mô phỏng ngập lụt khu vực hạ lưu đập cửa đạt đến bái thượng

Hội thảo khoa học Quốc Gia về Khí tượng Thủy văn, Môi trường và Biến đổi Khí hậu
Tập 2: Thủy văn - Tài nguyên nước, Môi trường và Biển
1
MÔ PHỎNG NGẬP LỤT KHU VỰC HẠ LƯU ĐẬP CỬA ĐẠT
ĐẾN BÁI THƯỢNG

Trần Ngọc Anh
(1)
, Đặng Đình Đức
(1)
, Nguyễn Thế Anh
(2)
, Nguyễn Thanh Sơn
(1)
,
Hoàng Thái Bình
(3)

(1)
Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG Hà Nội
(2)
Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn
(3)
Viện Địa lý, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam
Mô hình MIKE FLOOD kết nối 1-2 chiều được ứng dụng mô phỏng hiện trạng ngập
lụt trên sông Chu đoạn từ hạ lưu đập Cửa Đạt đến khu vực Bái Thượng. Bộ thông số mô hình
- đã được hiệu chỉnh và kiểm định với các trận lũ lớn năm 1980 và năm 2007 sử dụng các số
liệu mực nước thực đo và số liệu khảo sát thực địa vết lũ trong khuôn khổ dự án SRV 07-056
do Na Uy tài trợ - là cơ sở để mô phỏng và xây dựng bản đồ ngập lụt trong khu vực nghiên
cứu với các kịch bản khác nhau về mưa – lũ và khả năng điều tiết của hồ Cửa Đạt.
1. Giới thiệu

Lũ lụt nói chung và trên lưu vực sông Mã - Chu nói riêng là một trong những
thiên tai, thường xuyên đe dọa cuộc sống của người dân và sự phát triển kinh tế xã hội
trong vùng. Để tăng cường ứng phó với lũ lụt, ngoài các biện pháp công trình (đê,
phân chậm lũ, hồ chứa thượng lưu, ) thì các biện pháp phi công trình đóng vai trò rất
quan trọng, mà phần lớn trong số đó có tính dài hạn và bền vững như các biện pháp
quy ho
ạch sử dụng đất và bố trí dân cư. Mặt khác, ứng phó với lũ lụt bằng các biện
pháp khác như cảnh báo, dự báo vùng ngập, di dời và sơ tán dân cư đến khu vực an
toàn, đã tỏ ra rất hiệu quả trong việc hạn chế các thiệt hại về tính mạng và tài sản
nhân dân [1].
Mô hình MIKE FLOOD là mô hình thuỷ động lực học dòng chảy kết nối 1&2
chiều có khả năng mô phỏng mực nước và dòng ch
ảy trên sông, vùng cửa sông, vịnh
và ven biển, cũng như mô phỏng dòng không ổn định hai chiều ngang trên đồng bằng
ngập lũ. Mô hình này kết hợp các ưu điểm của mô hình 1 chiều cho mạng lưới sông
(thời gian mô phỏng ngắn) với các lợi thế của mô hình 2 chiều (mô phỏng chính xác
diện ngập lụt và trường vận tốc trên bề mặt đồng bằng ngập lũ) đồng thời tương thích
với các c
ấu trúc GIS thông dụng, vì thế đã nhận được nhiều sự quan tâm của các nhà
nghiên cứu cũng như có nhiều ứng dụng trong thực tiễn ở Việt Nam [1,2,3,4] và trên
thế giới [5,6].
Bài báo này giới thiệu một số kết quả ứng dụng mô hình MIKE FLOOD tính
toán ngập lụt hạ lưu sông Chu, tỉnh Thanh Hóa đoạn từ hạ lưu đập Cửa Đạt đến Bái
Thượng thông qua việc hiệu chỉnh và kiểm
định với số liệu mực nước thực đo trận lũ
năm 1980 và 2007 tại trạm Bái Thượng và Xuân Khánh, số liệu khảo sát vết lũ trận lũ
năm 2007. Kết quả mô phỏng của mô hình cùng bộ thông số thu được sẽ được sử dụng
để xây dựng bộ bản đồ ngập lụt cho khu vực ở các nghiên cứu tiếp theo.
2. Giới thiệu vùng nghiên cứu
Sông Chu là phụ lư

u lớn nhất của sông Mã nằm phía bên hữu ngạn, bắt nguồn
từ khu vực miền núi trên lãnh thổ Lào, chảy theo hướng Tây Bắc – Đông Nam và đổ
vào dòng chính sông Mã ở ngã ba Giàng. Lưu vực sông Chu có diện tích 7,580 km
2

Hội thảo khoa học Quốc Gia về Khí tượng Thủy văn, Môi trường và Biến đổi Khí hậu
Tập 2: Thủy văn - Tài nguyên nước, Môi trường và Biển
2
trong đó có khoảng 60% diện tích thuộc Lào. Khu vực này thường xuyên chịu tác
động của các hình thế thời tiết bất lợi gây mưa lớn đặc biệt là bão và áp thấp nhiệt đới.
Tháng 10 năm 2007, trận mưa lịch sử do hoàn lưu bão số 5 đã gây ra trận lũ lịch sử ở
không chỉ trên lưu vực sông Chu mà còn ở hầu hết phần trung lưu và hạ lưu của hệ
thống sông Mã gây thiệt hạ
i nghiệm trọng về người và của. Hồ chứa Cửa Đạt được
hoàn tất và đi vào sử dụng từ năm 2010, tổng dung tích là 1,45 tỷ m
3
nhằm mục tiêu
phòng lũ, phát điện, cấp nước sinh hoạt, tưới và đẩy mặn hạ du. Truớc đây, khi chưa
có hồ chứa Cửa Đạt, đập Bái Thượng (nằm cách đập Cửa Đạt 19 km theo đường sông
về phía hạ lưu) là công trình đầu mối đóng vai trò vô cùng quan trọng trong việc dâng
nước phục vụ tưới cho toàn khu vực nông nghiệp Nam sông Chu. Trong trận lũ năm
2007 nói trên, đập Cửa Đạt đang trong quá trình xây dự
ng và đã bị hư hại một phần,
đồng thời khu vực hạ lưu đập Cửa Đạt và xung quanh đập Bái Thượng đã chịu tác
động của ngập lụt trên diện rộng. Nghiên cứu này tập trung vào mô phỏng chi tiết
nhằm tái hiện bức tranh ngập lụt trong các trường hợp có lũ lớn nhằm cung cấp các
thông tin thiết yếu về ngập lụt và làm cơ sở xây dựng bộ bản
đồ ngập lụt và các
phương án ứng phó khẩn cấp cho khu vực từ hạ lưu đập Cửa Đạt đến Bái Thượng chủ
yếu gồm các xã Xuân Mỹ, Xuân Cẩm, Ngọc Phụng, Thị trấn Thường Xuân, Xuân

Dương, Thọ Thanh, Xuân Cao và Thọ Xương (hình 1).

Hình 1. Sơ đồ khu vực nghiên cứu
3. Giới thiệu mô hình MIKE FLOOD
Mô hình MIKE FLOOD được phát triển bởi Viện Thủy lực Đan Mạch (DHI)
thực chất là phần mềm liên kết giữa mô hình MIKE 11 và MIKE 21 đã được xây dựng
trước đó. Mô hình MIKE FLOOD thực hiện các kết nối giữa mô hình MIKE 11 (tính
toán thủy lực mạng sông 1 chiều) với mô hình MIKE 21 (mô phỏng dòng chảy nước
nông 2 chiều theo phương ngang) bằng 4 loại kết nối [7,8]: a) kết nối tiêu chuẩ
n: sử
Hội thảo khoa học Quốc Gia về Khí tượng Thủy văn, Môi trường và Biến đổi Khí hậu
Tập 2: Thủy văn - Tài nguyên nước, Môi trường và Biển
3
dụng khi một nhánh sông một chiều đổ trực tiếp vào vùng ngập 2 chiều; b) kết nối bên:
sử dụng khi một nhánh sông nằm kề vùng ngập và khi mực nước trong sông cao hơn
cao trình bờ thì sẽ kết nối với ô lưới tương ứng của mô hình 2 chiều; c) kết nối công
trình (ẩn): sử dụng các dạng liên kết qua công trình; và d) kết nối khô (zero flow link):
là kết nối không cho dòng chảy tràn qua.
Bộ mô hình này có thể tích hợp nhiều mô đun khác nhau, như
ng trong khuôn
khổ nghiên cứu này chỉ sử dụng mô đun RR (mô hình mưa-dòng chảy NAM) để tạo
dòng chảy nhập lưu khu giữa cho mô hình thủy lực mạng sông MIKE 11 (mô đun HD)
kết hợp với mô hình thủy lực 2 chiều MIKE 21. Giới thiệu và mô tả chi tiết về mô hình
MIKE FLOOD và các khả năng ứng dụng của nó có thể dễ dàng tìm thấy trong các tài
liệu và nghiên cứu gần đây [1,2,3,4].
4. Ứng dụng mô hình MIKE FLOOD mô phỏng ngập lụt khu vực nghiên c
ứu
4.1. Cơ sở dữ liệu
- Dữ liệu địa hình: Bản đồ mô hình số độ cao khu vực nghiên cứu được xây
dựng với độ phân giải 80x80 m từ bản đồ địa hình tỷ lệ 1:25.000. Các mặt cắt ngang

sông cho khu vực nghiên cứu kế thừa từ một số các nghiên cứu trước đây [9]. Các
thông số về các công trình đập dâng (Bái Thượng) cũng đã được thu thập trong khuôn
khổ dự án SRV 07/056.
- D
ữ liệu khí tượng thuỷ văn đã thu thập: số liệu mưa giờ tại Bái Thượng (trên
khu vực nghiên cứu) và một số trạm khác (ngoài khu vực) như: Giàng, Lang Chánh,
Như Xuân trong trận lũ năm 1980 và 2007; số liệu lưu lượng giờ tại trạm Cửa Đạt,
mực nước giờ tại các trạm Bái Thượng, Xuân Khánh, Hoàng Tân cùng thời gian;
4.2. Thiết lập mô hình
Mặc dù khu vực nghiên cứu không lớn (9,3km2) nhưng do đ
iều kiện về số liệu
biên cũng như do khi xảy ra lũ lớn như năm 2007, tại một số đoạn nước tràn đê và có
sự kết nối giữa lũ sông Mã và lũ sông Chu vì thế để mô phỏng sát với thực tế cần mở
rộng mạng sông tính toán cho cả phần trung và hạ lưu hệ thống sông Mã với sự tham
gia của đoạn dòng chính sông Mã từ Cẩm Th
ủy đến Cửa Hới (89,3km), dòng chính
sông Chu từ trạm thủy văn Cửa Đạt (hạ lưu đập) đến ngã ba Giàng (79,2km), sông
Bưởi từ Thạch Lâm đến đoạn nhập lưu với sông Mã (72,6km), sông Lèn đoạn từ ngã
ba Bông ra đến cửa biển (37,6km) và một số chi lưu và phụ lưu khác. Hệ thống mạng
sông này được giới hạn bởi 4 biên trên tại Cẩm Thủy (sông Mã), Cửa Đạt (sông Chu)
là lưu lượng th
ực đo, tại Thạch Lâm (sông Bưởi) là số liệu lưu lượng tra trên quan hệ
Q-H) và tại Hòa Thuận (sông Đạt) là số liệu khôi phục từ mô hình mưa dòng chảy.
Các biên dưới là mực nước triều tại Hoàng Tân, Lạch Sung và Lạch Trường.
Giới hạn vùng ngập ở hạ lưu được xác định trên cơ sở bản đồ DEM toàn khu
vực hạ lưu lưu vực sông Mã với độ phân giải 100x100m xây dựng từ
bản đồ địa hình
và được chi tiết hóa cho khu vực nghiên cứu từ đập Cửa Đạt đến Bái Thượng và được
sử dụng làm nền địa hình cho mô hình MIKE 21. Nền địa hình này đã có kết hợp với
các tài liệu về mạng lưới đường sắt, các đường quốc lộ và tỉnh lộ trong khu vực. Khu

vực nghiên cứu được rời rạc hóa theo lưới phần tử hữu hạn (FEM) với khoả
ng cách
các ô lưới từ 30–200 m. Diện tích của phần tử lớn nhất là 38.728 m
2
, toàn bộ vùng
Hội thảo khoa học Quốc Gia về Khí tượng Thủy văn, Môi trường và Biến đổi Khí hậu
Tập 2: Thủy văn - Tài nguyên nước, Môi trường và Biển
4
ngập lụt chia thành 14.935 phần tử với 11.815 nút lưới (hình 2a và 2b). Sau khi chạy
thử nghiệm với bộ dữ liệu nói trên, tiến hành kết nối giữa mô hình 1D mạng sông với
khu vực nghiên cứu 2D sử dụng các công cụ kết nối trong MIKE FLOOD.

Hình 2a. Miền tính 2D trong MIKE 21 Hình 2b. Miền tính chi tiết vùng nghiên cứu
4.3. Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình
Mô hình đã kết nối 1-2 chiều ở trên được hiệu chỉnh với trận lũ từ ngày 6-
19/IX/1980. Các kết quả tính toán được so sánh với các giá trị thực đo của các trạm đo
mực nước trong toàn khu vực và cho kết quả tốt (chỉ tiêu Nash trong khoảng từ 87,0
đến 92,4%), và trong khuôn khổ bài báo này chỉ trình bày so sánh giữa mực nước tính
toán và thực đo t
ại trạm Xuân Khánh và Bái Thượng (hình 3) đều nằm trên sông Chu
nhằm minh họa cho khả năng mô phỏng của bộ mô hình đối với khu vực nghiên cứu.


Hình 3. So sánh số liệu mực nước thực đo và tính toán trận lũ 6-22/IX/1980 tại:
Trái: Xuân Khánh Phải: Bái Thượng
Bộ thông số trên đây được kiểm định với trận lũ năm 2007. Các kết quả so sánh
tính toán và thực đo tại Xuân Khánh và Bái Thượng được trình bày trong hình 4 và
cũng như ở các trạm còn lại, chỉ số Nash đều đạt từ 97,1 đến 98,0%.

Hình 4. So sánh số liệu mực nước thực đo và tính toán trận lũ X/2007 tại:
Trái: Xuân Khánh (1-18/X) Phải: Bái Thượng (1-10/X)
Hội thảo khoa học Quốc Gia về Khí tượng Thủy văn, Môi trường và Biến đổi Khí hậu
Tập 2: Thủy văn - Tài nguyên nước, Môi trường và Biển
5
Nhằm mục đích đánh giá khả năng mô phỏng về diện tích ngập lụt, kết quả tính
toán trận lũ năm 2007 đã được so sánh với kết quả điều tra vết lũ trong khuôn khổ dự
án SRV 07/056 như trên hình 6. Các kết quả so sánh cho thấy rằng, mô hình MIKE
FLOOD với bộ thông số thu được đã mô phỏng khá tốt trận lũ lớn trên khu vực nghiên
cứu và có độ tin cậy cao trong mô phỏng về di
ện tích và mức độ ngập lụt, do vậy sẽ là
cơ sở để xây dựng các bản đồ ngập lụt với các trận lũ lịch sử (Hình 5) và với các kịch
bản khác trong tương lai phục vụ phòng tránh và giảm nhẹ thiên tai lũ lụt trên khu vực
nghiên cứu.
Hình 5. Ranh giới và độ sâu ngập lụt lớn nhất, trận lũ 2007

Hình 6. Quan hệ mực nước vết lũ điều tra và tính toán trận lũ 1-18/X/2007
Hội thảo khoa học Quốc Gia về Khí tượng Thủy văn, Môi trường và Biến đổi Khí hậu
Tập 2: Thủy văn - Tài nguyên nước, Môi trường và Biển
6
4. Kết luận
Trong nghiên cứu này, mô hình kết nối 1D-2D MIKE FLOOD đã được sử dụng
để mô phỏng ngập lụt ở khu vực hạ lưu lưu vực hệ thống sông Mã với chi tiết tập trung
vào đoạn từ đập Cửa Đạt đến Bái Thượng. Kết quả mô phỏng có độ tin cậy và phù hợp
với các số liệu hiện có. Bản đồ ngập lụt đã được xây dự
ng với trận lũ lịch sử 2007,
cung cấp thông tin đầy đủ hơn và là cơ sở để xây dựng bản đồ ngập lụt với các kịch
bản trong các nghiên cứu tiếp theo phục vụ phòng tránh và giảm nhẹ thiên tai lũ lụt.
5. Lời cám ơn
Nghiên cứu này được tài trợ bởi dự án SRV 07/056, nhóm tác giả trân trọng gửi

lời cám ơn đến Đại sứ quán Na Uy và Ban chủ nhiệm dự án.

TÀI LIỆ
U THAM KHẢO
1. Hoàng Thái Bình, Trần Ngọc Anh và Đặng Đình Khá (2010). Ứng dụng mô hình
MIKE FLOOD tính toán ngập lụt hệ thống sông Nhật Lệ tỉnh Quảng Bình. Tạp chí
khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ Tập 26, số 3S, tr. 285-294.
2. Trần Ngọc Anh (2011). Xây dựng bản đồ ngập lụt hạ lưu các sông Bến Hải và Thạch
Hãn, tỉnh Quảng Trị, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ
Tập 27, số 1S, tr. 1-8.
3. Đặng Đình Đức, Trần Ngọc Anh, Nguyễn Ý Như, Nguyễn Thanh Sơn (2011). Ứng
dụng mô hình MIKE FLOOD tính toán ngập lụt hệ thống sông Nhuệ - Đáy trên địa
bàn thành phố Hà NộiTạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ
Tập 27, số 1S, tr. 37-43.
4. Bui Ta Long, Nguyen Thai Hoa, Nguyen Ngoc Khai (2010). Evaluating and
forecasting flooding in Ho Chi Minh City using Mike Flood model. International
Symposium on Geoinformatic for Spacial Infrastructure Development in Earth and
Allied Sciences (GIS-IDEAS) 2010. December 9-11, Hanoi,
5. Tawatchai Tingsanchali and D. Eng (2009). Flood impact assessment in the
surrouding area of Suvarnabhumi airport, Thailand. Advances in GeoSciences,
Volume 11 (Hydrological Science), p. 283-298.
6. Johan N. Hartnack, Henrik Madsen, Jacob V.T. Sorensen (2006). Data assimilation in
a combined 1D-2D flood model using the ensemble kalman filter. The 4
th
Asia-Pacific
DHI software conference, Shanghai -2006, p.
7. Denmark Hydraulic Institute (DHI), 2007, “MIKE FLOOD Reference Manual” DHI,
514p.
8. Denmark Hydraulic Institute (DHI), 2007, “MIKE FLOOD User Guide” DHI, 528p.
9. Lã Thanh Hà (2011). Tiến hành khảo sát thực địa và lập mô hình thủy lực lưu vực

sông Mã, tỉnh Thanh Hóa. Tiểu dự án thuộc dự án Quản lý rủi ro thiên tai WB4, Bộ
Nông nghiệp và Phát triển nông thôn.

Hội thảo khoa học Quốc Gia về Khí tượng Thủy văn, Môi trường và Biến đổi Khí hậu
Tập 2: Thủy văn - Tài nguyên nước, Môi trường và Biển
7
FLOODING SIMULATION OF CHU RIVER IN DOWNSTREAM OF
CUA DAT TO BAI THUONG, THANH HOA PROVINCE

Tran Ngoc Anh
(1)
, Dang Dinh Duc
(1)
, Nguyen The Anh
(2)
, Nguyen Thanh Son
(1)
,
Hoang Thai Binh
(3)

(1)
VNU-University of Science, Vietnam National University, Hanoi
(2)
Ministry of Agriculture and Rural development
(3)
Institue of Geography, Vietnam Academy of Science and Technology

This paper presents some results of flood and inundation simulation in Chu river in
donwstream of Cua Dat dam to Bai Thuong, Thanh Hoa province using MIKE FLOOD

model. The parameters of coupling 1D-2D model was calibrated and verified with observed
data of 1980 and 2007 flood events at water level gauging stations in combination with
surveyed data of inundation area in 2007 flood event. The fairly agreement between simulated
and observed data shows the applicability of MIKE FLOOD in flooding simulation in study
area and woud establish the initial efforts for generating the inundation maps correspondence
to designed floods, Cua Dat reservoir operation as well as to land-use planning in the region.

Hội thảo khoa học Quốc Gia về Khí tượng Thủy văn, Môi trường và Biến đổi Khí hậu
Tập 2: Thủy văn - Tài nguyên nước, Môi trường và Biển
8
ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA VIỆC SỬ DỤNG NƯỚC PHÍA
THƯỢNG LƯU ĐẾN TÀI NGUYÊN NƯỚC LƯU VỰC SÔNG HỒNG

Lương Tuấn Anh, Hoàng Thị Phương Thảo
Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Môi trường


Báo cáo trình bày một số kết quả nghiên cứu chính của đề tài cấp Bộ 2010-2011:
“Nghiên cứu tác động của việc sử dụng nước phía thượng lưu đến tài nguyên nước lưu vực
sông Hồng”. Các kết quả nghiên cứu chính bao gồm: Đánh giá hiện trạng và xu thế biến đổi
tài nguyên nước lưu vực sông Hồng, xác định nguyên nhân của tình trạng suy giảm mực
nước vùng hạ lưu hệ thống sông Hồng trong nh
ững năm gần đây và đề xuất các biện pháp
giảm thiểu tác động do khai thác, sử dụng nước thượng lưu.
1. Mở đầu
Sông Hồng là sông xuyên biên giới, có diện tích lưu vực 147.525 km
2
, trong đó
có 74.828 km
2

nằm trên lãnh thổ Trung Quốc. Sông Hồng có ý nghĩa quan trọng đối
với sự phát triển kinh tế xã hội và bảo vệ môi trường ở nước ta. Đặc điểm khác biệt nổi
bật của các sông xuyên biên giới so với các sông nằm trong lãnh thổ một quốc gia là
tình trạng thiếu và không đồng bộ về số liệu khí tượng thủy văn (KTTV), thiếu quy
hoạch tổng thể và các thông tin về mức độ khai thác, sử d
ụng tài nguyên nước (TNN)
trên phạm vi toàn lưu vực.
Đề tài: Nghiên cứu tác động của việc sử dụng nước phía thượng lưu đến TNN
lưu vực sông Hồng có các nội dung nghiên cứu chính như sau:
- Thu thập các loại số liệu và thông tin cần thiết và đánh giá độ tin cậy;
- Điều tra khảo sát bổ sung;
- Nghiên cứu đánh giá hiện trạng TNN và tìm hiểu nguyên nhân của tình trạng
suy giảm TNN vùng hạ lưu hệ th
ống sông Hồng trong những năm gần đây;
- Nghiên cứu phương pháp, công nghệ hỗ trợ trong việc xác định các khu vực
khai thác, sử dụng TNN, áp dụng thí điểm cho vùng thượng lưu lưu vực sông Hồng;
- Nghiên cứu các phương pháp, mô hình toán thích hợp và áp dụng đánh giá tác
động do khai thác, sử dụng nước thượng lưu đến TNN vùng hạ lưu sông Hồng;
- Đề xuất các biện pháp giảm thiểu tác động do khai thác, sử dụng nước vùng
thượng lưu.
2. Các kết quả nghiên cứu chính:
2.1. Đánh giá hiện trạng TNN lưu vực sông Hồng:
Trên cơ sở áp dụng các phương pháp phân tích thống kê, tổng hợp địa lý, khắc
phục tình trạng thiếu và không đồng bộ về số liệu quan trắc KTTV, đề tài đã xây dựng
được bản đồ đẳng trị lượng mưa năm, lượng dòng chảy năm trên lưu vực sông Hồng,
bao quát cả phầ
n diện tích lưu vực trên lãnh thổ Trung Quốc. Kết quả nghiên cứu cho
thấy lượng mưa trung bình nhiều năm trên sông Lý Tiên là 1790mm, trên sông
Nguyên là 1090mm và trên sông Bàn Long là 1190mm. Trên toàn bộ lưu vực sông
Hội thảo khoa học Quốc Gia về Khí tượng Thủy văn, Môi trường và Biến đổi Khí hậu

Tập 2: Thủy văn - Tài nguyên nước, Môi trường và Biển
9
Hồng lượng mưa năm khoảng 1590 mm, tương ứng với tổng lượng nước mưa 232,78
km
3
/năm (chưa kể phần lãnh thổ Lào), trong đó trên lãnh thổ Trung Quốc 97,7 km
3
,
chiếm khoảng 42%, trên lãnh thổ Việt Nam 133,9 km
3
, chiếm 57,5%. TNN mưa trên
các lưu vực sông như sau: Sông Nguyên – Thao là 62,25 km
3
/năm, chiếm 26,7% tổng
lượng nước mưa lưu vực sông Hồng, sông Lý Tiên – Đà 90,8 km
3
(39,0%), sông Bàn
Long- Lô 59,23 km
3
(25,4%). Tổng lượng TNN mặt lưu vực sông Hồng khoảng 122,5
tỷ m
3
, hàng năm có khoảng 47,2 tỷ m
3
đến từ lãnh thổ Trung Quốc, trong đó sông Đà
là 22,8 tỷ m
3
, sông Nguyên 15,0 tỷ m
3
và sông Bàn Long là 9,4 tỷ m

3
. Phân phối dòng
chảy đến từ lãnh thổ Trung Quốc biến đổi không đều theo thời gian, dòng chảy đến
trong mùa cạn chỉ vào khoảng 13,2 tỷ m
3
/năm, chỉ chiếm 26,1% tổng lượng dòng chảy
năm và trong 3 tháng cạn nhất (II-IV) lượng nước chỉ khoảng 3,3 tỷ m
3
/năm, bằng
khoảng 7,0% tổng lượng dòng chảy năm (bảng 1).
Nghiên cứu cho thấy, kết quả đánh giá định lượng cũng như sự phân bố lượng
mưa năm, dòng chảy năm theo không gian khá trùng khớp với kết quả nghiên cứu của
các đồng nghiệp Trung Quốc về lượng và phân bố lượng mưa năm và dòng chảy năm
trên lưu vực sông Nguyên-Hồng thuộc lãnh thổ Trung Quốc.

Bảng 1. Tổng lượng dòng chảy của sông Hồng từ lãnh thổ Trung Quốc
chảy vào Việt Nam
Tổng lượng dòng chảy (km
3
)
Sông Theo sông
Diện tích
lưu vực
(km
2
)
NămMùa lũ Mùa cạn Ba tháng II-IV
Nguyên
D
òng chính và

Nam Khê
38074 14,91 10,39 4,52 1,33
Dòng chính
18390 17,48 13,98 3,50 0,94
Đằng Điều
4220 5,36 3,60 1,76 0,37
Lý Tiên
Tổng
22610 22,84 17,58 5,26 1,31
Dòng chính
6413 3,72 2,62 1,10 0,31
Gâm
2622 1,80 1,37 0,43 0,09
Phổ Mai
3190 1,98 1,67 0,31 0,10
Nam Ninh
1920 1,89 1,35 0,54 0,15
Bàn
Long




Tổng
14145 9,40 7,01 2,38 0,66
Hồng
Toàn bộ
75968 47,15 34,98 12,30 3,30

2.2. Xu thế biến đổi TNN sông Hồng:

Nghiên cứu đánh giá xu thế biến đổi TNN trên lưu vực sông Hồng được thực
hiện trên cơ sở phân tích thống kê chuỗi số liệu quan trắc trong thời kỳ nhiều năm theo
các thời đoạn nghiên cứu, chú ý các thời đoạn trong những năm gần đây, các thời đoạn
có những biểu hiện tác động của hoạt động khai thác mạnh m
ẽ tài nguyên trên lưu vực
Hội thảo khoa học Quốc Gia về Khí tượng Thủy văn, Môi trường và Biến đổi Khí hậu
Tập 2: Thủy văn - Tài nguyên nước, Môi trường và Biển
10
sông cho các mục tiêu phát triển. Đồng thời, áp dụng chỉ tiêu thống kê Kendall để
đánh giá xu thế biến đổi của các chuỗi số liệu quan trắc.
- Xu thế biến đổi các đặc trưng dòng chảy trên sông Đà những năm gần đây
biểu hiện không rõ rệt, trên sông Thao và sông Lô, xu thế giảm dòng chảy lại thể hiện
khá rõ nét (hình 1). Tại trạm thủy văn Yên Bái, sông Thao, dòng chảy năm thời kỳ
2001-2010 giảm 8,22% so với thờ
i kỳ nhiều năm. Tại trạm thủy văn Vụ Quang, sông
Lô dòng chảy năm thời kỳ 2001-2010 giảm 14,9% so với thời kỳ nhiều năm. Một
nguyên nhân làm giảm lượng dòng chảy trên các dòng chính sông Hồng trong những
năm gần đây là do lượng mưa trên các lưu vực có xu thế giảm (hình 2). Trung bình
thời kỳ 2001-2010, lượng mưa năm thiếu hụt trên lưu vực sông Thao so với trung bình
nhiều năm khoảng 170mm (8,4%) và trên sông Lô, lượng mư
a năm thiếu hụt so với
trung bình nhiều năm khoảng 100mm (4,9%).

- Sự suy giảm dòng chảy trên các dòng chính sông Hồng ảnh hưởng đến dòng
chảy hạ du. Tại trạm thủy văn Sơn Tây, đặc trưng dòng chảy năm xuất hiện xu thế suy
giảm rõ nét, thời kỳ 2001-2010 dòng chảy năm giảm 7,3% so với thời kỳ nhiều năm.
Tại Hà Nội, đặc trưng dòng chảy năm cũng có xu thế suy giảm, dòng chảy năm thời kỳ
2001-2010 giảm 13,4% so với th
ời kỳ nhiều năm.
1000

1500
2000
2500
3000
1960 1970 1980 1990 2000 2010
Năm
L ượng mư a năm (mm)
Sông Đà Sông Thao Sông Lô
0
400
800
1200
1600
2000
1960 1970 1980 1990 2000 2010
Năm
L ư u lượng năm (m3/s)
Sông Đà Sông Thao Sông Lô

Hình 1. Xu thế biến đổi lượng mưa năm
trên lưu vực sông Đà, sông Thao, sông Lô
Hình2. Xu thế biến đổi dòng chảy năm
trên lưu vực sông Đà, sông Thao, sông Lô
- Từ khoảng năm 2001, bắt đầu xuất hiện xu thế hạ thấp mực nước của trạm
thủy văn Sơn Tây, Hà Nội và các trạm thủy văn khác vùng hạ lưu sông Hồng.
Mực nước trung bình năm thời kỳ
2001-2010 tại Hà Nội giảm 112cm so với thời
kỳ nhiều năm (1957-1990). Mức độ hạ thấp mực nước có xu thế gia tăng trong
những năm gần đây, gây ra các tác động lớn đến các hoạt động cấp nước, công tác
củng cố đê điều, phòng chống lũ lụt và bảo vệ môi trường vùng hạ lưu Đồng bằng

sông Hồng (hình 3,4).
Hội thảo khoa học Quốc Gia về Khí tượng Thủy văn, Môi trường và Biến đổi Khí hậu
Tập 2: Thủy văn - Tài nguyên nước, Môi trường và Biển
11
-300
-250
-200
-150
-100
-50
0
50
100
1956 1961 1966 1971 1976 1981 1986 1991 1996 2001 2006
M ự c nước (cm)

-140.00
-120.00
-100.00
-80.00
-60.00
-40.00
-20.00
0.00
20.00
40.00
60.00
1956 1961 1966 1971 1976 1981 1986 1991 1996 2001 2006
M ự c nước (cm)

Hình 3. Biến đổi mực nước trung bình
năm thời kỳ nhiều năm (1956-2010) tại
trạm thủy văn Hà Nội so với thời kỳ
1956-1990
Hình 4. Biến đổi mực nước trung bình
năm thời kỳ nhiều năm (1956-2010) tại
trạm thủy văn Hưng Yên so với thời kỳ
1956-1990
2.3. Nguyên nhân của hiện tượng hạ thấp mực nước vùng hạ lưu sông Hồng
Thống kê các
đặc trưng lưu lượng bùn cát tại các trạm thủy văn đầu nguồn
dòng chính sông Hồng theo các thời kỳ quan trắc khác nhau (bảng 2) cho thấy xu thế
giảm rõ rệt lưu lượng phù sa lơ lửng xuất hiện đồng thời trên cả sông Đà, sông Thao
và sông Lô thời kỳ 2001-2010 và đặc biệt rõ nét trong những năm gần đây (2006-
2010). Nguyên nhân của sự giảm lưu lượng phù sa lơ lửng tại các trạm đầu nguồn
dòng chính sông H
ồng là do sử dụng nước thượng lưu trên lãnh thổ Trung Quốc bằng
việc xây dựng các đập và hồ chứa bắt đầu từ những năm 2000 và nhiều công trình đã
hoàn thành và đi vào hoạt động từ khoảng năm 2005. Đồng thời, xuất hiện xu thế giảm
đột biến lưu lượng cát bùn lơ lửng vùng hạ lưu sông Hồng từ năm 1987-1990 do ngăn
đập Hòa Bình và xu thế giảm có chiều hướ
ng gia tăng từ 2001.
Bảng 2. Các đặc trưng lưu lượng bùn cát lơ lửng (kg/s) tại các trạm thủy văn
đầu nguồn dòng chính sông Hồng các thời kỳ quan trắc khác nhau
S.Đà tại Lai Châu S.Thao tại Lào Cai S.Lô tại Hà Giang
Thời kỳ
quan trắc
TB % TB % TB %
Nhiều năm 1533 100 1534 100 108 100
2001-2010 1199 -21,8 1189 -27,1 80,9 -25,7

2006-2010 875 -42,9 729 -52,5 62,3 -42,3
Một nguyên nhân quan trọng của tình trạng hạ thấp mực nước tại các trạm thủy
văn hạ lưu sông Hồng là do sự mất cân bằng lượng phù sa vùng hạ lưu. Khi dòng chảy
có lượng phù sa lớn chuyển về hạ lưu, vận tốc dòng chảy giảm dần, xuất hiện xu thế
lắng đọng phù sa, hình thành các bãi bồi, gò nổi, cồn cát vùng hạ lưu. Khi không còn
Hội thảo khoa học Quốc Gia về Khí tượng Thủy văn, Môi trường và Biến đổi Khí hậu
Tập 2: Thủy văn - Tài nguyên nước, Môi trường và Biển
12
nhiều lượng phù sa, các bãi bồi, cồn cát được hình thành ở vùng hạ du sông Hồng
trong quá trình cân bằng động lực dòng chảy-lòng dẫn trong nhiều năm có xu thế thay
đổi theo hướng suy giảm. Hiện tượng suy giảm mực nước rõ nét tại các trạm vùng hạ
lưu sông Hồng bắt đầu từ khoảng 2001-2002 trùng hợp với hiện tượng bắt đầu từ năm
2001 bãi bồi lòng dẫn đoạn sông Hồng ở khu vực trạ
m thủy văn Hà Nội bị xói lở. Xu
thế biến đổi lòng dẫn vùng hạ du diễn ra theo hướng giảm chu vi ướt và tăng bán kính
thủy lực của dòng chảy. Để cân bằng năng lượng dòng chảy, mực nước biến đổi theo
hướng thay đổi độ dốc thủy lực theo quy luật Sê-di-Maning:
2/13/2
1
SR
n
V =

Diễn biến dòng chảy, mực nước và lòng dẫn phù hợp với biến đổi độ chênh
mực nước tại các trạm vùng hạ du sông Hồng như được thể hiện ở bảng 3.
Bảng 3. Biến đổi độ chênh mực nước (cm) tại các đoạn sông vùng hạ lưu sông Hồng
Thời kỳ Sơn Tây - Hà Nội Sơn Tây- Thượng
Cát
Hà Nội -Hưng
Yên

1957-1990 284 232 252
1991-2000 282 259 271
2001-2010 285 282 194
2.4. Đánh giá mức độ tác động của việc sử dụng nước thượng lưu đến TNN lưu vực
sông Hồng
Theo kết quả nghiên cứu mới nhất năm 2011, trên vùng thượng lưu sông Hồng
phần lãnh thổ Trung Quốc, bằng phương pháp viễn thám đã phát hiện được 62 đập
ngăn và trữ nước phục vụ mục tiêu sử dụng nước và thủy điện. Trong đó: Trên sông
Lý Tiên (thượ
ng nguồn sông Đà) có 6 công trình trên dòng chính và 8 công trình trên
dòng nhánh, tổng số 14 công trình; Trên sông Nguyên (thượng nguồn sông Thao) có 2
công trình trên dòng chính và 38 công trình trên dòng nhánh, tổng số 40 công trình;
Trên sông Bàn Long (thượng nguồn sông Lô) có tổng số 8 công trình. Các công trình
sử dụng TNN trên thượng nguồn sông Hồng chủ yếu là các công trình vừa và nhỏ,
gồm có 13 đập có chiều dài thân đập dưới 100m, 30 đập có chiều dài từ 100 đến 200m,
16 đập có chiều dài từ 200-300m và 3 đập có chiều dài thân đập trên 300m, đã gây ra
một số tác động như sau:
+ Gây bất ổn định dòng chảy
đến lãnh thổ nước ta. Kết quả khôi phục dòng
chảy tự nhiên cho thấy tại các trạm thủy văn trên sông Đà thuộc lãnh thổ Trung Quốc,
trung bình các năm 2008, 2009 và 2010 thời kỳ đầu mùa lũ các hồ phía Trung Quốc
làm giảm trung bình khoảng 200m
3
/s, ước tính khoảng 630 triệu m
3
/tháng. Đối với
sông Thao, và sông Lô khả năng làm giảm dòng chảy của các hồ chứa thượng lưu một
vài năm gần đây nhỏ hơn so với sông Đà chỉ khoảng từ 50 đến 100 m
3
/s/tháng trong

thời kỳ đầu và cuối mùa lũ, nhưng mức độ làm giảm dòng chảy có xu thế gia tăng.
Dao động mực nước, lưu lượng nước tại các trạm thủy văn đầu nguồn biên giới không
Hội thảo khoa học Quốc Gia về Khí tượng Thủy văn, Môi trường và Biến đổi Khí hậu
Tập 2: Thủy văn - Tài nguyên nước, Môi trường và Biển
13
theo quy luật tự nhiên trước đây do tác động của hoạt động tích - xả đan xen của các
hồ phía Trung Quốc, gây khó khăn cho hoạt động sử dụng TNN, gây bồi xói lòng dẫn,
ảnh hưởng môi trường sinh thái, làm giảm hiệu quả hoạt động khai thác, điều tiết dòng
chảy và kiểm soát lũ của các hồ chứa trên sông Hồng thuộc lãnh thổ nước ta.
+ Do tác động của biến đổi khí hậu, làm xuất hiện các trậ
n mưa-lũ lớn xảy ra
vào thời kỳ đầu tháng X trên sông Lý Tiên và sông Nguyên, là thời kỳ tích nước cao
của các hồ chứa nước trong những năm gần đây đã gây ra lũ nhân tạo trên sông Đà
tháng X/2006, làm tăng nguy cơ rủi ro do thiên tai và điều tiết dòng chảy từ phía
Trung Quốc gây ra đối với các sông của Việt Nam.
Tính toán khôi phục dòng chảy tự nhiên bằng mô hình mưa-dòng chảy đối với
một số trạm thủy v
ăn trên dòng chính sông Đà, sông Lô và quan hệ tương quan nhiều
biến đối với các trạm thủy văn vùng hạ du, đồng thời so sánh dòng chảy tự nhiên và
bị điều tiết đã thể hiện mức độ tác động điều tiết dòng chảy của các công trình sử dụng
nước thượng lưu đối với sự biến đổi các đặc trưng TNN lưu vực sông Hồng.

Dựa trên kết quả nghiên cứu, đề tài đã đề xuất các biện pháp giảm thiểu các các
tác động bất lợi của việc khai thác sử dụng nước vùng thượng lưu đến TNN sông Hồng
dựa trên sự phối hợp các biện pháp phi công trình và các biện pháp công trình và vận
hành công trình. Các biện pháp phi công trình bao gồm việc hoàn thiện và nâng cao
hiệu quả quan trắc KTTV tại các trạm đầu nguồn sông Hồng, tăng cường công tác hợp
tác với Trung Quốc trong nghiên c
ứu khoa học và quản lý TNN lưu vực sông tiến tới
hình thành và ký kết Hiệp định về hợp tác TNN xuyên biên giới Việt-Trung, đồng thời

tăng cường công tác quản lý TNN sông Hồng trong lãnh thổ nước ta. Biện pháp công
trình là biện pháp làm chậm dòng chảy nhân tạo vùng hạ du thay thế các cồn cát, bãi
nổi tự nhiên có xu thế suy giảm do sự thiếu hụt lượng phù sa bị lắng đọng ở các hồ
chứa nước vùng thượng nguồn sông Hồng.
3. Kết luận và Kiến nghị
Kết quả nghiên cứu chính của đề tài là xác định được các tác động của việc sử
dụng nước phía thượng lưu trên lãnh thổ Trung Quốc bao gồm: (1) Gây mất ổn định
dòng chảy đến lãnh thổ Việt Nam; (2) Làm giảm dòng chảy đến trong thời kỳ đầu và
cuối mùa lũ; (3) Xả lũ của các hồ chứa phía Trung Quốc có thể gây lũ nhân tạo lớn
hơ
n lũ tự nhiên vào thời kỳ tích nước đầu tháng X; (4) làm giảm lượng phù sa của
dòng chảy đến. Tổng hợp các tác động của các hồ chứa thượng lưu đã làm mực nước
vùng hạ du sông Hồng có xu thế giảm mạnh. Nguyên nhân cơ bản của hiện tượng suy
giảm mực nước là do mất cân bằng phù sa lơ lửng và phù đáy vùng hạ lưu sông Hồng.
Trên cơ sở các kết quả nghiên cứu, các bi
ện pháp phi công trình, biện pháp công trình
và vận hành công trình đã được đề xuất để giảm thiểu tác động bất lợi của việc sử
dụng nước thượng lưu. Tuy nhiên, trong điều kiện tác động của biến đổi khí hậu cùng
với mức độ gia tăng sử dụng nước thượng lưu sông Hồng, có những tác động đã được
phát hiện nhưng có thể còn có những các tác động vẫn tiề
m ẩn chưa thể phát hiện
được. Do đó, kiến nghị Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Môi trường trình Bộ
TN&MT cho phép được tiếp tục đi sâu nghiên cứu các tác động của các hồ chứa
thượng nguồn đối với hạ du sông Hồng với quy mô mở rộng xuống vùng cửa sông
Hồng-Thái Bình với mức độ nghiên cứu chi tiết hơn, đồng thời cho phép tiếp tục phát
Hội thảo khoa học Quốc Gia về Khí tượng Thủy văn, Môi trường và Biến đổi Khí hậu
Tập 2: Thủy văn - Tài nguyên nước, Môi trường và Biển
14
triển hợp tác nghiên cứu, đào tạo cán bộ với Trung Quốc phục vụ mục tiêu phát triển
TNN các lưu vực sông xuyên biên giới Việt-Trung cách bền vững.

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Lương Tuấn Anh, NNK (2011): Báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu khoa học
và phát triển công nghệ cấp Bộ: Nghiên cứu tác động của việc sử dụng nước
phía thượng lưu đến TNN lưu vực sông Hồng.
2. Lương Tuấn Anh (2011): Nguyên nhân của xu thế hạ thấp mực nước tại
trạm thủy văn Hà Nội trong những năm gần đây. Tạp Chí Khí tượng Thủy
văn.
Số 605, tháng 5/2011, tr. 40-44.
3. Lương Tuấn Anh, Trần Thục (2010): Transboundary water issues affected to
Vietnam in the context of climate change. Proceedings of the fifth
Conference of Asia Pacific Association of Hydrology and Water Resources.
November, 2010.
4. Yungang, He Daming, Ye Changqing (2008). Spatial and Temporal variation
of runoff Red river basin in Yunnan. J. Geogr. Sciences. No. 18.
5. Feng Yan, He Daming (2009): Transboundary water vulnerability and its
drivers in China. J. Geogr. Sciences. No. 19.

IMPACT ASSESMENT OF UPSTREAM WATER UTILIZATION ON
THE WATER RESOURCES IN HONG RIVER BASIN

Lương Tuấn Anh, Hoàng Thị Phương Thảo
Vietnam Institute of Meteorology Hydrology and Environment

The report presents the main results of the ministerial scientific subject 2010-2011: “Study
on the impact of upstream water utilization on the water resources in Hong river basin”. The
main results include: assessment of the status and changing trend of water resources, finding
the reason for the decrease of water level in downsteam of Hong river and proposal
measures for mitigation of harmful impact of upstream water utilization.

Hội thảo khoa học Quốc Gia về Khí tượng Thủy văn, Môi trường và Biến đổi Khí hậu
Tập 2: Thủy văn - Tài nguyên nước, Môi trường và Biển
15
MÔ HÌNH FEBPNN THIẾT LẬP MỐI QUAN HỆ PHI TUYẾN GIỮA
CÁC YẾU TỐ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN

Lê Xuân Cầu
Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Môi trường
Mô hình FEBPNN được thiết kế và xây dựng cho phép thiêt lập mối quan hệ phi
tuyến. FEBPNN gồm có 3 modun: Modun trích xuất đặc trưng dữ liệu, modun chon lọc biến
đầu vào và modun mạng nơ ron nhân tạo. FEBPNN sử dụng phép biến đổi cosin rời rạc hoặc
moment để trích xuất đặc trưng dữ liệu. FEBPNN sử dụng hệ số tương quan hoặc thông tin
tương hỗ giữa các biến đầu ra và các biến đầu vào để chọn lọ
c biến. Modun mạng nơron
nhân tạo dùng xác định hàm gần đúng quan hệ phi tuyến. Phần mềm FEBPNN đã được xây
dựng và áp dụng thử nghiệm cho dự báo lượng mưa dựa trên sản phẩm mô hình số trị dự báo
thời tiết HRM.

1. Giới thiệu chung
Trong lĩnh vực đo đạc tính toán khí tượng thủy văn ta có một khối lượng khổng
lồ các dữ liệu chẳng hạn như dữ liệu đo đạc nhận được từ các máy móc hiện đại như từ
rađa, vệ tinh. Mô hình FEBPNN bao gồm các modun trích xuất đặc trưng dữ liệu, chọn
lọc biến đầu vào và mạng nơ ron nhân tạo.
Trong xử lý d
ữ liệu có dung lượng lớn việc trích xuất các đặc trưng dữ liệu là
rất quan trọng. Các đặc trưng dữ liệu đại diện cho các đặc tính cơ bản của dữ liệu ban
đầu. Các đặc trưng này có thể là bất biến đối với phép quay. Hiện nay có một số
phương pháp cho phép biến đổi dữ liệu 1 chiều, 2 chiều và 3 chiều hoặc 4 chiều (trong

đó 1 chiều là thời gian) để rút ra các đặ
c trưng dữ liệu mà người nghiên cứu quan tâm.
Dữ liệu 2 chiều thể hiện các giá trị tại các nút của lưới dữ liệu (x, y). Thay vào sử
dụng trực tiếp lưới dữ liệu người nghiên cứu chỉ sử dụng các đặc trưng dữ liệu cần
thiết. Biến đầu vào cho mạng nơron được chọn lọc theo thông tin tương hỗ hoặc hệ số
tương quan
Mộ
t hệ thống phi tuyến bất kỳ có thể gần đúng bằng một mạng nơron lan truyền
ngược sai số với số nút ẩn đủ lớn. Điều này đã được khẳng định trong toán học bằng
định lý về mạng nơron.
2. Mô hình thiết lập mối quan hệ phi tuyến các yếu tố khí tượng thủy văn
FEBPNN
Mô hình FEBPNN được thiết kế và xây dựng để thi
ết lập mối quan hệ phi tuyến
với đầu vào là các lưới dữ liệu (chẳng hạn lưới dữ liệu bộ sản phẩm mô hình số trị) và
các đầu ra của hệ thống (chẳng hạn yếu tố khí tượng trên các trạm khí tượng)
Mô hình FEBPNN bao gồm các modun chính sau đây:
1) Modun biến đổi dữ liệu để trích xuất các đặc trưng dữ liệu;
2) Modun chọn lọc biến
đầu vào cho BPNN;
3) Modun mạng BPNN [1, 2, 3].
Hội thảo khoa học Quốc Gia về Khí tượng Thủy văn, Môi trường và Biến đổi Khí hậu
Tập 2: Thủy văn - Tài nguyên nước, Môi trường và Biển
16
2.1. Trích xuất đặc trưng dữ liệu
Khi số đầu vào hệ phi tuyến lớn cần phải giảm số đầu vào bằng trích xuất đặc
trưng dữ liệu. Giả sử ta có bài toán thiết lập mối quan hệ tương quan giữa 10 yếu tố
đầu vào (10 lưới dữ liệu 2D) với độ phân giải 161 x 161 và 10 đầu ra. Khi đó lưới dữ
liệu 2D có: 161*161 *10 = 259210 điểm nút (đầu vào) cho 10 yếu tố t
ại 1 thời điểm

(tức là sẽ có 161*161=25921*10 đầu vào cho 10 yếu tố). Nếu dùng phép biến đổi
Cosine 2D với p=7 và q=7 ta rút ra (7 x 7) x 10= 490 đặc trưng dữ liệu. Các đặc trưng
này đại diện cho dữ liệu có thể làm đầu vào cho BPNN (Số đầu vào mới chỉ bằng
490/259210= 0.189 % số đầu vào ban đầu).
Để trích xuất đặc trưng dữ liệu, FEBPNN sử dụng một trong các phương pháp
sau: Phép biến đổi Cosine rời r
ạc DCT hoặc phép biến đổi Moment
a) Phép biến đổi Cosine rời rạc DCT:
DCT-1D là phép biến đổi trực giao chuỗi x thành chuỗi các đặc trưng y
y = Cx ; x = C
-1
y
xác định bằng công thức sau:

DCT-1D có các véc tơ cơ sở:

DCT-2D biểu diễn dưới dạng:

Ở đây x(m,n) là ma trận NxN và k, l, m, n thay đổi từ 0 tới N-1.
b) Phép biến đổi Moment:
Mô men bậc p, q của lưới dữ liệu được xác định như sau:


()
∑∑
==
=
w
x
h

y
qp
pq
yxfyxm
11
,
Hội thảo khoa học Quốc Gia về Khí tượng Thủy văn, Môi trường và Biến đổi Khí hậu
Tập 2: Thủy văn - Tài nguyên nước, Môi trường và Biển
17
2.2. Lựa chọn biến đầu vào cho BPNN
Chọn biến đầu vào là một trong những việc rất quan trọng trong thiết lập mối
quan hệ tương quan. Thường có ba cách tiếp cận để chọn biến đầu vào:
- Cách thứ nhất: Chọn biến đầu vào phụ thuộc tiêu chí đánh giá mô hình.
Tập biến đầu vào tốt nhất là tập biến đầu vào sao cho chỉ tiêu đánh giá mô
hình tốt nhất
- Cách thứ hai: Ch
ọn biến đầu vào không phụ thuộc mô hình. Các chỉ tiêu
như hệ số tương quan, thông tin tương hỗ được tính giữa các biến đầu vào
và biến đầu ra. Chọn tổ hợp các biến đầu vào sao cho chúng có chỉ tiêu tối
ưu.
- Cách thứ ba: Chọn biến đầu vào dựa vào ý nghĩa vật lý của bài toán
Cách thứ nhất đối với BPNN là không hiệu quả bởi quá trình BPNN học cần
nhiều thời gian. Cách thứ hai đối v
ới BPNN mang tính hiệu quả hơn,
Với cách thứ hai, mô hình FEBPNN sử dụng 1 trong 2 phương pháp sau: Sử
dụng hệ số tương quan; hoặc sử dụng thông tin tương hỗ MI (Mutual Information)
Khái niệm về thông tin tương hỗ MI. Đối với biến ngẫu nhiên X với xác suất
của x là P
x
. Entropy H(x) được xác định như sau:

H(X) = - ∑
x
P
x
lnP
x
đơn vị là bit
Thông tin tương hỗ giữa hai biến X và Y được xác định như sau:
I (X,Y) = H(X) + H(Y) – H(X,Y)
I(X,Y) có tính chất sau:
1, I(X,Y) = I(Y,X)
2, 0 ≤ I(X,Y) ≤ Cực tiểu (H(X), H(Y))
3, I(X,Y) = 0 nếu X, Y không phụ thuộc lẫn nhau
4, I (X,Y) = H(Y) nếu Y là một hàm của X
Thông tin tương hỗ riêng I(X, Y, Z): phần thông tin của I(X,Y) không chứa
trong Z
Các bước tính PMI:
1. Cực đại hóa MI : MIM
2. Lọc nhanh tương quan (3 bước):
a. Chọn X
γ(e)
sao cho I(Y, X
γ(e)
) > δyx
b. Loại X
i
nếu I (Y, X
j
) > I (Y,Xi)
I (X

i
, Y
j
) > I (X
i
,Y)
c. Loại Xi nếu I(Xi, Xj)> δxx và I(Xi, Y) < I(Xj, Y)
3. PMI: Cực đại hóa (PMIM)
Min H (Y / X
γ(1)
X
γ(2)
, X
γ(3)
X
γ(f)
)
γ
(1) =
argmax I (Y, X
n
)
Hội thảo khoa học Quốc Gia về Khí tượng Thủy văn, Môi trường và Biến đổi Khí hậu
Tập 2: Thủy văn - Tài nguyên nước, Môi trường và Biển
18
2.3. Mạng nơron nhân tạo
Mạng thần kinh nhân tạo truyền thẳng đa lớp BPNN [1] gồm ít nhất 3 lớp các
nút (nút là các neuron giả lập). Lớp đầu vào là lớp thụ động cho phép đưa vào BPNN
các dữ liệu để học. Tiếp đến là lớp ẩn (lớp mà các nút của nó không có liên hệ trực
tiếp với các lớp bên ngoài). Lớp ẩn tính các tổ hợp phi tuyến của các đầu vào. Lớp đầu

ra tính các tổ hợp phi tuyế
n của đầu ra của các nút ẩn.
Cơ sở toán học của việc gần đúng một hàm phi tuyến bất kỳ bằng BPNN được
thể hiện trong định lý về Sự tồn tại mạng nơron ánh xạ Kolmogorov
2.4. Đánh giá tính tổng quát mạng BPNN
Đê xác định cấu trúc tối ưu và các trọng số của mạng BPNN có 2 phương pháp
thường dùng:
1, Dữ liệu để học chia ra làm 2 tập, mộ
t tập dữ liệu dùng để xác định sai số, tập
dữ liệu khác dùng để kiểm tra chéo độc lập. Cấu trúc và các trọng số của mạng BPNN
tối ưu là mạng với số nút ẩn và trọng số sao cho sai số quân phương trên tập dữ liệu
kiểm tra chéo nhỏ nhất.
2, Dùng các chỉ tiêu POD, FAR, TS, ETS đánh giá tính tổng quát của mô hình
Đối với dự báo mưa có thể lập bảng ngẫu nhiên với các ngưỡng m
ưa khác
nhau khi tính xác suất dự báo có mưa hay không có mưa: POD: Xác suất phát hiện;
FAR: Mức báo động giả; TS: Mức nguy hiểm; ETS: Mức nguy hiểm tương đương;
HSS: Mức kinh nghiệm Heidke; TSS: Thống kê kinh nghiệm thực.
3, Dùng các chỉ tiêu khác đánh giá tính tổng quát của mô hình
3. Chương trình phần mềm FEBPNN
Chương trình phần mềm FEBPNN trích xuất các đặc trưng dữ liệu và chọn
các biến đầu vào cho BPNN và xác định BPNN. Giao diện chương trình (hình 1) có
7 tab chính:
1, Tab 1: Trích xuấ
t dữ liệu dùng để trích xuất dữ liệu từ dữ liệu 1D, 2D, 3D
bằng phép biến đổi Cosine hoặc phép biến đổi moment

Hình 1. Giao diện chương trình FEBPNN
Hội thảo khoa học Quốc Gia về Khí tượng Thủy văn, Môi trường và Biến đổi Khí hậu
Tập 2: Thủy văn - Tài nguyên nước, Môi trường và Biển

19
Sử dụng chương trình này có thể trích xuất các đặc trưng dữ liệu với các giá trị
P và Q khác nhau; Tab 2: Tổ hợp các đặc trưng dữ liệu thành tệp đầu vào; Tab 3: Tạo
tệp dữ liệu đầu ra; Tab 4: Tạo tệp đầu vào-đầu ra;Tab 5: Chọn lọc biến đầu vào; Tab 6:
Tạo dữ liệu cho các lưới con; Tab 7: Chương trình BPNN
4. Ứng dụng FEBPNN nghiên cứu dự báo lượng mưa ngày
Lượng mưa có mối quan hệ phi tuy
ến với các yếu tố khí tượng khác (chẳng hạn
lượng mưa tiềm năng, vận tốc thẳng đứng v…v). Nghiên cứu ứng dụng phương pháp
FEBPNN dự báo lượng mưa gồm các bước sau: Mô hình số trị dự báo thời tiết tính các
giá trị của các yếu tố quyết định lượng mưa. Các giá trị này được tính cho lưới dữ liệu
bao phủ toàn lãnh thổ Việt nam. Dữ liệu 2 chiều; Trích xuấ
t các đặc trưng của lưới dữ
liệu; Tạo tệp dữ liệu các biến đầu vào-đầu ra cho BPNN; Chọn biến đầu vào cho
BPNN; Gần đúng quan hệ lượng mưa tại các trạm khí tượng và các yếu tố khí tượng
bẳng BPNN.
Dự báo lượng mưa khi sử dụng bộ sản phẩm của mô hình số trị (một số đầu
ra của mô hình HRM).
Dữ liệu lượng mưa quan tr
ắc
Số liệu lượng mưa quan trắc được trên 121 trạm khí tượng được thu thập hàng
ngày thời gian từ 18/09/2003 đến 30/11/2007. Các trạm khí tượng phân bố trên khắp
lãnh thổ Việt Nam.
Sản phẩm mô hình số trị HRM
Trong bộ sản phẩm của mô hình số trị HRM có 10 yếu tố liên quan đến lượng
mưa. Bộ sản phẩm được tính theo HRM cho khoảng thời gian từ 18/09/2003 đến
30/11/2007. Dữ liệu đượ
c chia làm 2 tập. Một tập dữ liệu cho mùa ấm, một tập cho
mùa lạnh. Các yếu tố đầu vào cho BPNN mùa lạnh và các yếu tố đầu vào BPNN mùa
ấm nóng được chọn riêng. Tập dữ liệu trong năm được chia thành 2 tập. Một tập dữ

liệu mùa nóng từ 01/04 đến 30/09. Một tập dữ liệu mùa lạnh từ 01/10 năm trước đến
30/03 năm sau. Dữ liệu đầu vào cho FEBPNN với lưới dữ liệu 2 chiề
u: Toạ độ cả
vùng: 6.25-25.75; 95.25-117.75, toạ độ góc trái trên: 25.75; 95.25. Lưới dữ liệu này
phủ toàn bộ lãnh thổ Việt Nam. Lưới dữ liệu 2D từ HRM có: 161*161 nút cho 1 yếu
tố tại 1 thời điểm (tức là sẽ có 161*161=25921 đầu vào cho 1 yếu tố). Dữ liệu các
biến đầu vào được dùng theo toàn bộ lưới hoặc được lấy ra trên các lưới con tương
ứng bao phủ trạm khí tượng khi nghiên cứu dự báo lượng mưa ngày bằng ph
ương
pháp FE-BPNN.
Dự báo lượng mưa ngày mùa nóng bằng phương pháp FE-BPNN. Đồ thị (hình
2) so sánh kết quả gần đúng lượng mưa ngày giữa tính toán và thực đo cho một số
ngày (trong khoảng 10/2003-03/2004) tại trạm Sơn Tây (mã trạm 48817)
Hội thảo khoa học Quốc Gia về Khí tượng Thủy văn, Môi trường và Biến đổi Khí hậu
Tập 2: Thủy văn - Tài nguyên nước, Môi trường và Biển
20
-5
0
5
10
15
20
1 3 5 7 9 111315171921232527293133353739414345474951535557596163656769717375
Series1
S
er
i
es
2

Hình 2. Đồ thị so sánh kết quả gần đúng lượng mưa ngày giữa tính toán và thực đo
cho một số ngày (trong khoảng 10/2003-03/2004) tại trạm Sơn Tây
Tính toán sơ bộ cho thấy hệ số tương quan (hay thông tin tương hỗ) giữa lượng
mưa thực đo tại các trạm khí tượng với dữ liệu trong bộ sản phẩm mô hình số trị
HRM thấp dẫn tới các mạng nơron để
tính lượng mưa có độ chính xác không cao.
Các mạng nơron tại các trạm khu vực đồng bằng cho kết quả tôt hơn vùng núi và khu
vực miền Trung Trung Bộ
5. Kết luận
Mô hình FEBPNN được thiết kế và xây dựng cho phép thiêt lập mối quan hệ
phi tuyến. Mô hình tích hợp một loạt các công cụ từ trích xuất đặc trưng dữ liệu tới
chọn lọc biến đầu vào, mạng BPNN và tính các tiêu chí chất lượng mô hình cho các
bài toán lớn và ph
ức tạp
Mô hình FEBPNN đã được áp dụng trong nghiên cứu dự báo lượng mưa từ
sản phẩm mô hình số trị dự báo thời tiết với sự cộng tác của các cán bộ nghiên cứu
Trung tâm Dự báo Khí tượng thủy văn Trung ương. Kết quả dự báo còn hạn chế do
các yếu tố trong bộ sản phẩm mô hình có tương quan (hoặc thông tin tương hỗ) với
lượng mưa thực đo tại tr
ạm khí tượng rất thấp.
Cách tiếp cận FEBPNN về nguyên tắc cho phép ta giải quyết các bài toán khi
xử lý dữ liệu rađa hoặc vệ tinh, tổ hợp kết quả dự báo của các mô hình dự báo khác
nhau và ứng dụng các kết quả đầu ra mô hình cho các bài toán mà người nghiên cứu
quan tâm.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Cầu, L.X. (1999). Ứng dụng của mạng thần kinh nhân tạo (BPNN) xử lý dữ
liệu khí tượng thuỷ văn. Tạp chí Khí tượng Thuỷ văn, 4(460).
2. Cầu, L. X. (1999). Tìm số nút ẩn tối ưu của mạng thần kinh nhân tạo (BPNN)
bằng lý thuyết cực tiểu hóa mạo hiểm theo cấu trúc (SRM). Tạp chí Khí tượng
Thuỷ văn, 8(464).

3. Cầu, L. X. (1999). Vấn đề ngoại suy mạng thần kinh nhân tạo. Tạ
p chí Khí
tượng Thuỷ văn, 9(465).
Hội thảo khoa học Quốc Gia về Khí tượng Thủy văn, Môi trường và Biến đổi Khí hậu
Tập 2: Thủy văn - Tài nguyên nước, Môi trường và Biển
21
FEBPNN MODEL FOR ESTABLISHMENT OF NONLINEAR
RELATIONSHIP BETWEEN HYDROMETEOROLOGICAL
VARIABLES

Le Xuan Cau
Viet Nam Institute of Meteorology, Hydrology and Environment
FEBPNN model is designed and built to establish the nonlinear relationship between
hydrometeorological variables. FEBPNN consists of 3 modules: data feature extraction, input
selection and error backpropogation neural network. FEBPNN used discrete cosine
transform (DTC) or moment transform (MT) to extract data feature from data grid. To select
input data FEBPNN used partial mutual information and correlation analysis. BPNN is used
to approximate the nonlinear system. FEBPNN is applied to study to make QPF using
numerical weather model output product HRM

Hội thảo khoa học Quốc Gia về Khí tượng Thủy văn, Môi trường và Biến đổi Khí hậu
Tập 2: Thủy văn - Tài nguyên nước, Môi trường và Biển
22
MỘT SỐ KINH NGHIỆM VỀ LẬP QUY HOẠCH TÀI NGUYÊN NƯỚC

Nguyễn Chí Công
Trung tâm Quy hoạch và Điều tra Tài nguyên nước
Nhà nước đã có một số văn bản quy định các nội dung chủ yếu cần thực hiện đối với
các quy hoạch tài nguyên nước lưu vực sông (QH TNN LVS). Tuy nhiên, làm thế nào, làm
bằng cách nào để thực hiện được các nội dung đó vẫn còn có nhiều vấn đề đặt ra. Bài báo

này nêu lên những khó khăn và chia sẻ một số kinh nghiệm trong quá trình xây dựng các
nhiệm vụ và lập quy hoạch tài nguyên nước (TNN) của tác giả và các cán bộ tại Trung tâm
Quy hoạch và Điều tra Tài nguyên nước.
1. Mở đầu
Nghị định số 120/2008/NĐ-CP của Chính phủ về Quản lý lưu vực sông và
Thông tư số 15/2009/TT-BTNMT của Bộ TNMT quy định về Định mức kinh tế - kỹ
thuật lập QH, điều chỉnh QH TNN đã có quy định khá rõ ràng về các nội dung chủ yếu
cần thực hiện đối với các QH TNN LVS. Tuy nhiên, đến nay chúng ta vẫn chưa có các
văn bản quy định, hướng dẫn về các tiêu chí và cách thứ
c, phương pháp để thực hiện
nhiều nội dung chủ yếu của các QH thành phần. Làm thế nào, làm bằng cách nào để
thực hiện được các nội dung của QH TNN vẫn còn đang là các vấn đề đặt ra. Do vậy,
các cán bộ làm công tác QH TNN LVS thường lúng túng và gặp khó khăn khi xây
dựng các QH phân bổ và QH bảo vệ TNN. Đồng thời, các cơ quan quản lý Nhà nước
cũng gặp khó khăn và thiếu cơ sở trong việc đánh giá, phê duyệt các phương án QH
TNN.
Một số vấn đề khó khăn điển hình trong công tác lập QH TNN hiện nay là [1]:
• Nguyên tắc, tiêu chí phân vùng QH TNN, phân vùng chất lượng nước;
• Tiêu chí xác định mức độ quan trọng của các vấn đề về TNN và thứ tự ưu
tiên để giải quyết các vấn đề đó;
• Nguyên tắc, tiêu chí xác định thứ tự ưu tiên và phương pháp xác định tỷ lệ
phân bổ TNN trong khai thác, sử dụng nguồn nước cho các mụ
c đích sử
dụng nước khác nhau, bao gồm cả nhu cầu cho bảo vệ môi trường trong
trường hợp hạn hán, thiếu nước;
• Cách thức, phương pháp xác định mục đích sử dụng nước; xác định mục
tiêu chất lượng nước trên cơ sở mục đích sử dụng nước đối với từng nguồn
nước sao cho hợp lý và khả thi trong từng thời kỳ quy hoạch;
2. Phân vùng quy ho
ạch

Phạm vi địa lý của một vùng QH, một LVS thường khá lớn. Các vấn đề bức xúc
về TNN cần phải giải quyết không phải lúc nào cũng xảy ra và giống nhau trên toàn
vùng QH hay LVS, mà có thể chỉ xảy ra ở một số nguồn nước, một số vùng, một số
tiểu LVS . Do vậy, vùng QH hay LVS cần phải được chia nhỏ để có các giải pháp
thích hợp cho từng tiểu vùng QH, hay tiểu LVS. Theo định nghĩa tại Luật TNN n
ăm
1998: “Lưu vực sông là vùng địa lý mà trong phạm vi đó nước mặt, nước dưới đất
chảy tự nhiên vào sông”. Tương tự như vậy, trong một LVS lớn thì các tiểu LVS là các
Hội thảo khoa học Quốc Gia về Khí tượng Thủy văn, Môi trường và Biến đổi Khí hậu
Tập 2: Thủy văn - Tài nguyên nước, Môi trường và Biển
23
lưu vực của các sông nhánh.
Một số nguyên tắc phân chia các tiểu vùng QH, tiểu LVS sau đây đã được sử
dụng trong quá trình xây dựng các nhiệm vụ và lập QH TNN LVS do Trung tâm
QHTNN thực hiện trong thời gian qua, đó là:
• Dựa vào đường phân thủy của các tiểu lưu vực của các nhánh sông;
• Dựa theo các hệ thống công trình khai thác, sử dụng nguồn nước kết hợp với
địa giới hành chính và đơn vị quản lý hệ thố
ng công trình KTSD nước (Đặc
biệt đối với vùng đồng bằng, nơi mà hệ thống các công trình thủy lợi, hệ
thống kênh mương, đê, bờ bao đã được hình thành làm thay đổi chế độ dòng
chảy tự nhiên của các con sông như Đồng bằng sông Cửu long, Đồng bằng
sông Hồng, …);
• Căn cứ theo tính hệ thống của nguồn nước để có được những thuận tiện cho
việc quản lý khai thác TNN;
• Căn cứ nhu cầu, đặc điểm sử dụng nước và nguồn cấp nước kể cả hướng
tiêu thoát nước sau khi sử dụng.
3. Xác định các vấn đề bức xúc về TNN
Cơ sở để xác định các vấn đề bức xúc về TNN bao gồm: 1) Tổng hợp thông tin
từ các dựa án, nghiên cứu đã thực hiện trên lưu vực; 2) Tổng hợp thông tin từ các

phương tiệ
n thông tin đại chúng; 3) Điều tra, khảo sát thực tế;
Hiện nay chưa có tiêu chí chính thức nào để xác định mức độ ưu tiên giải quyết
các vấn đề về TNN. Do vậy, chúng tôi đề xuất một số nguyên tắc và tiêu chí dưới đây
[2] để xác định mức độ và thứ tự ưu tiên giải quyết các vấn đề TNN như sau:
1. Phạm vi về không gian, thời gian của vấn đề TNN ảnh hưởng
đến việc khai
thác, sử dụng và bảo vệ TNN đối với toàn LVS; Theo đó, các vấn đề TNN xảy
ra trên phạm vi toàn LVS sẽ được ưu tiên giải quyết cao hơn đối với những vấn
đề chỉ xảy ra ở một hay một số tiểu LVS;
2. Mức độ nghiêm trọng của vấn đề TNN ảnh hưởng đến các hoạt động kinh tế-xã
hội đối với toàn LVS;
3. Các v
ấn đề TNN xảy ra hoặc tác động trên dòng chính sông sẽ ưu tiên giải
quyết cao hơn các vấn đề chỉ xảy ra trên dòng nhánh;
4. Vấn đề TNN nào cần giải quyết trước làm tiền đề hoặc cơ sở để giải quyết các
vấn đề khác.
Trong thực tế, khi xây dựng quy hoạch TNN cho một LVS cụ thể thì ngoài
những nguyên tắc, tiêu chí nêu trên, việc xác định mức độ ưu tiên giải quyết các vấn
đề về TNN sẽ được đưa ra thảo luận, lấy ý kiến của các bên liên quan.
4. Các nguyên tắc ưu tiên và sự đồng thuận phân bổ TNN
Để có được tỷ lệ phân bổ TNN và thứ tự ưu tiên cấp nước hợp lý, trước hết
chúng ta cần phải thống nhất về các nguyên tắc phân bổ TNN. Một số nguyên tắc ưu
tiên cấp nước có thể áp dụng trong công tác lập QH Phân bổ TNN đã được tác giả
đề
xuất tại bài báo ”Quy hoạch Phân bổ TNN- Công cụ để chia sẻ nguồn nước công bằng,
hiệu quả” – Tạp chí Tài nguyên và Môi trường, số 14, tháng 7/2009.
Hội thảo khoa học Quốc Gia về Khí tượng Thủy văn, Môi trường và Biến đổi Khí hậu
Tập 2: Thủy văn - Tài nguyên nước, Môi trường và Biển
24

Cùng với việc thống nhất các nguyên tắc ưu tiên phân bổ nước, việc xác định tỷ
lệ phân bổ nước cũng cần có sự đồng thuận. Do vậy, người lập QH phân bổ TNN cần
lưu ý những vấn đề sau đây [3]:
• Việc thỏa thuận về lượng nước phân bổ và thứ tự ưu tiên cấp nước phải được
thực hiện với sự tham gia c
ủa ngành quản lý TNN và các ngành khai thác, sử
dụng nước liên quan thông qua hội thảo, thỏa thuận, hoặc bằng văn bản;
• Việc thảo thuận phải đạt được về thứ tự ưu tiên cấp nước (một hay một số
những nguyên tắc ưu tiên đã được thống nhất);
• Trong quá trình thỏa thuận, có thể kết hợp các nguyên tắc ưu tiên cấp nước
cho các tình huống khác nhau.
•
Vấn đề không phải là nguyên tắc này hay hơn nguyên tắc kia, mà chính là ở
chỗ đạt được sự đồng thuận giữa các bên hưởng lợi và chịu tác động, thiệt
hại từ việc phân bổ chia sẻ TNN.
• Việc phân tích thực trạng khai thác sử dụng nước, cần nhấn mạnh đến tình
hưống hiện tại. Đó là giả sử không có phát triển thêm gì về các công trình hồ
chứa, thì với tất cả
các công trình hiện có, cần có cách quản lý nào là tốt
nhất, hợp lý nhất để sử dụng tối ưu nguồn nước. Tôi vẫn còn nhớ câu nói của
ông Giáo sư dạy môn quản lý nước ở Trường Utah State Univerity bên Mỹ
là: ”Một hệ thống được thiết kế tốt, nhưng quản lý dở thì cũng không bằng
một hệ thống thiết kế dở nhưng được quản lý tốt”.
5. Xác đị
nh mục đích sử dụng nước
Một trong những nội dung chủ yếu của QH bảo vệ TNN LVS là: “Xác định mục
tiêu chất lượng nước trên cơ sở mục đích sử dụng nước đối với từng nguồn nước”.
Trong nội dung đó, có 2 khái niệm “mục tiêu chất lượng nước” và “mục đích sử dụng
nước”. Vậy “Mục đích sử dụng n
ước” và “Mục tiêu chất lượng nước” là gì và được

xác định như thế nào?
Mỗi nguồn nước, mỗi đoạn sông thường được dùng với một số mục đích khác
nhau hoặc được khai thác sử dụng tổng hợp, chẳng hạn như cấp nước cho sinh hoạt,
cấp nước cho nông nghiệp, nuôi trồng thủy sản, giao thông thủy, giải trí, du lịch,
Qua thực tiễn thực hiện các dự án, chúng tôi th
ấy có những vần đề sau đây cần lưu ý
khi xác định mục đích sử dụng của nguồn nước:
• Mục đích sử dụng nguồn nước được xác định trên cơ sở các quy định, quy hoạch
của địa phương hoặc thực tế nguồn nước ở đoạn sông đang được sử dụng vào mục
đích cụ thể như cấp n
ước cho sinh hoạt, cấp nước cho nông nghiệp, nuôi trồng thủy
sản, giao thông thủy, giải trí, du lịch, .
• Mục đích sử dụng nguồn nước phải được UBND cấp tỉnh quy định cụ thể cho địa
phương mình, hoặc được xác định trong các quy hoạch TNN được cấp có thẩm
quyền phê duyệt. Trong những trường hợp khác (chưa có quy định hoặc chưa có
quy hoạch), thì mục đích sử dụng ngu
ồn nước phải căn cứ vào tình hình thực tế sử
dụng nguồn nước ở đoạn sông.
• Mục đích sử dụng nguồn nước là căn cứ xác định giá trị giới hạn của Quy chuẩn
Hội thảo khoa học Quốc Gia về Khí tượng Thủy văn, Môi trường và Biến đổi Khí hậu
Tập 2: Thủy văn - Tài nguyên nước, Môi trường và Biển
25
chất lượng nước mặt thích hợp, chẳng hạn loại A1 của QCVN 08:2008/BTNMT
có thể dùng cho cấp nước sinh hoạt;
• Mục đích sử dụng của mỗi nguồn nước phải đạt được sự đồng thuận của cộng
đồng dùng nước, giữa thượng và hạ lưu, đặc biệt là các đoạn sông ở giáp ranh giữa
2 địa phương.
6. Xác định mục tiêu chất lượng n
ước
Mục tiêu chất lượng nước của một nguồn nước, một đoạn sông được hiểu một

cách nôm na là chất lượng nước của nguồn nước đó, đoạn sông đó cần phải đạt được
hoặc yêu cầu phải đạt được trong kỳ quy hoạch theo quy chuẩn quy định. Chẳng hạn,
chất lượng nước sông Thị Vải tại vị trí X nào đó hiệ
n nay có chất lượng nước đạt giá
trị giới hạn loại B2 của Quy chuẩn QCVN 08:2008/BTNMT; Nhưng yêu cầu đến năm
2020 chất lượng nước tại đó phải đạt giá trị giới hạn A2 của QCVN 08:2008/BTNMT.
Việc xác định mục tiêu chất lượng nước phải đạt giá trị giới hạn A2 tại vị trí đó được
căn cứ vào hiện trạng và xu thế biến đổi của ngu
ồn nước, vào tình hình phát triển kinh
tế xã hội của LVS…. Trên cơ sở mục tiêu đã xác định, người lập QH bảo vệ TNN cần
phân tích và đề xuất các giải pháp thích hợp để đạt được mục tiêu đó. Tuy nhiên, trong
trường hợp mục tiêu về chất lượng nguồn nước yêu cầu cao quá, khó có khả năng huy
động nguồn lực để đạt được vào thời điểm yêu cầu thì người làm công tác QH Bảo vệ
TNN cần xem xét, đề xuất điều chỉnh các mục tiêu đó cho phù hợp hơn với thực tế. Đó
chính là việc phân tích các kịch bản của QH Bảo vệ TNN.

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Nguyễn Chí Công (4/2011). Tài liệu tập huấn về Quy hoạch tài nguyên nước,
Trung tâm Quy hoạch và Điều tra TNN.
2. Nguyễn Chí Công (2009). Báo cáo Tổng hợp - Dự án Lập nhiệm vụ Quy hoạch
LVS Hồng – sông Thái Bình. Trung tâm Quy hoạch và Điều tra TNN.
3. Nguyễn Chí Công (6/2009). Tài liệu tập huấn về Quy hoạch tài nguyên nước.
Trung tâm Quy hoạch và Điều tra TNN.

SOME EXPERIENCES IN SETTING UP
WATER RESOURCES PLANNING

Nguyen Chi Cong
Center for Water Resources Planning and Investigation
The required contents of Water Resources Planning in River Basins have been

regulated in some legal documents issued by the Government. However, many of these
contents have not been yet guided how to do. This paper mentions the difficulties and shares
some experiences in the process of determining the duties and setting up water resources
planning prepared by the author and his colleagues in the Center for Water Resources
Planning and Investigation.