4.2.1. Mô hình hóa hệ thống sông
Dựa vào các công cụ của mô hình WEAP mô hình hóa hệ thống sông, hồ chứa và các nhu cầu sử dụng cho các khu công nghiệp, nông nghiệp như hình 4-1
Hình 4-1: Hệ thống sông chính, hồ chứa và các điểm nhu cầu cần nước tại Hà Tĩnh a. Số liệu sông ngòi và hồ chứa:
- Số liệu dòng chảy trên các sông: Dựa vào lưu lượng dòng chảy trung bình tháng nhiều năm của các sông Ngàn Phố, Ngàn Sâu, Ngàn Trươi và sông La nhập dữ liệu vào mô hình WEAP, kết quả được như ở bảng (4-2) và hình (4-3)
Bảng 4-2:lưu lượng dòng chảy tháng trung bình nhiều năm trên các sông (m3/s)
Sông 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
La 87.9 67.6 28.3 66.8 99.4 98 89.9 128.8 351.5 481.5 261.2 134.3 Ngan Pho 28.7 22.7 18.7 19.8 32.4 32.7 29.1 41.4 108.2 127.1 73.7 40.7 Ngan Sau 59.2 44.9 39.6 47 67 65.3 60.8 87.4 243.8 354.4 187.5 93.6 Ngan Truoi 27.1 28.4 21.6 18.1 21.7 20.3 22.9 29.7 55.6 73.3 49.3 41.3
Hình 4-3: Biểu đồ lưu lượng dòng chảy tháng trung bình nhiều năm tại các sông (m3/s)
- Dữ liệu hồ chứa: Trong khu vực nghiên cứu của đồ án có Hồ Ngàn Trươi đang được xây dựng trên sông Ngàn Trươi, là dự án trọng điểm Quốc gia, đa mục tiêu, dự kiến hoạt động vào năm 2015 với số liệu như sau được liệt kê ở bảng 4-4
Bảng 4-4: Dữ liệu hồ chứa Ngàn Trươi
Mực nước dâng bình thường m + 52,00
Mực nước lớn nhất thiết kế m + 54,56
Mực nước lớn nhất kiểm tra m + 55,52
Mực nước chết m + 25,00
Dung tích toàn bộ 106m3 932,70
Dung tích hữu ích 106m3 704,00
Dung tích phòng lũ 106m3 157,00
Dung tích chết 106m3 71,70
b. Dữ liệu đầu vào các note nhu cầu cho sinh hoạt nông nghiệp, công nghiệp và chăn nuôi
Trong phạm vi của đồ án, sinh viên không thu thập được số liệu phân vùng tưới, nhu cầu sử dụng nước chi tiết cho các khu vực thành thị, nông thôn nên đã phân các note đó thành các huyện, thị xã và thành phố khác nhau để tính toán. Số liệu đầu vào các ngành đã được liệt kê ở chương 3.
c. Dữ liệu đầu vào thời gian
Trong quá trình tính toán, sinh viên chỉ thu thập được số liệu các ngành trong tỉnh Hà Tĩnh năm 2012 nên coi như năm 2012 là năm hiện tại. Sử dụng mô hình WEAP để tính toán cân bằng nước cho tỉnh Hà Tĩnh trong khoảng thời gian từ 2012 đến năm 2020.
4.2.2. Tính toán cân bằng nước cho hiện tại
a. Nhu cầu nước sử dụng
Lượng nước cần sử dụng trong năm 2012 được thể hiện ở bảng4-5, biểu đồ hình 4-6 và hình 4-7
Bảng 4-5: Nhu cầu nước dùng tỉnh Hà Tĩnh năm 2012(đơn vị: triệu m3)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 NN_CanLoc 14.7 14.7 14.7 14.7 14.7 29.4 29.4 14.7 0.0 0.0 0.0 0.0 NN_DucTho 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 18.0 18.0 9.0 0.0 0.0 0.0 0.0 NN_HongLinh 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 4.4 4.4 2.2 0.0 0.0 0.0 0.0 NN_HuongKhe 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 10.1 10.1 5.0 0.0 0.0 0.0 0.0 NN_HuongSon 6.9 6.9 6.9 6.9 6.9 13.8 13.8 6.9 0.0 0.0 0.0 0.0 NN_NghiXuan 3.8 3.8 3.8 3.8 3.8 7.6 7.6 3.8 0.0 0.0 0.0 0.0 NN_VuQuang 8.9 8.9 8.9 8.9 8.9 17.8 17.8 8.9 0.0 0.0 0.0 0.0 SH_CanLoc 3.1 3.1 3.1 3.1 3.1 3.8 3.8 3.1 3.1 3.1 3.1 3.1 SH_DucTho 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 3.1 3.1 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 SH_HuongKhe 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 3.0 3.0 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 SH_HuongSon 2.8 2.8 2.8 2.8 2.8 3.5 3.5 2.8 2.8 2.8 2.8 2.8 SH_NghiXuan 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.9 2.9 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 All Others 3.1 3.0 3.1 3.1 3.1 3.5 3.5 3.1 3.1 3.1 3.1 3.1 Sum 66.7 66.5 66.7 66.6 66.7 120.8 120.8 66.7 16.1 16.2 16.1 16.2
Hình 4-6: Biểu đồ nhu cầu sử dụng nước tỉnh Hà Tĩnh năm 2012
Hình 4-7: Biểu đồ thể hiện nhu cầu dùng nước khác nhau của các huyện, thành phố, thị xã
b. Tính toán cân bằng nước cho hiện tại
Bảng 4-8:Kết quả tính toán cân bằng nước cho hiện tại 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Tổng NN_HongLinh 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 NN_HuongKhe 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 NN_HuongSon 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 NN_NghiXuan 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 NN_VuQuang 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 SH_CanLoc 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 SH_DucTho 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 SH_HongLinh 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 SH_HuongKhe 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 SH_HuongSon 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 SH_NghiXuan 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 SH_VuQuang 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 All Others 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Tổng 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
4.2.3. Tính toán cân bằng nước cho tương lai
a. Nhu cầu nước sử dụng:
Kết quả của mô hình được thể hiện ở bảng 4-7 và biểu đồ hình 4-8
Bảng 4-9: Nhu cầu sử dụng nước toàn tỉnh Hà Tĩnh trong tương lai
2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 Tổng CN_VungAng 17.9 24.2 30.0 36.0 42.8 51.0 61.2 74.0 90.0 426.9 NN_CanLoc 146.8 141.0 135.4 130.1 125.0 120.1 115.4 110.8 106.5 1131.1 NN_DucTho 90.0 85.5 81.2 77.2 73.4 69.7 66.3 63.0 59.8 666.0 NN_HuongKhe 50.4 48.4 46.5 44.6 42.9 41.2 39.5 38.0 36.5 387.9 NN_HuongSon 68.8 66.2 63.6 61.2 58.8 56.6 54.4 52.3 50.3 532.1 NN_NghiXuan 37.9 36.7 35.5 34.4 33.3 32.2 31.2 30.2 29.2 300.6 NN_VuQuang 89.1 93.4 98.0 102.8 107.8 113.1 118.7 124.5 130.7 978.1 SH_CanLoc 38.4 39.6 40.7 42.0 43.2 44.5 45.9 47.2 48.6 390.1 SH_DucTho 31.2 32.1 33.1 34.1 35.1 36.2 37.3 38.4 39.5 317.0 SH_HuongKhe 30.3 31.2 32.1 33.1 34.1 35.1 36.2 37.3 38.4 307.8 SH_HuongSon 34.5 35.5 36.6 37.7 38.8 40.0 41.2 42.4 43.7 350.5 SH_NghiXuan 28.8 29.7 30.6 31.5 32.4 33.4 34.4 35.4 36.5 292.6 All Others 42.0 42.0 42.2 42.4 42.7 43.0 43.3 43.6 44.0 385.2 Tổng 706.0 705.5 705.6 707.1 710.3 716.0 724.7 737.1 753.7 6466.0
Hình 4-10: Nhu cầu sử dụng nước trong tương lai tỉnh Hà Tĩnh b. Tính toán cân bằng nước cho tương lai
Kết quả của mô hình được thể hiện ở bảng 4-11 và biểu đồ hình 4-12
Bảng 4-11: Kết quả tính toán cân bằng nước cho tương lai( đơn vị: triệu m3)
2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 NN_HongLinh 0 0 0 0 0 0 0 0 0 NN_HuongKhe 0 0 0 0 0 0 0 0 0 NN_HuongSon 0 0 0 0 0 0 0 0 0 NN_NghiXuan 0 0 0 0 0 0 0 0 0 NN_VuQuang 0 0 0 9.3 0 0 0 0 0 SH_CanLoc 0 0 0 0 0 0 0 0 0 SH_DucTho 0 0 0 0 0 0 0 0 0 SH_HongLinh 0 0 0 0 0 0 0 0 0 SH_HuongKhe 0 0 0 0 0 0 0 0 0 SH_HuongSon 0 0 0 0 0 0 0 0 0 SH_NghiXuan 0 0 0 0 0 0 0 0 0 SH_VuQuang 0 0 0 0.7 0 0 0 0 0 Tổng 0 0 0 10 0 0 0 0 0
CHƯƠNG 5: ĐÁNH GIÁ TÀI NGUYÊN NƯỚC TỈNH HÀ TĨNH 5.1. Đánh giá sơ bộ
a. Lượng mưa
Mưa khí quyển là nguồn bổ sung cơ bản cho nguồn trữ lượng nước của đất liền. Sự hình thành mưa là do hơi nước trong khí quyển bốc lên gặp lạnh ngưng tụ lại thành thể lỏng và thể rắn gây ra mưa. Có các dạng mưa: mưa dầm, mưa phùn, mưa dông, mưa bão..
Mưa xảy ra trên lưu vực là sự tổng hợp của rất nhiều hình thái thời tiết khác nhau như: gió mùa, giông, bão,…kết hợp với yếu tố địa hình làm cho lượng mưa trên lưu vực biến đổi theo cả thời gian lẫn không gian.
Trong thực tế các trận mưa có cường độ khác nhau và có thời gian mưa khác nhau. Sau khi rơi xuống một phần lượng mưa bị tổn thất, phần còn lại biến thành dòng chảy mặt chảy vào sông suối. Thường chỉ có mưa rào có cường độ và lượng mưa lớn và kéo dài mới có khả năng sinh dòng chảy mặt.
Kết quả tính toán ta được lượng mưa trung bình trên lưu vực: X0F = 2358.8 mm (phương pháp trung bình số học); X0F = 2392.7mm (phương pháp đa giác Thiessen). Lượng mưa trung bình của lưu vực cao hơn lượng mưa trung bình trong cả nước (1944mm). Như vậy lượng mưa trung bình của lưu vực là lớn, thể hiện lượng mưa dồi dào. Lượng mưa lớn sẽ sản sinh cho lưu vực có một dòng chảy lớn, là tài nguyên quan trọng để phát triển các hoạt động dân sinh kinh tế.
b. Dòng chảy
Với một lượng mưa phong phú dẫn tới tỉnh Hà Tĩnh có dòng chảy năm lớn. Chuẩn dòng chảy năm các trạm trên lưu vực được thể hiện dưới bảng (4-1).
Bảng 5-1:Bảng tổng hợp chuẩn dòng chảy năm các trạm
STT Tên trạm Sông F (km2) Q0 (m3/s) W0 (tỷ m3) M0 (l/s.km2) Y0 (mm)
1 Sông Trí Trí 273 21.1 0.665 77.3 2435.9
2 Sơn Diệm Ngàn Phố 790 48 1.513 60.8 1915.1
3 Hòa Duyệt Ngàn Sâu 1880 112.5 3.544 59.8 1885
4 Hương Đại Ngàn Trươi 408 34.2 1.076 83.7 2636.3
5 Trại Trụ Tiêm 96.2 6.5 0.206 67.9 2138.2
Chuẩn dòng chảy năm là giá trị quan trọng có ý nghĩa trong tính toán thủy văn thiết kế các công trình thủy lợi. Nó là giá trị đặc trưng cho trữ lượng tài nguyên nước của một lưu vực sông.
Chuẩn dòng chảy năm là cơ sở cho phép ta xác định các đặc trưng khác như dòng chảy năm, dòng chảy mùa hay dòng chảy tháng. Qua bảng tổng hợp ta thấy trạm Hòa Duyệt trên sông Ngàn Sâu có chuẩn dòng chảy năm lớn nhất (112.5 m3/s), thể hiện trữ lượng nước lớn. Trạm Trại Trụ trên sông Tiêm có chuẩn dòng chảy năm nhỏ nhất (6.5 m3/s), thể hiện trữ lượng nước nhỏ nhất so với các sông khác trên hệ thống. Do sông Tiêm là một nhánh con của sông Ngàn Sâu.
Bảng 5-2 :Bảng phân cấp tiềm năng tài nguyên nước
Môđun dòng chảy năm bình quân toàn tỉnh khoảng 69.3 l/s.km2. Tương đương với lớp dòng chảy là 2183 mm. Mô đun bình quân toàn tỉnh nằm trong khoảng từ 60-80
l/s.km2thể hiện Hà Tĩnh là một tỉnh nhiều nước.
Từ bảng số liệu (5-1) đã liệt kê ở trên ta tính được tổng lượng tại các sông chính trên địa phận tỉnh Hà Tĩnh là 7.475 tỷ m3. Trong đó lưu vực sông Ngàn Sâu có tổng lượng là 3.544 tỷ m3,chiếm 47.4 % tổng lượng tỉnh.Lưu vực sông Ngàn Phố có tổng lượng 1.513 tỷ m3,chiếm 20.2 % tổng lượng tỉnh.Lưu vực sông Rào Cái là 0.471 tỷ m3,chiếm 6.3%.Lưu vực sông Tiêm là 0.206 tỷ m3,chiếm 2.7%. Lưu vực sông Ngàn Trươi là 1.076 tỷ m3,chiếm 14.4%.Còn lại là lưu vực sông Trí 0.665 tỷ m3,chiếm 9%.Vùng ảnh hưởng của các sông này gồm các huyện Kỳ Anh (162200 dân),Cẩm Xuyên (151100 dân), Hương Khê (118500 dân),Vũ Quang + Hương Sơn (128200 dân),Đức Thọ (143600 dân). (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Mo l/s. km2 Cấp tiềm năng TNN
< 10 Hiếm nước
10-20 Thiếu nước
20-40 Đủ nước
40-60 Tương đối giàu nước
60-80 Giàu nước
Lượng nước bình quân trên đầu người của tỉnh Hà Tĩnh được tính theo công thức Mo= W â d n = 9 7.475 10 703600
= 10624(m3/ng/năm) cao hơn mức bình quân là khoảng 7400
(m3/năm) của hội TNN quốc tế IWRA điều này thể hiện nguồn nước trên địa phận tỉnh Hà Tĩnh là khá dồi dào.
Nếu tính theo tiêu chí VACXAVA 1963 dùng hệ số C : C 20 :Đảm bảo nguồn nước tương đối cao.
C = 20-10 :Đảm bảo nguồn nước nhưng phải có sự phân phối. C = 10-5 :Nguồn nước rất hạn chế cần dẫn nước ở vùng khác đến.
C < 5 :Thiếu nước nghiêm trọng,cần có biện pháp khẩn trương cung cấp thêm. Tỉnh Hà Tĩnh có hệ số C là : C= W 250 nguoi 9 7.475 10 250 1271000
= 23 Hệ số C lớn hơn 20 điều này đảm bào nguồn nước rất cao cho tỉnh Hà Tĩnh.
Tài nguyên nước trên lưu vực là rất lớn, cần có chiến lược khai thác nguồn nước hợp lý để đạt hiệu quả cao, đồng thời tránh gây cạn kiệt nguồn nước.
Lượng dòng chảy năm là phong phú song nó lại phân phối không đều vào các tháng trong năm. Trong một năm dòng chảy được chia làm hai mùa: mùa lũ (tương ứng với mùa mưa) và mùa cạn (tương ứng với mùa khô)
5.2. Đánh giá chi tiết
5.2.1. Nhu cầu nước cho hiện tại
a. Nhu cầu nước cần đáp ứng
Bảng5-3: Nhu cầu sử dụng nước tỉnh Hà Tĩnh năm 2012(đơn vị: triệu m3)
NN_CanLoc 146.8 SH_CanLoc 38.4
NN_DucTho 90.0 SH_DucTho 31.2
NN_HongLinh 21.9 SH_HuongKhe 30.3
NN_HuongKhe 50.4 SH_HuongSon 34.5
NN_HuongSon 68.8 SH_NghiXuan 28.8
NN_NghiXuan 37.9 All Others 38.0
- Tổng nhu cầu cần đáp ứng toàn tỉnh là: 706 triệu m3
- Nhu cầu nước cho huyện Vũ Quang và Can Lộc có nhu cầu sử dụng nước lớn nhất do diện tích đất trồng trọt lớn. Trong đó huyện Can Lộc có nhu cầu lớn nhất toàn tỉnh với nhu cầu là 185.2 triệu m3, ít nhất là huyện Nghi Xuân với 66.7 triệu m3
- Nhu cầu sử dụng nước tăng mạnh vào tháng 6 và tháng 7 do nhu cầu sử dụng nước cho nông nghiệp tăng cao.
- Nhu cầu sử dụng nước giảm mạnh vào các tháng 9, 10, 11, 12 do mưa nhiều, lượng dòng chảy tại các sông lớn, ngành nông nghiệp sử dụng rất ít nước.
b. Lượng nước thiếu trong hiện tại (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Kết quả mô hình WEAP cho thấy thấy tất cả các nhu cầu dùng nước trên toàn tỉnh đã được đáp ứng đủ.
5.2.2. Nhu cầu nước cho tương lai
a. Nhu cầu nước cần đáp ứng
Bảng 5.4: Nhu cầu nước cần đáp ứng qua các năm (đơn vị: triệu m3)
Năm 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020
Tổng 706 705.5 705.6 707.1 710.3 716 724.7 737.1 753.7
Nhu cầu dùng nước trong toàn tỉnh tăng dần theo các năm. Nguyên nhân do sự gia tăng dân số, sự thay đổi diện tích nông nghiệp, đặc biệt việc mở rộng khu công nghiệp Vũng Áng đã tăng nhu cầu đột biến từ năm 2014 là 49.000m3/ ngày đêm lên 300.000 m3/ ngày đêm năm 2025 (theo dự kiến của tỉnh).
b. Lượng nước thiếu trong tương lai
Với hệ thống sông ngòi dày đặc và hồ chứa lớn, tỉnh Hà Tĩnh gần như không bị thiếu nước trong những năm tới. Năm 2015 do ảnh hưởng của việc xây dựng hồ chứa Ngàn Trươi nên khu vực huyện Vũ Quang đã bị thiếu nước trầm trọng với 10 triệu m3, đặc biệt cho nông nghiệp là 9.3 triệu m3 nước. Sau năm 2015, khi hồ chứa hoàn thành và đưa vào sử dụng, nhu cầu dùng nước đã được đáp ứng đủ.
5.3. Đề xuất các giải pháp khai thác và sử dụng hiệu quả nguồn nước
Với lượng tài nguyên nước dồi dào cần có một chiến lược đề ra cho tỉnh Hà Tĩnh để làm sao sử dụng hiệu quả và đem lại lợi ích lớn nhất cho tỉnh.Chiến lược đó bao gồm:
- Hạn chế và giảm thiểu sự suy thoái Tài nguyên nước do biến đổi khí hậu toàn cầu
- Nâng cấp đê biển,đê cửa sông.
- Củng cố bồi trúc đê sông đảm bảo an toàn đê với mực nước thiết kế đã qui định. - Khai thác sử dụng nguồn nước đi đôi với bảo vệ nguồn nước, bảo đảm duy trì dòng chảy môi trường cho con sông khoẻ mạnh bảo vệ và phát triển hệ sinh thái thuỷ sinh. Pháp lý hoá nội dung đảm bảo dòng chảy môi trường trong qui hoạch, thiết kế vận hành các hồ chứa nước thuỷ lợi, thuỷ điện và đập dâng. Có kế hoạch biện pháp bổ cập nước ngầm những vùng khai thác quá mức, phòng chống hoang mạc hoá.
- Quản lý tổng hợp Tài nguyên nước. Tổ chức Lưu vực sông có cơ chế quản lý thích hợp, hiệu quả.
- Bảo vệ môi trường nước, phòng chống và giảm thiểu ô nhiễm nước, thực hiện đúng các Luật và các văn bản dưới Luật có liên quan.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Sau 14 tuần làm đồ án tốt nghiệp sinh viên đã làm được những công việc sau: 1. Đã thu thập thông tin địa lý tự nhiên, dân sinh kinh tế của tỉnh Hà Tĩnh
2. Đã phân tích và tính toán các đặc trưng khí tượng thủy văn phục vụ việc tính toán và đánh giá tài nguyên nước tỉnh Hà Tĩnh
3. Đã biết sử dụng mô hình TANK để tính dòng chày từ mưa phục vụ kéo dài số liệu
4. Đã biết sử dụng mô hình CROPWAT để tính nước dùng cho nông nghiệp 5. Đã biết sử dụng mô hình WEAP để tính toán cân bằng nước
6. Đã tính sơ bộ và chi tiết tài nguyên nước tỉnh Hà Tĩnh và đề xuất các giải pháp khai thác và sử dụng hiệu quả nguồn nước
PHỤ LỤC
Hình 1:Đường tần suất mưa trạm Hương Khê