- Dựa vào hiện trạng khai thác sử dụng nước của các công trình cấp nước cho sinh hoạt, nông nghiệp, công nghiệp, nuôi trồng thủy sản, thủy điện và phương hướng phát triển KTXH của tỉnh Quảng Nam và Thành phố Đà Nẵng đến năm 2020 và tầm nhìn đến năm 2030;
- Điều kiện địa hình, địa mạo trên toàn lưu vực sông; nguyên tắc phân bổ, chia sẻ nguồn nước mặt cho các hộ khai thác, sử dụng nguồn nước mặt trên lưu vực sông;
- Thứ tự ưu tiên các hộ, ngành dùng nước.
2.3.3. Đề xuất mô hình toán phân bổ hợp lý nguồn nước mặt trên lưuvực sông Vu Gia - Thu Bồn vực sông Vu Gia - Thu Bồn
2.3.3.1. Lý do lựa chọn mô hình
Để phân bổ hợp lý nguồn nước mặt cho lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn cần dựa trên khả năng đáp ứng thông tin, số liệu và công cụ mô hình để
giải quyết được các nhiệm vụ sau: (1) tính toán tổng lượng tài nguyên nước mặt toàn lưu vực và các vùng tính toán phân bổ; (2) xác định nhu cầu sử dụng nước hiện tại và dự báo nhu cầu sử dụng nước đến 2030; (3) xác định lượng nước có thể phân bổ; (4) xác định thứ tự ưu tiên, tỷ lệ phân bổ nguồn nước cho các đối tượng sử dụng nước; (5) xây dựng và lựa chọn kịch bản phân bổ nguồn nước.
2.3.3.2. Mô hình thủy văn
Trong quy hoạch tổng hợp tài nguyên nước lưu vực sông, thông tin yêu cầu về nguồn nước chủ yếu gồm: (i) lưu lượng nước, tổng lượng nước hiện có theo tháng, năm và theo các mức đảm bảo tại những vị trí xác định trên lưu vực; (ii) xu thế diễn biến của nguồn nước trong kỳ quy hoạch [11], [27], [44].
Luận án sử dụng phương pháp mô hình hóa, mô phỏng và khôi phục số liệu lưu lượng từ mưa bằng mô hình mưa rào - dòng chảy, cụ thể là mô hình Mike-Nam để phục vụ tính toán và đánh giá tài nguyên nước mặt cho lưu vực sông, do cấu trúc mô hình đơn giản, dễ sử dụng, đã có nhiều ứng dụng mô hình thành công tại Việt Nam và lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn.
Mô hình Mike-Nam được xây dựng năm 1982 tại Đại học Kỹ thuật Đan Mạch. Mô hình dựa trên nguyên tắc các bể chứa theo chiều thẳng đứng và các hồ chứa tuyến tính, mỗi lưu vực được xem là một đơn vị xử lý, phù hợp với các vùng tính toán phân bổ nguồn nước mặt, do đó, thông số và các biến là đại diện cho các giá trị được trung bình hóa trên toàn lưu vực. Mô hình tính quá trình mưa - dòng chảy bằng cách tính liên tục hàm lượng ẩm trong các bể chứa riêng biệt có tương tác lẫn nhau. Ứng dụng chi tiết được trình bày trong chương 3.
2.3.3.3. Mô hình phân bổ nguồn nước
Trong thời gian qua, tham gia vào việc tính toán cân bằng nước, phân bổ nguồn nước trên các lưu vực sông ở Việt Nam, ngoài việc ứng dụng mô
hình MITSIM, mô hình Mike Basin, mô hình IQQM, ISIS, còn có thêm mô hình WEAP được phát triển bởi Viện Môi trường Stockholm đặt tại Viện Tellus, Boston, Hoa Kỳ. WEAP là hệ thống hỗ trợ ra quyết định tích hợp (DSS) được thiết kế hỗ trợ lập kế hoạch phân bổ nguồn nước, cân bằng nguồn nước và nhu cầu nước.
Mô hình WEAP được áp dụng tính toán phân bổ nguồn nước mặt, phương pháp phân tích đa mục tiêu để xác định trọng số (tỷ lệ) phân bổ, thứ tự ưu tiên, phương pháp hồi quy đa biến để dự báo nhu cầu sử dụng nước cho các đối tượng sử dụng nước.
Tính năng của WEAP rất đa dạng, từ tính toán nhu cầu nước, quá trình ô nhiễm nước, tính toán thủy văn cho đến tính toán công suất phát điện và tính toán kinh tế cho các ngành sử dụng nước.
WEAP tính toán nhu cầu nước dựa vào nguyên lý cơ bản của tính toán cân bằng nước. Thành phần cung cấp nước là các dòng chảy mặt, kho nước ngầm, các hồ chứa hay dòng chảy từ các lưu vực khác. Thành phần sử dụng nước là các khu đô thị, khu công nghiệp, các khu tưới cho nông nghiệp…có tính đến các điều kiện thực tế như việc tái sử dụng nước, dòng chảy môi trường (dòng chảy tối thiểu), năng suất máy móc, chi phí và việc phân phối ưu tiên trong sử dụng tài nguyên nước mặt.
Với khả năng lập kịch bản và tính toán nhu cầu nước, WEAP là một công cụ rất mạnh trong việc lựa chọn hướng phát triển và đề xuất các chiến lược phát triển nguồn nước và quản lý tài nguyên nước trong khu vực.
Luận án lựa chọn mô hình WEAP để tính toán phân bổ nguồn nước mặt trên lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn xuất phát từ: (i) tính phù hợp của lưu vực nghiên cứu cùng với khả năng tiếp cận ứng dụng mô hình Mike - Nam; (ii) tính khả thi khi xây dựng các kịch bản phát triển nguồn nước trên lưu vực sông bằng mô hình WEAP; (iii) khả năng thử nghiệm áp dụng
nguyên tắc, thứ tự ưu tiên (theo vùng, đối tượng) và tỷ lệ phân bổ nguồn nước được đề xuất đối với bài toán phân bổ, tính toán cân bằng nước trên lưu vực sông hiện tại và trong tương lai. Mô tả chi tiết thiết lập, hiệu chỉnh mô hình WEAP được trình bày trong chương 3.
2.3.3.4. Các bước áp dụng mô hình Mike - Nam và WEAP
Các bước áp dụng mô hình MIKE-NAM và WEAP để tính toán phân bổ nguồn nước trong lưu vực sông được thể hiện trên sơ đồ hình 2.4.
Thu thập thông tin, số liệu
Phần mềm Mô hình TTTV
ArcGis MIKE NAM Nhu cầu
nước cho các hộ ngành Bản đồ lưu vực, tiểu lưu vực Dòng chảy TB tháng đến các tiểu lưu vực Mô hình WEAP
Tính toán cân bằng Tính toán kịch bản cân
nước hiện tại bằng nước tương lai
Phân tích kết quả
Hình 2.4: Sơ đồ các bước áp dụng mô hình Mike - Nam và WEAP
[Nguồn Luận án]