Hình 2.17 So sánh dịng chảy thực đo và tính tốn tại trạm Đồng Trăng
Hình 2.18 Sơ đồ tính tốn cân bằng nước bằng mơ hình MIKE BASIN cho lưu vực sơng Cái Phan Rang
Mơ hình kết nối giữa lưu vực sông Đồng Nai và lưu vực sông tỉnh ven biển Khánh Hịa, Ninh Thuận, Bình Thuận được mơ tả như sau:
Kết nối giữa lưu vực sông Đồng Nai (Đa Nhim) và lưu vực sông Cái Phan Rang tỉnh Ninh Thuận bằng cơng trình chuyển nước, mơ phỏng q trình điều tiết nước phát điện từ hồ thủy điện Đơn Dương xuống lưu vực sông Cái Phan Rang và tiếp nước sang phía Nam Khánh Hịa theo các phương án tính tốn.
Hình 2.19 Sơ đồ tính tốn cân bằng nước các lưu vực sơng tỉnh Bình Thuận
Kết nối giữa lưu vực sông Đồng Nai (Đa Nhim) và lưu vực sơng Luỹ, sơng Quao tỉnh Bình Thuận bằng cơng trình chuyển nước, mơ phỏng q trình điều tiết nước phát điện từ hồ thủy điện Đại Ninh xuống thuỷ điện Bắc Bình và xả xuống lưu vực sơng Luỹ. Kết nối giữa lưu vực sông Đồng Nai (La Ngà) và lưu vực sơng ven biển phía Nam tỉnh Bình Thuận bằng cơng trình chuyển nước, mơ phỏng q trình điều tiết nước phát điện từ hồ thủy điện Hàm Thuận – Đa Mi sang lưu vực sông ven biển qua đập Tà Pao và các kênh chuyển nước. Kết nối trong tương lai với phương án hồ dự kiến xây dựng La Ngà 3 với hồ Ka Pét để tiếp nước cho hệ thống tưới Sông Móng - Đu Đủ - Tân Lập và các hệ thống khác.
2.3 Xây dựng bộ chỉ số đánh giá khả năng điều hoà phân bổ nguồn nước
2.3.1 Bộ chỉ số đánh giá khả năng điều hoà phân bổ nguồn nước
Việc điều hoà và phân bổ nguồn nước liên vùng, liên lưu vực sơng là bài tốn hết sức phức tạp với rất nhiều biến số đầu vào lượng hoá được và khơng lượng hố được. Như vậy cần thiết phải có bộ chỉ số làm cơ sở để đánh giá khả năng điều hoà cho nhận nước ở mỗi lưu vực cũng như tính khả thi gắn với điều kiện và đặc điểm tự nhiên để xác định được lượng nước có thể điều hồ phân bổ.
Để xây dựng được bộ chỉ số và tiêu chí đánh giá khả năng điều hịa và phân bổ nguồn nước cho vùng Tây Nguyên và Nam Trung Bộ cần dựa trên cơ sở đánh giá các tài liệu hướng dẫn, nghiên cứu về điều hoà phân bổ nguồn nước trên thế giới cũng như các tài liệu quy hoạch ngành về Tài nguyên nước, thuỷ lợi trong khu vực, việc tính tốn điều hịa phân bổ nguồn nước liên vùng, liên lưu vực sông cũng cần tuân thủ các căn cứ pháp lý có liên quan như Luật Thủy lợi, Luật Tài nguyên nước và các Thông tư, Nghị định khác, Luận án tập trung vào các nội dung chính: (1) Đối với nguồn nước mang tính chất tự nhiên trên các hệ thống sơng, việc điều hồ và phân bổ cần tuân thủ quy định của Luật Tài nguyên nước: Nguyên tắc điều hòa, phân phối tài nguyên nước (Điều 54) và các căn cứ lập dự án chuyển nước lưu vực sơng (Điều 55), trong đó lưu ý đến điều ước quốc tế mà nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam là thành viên đối với trường hợp dự án chuyển nước có liên quan đến nguồn nước liên quốc gia (áp dụng với sông Sê San và sông Srêpôk); (2) Đối với nguồn nước trong các hệ thống cơng trình thuỷ lợi, thuỷ điện, cần phải tuân thủ quy định của Luật Thuỷ lợi: Nguyên tắc trong hoạt động thủy lợi (Điều 3) và các yêu cầu khi vận hành hồ chứa thủy điện, vận hành liên hồ chứa phục vụ
thủy lợi (Điều 28): Đáp ứng yêu cầu sử dụng nước ở hạ du; ưu tiên cấp nước cho sinh hoạt, sản xuất nông nghiệp.
Bộ chỉ số được xây dựng bao gồm kết quả phân tích tính tốn cân bằng nước, hiện trạng các cơng trình chuyển nước nội vùng và liên vùng cũng như điều kiện địa hình địa mạo, khả năng phát triển các cơng trình thuỷ lợi bổ sung để gia tăng mức độ trữ nước. Kết quả tính tốn cân bằng nước là một trong các yếu tố quan trọng nhất, trong đó sẽ chỉ ra được lượng nước thừa, thiếu theo từng tháng ứng với số lần thừa, thiếu trong liệt tính tốn theo các kịch bản. Các chỉ số tính tốn được tổng hợp để phục vụ các phân tích đánh giá khả năng điều hòa và phân bổ nguồn nước ở mỗi phân vùng và giữa các phân vùng với nhau.
Luận án đã xây dựng bộ chỉ số được ký hiệu từ I1 đến I6, trong đó, bộ chỉ số cần là các chỉ số từ I1 đến I4 và chỉ số đủ là chỉ số I5, I6 được mô tả như sau:
Chỉ số 1 (I1): Chỉ số số lần xuất hiện thiếu nước, thừa nước
Chỉ số này được mô tả như sau:
I1 = Mt/∑Ti (2-2)
Trong đó: Mt là số tháng thiếu (thừa) nước
∑Ti là tổng số tháng trong liệt tính tốn trong giai đoạn hiện trạng, tương lai theo kịch bản tính tốn;
Chỉ số 2 (I2): Chỉ số lượng nước thiếu
Chỉ số này tính tốn theo tháng được mơ tả ở hai dạng như sau: Dạng tổng lượng (triệu m3):
𝐈𝟐 = W đến ± W chuyển nước + W trữ trong hồ chứa − W nhu cầu nước (2-3) Dạng tỷ lệ (%):
𝐈𝟐 = W đến+(−) W chuyển nước + W trữ trong hồ chứa −W nhu cầu nước
Khi tính tốn sẽ chọn ra dải giá trị từ thiếu trung bình đến thiếu lớn nhất trong liệt tính tốn trong giai đoạn hiện trạng và tương lai theo các kịch bản.
Chỉ số 3 (I3): Chỉ số thời gian thường xuyên thiếu nước (tháng) trong năm
Chỉ số này tương ứng với chỉ số lượng nước thiếu I2.
Chỉ số 4 (I4): Chỉ số tổng lượng (m3/năm) nước thừa
Chỉ số này tương ứng với mức đảm bảo 85% với liệt tính tốn trong giai đoạn hiện trạng và tương lai theo các kịch bản tính tốn
I4 = 𝑊 𝑛ướ𝑐 𝑡ℎừ𝑎85% (2-5)
Chỉ số 5 (I5): Chỉ số năng lực cấp nước
Chỉ số này bao gồm thơng tin hiện trạng các cơng trình thuỷ lợi, thuỷ điện, các cơng trình chuyển nước nội vùng, liên vùng và khả năng phát triển các cơng trình cấp nước mới với 03 mức: Thấp; Trung bình; Cao
Chi tiết các yếu tố cấu thành nên chỉ số này là chỉ số về điều kiện đủ (xem Phụ lục 7: Phân tích các yếu tố trong chỉ số I5, tham khảo trên nền bản đồ ở Phụ lục 8)
Chỉ số 6 (I6): Chỉ số điều kiện địa hình địa mạo khả năng, mức độ thuận lợi cho/nhận
nước đối với các vùng phụ cận
Chỉ số này là chỉ số điều kiện đủ (xem Phụ lục 9: Kết quả phân tích chỉ số I6). Mức độ thuận lợi cho/nhận nước được phân làm 03 mức: Thấp, trung bình và cao. thuận lợi cho/nhận nước được phân làm 03 mức: Thấp, trung bình và cao.
Việc áp dụng bộ chỉ số này chỉ nhằm đánh giá về khả năng cho, nhận nước của các lưu vực sông và điều kiện thuận lợi của địa hình. Việc tính tốn, phân tích chi tiết sẽ được trình bày riêng trong nội dung về định hướng giải pháp điều hoà và phân bổ nguồn nước được thể hiện ở chương 3 của Luận án.
2.3.2 Chu trình các bước áp dụng tính tốn
Trên cơ sở tổng hợp các chỉ số tính tốn đánh giá các hệ thống chuyển nước, các phân tích về nguyên lý điều hoà phân bổ nguồn nước và điều kiện về cơng cụ và số liệu hiện có trong khu vực. Nghiên cứu đề xuất việc xác định khả năng điều hoà phân bổ nguồn nước trong phân vùng và giữa các phân vùng với 06 bước áp dụng bộ chỉ số như sau:
Bước 1. Xác định mức độ thiếu
Trên cơ sở bộ công cụ cân bằng nước, dựa trên các chỉ số I1, I3 để xác định được chỉ số thiếu nước và thời gian thiếu nước theo từng tháng tại mỗi phân vùng theo từng kịch bản.
Xác định tần suất thiếu nước:
(1). Nếu chỉ số I1 nhỏ hơn 5% (tương đương mức đảm bảo cấp nước lớn hơn 95%) thì coi như khơng thiếu nước.
(2). Nếu chỉ số I1 trong khoảng 10÷15% (tương đương mức đảm bảo cấp nước 85% ÷ 95%) là thiếu nước cấp cho dân sinh và công nghiệp.
(3). Nếu chỉ số I1 lớn hơn 15% (tương đương mức đảm bảo cấp nước nhỏ hơn 85%) thì coi như thiếu nước ở tất cả các ngành.
Xác định mức độ thiếu nước:
(1). Nếu chỉ số I2 < 0 được xác định là thiếu nước (2). Chỉ số I1 càng thấp thì thiếu nước càng nặng.
Bước 2. Xác định ngành, lĩnh vực thiếu nước
Tính tốn cân bằng nước nhằm xác định được các ngành sử dụng nước bị thiếu nước: Thường chủ yếu là ngành nông nghiệp và môi trường (chỉ số I3).
Xác định mức độ ưu tiên đối với ngành thiếu: Ưu tiên giải pháp để đáp ứng nhu cầu nước cho dân sinh, sản xuất và môi trường theo quy định.
Xác định mức độ ưu tiên đối với giai đoạn thiếu nước: Thiếu nước kéo dài cần được ưu tiên đề xuất tái điều hoà phân bổ nhiều hơn so với các vùng có thời đoạn thiếu nước ngắn hơn.
Bước 3. Xác định lượng nước thừa có khả năng phân bổ
Xác định được lượng nước thừa với mức đảm bảo 85% tại mỗi vùng và các vùng phụ cận theo mỗi kịch bản (chỉ số I4).
Chỉ số I4 xác định lượng nước thừa với mức đảm bảo 85% có thể sử dụng để điều hồ phân bổ nội vùng hoặc điều hoà phân bổ sang các vùng phụ cận bằng các giải pháp cơng trình (kết hợp với các đánh giá theo các chỉ số I5 và I6).
Ưu tiên điều hoà phân bổ: Ưu tiên điều hoà phân bổ nội vùng nếu trong vùng vẫn được xác định là thiếu nước như ở bước 1, khi và chỉ khi không khả thi trong việc phân bổ cho nội vùng (đang bị thiếu nước) thì mới điều hoà phân bổ sang các vùng phụ cận.
Bước 4. Xác định mức độ đáp ứng tại chỗ trong tương lai
Rà soát các quy hoạch tài nguyên nước, quy hoạch thuỷ lợi và các quy hoạch có liên quan đến nguồn nước đã được phê duyệt trong mỗi vùng, xác định khả năng phát triển các cơng trình cấp nước mới ở các mức độ: Thấp, trung bình, cao (chỉ số I5).
Trong trường hợp thừa hoặc thiếu nước đều phải rà soát lại:
Thực tiễn cấp nước nội vùng: Cần phân tích đánh giá nhu cầu sử dụng nước thực tế; tổng dung tích trữ hiện có và tình trạng thiếu nước trong vùng để làm rõ nguyên nhân thừa thiếu nước làm cơ sở cho việc đề xuất các giải pháp.
Thực tiễn điều hoà chuyển nước liên vùng: Cần làm rõ cơng trình chuyển nước đã có hay chưa có, có hiệu quả hay khơng để đề xuất các giải pháp phù hợp.
Quy hoạch các giải pháp đã có và tiềm năng: Đánh giá giải pháp bổ sung dung tích trữ, điều tiết đã được quy hoạch phê duyệt cũng như rà soát lại các điều kiện và khả năng phát triển thêm việc bổ sung nguồn nước mới.
Lưu ý rằng từ bước này trở đi, việc phân tích, đánh giá địi hỏi sự hiểu biết rộng lớn của người hoặc nhóm phân tích, q trình này cần thiết phải có sự tham vấn rộng rãi các kết quả đánh giá trước khi thực hiện các bước tiếp theo.
Bước 5. Tính tốn điều hồ phân bổ nước và giải pháp cho hoặc nhận nước
Tính tốn cân đối nguồn nước để điều hoà chuyển nước nội vùng, liên vùng và kiểm tra tính khả thi (điều kiện đủ) của các đề xuất các giải pháp kỹ thuật (hồ, đập, đường ống, điều tiết …) để điều hoà chuyển nước (chỉ số I6).
Dựa trên kết quả phân tích các chỉ số từ I1 đến I4 ở các bước, tại bước này đề xuất các giải pháp nhằm điều hoà phân bổ nguồn nước nội vùng và liên vùng, có nhiều mức độ đề xuất giải pháp có thể được phân thành 2 loại chính như sau:
Giải pháp mang tính định hướng: Đề xuất các giải pháp dựa trên các tài liệu phân tích tổng quan mà khơng địi hỏi các khảo sát đo đạc chi tiết bổ sung, với giải pháp này khi đưa vào quy hoạch ngành cần phải khảo sát chi tiết để định lượng theo các quy chuẩn quy phạm hiện hành. Trong khuôn khổ nghiên cứu của Luận án chỉ tập trung đề xuất định hướng giải pháp dạng này.
Giải pháp kỹ thuật chi tiết: Trên cơ sở các giải pháp định hướng, dựa trên tính cấp bách, nhu cầu đầu tư xây dựng trong ngắn hạn thì thu thập bổ sung tài liệu để đề xuất giải pháp chi tiết. Đối với giải pháp dạng này có thể lồng ghép ngay được vào quy hoạch ngành và triển khai thực hiện ở các bước tiếp theo.
Bước 6. Tính tốn kiểm tra tính khả thi của đề xuất
Tính tốn lặp lại cân bằng nước để xác định bộ chỉ số I1, I2, I3, I4 nhằm kết luận về tính khả thi của giải pháp đề xuất.
Các giải pháp đề xuất đều phải được tính tốn kiểm tra lại theo các bước nêu trên để đảm bảo các giải pháp là hiệu quả.
Riêng đối với các giải pháp chuyển nước liên vùng liên lưu vực sông cần phải kiểm tra theo các tiêu chí từ C1-C5 được trình bày trong mục 2.1 về bộ tiêu chí đánh giá tác động và hiệu quả các cơng trình chuyển nước.
2.4 Kết luận chương 2
Các hệ thống chuyển nước liên vùng, liên lưu vực sông ở vùng Tây Nguyên và Nam Trung bộ đã được hình thành và đi vào vận hành trong nhiều năm qua với mục tiêu phát điện là chính, mục tiêu cấp nước chỉ là mục tiêu mang tính hỗ trợ khi tiếp nhận và sử dụng nguồn nước có hiệu quả hơn. Các dự án chuyển nước dù mang lại những hiệu quả nhất định cho các lưu vực nhận nước nhưng cũng đã tạo ra hệ sinh thái phụ thuộc vào nguồn nước ngoại lai (như ở các tỉnh Ninh Thuận, Bình Thuận), trong khi lưu vực cho nước lại chịu tác động bất lợi rất lớn như tại sông Ba, sông Đa Nhim. Các quy định pháp lý về các dự án chuyển nước tại Việt Nam hiện nay là khá rõ ràng, tuy nhiên đã chậm hơn so với thực tiễn vận hành của các dự án chuyển nước. Trên cơ sở các tiêu chí đã được nghiên cứu trên thế giới và thực tiễn tại Việt Nam, nội dung của chương này đã xây dựng được 03 bộ tiêu chí gồm 05 tiêu chí đánh giá tác động và hiệu quả của các hệ thống chuyển nước liên lưu vực sơng phù hợp với điều kiện tại Việt Nam.
Hình 2.21 Sơ đồ logic tính tốn đánh giá và đề xuất định hướng giải pháp chuyển nước liên vùng liên lưu vực sông dựa trên bộ chỉ số I1-I6 và chu trình 06 bước tính
Nội dung của chương này cũng đã hồn chỉnh được phương pháp và bộ cơng cụ đảm bảo độ tin cậy để tính tốn đánh giá nguồn nước, cân bằng nước và điều hoà phân bổ nguồn nước liên vùng liên lưu vực sông. Việc xây dựng 06 bước tính tốn đánh giá điều hồ phân bổ nguồn nước và xác định các giải pháp chuyển nước bằng 06 chỉ số định lượng và định tính với bộ cơng cụ tập trung đánh giá cân bằng nước liên lưu vực sơng đã hồn chỉnh được cơ sở lý luận và cơng cụ tính tốn nhằm đánh giá khả năng điều hồ phân bổ nước liên vùng, liên lưu vực. Nội dung của chương tiếp theo sẽ là kết quả áp dụng các phương pháp nghiên cứu này nhằm cụ thể hoá các mục tiêu của nghiên cứu.
CHƯƠNG 3 XÁC ĐỊNH CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN, ĐỀ XUẤT ĐỊNH HƯỚNG GIẢI PHÁP CHUYỂN NƯỚC LIÊN VÙNG TÂY NGUYÊN VÀ NAM TRUNG BỘ
Nội dung chính của chương này thể hiện kết quả tính tốn áp dụng các phương pháp nghiên cứu như đã trình bày ở chương 2 bao gồm: (1) Áp dụng bộ 05 tiêu chí và phân tích thực tiễn vận hành trong một số năm gần đây để đánh giá hiệu quả và tác động của các cơng trình chuyển nước khu vực Tây Nguyên và Nam Trung Bộ; (2) Áp dụng bộ công cụ đánh giá nguồn nước và cân bằng nước, kết hợp với các phân tích về thực tiễn và pháp lý để xây dựng cơ sở khoa học và thực tiễn điều hòa phân bổ nước liên vùng, liên lưu vực sông khu vực Tây Nguyên và Nam Trung Bộ; (3) Áp dụng 06 bước và sử dụng bộ 06 chỉ số được lượng hoá từ các cơ sở khoa học đã xây dựng nhằm định hướng các giải pháp chuyển nước phù hợp cho vùng Tây Nguyên và Nam Trung Bộ.