NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤ TƠ ĐỒ KHAI THÁC SỬ DỤNG BỀN VỮNG TÀI NGUYÊN NƯỚC LƯU VỰC SÔNG BA
3.2.4 Tính toán cân bằng nước lưu vực sông Ba
Từ những tồn tại của sơ đồ khai thác sử dụng nước của lưu vực sông Ba nêu trên, để nắm bắt khái quát được tình hình thừa thiếu nước với những năm nước ít ở giai đoạn hiện tại và trong tương lai gần, luận văn sẽ tiến hành tính toán cân bằng nước sơ bộ theo phương pháp lập bảng, từ đó sẽ khái quát được phương án đề xuất về mặt công trình nhằm bước đầu khắc phục những tồn tại của sơ đồ khai thác sử dụng nước hiện tại và có cơ sở đề xuất sơ đồ khai thác sử dụng nước bền vững lưu vực sông Ba.
Cân bằng nước là “sự cân bằng của toàn bộ lượng nước đến (mưa, tuyết tan,...) và tất cả lượng nước chảy đi (dòng chảy ra, bốc hơi, thấm...) khỏi một vùng thuỷ văn được định trước nào đó như một lưu vực tiêu, tầng chứa nước, vùng đất
Luận văn tốt nghiệp 82 Ngành: Thủy văn học
Học viên: Lê Thị Lan Anh Lớp: 18V
đá, một hồ chứa... có tính đến lượng trữ thực của hệ thống” là một định nghĩa được nhiều người thừa nhận. Có cân bằng thẳng đứng và cân bằng ngang.
Trong luận văn xem xét tính cân bằng ngang hay cân bằng hệ thống có xét đến hoạt động của con người, cụ thể: lượng nước vào tự nhiên (lượng nước đến thượng lưu + khu giữa) + lượng nước điều tiết hay khống chế bởi công trình – lượng nước tổn thất do các hộ dùng nước = lượng nước ra ở hạ lưu + lượng nước hồi quy lượng nước phát điện phát ra đường khác hay thu nhận từ hệ thống khác. (1 hương pháp tính
Do sự phân bố không đều của nguồn nước theo không gian và thời gian trong năm và điều kiện không có đủ công trình hồ chứa để trữ nước trong mùa lũ dùng trong mùa kiệt nên khả năng thiếu nước trong mùa cạn tại nơi này, nơi khác trên lưu vực cũng có thể xảy ra.
hương pháp tính toán cân bằng nước luận văn chọn dùng là phương pháp lập bảng, phương pháp này dùng để tính toán cân bằng sơ bộ với nguồn nước đến tự nhiên hàng năm tại các nút cân bằng trừ đi yêu cầu dùng nước của các ngành dân sinh kinh tế hiện tại cũng như tương lai để đánh giá khả năng nguồn nước đến có đáp ứng yêu cầu dùng nước không và từ đó định hướng cho giải pháp nghiên cứu sử dụng nguồn nước cho mỗi vùng và toàn lưu vực.
Có thể thấy rằng khu vực hạ lưu sông Ba từ hồ sông Ba Hạ đến cửa sông là một khu vực cân bằng nước hoàn chỉnh, trong đó đầu vào là lượng dòng chảy đến hồ sông Ba Hạ cộng với lượng nước trữ trong hồ (bằng 165,9 triệu m3 dung tích hiệu dụng của hồ khi hồ tích đầy nước , đầu ra là lượng nước của sông còn lại chảy ra biển.
Lượng nước sử dụng trong khu vực này bao gồm lượng nước sử dụng của các ngành, cộng với lượng nước có thể phải chuyển cho sông Bàn Thạch theo các phương án tính toán, trong đó có chuyển nước sau hồ Sông Hinh cho tưới của sông
Luận văn tốt nghiệp 83 Ngành: Thủy văn học
Học viên: Lê Thị Lan Anh Lớp: 18V
Bàn Thạch, lượng nước chuyển cho các khu công nghiệp khu vực ven biển Nam Phú Yên thuộc lưu vực sông Bàn Thạch.
Trong tính toán cân bằng nước cũng phải kể đến lượng dòng chảy nhập lưu địa phương từ sông suối hai bên bờ của các khu giữa 2, khu giữa 3 và khu giữa 4 (Phân chia các tiểu lưu vực được trình bày trong mục 3.1.2 của Chương , lượng nhập lưu của nhánh sông Hinh sau khi bị điều tiết của hồ và chuyển nước sang sông Bàn Thạch còn thừa chảy trở lại sông Ba phía thượng lưu đập Đồng Cam. Tất cả các lượng nước trên đều là các thành phần lượng nước đến khu vực cân bằng nước.
Hình .1 : Sơ đồ mô phỏng cân bằng nước sơ bộ lưu vực sông Ba theo phương pháp lập bảng
Cửa Biển
TĐ An Khê – Knak (chuyển nước sang sông Kone) TĐ Ayun Hạ TĐ Krông Hnăng TĐ Sông Ba Hạ TĐ Sông Hinh chuyển nước tưới cho Nam
Bàn Thạch Đập Đồng Cam (chuyển nước tưới
cho khu tưới thuộc Bàn Thạch Đập Đak Song
Sông Ba Sông Yayun
Sông Krong Hnang
Luận văn tốt nghiệp 84 Ngành: Thủy văn học
Học viên: Lê Thị Lan Anh Lớp: 18V
So sánh giữa tổng lượng dòng chảy đến và tổng lượng nước sử dụng của các ngành và lượng nước chuyển cho sông Bàn Thạch sẽ xác định được lượng nước thừa hoặc thiếu của phương án tính toán, từ đó đánh giá kết quả của cân bằng nước.
Trên cơ sở phân tích như trên đưa ra cách tính cân bằng nước như sau:
(a) Phần trên: Tính cân bằng nước theo nút từ trên xuống dưới bắt đầu từ cửa ra của hồ An Khê-Kanak đến cửa vào hồ sông Ba Hạ, qua đó đánh giá tình trạng nguồn nước tại khu vực thị xã An Khê, và cuối cùng xác định lượng dòng chảy đến hồ sông Ba Hạ.
(b) Phần dưới: Tính cân bằng nước cho cả khu vực sử dụng nước ở hạ lưu từ cửa vào hồ sông Ba Hạ xuống đến cửa sông, qua đó xác định lượng nước thiếu, thừa của phương án tính.
Trong mục này trình bày kết quả tính toán cân bằng nước theo thời đoạn tháng, tập trung trong 8 tháng mùa cạn (I-VIII) giữa nguồn nước đến, lượng nước khai thác sử dụng để xác định lượng nước thừa/ thiếu theo các phương án tính toán.
( Các phương án tính toán
Luận văn sẽ tính toán cân bằng trong trường hợp như sau: - Lượng nước đến ứng với năm ít nước (P=85%, 90%),
- Nước dùng nước hiện trạng cho năm 010, dự báo nhu cầu dung nước trong tương lai đến năm 0 0, kết hợp với phương án chuyển nước sang sông Bàn Thạch và sông Kone.
Các phương án tính toán được trình bày cụ thể trong bảng . như sau:
Bảng 3.3: Tóm tắt các phương án tính cân bằng nước
Số hiệu
PA
Nội dung phương án Chuyển nước sang lưu vực lân cận
1 Năm ít nước P=85%, sử dụng nước năm 010, DCMT ở mức tối thiểu
(1). Hồ An Khê- Kanak chuyển nước sang sông Kone sau khi trả lại hạ du y/c
Luận văn tốt nghiệp 85 Ngành: Thủy văn học
Học viên: Lê Thị Lan Anh Lớp: 18V
DCMT trung bình mùa cạn là 4 m3/s ( . Nước sau TĐ sông Hinh chuyển sang sông Bàn Thạch 14,3 m3/s (300 trm3/năm tưới cho 4100 ha.
(3). Chuyển nước của đập Đồng Cam cho tưới phần khu tưới của đập Đồng Cam thuộc sông Bàn Thạch
2 Năm rất ít nước, P=90%, sử dụng nước năm
2010 DCMT ở duy trì ở mức tối thiểu Như chuyển nước của phương án 1
3
Năm ít nước P=85%, sử dụng nước của năm 2020, DCMT duy trì ở mức tối thiểu, nhu cầu sử dụng nước dự báo đến năm 0 0 của các ngành tính toán theo kịch bản phát triển lưu vực sông của dự án QHTNN LVS Ba.
Như chuyển nước của phương án 1 có thêm,
(1). Chuyển nước tại hạ lưu Đồng Cam cho KCN Nam Phú Yên thuộc sông Bàn Thạch 130.000 m3/ngày
F
Năm rất ít nước P=90%, sử dụng nước năm 2020 DCMT duy trì ở mức tối thiểu, nhu cầu sử dụng nước dự báo đến năm 0 0 của các ngành tính toán theo kịch bản phát triển lưu vực sông của dự án QHTNN LVS Ba.
Như chuyển nước của phương án
(3) Số liệu tính toán
(a) Nhu cầu dùng nước hiện tại (2010) và dự báo nhu cầu nước tương lai của các ngành (2020)
Nhu cầu nước dùng của các ngành giai đoạn hiện tại (2010) sử dụng các tiêu chuẩn cấp nước của từng ngành và số liệu từ hiện trạng kinh tế xã hội, số liệu từ niên giám thống kê của các tỉnh từ đó tính ra được nước dùng trên toàn lưu vực.
Nhu cầu nước dùng của các ngành dự báo trong tương lai ( 0 0 , sử dụng tiêu chuẩn cấp nước và theo kịch bản phát triển LVS của dự án QHTNN LVS Ba, từ đó dự báo được nhu cầu dùng nước của toàn lưu vực năm 0 0.
(* Nước cho nông nghiệp: (- Nước dùng cho chăn nuôi:
Luận văn tốt nghiệp 86 Ngành: Thủy văn học
Học viên: Lê Thị Lan Anh Lớp: 18V
Dựa vào bảng thống kê số lượng đàn gia súc gia cầm thuộc các tỉnh trên lưu vực sông Ba năm 010 và dự báo trong tương lai, chỉ tiêu cấp nước cho gia súc gia cầm theo tiêu chuẩn TCVN 4454 – 1987 sẽ tính toán và dự báo được nhu cầu nước cho gia súc gia cầm trên lưu vực năm 010 và năm 0 0
(- Nước dùng cho tưới:
Luận văn sử dụng hệ số tưới cho từng loại cây trồng trên lưu vực canh tác từ dự án QHTNN LVS Ba, diện tích đất nông nghiệp các huyện thị thuộc lưu vực sông Ba được xác định theo niên giám thống kê và tài liệu về nông nghiệp giai đoạn hiện trạng của các tỉnh thuộc lưu vực từ đó tổng hợp được lượng nước cần tưới cho các loại cây trồng, cũng tương tự như vậy với lượng nước dùng dự báo tương lai thì lấy số liệu về đất trong kịch bản phát triển LVS của dự án QHTNN LVS Ba.
(* Nước cho sinh hoạt:
Dựa trên tiêu chuẩn cấp nước của Bộ xây dựng cho từng loại đô thị Phân loại đô thị theo nghị định số 7 / 001/NĐ – CP của Chính Phủ và tiêu chuẩn cấp nước cho dân cư vùng nông thôn được lấy theo chiến lược Quốc gia về cấp nước và vệ sinh môi trường nông thôn đến năm 0 0 của Bộ Nông nghiệp và PTNT.
Từ số liệu dân sinh kinh tế giai đoạn hiện tại và dự báo trong tương lai sẽ tính được lượng nước yêu cầu cấp cho sinh hoạt năm 010 va 0 0.
(* Nước công nghiệp:
Nhu cầu nước cho công nghiệp của các huyện thuộc hai tỉnh Đak Lak và Gia Lai thuộc lưu vực sông Ba lấy bằng 10% lượng nước sinh hoạt của từng tỉnh trên. Đối với Phú Yên theo số liệu thì xác định lượng nước cấp cho các khu CN: Hòa Hiệp, Sơn Hòa, Sông Hinh, Bắc Tuy Hòa, ngoài ra các doanh nghiệp nhỏ lẻ cũng lấy bằng 10% lượng nước sinh hoạt trong tỉnh như với Đak Lak và Gia Lai.
Luận văn tốt nghiệp 87 Ngành: Thủy văn học
Học viên: Lê Thị Lan Anh Lớp: 18V
Qua kết quả tính toán nhu cầu nước ngọt cho 1 ha trong 1 vụ nuôi, trong điều kiện nuôi thâm canh của chuyên đề thuỷ nông lưu vực sông Ba có được lượng nước cần thiết cho từng tháng, từ diện tích nuôi trồng tôm nước lợ chủ yếu tập trung ở vùng hạ lưu cho hiện trạng và dự báo cho tương lai từ đó tính được lượng nước cần thiết để nuôi thủy sản trong lưu vực sông Ba.
(b) Dòng chảy đến với tần suất thiết kế (P=85% và 90%)
Để tính toán nguồn nước đến các lưu vực bộ phận trong các sơ đồ tính toán cân bằng nước nêu trên, trong luận văn sử dụng phương pháp hiệu chỉnh trực tiếp từ số liệu dòng chảy thực đo của hai trạm An Khê và Củng Sơn về các lưu vực bộ phận và lưu vực nhập lưu địa phương cần tính, dựa theo hệ số tỷ lệ chênh lệch về diện tích lưu vực và hệ số tỷ lệ chênh lệch về lượng mưa giữa lưu vực bộ phận và lưu vực nhập lưu địa phương cần tính với lưu vực của trạm thuỷ văn có số liệu thực đo dòng chảy.
- Trong trường hợp trên lưu vực bộ phận có các trạm mưa gốc có số liệu để tính toán lượng mưa trung bình trên lưu vực, dòng chảy trên lưu vực được hiệu chỉnh trực tiếp từ số liệu dòng chảy thực đo của trạm thuỷ văn gốc theo công thức.
m ¹ tr mp m ¹ tr mp m ¹ tr mp F F * X X Q Q (1)
- Trong trường hợp trên lưu vực bộ phận không có trạm mưa tương ứng thì dòng chảy trên lưu vực được hiệu chỉnh từ dòng chảy thực đo của trạm thuỷ văn theo hệ số tỷ lệ về chênh lệch diện tích so với diện tích lưu vực của trạm thuỷ văn theo công thức sau: m ¹ tr mp m ¹ tr mp F F Q Q (2)
Trong đó: Qmp: lưu lượng dòng chảy đến tính toán cho lưu vực bộ phận. Qtrạm: lưu lượng dòng chảy đến thực đo của trạm thuỷ văn gốc. Xmp: lượng mưa năm trung bình nhiều năm của lưu vực bộ phận.
Luận văn tốt nghiệp 88 Ngành: Thủy văn học
Học viên: Lê Thị Lan Anh Lớp: 18V
Xtrạm: lượng mưa năm trung bình nhiều năm tại trạm thuỷ văn gốc.
Fmp: diện tích của lưu vực bộ phận, Ftrạm: diện tích lưu vực của trạm thuỷ văn gốc
(4) Kết quả tính toán
(a) Nhu cầu dùng nước của các ngành trên lưu vực năm 010 (Đơn vị tính 106 m3)
Bảng 3.4: Nhu cầu dùng nước của các ngành trên lưu vực sông Ba năm 2010
TLV I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
Tổng cả năm TNSB 12.2 13.3 11.8 11.7 5.4 8.1 10.3 6.4 6.1 1.7 1.7 2.2 90.95 TLV Hồ AyunPa 64.8 63.2 60.3 50.1 31.2 26.7 26.3 3.1 1.7 1.8 1.7 13.7 344.48 TLV Sông Hinh 2.2 2.7 4.2 1.2 4.7 3.8 4.1 1.9 0.4 0.4 0.4 0.5 26.57 TLVKrông Hnăng 14.4 14.9 14.7 5.8 10.6 11.7 10.3 5.1 1.7 1.7 1.7 5.3 97.71 TLV KG1 28.5 32.1 20.2 15.1 9.0 10.9 16.8 5.2 0.9 0.9 0.9 1.9 142.33 TLV KG2 13.7 14.9 17.6 6.3 29.2 12.7 19.9 8.3 0.1 0.1 0.1 11.2 133.84 TLV KG3 0.8 0.9 1.0 0.5 1.5 0.7 1.1 0.5 0.1 0.1 0.1 0.7 7.98 TLVKG4 25.0 29.6 41.2 22.5 66.7 48.3 50.2 36.9 5.2 4.2 4.1 29.8 363.77
Bảng 3.5: Nhu cầu dùng nước của các ngành trên lưu vực sông Ba năm 2020 (106 m3)
TLV I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
Tæng c¶ n¨m TNSB 21.2 23.6 19.5 18.6 10.9 15.3 19.1 11.1 10.3 3.9 3.8 5.0 163 TLV Hồ AyunPa 81.0 78.7 73.8 57.8 46.8 39.9 29.1 3.3 4.0 4.2 4.0 15.6 438 TLV S«ng Hinh 4.1 4.5 7.6 2.0 8.6 7.1 7.6 3.7 0.9 0.9 0.9 0.7 49 TLVKr«ng Hn¨ng 23.9 22.4 21.7 7.4 17.7 22.7 19.4 9.2 3.8 3.9 3.8 9.1 165 TLV KG1 61.5 69.4 41.1 28.9 20.7 23.6 36.8 10.3 2.1 2.1 2.1 4.1 303 TLV KG2 26.9 29.1 34.6 12.4 57.3 25.0 39.0 16.4 0.3 0.3 0.3 12.5 254 TLV KG3 1.1 1.2 1.4 0.7 2.0 1.0 1.5 0.8 0.3 0.3 0.3 1.0 12 TLVKG4 33.8 38.9 53.5 30.8 35.5 61.7 64.2 48.3 9.8 8.7 8.4 31.7 425
(b)Dòng chảy đến tuyến các tiểu lưu vực ứng với tần suất P=85%, 90%.
Bảng 3.6: Dòng chảy đến tính cho các tiểu lưu vực ứng với năm ít nước thiết kế
Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Flv= 1246
Q85%(m3/s) 16.2 9.5 5.8 6.7 11.9 13.0 11.5 11.1 18.5 48.4 50.6 35.7
Luận văn tốt nghiệp 89 Ngành: Thủy văn học
Học viên: Lê Thị Lan Anh Lớp: 18V
Flv= 2656.0 Q85%(m3/s) 28.5 16.7 10.3 11.8 21.0 22.9 20.3 19.6 32.5 85.2 89.1 62.9 Q90%(m3/s) 34.9 19.0 12.7 6.1 5.9 11.5 7.1 22.3 31.9 12.2 172.2 42.2 Flv= 1670.0 Q85%(m3/s) 12.3 7.2 5.2 5.4 9.3 15.0 18.5 32.2 39.6 64.0 58.6 32.9 Q90%(m3/s) 11.5 6.7 4.8 5.0 8.7 14.0 17.3 30.1 37.0 59.8 54.7 30.8 Flv= 1280.0 Q85%(m3/s) 9.6 5.7 4.0 4.2 7.3 11.8 14.5 25.3 31.0 50.2 46.0 25.8 Q90%(m3/s) 9.0 5.3 3.8 3.9 6.8 11.0 13.6 23.6 29.0 46.9 42.9 24.1 Flv= 2238.0 Q85%(m3/s) 14.8 8.6 5.2 4.1 11.2 14.8 9.5 25.9 35.0 82.2 102.4 34.9 Q90%(m3/s) 12.8 6.6 3.9 3.3 6.6 6.1 9.1 28.7 80.2 38.6 85.9 39.4 Flv= 435.0 Q85%(m3/s) 3.0 1.8 1.1 0.8 2.3 3.0 1.9 5.3 7.2 16.8 20.9 7.1 Q90%(m3/s) 2.6 1.4 0.8 0.7 1.4 1.2 1.9 5.9 16.4 7.9 17.6 8.1 Flv= 422.0 Q85%(m3/s) 4.3 2.5 1.5 1.2 3.2 4.3 2.7 7.5 10.1 23.7 29.6 10.1 Q90%(m3/s) 3.7 1.9 1.1 1.0 1.9 1.8 2.6 8.3 23.1 11.1 24.8 11.4 Flv= 1840.0 Q85%(m3/s) 18.3 15.5 10.5 7.2 7.1 5.4 6.1 20.0 51.6 51.6 36.2 79.7 Q90%(m3/s) 16.7 14.1 9.6 6.6 6.5 4.9 5.6 18.3 47.1 47.1 33.1 72.8 Flv= 1040.0 Q85%(m3/s) 29.7 16.3 10.2 5.9 6.2 7.6 7.4 10.5 14.4 117.4 104.5 69.4 Q90%(m3/s) 27.2 14.9 9.3 5.4 5.7 7.0 6.8 9.6 13.2 107.6 95.9 63.7 Flv= 681.0 Q85%(m3/s) 6.8 4.0 2.4 1.9 5.1 6.8 4.4 11.9 16.1 37.9 47.2 16.1 Q90%(m3/s) 5.9 3.1 1.8 1.5 3.1 2.8 4.2 13.2 36.9 17.8 39.5 18.1
(c) Kết quả tính cân bằng nước theo phương pháp lập bảng