Tính toán cân bằng nước hệ thống lưu vực sông Thạch Hãn, tỉnh Quảng Trị bằng mô hình GIBSI
MỤC LỤC
Địa hình và địa mạo
Cát ở đây di chuyển theo các dạng cát chảy theo dòng nước mưa, cát bay theo gió lốc, cát di chuyển theo dạng nhảy do mưa đào bới và gió chuyển đi; dạng cồn cát này có nguy cơ di chuyển chiếm chỗ của đồng bằng. + Đồng bằng dọc sông Cánh Hòm: là dải đồng bằng hẹp chạy từ phía Nam cầu Hiền Lương tới bờ Bắc sông Thạch Hãn, thế dốc của dải đồng bằng này là từ 2 phía Tây và Đông dồn vào sông Cánh Hòm.
Địa chất và thổ nhưỡng
- Vùng núi cao xen kẽ các cụm đá vôi được hình thành do quá trình tạo sơn xảy ra vào đầu đại mêzôzôi tạo nên dãy Trường Sơn. Độ, Tân Liên, nông trường Khe Sanh, Hướng Phùng có dạng địa hình lượn sóng, chia cắt yếu, đất đai phù hợp cho phát triển trồng cây công nghiệp dài ngày.
Thảm thực vật
Lượng mưa hàng năm tính trung bình trên phạm vi toàn lưu vực đạt trên 2400 mm, lượng mưa năm phân bố không đều theo không gian, phụ thuộc vào hướng sườn dốc và phù hợp với xu thế tăng dần của mưa theo độ cao. Từ tháng 5 đến tháng 8 vùng ven Thái Bình Dương không khí bị nung nóng bốc lên cao tạo thành những vùng xoáy rộng hàng trăm km2, tích luỹ dần và di chuyển theo hướng Tây Nam đổ bộ vào đảo Hải Nam Trung Quốc.
Thuû v¨n
Nhằm mục đích điều tiết nước phục vụ canh tác nông nghiệp cũng như các hoạt động dân sinh kinh tế khác, trên lưu vực sông Thạch Hãn đã được xây dựng một số các công trình thủy lợi, chủ yếu là các hồ chứa nước tiêu biểu liệt kê trong bảng 1.13 [12]. Hiện trên lưu vực sông Thạch Hãn không có trạm quan trắc lưu lượng thường xuyên, duy nhất chỉ có trạm Rào Quán đo đạc từ năm 1983 - 1985, nhằm mục đích phục vụ việc thiết kế và thi công công trình thủy điện Rào Quán, vì vậy đã gây nhiều khó khăn cho công tác tính toán lượng nước đến trên lưu vực cũng như dự báo lũ, kiệt.
D©n sè
Trong đó có một trạm khí tượng cấp 1 là trạm Đông Hà, 1 trạm khí tượng cấp 2 là trạm Khe Sanh, hai trạm khí tượng cấp 4 là trạm Ba Lòng, Tà Rụt và một trạm khí tượng cao không là trạm Thạch Hãn. Số còn lại là các dân tộc ít người như người Sách, Thái, Dao, Vân Kiều, Sào, Pa Cô tập trung chủ yếu ở huyện Hướng Hoá và Đakrông.
Cơ cấu kinh tế
Trong vùng có 2 nhà máy sản xuất xi măng lò đứng Đông Hà 1 và Đông Hà 2, nhưng hiện nay chỉ còn nhà máy Đông Hà 2 hoạt động với tổng sản lượng 50.000 tấn/năm, 2 nhà máy gạch Tuynel có tổng công suất 2 triệu viên/năm. Nhìn chung, hiện tại mạng lưới giao thông trong vùng khá thuận lợi cho quá trình phát triển kinh tế, tuy nhiên nhiều tuyến đường này trong mùa mưa lũ vẫn bị ách tắc do lũ gây ra.
Phương pháp tính toán cân bằng nước hệ thống
ET = X + WR + (Wc - W®) – (Ym + Yng) (2.1) trong đó: X: Lượng mưa trong thời khoảng ∆t; WR: Lượng nước tưới trong thời khoảng ∆t; Wc - Wđ : Thay đổi lượng ẩm trong Lysimeter, được xác định thông qua việc cân Lysimeter tại đầu và cuối thời khoảng ∆t; Ym: Lượng nước mặt được đo tại máng lưu lượng đặt trên khu thí nghiệm; Yng: Lớp dòng chảy ngầm quan trắc tại thùng đặt dưới đáy Lysimeter. + Hướng sử dụng mô hình toán: Những năm gần đây các mô hình toán nước ngầm 1 chiều, 2 chiều, 3 chiều phát triển cùng với sự trợ giúp của máy tính, việc giải các phương trình chuyển động của nước xuống tầng sâu và ước tính lượng nước hồi qui đã được tiến hành, góp phần lượng hóa được lượng nước hồi qui cho các bể nước ngầm có cấu trúc địa chất khác nhau.
![Hình 2.1. Sơ đồ phân tích hệ thống [19]](https://media.store123doc.com/figures/002/933/hinh-so-do-phan-tich-he-thong-2933119.webp)
Tình hình nghiên cứu cân bằng nước hệ thống ở Việt Nam
Về nghiên cứu sử dụng nguồn nước các hệ thống tưới, từ những năm 1960 chúng ta đã thành lập một mạng lưới các trạm, trại thí nghiệm ở các tình Hà Nội, Hà Tây, Hải Hưng, Thanh Hóa, Nghệ An, và sau năm 1975 là các trạm ở miền Trung và. Trên cơ sở các số liệu thực nghiệm một số tác giả như Hà Học Ngô, Đào Thế Tuấn, Nguyễn Duy Tính, tập thể các nhà khoa học thuộc Viện nghiên cứu khoa học và kinh tế thủy lợi quốc gia đã kiểm định lại một số công thức phổ biến, xác định hệ số cây trồng Kc cho các vùng khí hậu khác nhau, đồng thời các tác giả cũng đề nghị một số công thức mới.
Hệ thống mô hình GIBSI [25, 31]
+ Độ khuyếch tán và hội tụ các chất hoà tan trong nước (chất gây ô nhiễm);.
Mô hình BASINS [25, 31]
Đây là một mô hình hệ thống phân tích môi trường đa mục tiêu, có khả năng ứng dụng cho một quốc gia, một vùng để thực hiện các nghiên cứu về nước bao gồm cả lượng và chất trên lưu vực. Với việc sử dụng GIS, mô hình BASINS thuận tiện hơn trong việc biểu thị và tổ hợp các thông tin (sử dụng đất, lưu lượng các nguồn thải, lượng nước hồi quy, .. ) tại bất kỳ một vị trí nào.
Mô hình hệ thống đánh giá và phát triển nguồn nước WEAP[25, 31]
PLOAD, là một mô hình lan truyền chất ô nhiễm, PLOAD xác định các nguồn thải không tập trung trung bình trong một khoảng thời gian nhất định. Hơn nữa, WEAP có thể được sử dụng để đáp ứng nhiều mục tiêu khác nhau: phân tích nhu cầu của các ngành, bảo tồn nguồn nước, xác định thứ tự ưu tiên phân bổ nguồn nước, mô phỏng dòng chảy mặt và dòng chảy ngầm, vận hành hồ chứa, vận hành phát điện, kiểm soát ô nhiễm, đảm bảo môi trường sinh thái và phân tích kinh tế.
Bộ mô hình MIKE (DHI) [25, 31, 34]
- Trung Đông: xây dựng các phương án phát triển nguồn nước và các kịch bản phân bổ nguồn nước ở Isrel và Palestin;. Trong luận văn này, mô hình MIKE BASIN với các tính năng vượt trội về xử lý số liệu gắn với GIS, đa dạng về số liệu đầu vào, giao diện dễ sử dụng, đã được lựa chọn làm công cụ để tính cân bằng nước cho lưu vực sông Thạch Hãn.
Giới thiệu chung
(ví dụ chu kỳ hàng năm của các tháng). Mô hình MIKE BASIN đã thực hiện được việc đánh giá nguồn nước của lưu vực, ảnh hưởng của các hệ thống lấy nước hiện trạng và đánh giá tác động của các công trình cũng như của các khu tưới lên nguồn nước cho các phương án và các giai. đoạn phát triển thủy lợi trong tương lai. Số liệu đầu vào cho mô hình. a) Thông số tổng quan - Vị trí các hồ chứa. - Thông số cho mỗi lưu vực - Diện tích các lưu vực - Hệ số nước hồi quy b) Thông số nhánh sông. - Điều kiện ban đầu (mực nước) - Quy tắc điều khiển. - Liên kết với người sử dụng - Liên kết với hạ lưu. e) Thông số cho các điểm tách dòng - Thông số tách dòng.
Kết quả của mô hình
- Liên kết với người sử dụng - Liên kết với hạ lưu. e) Thông số cho các điểm tách dòng - Thông số tách dòng.
Hiện trạng các hộ sử dụng nước trên lưu vực sông Thạch Hãn
Chủ yếu chỉ ở mức hợp tác xã đánh bắt thuỷ sản với số lượng tầu lớn có khả năng hạn chế, hoạt động gần bờ là chủ yếu và các xí nghiệp chế biến hải sản quy mô nhỏ hoạt động theo thời vụ với số lượng công nhân dưới 200 người (như nhà máy chế biến thuỷ sản Cửa Việt) [7]. Theo phương hướng phát triển kinh tế xã hội của tỉnh Quảng Trị và của các huyện trong vùng đến năm 2010 thì: các địa phương sẽ tập trung cao độ cho vùng chuyên canh, tăng diện tích lúa 2 vụ chủ động.
Phân vùng tính cân bằng nước
Bao gồm các xã Đakrông, Hướng Hiệp, Mò ó, Triệu Nguyên, Ba Lòng thuộc huyện Đakrông; một phần xã Hướng Linh thuộc huyện Hướng Hóa; xã Hải Phúc, Hải Lâm, Hải Lệ, Hải Phú, Hải Thượng, Hải Quy, Hải Thiện, Hải Vĩnh thuộc huyện Hải Lăng; xã Triệu Trung, Triệu Tài, Triệu Sơn, Triệu Trạch, Triệu Hòa, Triệu Long, Triệu Đông, Triệu Thành, thị trấn ái Tử thuộc huyện Triệu Phong và thị xã. Bao gồm các xã Cam Nghĩa, Cam Thành, Cam Tuyền, TT Cam Lộ, Cam Hiếu, Cam Thủy, Cam Thanh, Cam An thuộc huyện Cam Lộ; Linh Thượng thuộc huyện Gio Linh; Hướng Hiệp thuộc huyện Đakrông; Phường 1, Phường 2, Phường 3, Phường 4, Phường 5, Đông Lương, Đông Giang, Triệu Lương thuộc thị xã Đông Hà.
Tính toán dòng chảy đến tại các tiểu vùng
Bao gồm các xã Triệu An, Triệu Phước thuộc huyện Triệu Phong; xã Gio Việt, Gio Hải thuộc huyện Gio Linh. Từ kết quả khôi phục dòng chảy cho các khu xác định được lưu lượng trung bình tháng nhiều năm cho các khu được thể hiện trong bảng 3.1.
Tính toán nhu cầu dùng nước cho các ngành tại các tiểu vùng
Nhu cầu dùng nước cho ngành chăn nuôi được tính theo định mức dùng nước trong chăn nuôi (Nguồn: TCVN-1995) và số lượng vật nuôi trên từng tiểu vùng thuộc lưu vực sông Thạch Hãn (theo:Niên giám thống kê Quảng Trị 2007) (bảng 3.12), tổng hợp kết quả tính toán thể hiện trong bảng 3.13. Tuy nhiên, lượng nước đến trên lưu vực sông Thạch Hãn mặc dầu lớn hơn lượng nước dùng cho các hộ sử dụng nước nhưng lại phân bố không đều theo không gian và thời gian, do vậy rất bất lợi cho việc phân phối nguồn nước và phát triển bền vững tài nguyên nước.
Tính toán hiện trạng cân bằng nước hệ thống lưu vực sông Thạch Hãn
Với ưu điểm nổi bật là đập cao su có khả năng phồng lên tạo thành đập dâng trữ nước hoặc xẹp xuống hoàn toàn trả lại mặt cắt thoát lũ ban đầu khi cần thiết, giá thành công trình rẻ, thời gian thi công nhanh, vận hành đơn giản, an toàn, rất phù hợp với các công trình dâng nước vùng trung du, miền núi, nơi thường có lũ lớn, thời gian xảy ra nhanh. Điện lượng trung bình năm 106 KWh 217,4 217,4 217,4 (Nguồn: Công ty tư vấn thiết kế Thủy lợi I) Năm công trình hồ chứa và hồ chứa kết hợp thủy điện trên đây là năm công trình đang vận hành lớn nhất ảnh hưởng đến cán cân nước trên lưu vực sông Thạch Hãn, do vậy cả năm công trình đều được đưa vào mạng tính toán trong mô hình MIKE BASIN.
Tính toán cân bằng nước hệ thống lưu vực sông Thạch Hãn theo quy hoạch đến 2010
Formatted: German (Germany) Formatted: German (Germany) Formatted: German (Germany) Formatted: German (Germany) Formatted: German (Germany) Formatted: German (Germany) Formatted: German (Germany) Formatted: German (Germany) Formatted: German (Germany) Formatted: German (Germany) Formatted: Font: Italic Formatted: tenbang, Centered Formatted: Font: .VnTime, 10 pt Formatted: Font: .VnTime, 10 pt Formatted: Font: .VnTime, 10 pt, Portuguese (Brazil). Xét ở các khu vực lân cận, trong các tháng IV và VII thì không có khu nào còn dư nước để phân bổ lại cho khu CIV1, do đó giải pháp cơ bản nhất ở vùng này là chuyển đổi cơ cấu cây trồng: giảm diện tích lúa, tăng diện tích nuôi trồng thủy sản mặn lợ, tích cực trồng rừng phòng hộ, phát triển rừng ngập mặn nhằm đối phó với tình trạng thiếu hụt nước trong các tháng mùa khô.
