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 Nghệ An 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 Nghệ An 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 Nghệ An 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) .
Lượng nước bình quân trên đầu người của tỉnh Nghệ An 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 Nghệ An 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 Nghệ An 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 Nghệ An .
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 Nghệ An 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
NN_VuQuang 89 .1 Tổng 706 .0
- 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
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 Nghệ An 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 Nghệ An 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
- 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 Nghệ An 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 Nghệ An
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 Nghệ An 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
Hình 3: Đường tần suất mưa trạm Kỳ Anh
Hình 5: Kết quả hiệu chỉnh trạm Hương Đại
Hình 6: Kết quả hiệu chỉnh trạm Kè Gỗ
Hình 8: Kết quả kiểm định trạm Hương Đại
Hình 9: Kết quả hiệu chỉnh trạm Hòa Duyệt
Hình 11: Kết quả hiệu chỉnh trạm Trại Trụ
Bảng 1:Số liệu lưu lượng tháng trung bình trạm Hòa Duyệt s .Ngàn Sâu (m³/s)
Năm I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Q
1959 49,3 34,1 34,5 42,3 33,4 18,7 35,7 61,8 229,0 266,0 63,7 103,0 81,3 1960 70,6 45,6 48,6 39,8 52,9 51,2 49,2 90,6 170,0 1100,0 288,0 167,0 182,0 1961 86,0 63,0 60,0 48,3 162,0 109,0 51,2 105,0 314,0 432,0 135,0 81,6 143,0 1962 67,0 43,5 42,8 53,8 72,8 70,8 125,0 67,0 390,0 466,0 120,0 68,2 133,0 1963 56,0 44,3 46,8 43,0 37,5 68,2 45,0 54,9 221,0 345,0 140,0 113,0 102,0 1964 75,9 77,7 54,7 44,1 137,0 57,7 36,3 43,4 540,0 735,0 412,0 136,0 196,0 1965 71,5 62,0 63,2 51,0 46,0 80,3 44,4 120,0 178,0 261,0 156,0 173,0 109,0 1966 99,7 84,6 89,8 46,2 83,2 50,3 35,6 48,2 85,6 320,0 246,0 162,0 113,0 1967 91,2 63,7 53,9 54,6 72,3 40,0 26,0 59,2 475,0 369,0 176,0 114,0 133,0 1968 68,8 51,6 64,5 55,0 59,0 54,8 24,1 44,9 248,0 275,0 152,0 81,0 98,2 1969 62,4 50,6 54,1 38,5 31,5 32,3 43,6 35,6 263,0 76,6 152,0 68,8 75,5 1970 85,3 56,2 41,2 63,4 58,9 53,1 30,0 260,0 172,0 452,0 148,0 175,0 134,0 1971 73,8 49,8 53,6 33,5 60,2 58,7 423,0 64,6 64,5 442,0 106,0 157,0 134,0 1972 80,1 48,0 38,8 43,0 32,9 185,0 52,1 59,8 416,0 427,0 211,0 118,0 142,0 1973 68,7 49,4 38,9 41,8 39,2 24,1 212,0 52,4 483,0 445,0 158,0 70,2 140,0 1974 39,6 37,4 36,2 44,1 56,8 96,0 26,1 299,0 63,4 303,0 407,0 92,6 125,0 1975 125,0 74 54,1 52,9 57,6 93,4 42 108 249 166 148 68,4 103 1976 44,5 43,9 42,7 30,2 52,9 39 33,9 29,6 39,2 170 381 63,9 79,8 1977 62,1 47,2 36,6 50,4 40,1 17 12,2 33,8 98,2 138 148 62,9 62,2 1978 60 48,3 73,9 60,1 96,8 48,6 50,3 199 923 300 122 81,5 172 1979 68,6 49,9 36,6 42,8 73,3 68,8 29,6 210 547 104 51,7 39,1 110 1980 33,3 30,4 25,4 31,8 42,3 54 30,8 26,9 384 450 138 89,5 110 1981 64,3 43,2 34,7 27,1 131 57,9 73,9 35,1 378 296 228 68 119
Năm I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Q 1964 4,33 4,83 3,25 2,52 8,15 4,26 1,95 1,84 37,20 38,80 27,30 12,10 12,20 1965 3,66 3,62 3,99 3,10 3,17 7,79 4,58 11,20 11,60 12,40 10,70 9,85 2,14 1966 4,18 4,38 4,44 4,29 9,08 4,74 4,01 6,30 8,98 18,00 11,30 6,66 7,20 1967 7,70 5,72 5,27 5,02 4,13 2,11 1,67 2,92 18,70 17,80 5,84 4,90 6,88 1968 4,37 3,55 5,21 3,84 5,61 2,96 1,52 3,13 9,69 16,60 10,50 5,31 6,19 1969 4,18 3,62 4,53 3,17 1,86 2,25 3,66 3,23 20,20 13,60 16,00 9,59 7,10 1970 7,56 5,57 4,03 6,10 5,12 4,52 3,71 20,20 10,20 26,60 8,70 10,90 9,50 1971 4,40 3,58 3,94 2,30 4,16 3,63 19,10 5,78 7,60 24,00 9,87 14,70 8,61 1972 8,11 3,22 2,84 3,39 3,06 11,40 4,16 4,52 25,30 22,00 8,51 2,56 8,24 1973 4,42 3,39 4,01 2,78 1,65 1,45 8,65 3,47 22,70 19,00 9,19 4,52 7,11 1974 3,01 3,46 3,34 3,91 5,11 5,65 2,12 13,90 4,71 12,80 21,50 5,32 7,08 1975 6,76 3,53 2,83 3,04 2,01 4,07 1,95 5,64 10,90 9,04 8,52 3,89 5,81 1976 3,18 3,23 3,61 2,31 2,95 2,64 2,00 2,03 3,24 16,20 20,70 3,71 5,52 1977 4,92 3,88 3,63 4,22 2,55 1,39 1,40 2,28 5,20 6,83 8,08 4,14 4,04 1978 4,66 3,56 4,15 2,97 5,53 3,45 4,65 12,40 47,90 13,90 7,90 4,90 9,65 1979 4,07 2,79 2,29 2,40 3,52 3,56 2,15 10,20 28,70 6,25 4,39 3,40 6,13 1980 3,06 2,78 2,71 3,02 3,48 5,28 2,94 2,38 21,50 25,60 9,54 6,86 7,43
Bảng 3:Số liệu lưu lượng tháng trung bình trạm Hương Đại s .Ngàn Trươi (m³/s)
Năm I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Q
1965 21,2 13,8 12,3 14,0 9,7 13,4 10,5 29,6 44,3 50,3 40,2 35,4 24,6 1966 24,8 22,1 18,3 11,7 19,9 14,2 11,4 15,1 24,9 100,0 81,1 44,8 32,4 1967 23,6 17,0 13,5 12,8 13,9 10,8 6,9 19,2 128,0 83,1 43,8 32,5 33,7 1968 19,5 15,4 17,0 17,0 16,6 21,7 9,3 17,8 39,8 57,4 45,1 21,2 24,8 1969 16,4 13,0 15,3 10,6 8,6 10,1 15,5 15,8 78,9 23,5 48,3 22,8 23,2 1970 26,0 16,0 11,6 12,4 14,9 15,8 10,0 74,0 56,8 114,0 46,1 42,3 36,9 1971 23,2 14,3 14,5 10,5 17,7 11,9 81,3 16,6 23,7 117,0 33,2 41,7 34,1 1972 23,5 13,4 10,0 10,9 8,1 59,9 22,0 19,7 92,0 105,0 53,8 31,1 37,4 1973 16,9 12,6 11,8 11,1 10,2 7,8 46,8 14,6 112,0 120,0 57,0 23,8 37,2 1974 12,4 11,3 10,6 11,8 18,4 22,9 10,1 62,6 21,9 76,4 142,0 34,4 36,2 1975 31,2 16,5 11,5 10,8 9,9 17,4 9,7 24,3 41,0 38,0 32,0 15,8 22,2 1976 14,2 15,1 13,3 9,1 14,7 15,8 10,5 16,4 12,2 55,7 103,0 18,2 24,8
Năm I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Q 1957 11,7 9,1 6,0 5,1 2,7 2,1 11,4 3,9 5,9 62,3 10,6 16,8 12,4 1958 16,4 15,5 6,5 4,1 4,5 29,6 4,0 4,4 69,7 36,9 21,8 7,5 18,3 1959 8,8 5,0 6,1 3,9 2,9 1,4 3,2 2,0 28,1 27,7 10,4 16,0 9,7 1960 9,5 7,1 5,5 3,1 4,7 3,4 1,8 4,5 19,7 92,8 28,5 11,2 16,5 1961 8,7 7,7 5,2 3,9 5,0 3,2 1,2 3,7 20,6 29,8 14,7 20,1 10,4 1962 8,7 4,7 3,8 3,8 4,5 5,0 5,6 4,7 19,7 50,5 15,6 10,2 11,5 1963 5,7 4,7 5,3 3,8 2,5 6,0 2,0 2,8 28,8 65,9 18,5 18,1 13,8 1964 8,4 11,7 6,8 3,9 4,5 2,3 1,7 2,8 43,9 80,6 48,4 14,8 19,1 1965 7,1 8,6 9,6 4,0 5,3 7,6 2,8 10,7 17,7 41,0 16,9 27,2 13,3 1966 13,3 8,4 9,1 4,1 7,6 2,4 1,0 1,3 3,6 44,5 32,2 20,8 12,4 1967 14,9 9,4 6,4 7,0 7,5 2,4 0,8 3,3 87,5 31,0 30,9 19,9 18,3 1968 7,7 7,9 7,4 4,3 3,7 3,1 0,8 1,9 48,7 26,0 12,5 9,2 11,1 1969 9,8 8,9 7,7 3,7 3,4 2,0 2,3 1,0 16,6 10,5 30,8 9,8 8,7 1970 12,1 5,7 4,7 7,5 7,2 3,4 1,3 15,1 16,9 59,8 26,4 26,2 15,6 1971 10,5 7,2 6,3 3,1 4,1 2,5 26,2 2,4 4,3 45,5 9,1 22,2 12,1 1972 10,4 5,6 3,5 4,4 2,8 7,0 1,4 1,3 24,4 59,0 36,4 16,1 14,4 1973 17,8 9,1 5,1 3,9 2,9 1,5 20,6 3,3 36,0 75,3 20,4 7,2 17,0