín dị đoan còn tồn tại ở nhiều nơi. Do địa bàn sinh sống chủ yếu phụ thuộc vào nông nghiệp và lâm nghiệp nên tỷ lệ dân c thuộc độ tuổi lao động trong lĩnh vực này chiếm tới 84%, công nghiệp – xây dựng chiếm 2,63%, còn lại là các ngành kinh tế xã hội khác.
Định hớng phát triển kinh tế – xã hội đến năm 2010
Sau khi đã xác định bộ thông số lu vực và cập nhật chuỗi số liệu lu lợng đợc tính từ mô hình AV SWAT, tiến hành tính toán cân bằng nớc cho các nút tới, cấp nớc dân c và kiểm tra dòng chảy vào ra tuyến hồ chứa Đăk Ui bằng mô hình IQQM. Thực hiện bài toán cân bằng nớc hệ thống theo hiện trạng năm 2001 và theo bài toán quy hoạch cho năm 2010 với một số thay đổi rừng ở thợng nguồn nhằm xem xét ảnh hởng của lớp phủ rừng tới tài nguyên nớc lu vực. - Tính toán nhu cầu nớc cho lu vực gồm: nhu cầu nớc cho nông nghiệp (ứng dụng mô. hình CROPWAT), nhu cầu nớc cho công nghiệp, dân c, chăn nuôi, dòng chảy môi tr- ờng theo giai đoạn hiện trạng 2001 và giai đoạn quy hoạch năm 2010.
Yêu cầu số liệu vào của mô hình .1 Số liệu không gian
- Xây dựng công cụ quản lý tài nguyên nớc gồm trang web giới thiệu chung về lu vực và thiết lập bộ Cơ sở dữ liệu quản lý các số liệu KTTV, các file số liệu bản đồ phục vụ công tác tra cứu và cập nhật số liệu. - Mật độ khối của mỗi lớp đất - Khả năng trữ nớc của mỗi lớp đất - Độ dẫn thuỷ lực của mỗi lớp đất - Lợng cacbon trong mỗi lớp đất - Phần trăm đất sét trong mỗi lớp đất - Phần trăm cát trong mỗi lớp đất - Phần trăm bùn trong mỗi lớp đất - Phần trăm đá trong mỗi lớp đất - Hệ số tổn thất đất. - Các loại rừng (rừng giàu, rừng trung bình, rừng non cha có trữ lợng, rừng nghèo, rừng khộp, rừng trung bình, rừng nứa, rừng lồ ô, rừng tre nứa, rừng lồ ô, rừng hỗn giao, rừng hỗn giao lá rộng, lá kim, rừng trồng, rừng đặc dụng..).
Xác định bộ thông số của mô hình SWAT cho lu vực sông Krông Pô Kô
Nếu tăng hoặc giảm giá trị của thông số khả năng trữ nớc của đất (SOL_AWC) cũng nh giá trị của thông số độ dẫn thuỷ lực ở trờng hợp bão hoà (SOL_K) thì lu lợng đỉnh lũ cũng thay đổi. Do đó dùng bộ thông số của mô hình ứng với trờng hợp tính toán cho trạng thái rừng năm 1982 để tính toán kiểm định và xác nhận bộ thông số cho trạng thái rừng 1992 và 2002. Để khai thác sử dụng hợp lý tài nguyên nớc trên lu vực thì cần phải nghiên cứu giải quyết bài toán cân bằng nớc hệ thống, tính toán lợng nớc đến so sánh với nhu cầu dùng nớc của từng nút.
Nhu cầu nớc cho nông nghiệp 1. Phân vùng khu tới
Ngoài ra còn có công trình hồ chứa ĐăkUi nằm giáp giữa 2 xã ĐăkUi và Ngọc Vang thuộc huyện ĐăkHà có diện tích mặt nớc là 324 ha với dung tích tới thiết kế 3500 ha đã tới cho 1700 ha cây CN. - Thời vụ canh tác: Theo tài liệu của Sở Nông nghiệp và phát triển nông thôn tỉnh Kon Tum kết hợp với điều tra ở các huyện, xác định đợc giống và thời vụ một số cây trồng ở vùng nghiên cứu nh bảng 3-1. Nhu cầu nớc của cây trồng là tổng lợng nớc cần cấp vào trong đất để cây trồng tham gia các quy trình quang hợp tạo các chất hữu cơ cần thiết cho sự phát triển.
Nhu cầu nớc cho công nghiệp
Định mức nớc cho dân sinh phụ thuộc nhiều vào mức sống, cấp nhà, trang thiết bị nội thất, tập quán ăn uống, nguồn cung cấp, khả năng cung cấp,. Nhu cầu nớc cho dân c đợc tính dựa trên thống kê dân số theo vùng nghiên cứu và tiêu chuẩn dùng nớc của Bộ Xây dựng.
Nhu cầu nớc cho môi trờng sinh thái
Nghiên cứu ứng dụng mô hình IQQM trong tính toán lựa chọn phơng án quy hoạch.
Những mặt hợp lý trong quản lý tổng hợp tài nguyên nớc lu vực sông Krông Pô Kô hiện nay
Những mặt hợp lý trong quản lý tổng hợp tài nguyên nớc lu vực sông Krông. Những mặt cha hợp lý trong quản lý tổng hợp tài nguyên nớc lu vực sông.
Những đề xuất về phát triển bền vững tài nguyên nớc lu vực sông Krông Pô
- Khoanh giữ các vùng rừng nguyên sinh, trồng lại các vùng rừng phòng hộ đầu nguồn để giữ đất giữ nớc, thực hiện giao đất giao rừng, có biện pháp quản lý trong phòng chống hạn hán, cháy rừng. Tổng hợp các nhân tố môi trờng nhằm mục tiêu phát triển tài nguyên nớc để phát triển kinh tế xã hội lâu bền, trị thủy và khai thác sử dụng tổng hợp toàn diện tài nguyên, môi trờng nớc. Xây dựng mô hình cân bằng nớc hệ thống và đánh giá sự chính xác của các quyết định trong quy hoạch, thiết kế và quản lý các công trình thủy lợi, có biện pháp kịp thời điều chỉnh các quyết định đó.
Xây dựng chiến lợc phát triển bền vững tài nguyên nớc 1. Sử dụng hợp lý về số lợng và chất lợng của tài nguyên nớc
Xây dựng các chỉ tiêu, định mức, tiêu chuẩn dùng nớc và tiêu nớc với từng vùng cụ thể 10. Tổ chức tuyên truyền giáo dục trong nhân dân và các đối tợng dùng nớc về sự cần thiết và cách sử dụng nớc hợp lý tiết kiệm. Tổ chức các hội quần chúng tham gia bảo vệ tài nguyên nớc công cộng, thực hiện tốt Luật Tài nguyên nớc và Luật bảo vệ môi trờng.
Những vấn đề còn tồn tại trong hệ thống quản lý nớc
- Nớc thì giao cho Bộ TN&MT quản lý còn lu vực sông – nơi hình thành tài nguyên n- ớc - lại giao cho Bộ NN&PTNT quản lý. Vì thế việc thống nhất trong quản lý lu vực sông là vấn đề cấp bách, cần làm ngay để đảm bảo phát triển bền vững TNN song cho đến nay vẫn còn lúng túng, thiếu cơ chế hoạt động.
Thiết chế về tổ chức quản lý nớc
- Nghiên cứu các đờng lối và dự thảo các chính sách về sử dụng và bảo vệ các nguồn n- ớc, bao gồm Luật Tài nguyên nớc, văn bản dới luật và điều lệ về sử dụng và bảo vệ các nguồn nớc. - Theo dừi việc quản lý lu vực nh tỡnh trạng sử dụng đất cho lõm nghiệp, nụng nghiệp và quản lý môi trờng nớc nh việc sử dụng nớc cho thủy sản, du lịch. Nhằm quản lý một cách hiệu quả và thiết thực nguồn nớc trong lu vực sông, giúp ngời sử dụng nắm bắt đợc đầy đủ các thông tin về lu vực, tài nguyên nớc, các công trình thủy lợi… Đồ án đã xây dựng đợc một số công cụ nhằm góp phần quản lý lu vực, cung cấp thông tin, quản lý dữ liệu KTTV, các công trình thủy lợi trong lu vực.
Thiết lập trang Web quản lý chung các thông tin về lu vực nh: đặc điểm lu vực, đặc điểm hình thái sông ngòi, KTTV, dân sinh kinh tế, kế hoạch phát triển trong t-
- Nghiên cứu cân bằng các nguồn nớc với các nhu cầu dùng nớc qua việc lập quy hoạch thủy lợi các dòng sông và các vùng. - Hớng dẫn và cho phép lấy nớc và thải nớc, bao gồm vị trí đặt công trình, số lợng và chất lợng nớc lấy đi hoặc thải ra. Quản lý chung các bộ phận làm quy hoạch thủy lợi, phòng chống lụt bão, quản lý công trình thủy lợi phục vụ tới tiêu, cấp nớc, quản lý đê điều,.
Thiết lập Cơ sở dữ liệu (CSDL) để quản lý dữ liệu các trạm KTTV, các công trình thủy lợi nh đập dâng, hồ chứa,
Tại khung phải phía dới form Main là các thông tin về các trạm KTTV , khi ngời dùng kích chuột trực tiếp vào các trạm trên bản đồ thì các thông tin về trạm đó sẽ hiển thị ngay tại các hộp Textbox trong khung này. Bên dới là các nút “Chấp nhận, Thêm, Ghi CSDL, Xóa, Sửa, Thoát" dùng để quản lý các số liệu KTTV, kết nối tới bộ lu trữ CSDL của Access. Các nút phía dới là các nút để quản lý bộ CSDL về công trình thủy lợi, cho phép ngời dùng thêm bớt, sửa chữa các công trình trong lu vực.
Kết nối ngân hàng dữ liệu tới các mô hình toán sử dụng trong quản lý tổng hợp lu vực nh mô hình ma – dòng chảy AVSWAT, mô hình tính nhu cầu nớc cây trồng
Khi ngời dùng lựa chọn một trạm KTTV trên bản đồ, chơng trình sẽ hiển thị m- a, mực nớc, lu lợng theo số liệu trung bình nhiều năm. Đồng thời ấn vào nút “Chi tiết” ở khung bên phải phía dới chơng trình sẽ kích hoạt form về CSDL trạm KTTV đó nh hình 4-4. Kết nối ngân hàng dữ liệu tới các mô hình toán sử dụng trong quản lý tổng hợp.