thực đo mùa khô 2011 - Trạm bơm
Trịnh Xá
Hình 3.13. Mực nƣớc mô phỏng và thực đo mùa khô 2011 - Trạm bơm thực đo mùa khô 2011 - Trạm bơm
Tân Chi
Qua kiểm định mô hình thủy lực mùa khô năm 2011 thấy rằng kết quả mô phỏng về mực nƣớc tƣơng đối phù hợp với số liệu thực đo cả về xu thế lẫn trị số. Chênh lệch về giá trị trung bình giữa kết quả mô phỏng và số liệu thực đo không nhiều. Qua kết quả kiểm định mô hình thủy lực, cho thấy mô hình ổn định, có thể dùng để tính toán dự báo lƣợng nƣớc đến HTTL Bắc Đuống phục vụ sản xuất nông nghiệp trong tƣơng lai.
3.3. Cơ sở tính toán cấp nƣớc
3.3.1. Chỉ tiêu cấp nước cho nông nghiệp
Căn cứ vào quy phạm TCXDVN 285:2002 - Các quy định chủ yếu về thiết kế công trình thuỷ lợi để xác định các tần suất thiết kế trong tính toán chế độ tƣới, tiêu.
Tính toán chế độ tƣới cho cây trồng theo chƣơng trình Cropwat của FAO, đây là chƣơng trình máy tính để tính toán xác định nhu cầu nƣớc, chế độ tƣới và kế hoạch thực hiện tƣới cho cây trồng tại mặt ruộng trong các điều kiện khác nhau.
Thủ tục chính của Cropwat gồm:
- Tính lƣợng bốc hơi mặt ruộng theo công thức Penman.
- Tính nhu cầu nƣớc của cây trồng, tính lƣợng mƣa hiệu quả, yêu cầu tƣới nƣớc.
- Tính toán xác định kế hoạch tƣới.
- Tính toán lập hồ sơ cung cấp nƣớc tƣới tại mặt ruộng. Dạng tổng quát của phƣơng trình cân bằng nƣớc:
mi = Wđi - Wđến W (mm/ngày) (1)
- Wđi: Lƣợng nƣớc đi khỏi mặt ruộng trong thời đoạn tính toán thứ i.
Wđi = ETcrop + Perc + Lprep (mm/ngày)
+ ETcrop : Lƣợng bốc hơi mặt ruộng trong thời đoạn thứ i (mm/ngày). + Perc: Lƣợng nƣớc ngấm xuống tầng nƣớc ngầm và rò rỉ xuống kênh tiêu trong thời đoạn thứ i (mm/ngày).
+ Lprep: Lƣợng nƣớc làm đất (mm/ngày).
- Wđến: Lƣợng nƣớc đến mặt ruộng trong thời đoạn thứ i (mm/ngày).
Wđến= Eff.Rain + N (mm/ngày)
+ Eff.Rain: Lƣợng mƣa hiệu quả mà cây trồng có thể sử dụng đƣợc trong thời đoạn i (mm/ngày).
+ N : Lƣợng nƣớc từ nơi khác chảy đến đƣợc trong thời đoạn i (mm/ngày).
- W : Lƣợng nƣớc tăng giảm tại mặt ruộng trong thời đoạn thứ i (mm/ngày).
- mi: Lƣợng nƣớc cần tƣới cho cây trồng thời đoạn thứ i (mm/ngày).
Từ đó phƣơng trình (1) đƣợc viết thành :
mi = (ETcrop + Perc + Lprep) - (Eff.Rain + N) W (mm/ngày) (2)
Các đại lƣợng trong phƣơng trình (2) đƣợc xác định nhƣ sau :
- Perc: Lấy theo kinh nghiệm nó phụ thuộc vào loại đất, phƣơng thức canh tác, trình độ quản lý hệ thống tƣới tiêu.
- Eff.Rain: Đƣợc xác định từ lƣợng mƣa thiết kế theo các tần suất 85%.
- N : Vì ở đây tính toán cho một lƣu vực rộng lớn nên coi N = 0.
- ETcrop: Lƣợng bốc hơi mặt ruộng bao gồm bốc hơi khoảng trống và bốc hơi qua mặt lá của cây trồng, là một đại lƣợng phụ thuộc rất nhiều yếu tố bao gồm cả các yếu tố khí hậu và các yếu tố phi khí hậu nhƣ :
* Các yếu tố khí hậu: Nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ gió, số giờ chiếu sáng....
Nhiệt độ càng cao, độ ẩm càng thấp, tốc độ gió càng lớn, số giờ chiếu sáng càng nhiều thì lƣợng bốc hơi mặt ruộng càng lớn và ngƣợc lại.
* Các yếu tố phi khí hậu như: Loại cây trồng, thời kỳ sinh trƣởng của loại cây
trồng đó, chế độ làm đất... đều ảnh hƣởng tới lƣợng bốc hơi mặt ruộng (ETc).
c. Kết quả tính toán
Bảng 3.4. Hệ số tưới mặt ruộng năm 2016
TT Hạng mục Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Bắc Đuống 2015 (P = 85%) m (m3) 1501 1846 1175 1243 889 1160 1071 800 1087 450 217 201 q (l/s/ha) 1,16 1,26 1,13 1,03 1,03 1,12 1,03 1,03 1,05 1,04 0,84 0,78
Bảng 3.5. Hệ số tưới mặt ruộng giai đoạn 2020 TT Hạng mục Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Bắc Đuống 2020 (P = 85%) m (m3) 1490 1832 1167 1234 882 1151 1063 794 1079 446 217 201 q (l/s/ha) 1,15 1,25 1,13 1,02 1,02 1,11 1,03 1,02 1,04 1,03 0,84 0,78 Bảng 3.6. Hệ số tưới thiết kế (P=85%) Đơn vị: q (l/s/ha) TT Mặt ruộng Năm 2015 Năm 2020 Bắc Đuống 1,26 1,25
3.3.2. Chỉ tiêu dùng nước cho chăn nuôi
Theo TCVN 4454: 1987 quy định nƣớc dùng trong chăn nuôi tập trung đƣợc lấy nhƣ sau:
+ Trâu bò: 70 - 100 l/ngđ + Lợn: 15 - 25 l/ngđ + Gia cầm: 1 - 2 l/ngđ
Đối với chăn nuôi phân tán không có quy định, do đó để tính toán, tạm lấy bằng một nửa tiêu chuẩn dùng cho chăn nuôi tập trung. Tiêu chuẩn tính tạm lấy nhƣ sau cho tất cả các giai đoạn:
+ Trâu bò: 40 l/ngđ + Lợn: 10 l/ngđ + Gia cầm: 1 l/ngđ
3.3.3. Chỉ tiêu dùng nước cho đô thị
Nƣớc dùng cho đô thị đƣợc tính toán căn cứ vào tiêu chuẩn cấp nƣớc cho đô thị “Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4449-1987”, tiêu chuẩn này để áp dụng thiết kế quy hoạch xây dựng các đô thị mới, cải tạo các đô thị hiện có của nƣớc Cộng hoà XHCN Việt nam. Đô thị gồm thành phố, thị xã, thị trấn là các trung tâm tổng hợp hoặc các trung tâm chuyên ngành của các hoạt động kinh tế, hành chính, KHKT, du lịch, nghỉ ngơi, văn hoá, dịch vụ công cộng. Đô thị đƣợc phân loại theo quy mô dân số. Nƣớc dùng cho đô thị gồm các loại sau:
+ Đô thị loại rất lớn I: 120-150 l/ngƣời/ngđ và 250-300 l/ngƣời/ngđ. + Đô thị loại lớn: 100-120 l/ngƣời/ngđ và 200-250 l/ngƣời/ngđ. + Đô thị loại trung bình: 80-100 l/ngƣời/ngđ và 150-200 l/ngƣời/ngđ. + Đô thị loại nhỏ: 50-80 l/ngƣời/ngđ và 100-150 l/ngƣời/ngđ.
Đây là tiêu chuẩn dùng nƣớc tính cho ngày dùng nhiều nƣớc nhất, nếu tính bình quân thì nhân hệ số không điều hoà 0,7-0,8.
3.3.4. Nước sinh hoạt nông thôn
Theo quyết định số 104/2000/QĐ-TTg ngày 25/8/2000 của Thủ tƣớng Chính phủ về việc phê duyệt chiến lƣợc quốc gia về cấp nƣớc sạch và vệ sinh môi trƣờng nông thôn đến năm 2020. Quyết định đã phê duyệt chiến lƣợc quốc gia về cấp nƣớc sạch nông thôn:
Mục tiêu đến năm 2015: 85% dân cƣ nông thôn sử dụng nƣớc hợp vệ sinh với số lƣợng 60 l/ngƣời/ngày.
Mục tiêu đến năm 2020: Tất cả dân cƣ nông thôn sử dụng nƣớc sạch đạt tiêu chuẩn quốc gia với số lƣợng ít nhất 60 l/ngƣời /ngày.
3.3.5. Nước dùng cho thủy sản
Có ba loại hình nuôi trồng chủ yếu là ao hồ nhỏ, mặt nƣớc lớn và ruộng trũng. Theo quy trình nuôi trồng thủy sản thì độ sâu nƣớc cần phải đảm bảo để nuôi thả cá là:
+ Ao hồ nhỏ: 1,5- 2,0 m. + Mặt nƣớc lớn: 2- 3 m. + Ruộng trũng: 20- 30cm
Tuy nhiên hiện trạng nuôi trồng thủy sản trong lƣu vực chủ yếu là nuôi nhỏ lẻ, ít nơi nuôi theo hình thức thâm canh hoặc bán thâm canh. Các khu vực nuôi theo hình thức thâm canh hoặc bán thâm canh chỉ chiếm khoảng 30% diện tích. Các ao hồ nhỏ ít đƣợc cấp nƣớc vì thƣờng nằm rải rác trong các khu dân cƣ. Loại hình nuôi cá lồng thƣờng ở các sông lớn.
Đối với nuôi thủy sản ở ruộng trũng chủ yếu là nuôi 1 vụ cá và 1 vụ lúa nên lƣợng nƣớc yêu cầu cho thủy sản cũng là yêu cầu của lúa.
3.3.6. Nước cho môi trường
Lấy bằng 20%, 28% tổng lƣợng nƣớc dùng của các ngành cho các giai đoạn 2015 và 2020.
CHƢƠNG IV: KẾT QUẢ TÍNH TOÁN KHẢ NĂNG NGUỒN NƢỚC VÀ NHU CẦU NƢỚC PHỤC VỤ SẢN XUẤT NÔNG NGHIỆP ĐỐI VỚI HỆ
THỐNG BẮC ĐUỐNG, ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP ỨNG PHÓ VỚI BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU CỦA TỈNH BẮC NINH
4.1. Kết quả tính toán nhu cầu nƣớc
Căn cứ vào quy hoạch phát triển kinh tế xã hội, các chỉ tiêu phát triển kinh tế và tiêu chuẩn dùng nƣớc của các ngành kinh tế, dân sinh, luận văn đã tiến hành tính toán nhu cầu dùng nƣớc của các đối tƣợng dùng nƣớc ứng với các giai đoạn phát triển kinh tế xã hội: hiện tại (2016), năm 2020, năm 2030.
Tổng lƣợng nƣớc bao gồm nƣớc cung cấp cho nông nghiệp, công nghiệp, sinh hoạt, thuỷ sản, môi trƣờng.
4.1.1. Nhu cầu dùng nước cho nông nghiệp
Nhu cầu dùng nƣớc cho nông nghiệp bao gồm nhu cầu nƣớc cho trồng trọt và chăn nuôi.
Trên cơ sở quy hoạch sản xuất nông nghiệp trong các giai đoạn phát triển kinh tế xã hội và mức tƣới trong từng thời vụ có xét đến tiến bộ khoa học công nghệ trong nông nghiệp và thuỷ lợi đã tính toán lƣợng nƣớc cần dùng cho các loại cây trồng chính trong từng khu ứng với các giai đoạn hiện tại (2016), năm 2020, năm 2030 với tần suất P = 85%.
Bảng 4.1. Nhu cầu nước cho nông nghiệp
TT Khu dùng nƣớc Hiện tại Tần suất 85% 2020 2030
Tổng lƣợng (106m3) 827,00 570,95 522,39
1 Bắc Đuống 509,94 321,67 294,54
Lƣu lƣợng (m3/s) 26,22 18,10 16,56
1 Bắc Đuống 16,17 10,20 9,34
Từ kết quả tính toán trên nhận thấy nhu cầu nƣớc cho nông nhiệp trên địa bản tỉnh Bắc Ninh ngày càng giảm do quá trình đô thị hoá, xây dựng các khu công nghiệp làm cho diện tích canh tác ngày càng thu hẹp đặc biệt là khu tƣới Bắc Đuống nơi quá trình đô thị hoá, công nghiệp hoá đang diễn ra mạnh mẽ.
Tổng nhu cầu cấp nƣớc cho nông nghiệp giai đoạn hiện tại với tần suất 85% là: 827x 106m3, nhu cầu nƣớc đến năm 2020 giảm còn: 570,95 x 106m3 và năm 2030 là: 522,39 x 106m3.
4.1.2. Nhu cầu nước cho thủy sản
Bảng 4.2. Nhu cầu nước cho thủy sản
TT Khu dùng nƣớc Hiện tại Tần suất 85% 2020 2030
Tổng lƣợng (106m3) 84,45 97,57 95,38
1 Bắc Đuống 38,78 52,51 51,08
Lƣu lƣợng (m3/s) 2,68 3,09 3,02
1 Bắc Đuống 1,23 1,67 1,62
4.1.3. Nhu cầu nước đô thị
Nhu cầu nƣớc cho đô thị bao gồm nƣớc cho đô thị và khu công nghiệp tập trung.
Bảng 4.3. Nhu cầu nước cho đô thị, công nghiệp
TT Khu dùng nƣớc Hiện tại 2020 2030
Tổng lƣợng (106m3) 82,05 406,43 720,06
1 Bắc Đuống 78,35 342,26 606,43
Lƣu lƣợng (m3/s) 2,60 12,89 22,83
1 Bắc Đuống 2,48 10,85 19,23
Qua kết quả tính toán trên nhận thấy nhu cầu nƣớc cho đô thị, công nghiệp trên địa bản tỉnh Bắc Ninh ngày càng tăng, đặc biệt là khu Bắc Đuống nơi quá trình công nghiệp hoá đang diễn ra mạnh mẽ.
Nhu cầu nƣớc cho đô thị, công nghiệp giai đoạn hiện tại là: 82,05 x 106m3, giai đoạn 2020 là: 406,43 x 106m3, giai đoạn 2030 là: 720,06 x 106m3.
4.1.4. Nhu cầu nước sinh hoạt nông thôn
Bảng 4.4. Nhu cầu nước sinh hoạt nông thôn
TT Khu dùng nƣớc Hiện tại 2020 2030
Tổng lƣợng (106m3) 21,05 27,28 31,99
1 Bắc Đuống 13,04 16,35 18,60
Lƣu lƣợng (m3/s) 0,67 0,87 1,01
1 Bắc Đuống 0,41 0,52 0,59
Nhu cầu nƣớc cho sinh hoạt nông thôn giai đoạn hiện tại là: 21,05 x 106m3, giai đoạn 2015 là: 27,28 x 106m3, giai đoạn 2020 là: 31,99 x 106m3.
4.1.5. Nhu cầu nước môi trường
Bảng 4.5. Nhu cầu nước cho môi trường
TT Khu dùng nƣớc 2020 Tần suất 85% 2030
Tổng lƣợng (106m3) 211,03 318,40
1 Bắc Đuống 141,30 227,18
TT Khu dùng nƣớc 2020 Tần suất 85% 2030
1 Bắc Đuống 4,48 7,20
Nhu cầu nƣớc cho môi trƣờng hiện tại chƣa đƣa vào tính toán, dự kiến giai đoạn 2020 là: 211,03 x 106m3, giai đoạn 2030 là: 318,40 x 106m3.
4.1.6. Tổng hợp nhu cầu nước các ngành kinh tế
Bảng 4.6. Nhu cầu nước các ngành kinh tế (P = 85%)
Đơn vị: W: 106m3/năm.
Nhu cầu 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Năm
Hiện tại 116,00 148,01 108,34 104,75 82,96 104,40 91,70 63,26 79,46 55,57 31,23 31,77 1014,54 Trồng trọt 106,68 131,14 88,17 84,88 62,78 84,52 82,38 53,94 70,44 35,39 11,35 11,59 823,26 Thủy sản 0,00 8,45 10,85 10,85 10,86 10,86 0,00 0,00 0,00 10,86 10,86 10,86 84,45 Đô thị 7,22 6,52 7,22 6,98 7,22 6,98 7,22 7,22 6,98 7,22 6,98 7,22 82,05 Sinh hoạt NT 1,79 1,61 1,79 1,73 1,79 1,73 1,79 1,79 1,73 1,79 1,73 1,79 21,05 Chăn nuôi 0,32 0,29 0,32 0,31 0,32 0,31 0,32 0,32 0,31 0,32 0,31 0,32 3,74 GĐ 2020 133,04 160,39 133,65 128,60 112,19 128,50 113,63 89,40 101,04 90,04 68,50 70,17 1322,68 Trồng trọt 72,75 89,47 60,73 57,74 42,83 57,65 56,57 36,38 47,31 24,37 7,65 7,81 561,27 Thủy sản 0,00 9,76 12,54 12,54 12,55 12,55 0,00 0,00 0,00 12,55 12,55 12,55 97,57 Đô thị 34,98 31,59 34,98 33,85 34,98 33,85 34,98 34,98 33,85 34,98 33,85 34,98 406,43 Sinh hoạt NT 2,32 2,09 2,32 2,24 2,32 2,24 2,32 2,32 2,24 2,32 2,24 2,32 27,28 Chăn nuôi 0,82 0,74 0,82 0,80 0,82 0,80 0,82 0,82 0,80 0,82 0,80 0,82 9,68 Môi trƣờng 22,17 26,73 22,28 21,43 18,70 21,42 18,94 14,90 16,84 15,01 11,42 11,70 220,45 GĐ 2030 163,29 186,01 164,97 158,96 144,82 158,84 145,05 122,37 132,03 124,10 102,74 105,57 1698,58 Trồng trọt 65,98 81,12 55,07 52,35 38,82 52,25 51,27 32,98 42,89 22,11 7,00 7,16 508,99 Thủy sản 0,00 9,54 12,26 12,26 12,27 12,27 0,00 0,00 0,00 12,27 12,27 12,27 95,38 Đô thị 61,85 55,87 61,85 59,86 61,85 59,86 61,85 61,85 59,86 61,85 59,86 61,85 720,06 Sinh hoạt NT 2,72 2,45 2,72 2,63 2,72 2,63 2,72 2,72 2,63 2,72 2,63 2,72 31,99 Chăn nuôi 1,14 1,03 1,14 1,10 1,14 1,10 1,14 1,14 1,10 1,14 1,10 1,14 13,40 Môi trƣờng 31,60 36,00 31,93 30,77 28,03 30,74 28,08 23,68 25,55 24,02 19,88 20,43 328,76
Bảng 4.7. Tổng lượng nước theo yêu cầu phân theo vùng (P = 85%)
Đơn vị: W: 106m3/năm.
Nhu cầu Th1 Th2 Th3 Th4 Th5 Th6 Th7 Th8 Th9 Th10 Th11 Th12 Năm GĐ hiện tại 116,00 148,01 108,34 104,75 82,96 104,40 91,70 63,26 79,46 55,57 31,23 31,77 1014.54 Bắc Đuống 74,02 92,23 64,53 67,11 52,03 63,56 54,94 43,10 55,24 32,80 21,92 21,.53 640.12 GĐ 2020 133,04 160,39 133,65 128,60 112,19 128,50 113,63 89,40 101,04 90,04 68,50 70,17 1322.68 Bắc Đuống 86,60 100,44 84,03 85,01 74,68 82,24 72,48 63,68 71,77 60,44 51,88 52,56 879.34 GĐ 2030 163,29 186,01 164,97 158,96 144,82 158,84 145,05 122,37 132,03 124,10 102,74 105,57 1698.58 Bắc Đuống 113,36 123,63 111,51 111,39 102,75 108,79 100,13 91,89 98,44 89,42 80,40 82,07 1203.61
Bảng 4.8. Lưu lượng nước yêu cầu phân theo vùng (P = 85%)
Đơn vị: Q: m3/s.
Lƣu lƣợng Th1 Th2 Th3 Th4 Th5 Th6 Th7 Th8 Th9 Th10 Th11 Th12 GĐ hiện tại 43,31 61,18 40,45 40,41 30,97 40,28 34,24 23,62 30,66 20,75 12,05 11,86
Lƣu lƣợng Th1 Th2 Th3 Th4 Th5 Th6 Th7 Th8 Th9 Th10 Th11 Th12 Bắc Đuống 27,64 38,.12 24,09 25,89 19,43 24,52 20,51 16,09 21,31 12,25 8,46 8,04 GĐ 20120 49,67 66,30 49,90 49,61 41,89 49,57 42,42 33,38 38,98 33,62 26,43 26,20 Bắc Đuống 32,33 41,52 31,37 32,80 27,88 31,73 27,06 23,77 27,69 22,57 20,02 19,62 GĐ 2030 60,96 76,89 61,59 61,33 54,07 61,28 54,16 45,69 50,94 46,33 39,64 39,41 Bắc Đuống 42,33 51,10 41,63 42,98 38,36 41,97 37,38 34,31 37,98 33,38 31,02 30,64
Từ kết quả tính toán ta thấy tổng lƣợng nƣớc cần cấp cho các ngành kinh tế với tần suất P = 85% giai đoạn hiện tại là: 1.014,5x 106m3/năm, dự kiến đến năm 2020: 1.322,7x 106m3/năm tăng 1,3 lần so với hiện tại và đến năm 2030 là: 1.698,6x 106m3/năm tăng 1,7 lần so với hiện tại.
Nhu cầu nƣớc cho đô thị và công nghiệp giai đoạn năm 2020 và năm 2030 tăng lên rõ rệt do quá trình đô thị hoá và công nghiệp hoá tăng mạnh, đặc biệt là ở vùng Bắc Đuống.
Nhu cầu nƣớc cho nông nghiệp ngày càng giảm do quá trình đô thị hoá, xây dựng các khu công nghiệp làm cho diện tích canh tác ngày càng thu hẹp.
Nhu cầu nƣớc cho môi trƣờng đƣợc đƣa vào tính toán cho các giai đoạn 2020 và 2030 vì đã có dấu hiệu ô nhiễm môi trƣờng nƣớc khá trầm trọng tại một số nơi trong tỉnh.
4.2. Cân bằng sơ bộ, đánh giá khả năng nguồn nƣớc
Nƣớc đến của khu vực phụ thuộc vào nƣớc đến và tình hình sử dụng nƣớc của toàn bộ Đồng bằng sông Hồng. Theo kết quả tính toán sử dụng nƣớc sông Hồng- Thái Bình thì nhu cầu nƣớc toàn bộ lƣu vực sông Hồng là 12 tỷ m3/năm với tổng lƣu lƣợng yêu cầu khoảng 1000m3/s. Lƣu lƣợng bình quân tháng 1,2,3 tại Sơn Tây từ 600-1000 m3/s trƣớc khi có hồ Hoà Bình. Sau khi có hồ Hoà Bình lƣu lƣợng đƣợc điều tiết về đến Sơn Tây vào khoảng 900-1500 m3/s, lƣu lƣợng