Nghiên cứu tính toán phân bổ tài nguyên nước lưu vực sông sêsan năm 2020 tầm nhìn 2030

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
KHOA KHÍ TƯỢNG - THỦY VĂN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN PHÂN BỔ TÀI NGUYÊN NƯỚC LƯU VỰC
SÔNG SÊSAN NĂM 2020 TẦM NHÌN 2030

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Tú Anh
Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS. Hoàng Ngọc Quang
ThS. Thi Văn Lê Khoa

Hà Nội, năm 2015


LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành được đồ án “ Nghiên cứu tính toán phân bổ tài nguyên nước
lưu vực sông SêSan năm 2020 tầm nhìn 2030 ” em đã nhận được sự động viên,
khích lệ và tạo điều kiện tốt từ gia đình, sự giúp đỡ tận tình của các thầy hướng dẫn,
sự giúp đỡ từ bạn bè và sự nỗ lực của bản thân.
Em xin chân thành cảm ơn PGS.TS.Hoàng Ngọc Quang, Th.S. Thi Văn Lê
Khoa đã tận tình chỉ bảo và giúp đỡ rất nhiều trong thời gian làm đồ án và hoàn
thành đồ án.
Em xin được gửi lời cảm ơn đến các thầy cô trong khoa Thủy văn và khoa
Tài nguyên nước đã dạy em những kiến thức quý báu để có thể hoàn thành đồ án.
Tớ xin được gửi lời cảm ơn tới những bạn đã giúp đỡ và khích lệ trong thời
gian làm đồ án.
Cuối cùng con xin gửi lời cảm ơn tới bố mẹ và những người thân đã động
viên, quan tâm, tạo điều kiện tốt giúp con hoàn thành đồ án.
Sinh viên

Nguyễn Thị Tú Anh

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................ 1
MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 1
CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU LƯU VỰC SÔNG SÊSAN ....................................... 5
1.1. VỊ TRÍ ĐỊA LÝ ................................................................................................ 5
1.2. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÌNH .................................................................................... 6
1.3. ĐẶC ĐIỂM KHÍ HẬU .................................................................................... 7
1.4. ĐẶC ĐIỂM THỦY VĂN ................................................................................. 7
1.5. MẠNG LƯỚI LƯU VỰC SÔNG SÊSAN ........................................................ 7
1.5.1. Lưới trạm khí tượng ....................................................................................... 8
1.5.2. Lưới trạm thủy văn ........................................................................................ 9
Chương II: MÔ HÌNH TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NƯỚC WEAP................... 11
2.1. CÂN BẰNG NƯỚC HỆ THỐNG .................................................................. 11
2.2. CÁC NGHIÊN CỨU TRƯỚC ĐÂY LIÊN QUAN ĐẾN CÂN BẰNG NƯỚC ...... 12
2.2.1. Các nghiên cứu trên thế giới ........................................................................ 12
2.2.2. Các nghiên cứu tại Việt Nam. ...................................................................... 14
2.3. MÔ HÌNH WEAP (Water Evaluation And Planning Sytem) .......................... 17
2.4. TỔNG QUAN VỀ MÔ HÌNH WEAP. .......................................................... 17
2.5. CÁC CHỨC NĂNG CHÍNH CỦA MÔ HÌNH WEAP ................................... 19
2.5.1. Cấu trúc của mô hình WEAP. ...................................................................... 20
2.5.2. Tiếp cận mô hình WEAP. ............................................................................ 23
2.6. KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CỦA MÔ HÌNH .................................................. 23
2.7. SỬ DỤNG MÔ HÌNH WEAP ........................................................................ 24
Chương III: KHAI THÁC MÔ HÌNH WEAP TÍNH TOÁN PHÂN BỔ TÀI
NGUYÊN NƯỚC LƯU VỰC SÔNG SÊSAN .................................................... 27
3.1. CÁC MỤC TIÊU CỦA PHÂN BỔ ................................................................. 27
3.2. ĐÁNH GIÁ KỊCH BẢN................................................................................. 29
3.2.1. Đối với kịch bản hiện tại 2015 ..................................................................... 29

3.2.2. Kịch bản đánh giá ........................................................................................ 32
3.2.3. Phát triển kịch bản giải quyết vấn đề ............................................................ 35
3.3. TẦM NHÌN PHÂN BỔ ĐẾN NĂM 2030....................................................... 42
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................. 45
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 47


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1-1: Đặc trưng hình thái một số nhánh sông chính của lưu vực sông Sêsan trên
đất Việt Nam. .......................................................................................................... 6
Bảng 1-2: Mạng lưới trạm khí tượng trên lưu vực sông Sê San................................ 9
Bảng 1-3: Mạng lưới trạm thủy văn trên địa bàn lưu vực sông Sê San ................... 10
Bảng3-1: Lượng nước đến trên lưu vực (tỉ m3) ...................................................... 30
Bảng 3-2: Nhu cầu sử dụng nước của các ngành hiện trạng năm 2015 (triệu m3) ... 30
Bảng 3-3: Kết quả lượng nước thiếu(m3) của các ngành sử dụng nước năm 2015 .. 31
Bảng 3-4: Kết quả nhu cầu dùng nước (triệu m3) 2015-2020 ................................. 32
Bảng 3-5: Kết quả lượng nước thiếu (triệu m3) của các ngành 2015-2020 ............. 33
Bảng 3-6: Kết quả nhu cầu sử dụng nước (triệu m3) 2015-2020 ............................. 34
Bảng 3-7: Kết quả lượng nước thiếu (triệu m3) 2015-2020 .................................... 35
Bảng 3-8: Kết quả nhu cầu sử dụng nước (triệu m3) 2015-2020 ............................. 36
Bảng 3-9: Kết quả lượng nước thiếu (triệu m3) 2015-2020 .................................... 37
Bảng 3-10: Kết quả nhu cầu sử dụng nước (triệu m3) 2015-2020 ........................... 38
Bảng 3-11: Kết quả lượng nước thiếu (triệu m3) 2015-2020 .................................. 38
Bảng 3-12: Lượng nước phân bổ cho các ngành vào năm 2016 ............................. 40
Bảng 3-13: Lượng nước phân bổ cho các ngành vào năm 2017 ............................. 40
Bảng 3-14: Lượng nước phân bổ cho các ngành vào năm 2018 ............................. 40
Bảng 3-15: Lượng nước phân bổ cho các ngành vào năm 2019 ............................. 41
Bảng 3-16: Lượng nước phân bổ cho các ngành vào năm 2020 ............................. 41
Bảng 3-17: Kết quả nhu cầu sử dụng nước (triệu m3) 2021-2030 ........................... 42
Bảng 3-18: Kết quả lượng nước thiếu (triệu m3) 2021-2030 .................................. 43

DANH MỤC HÌNH
Hình 1-1: Vị trí địa lý lưu vực sông Sêsan ............................................................... 5
Hình 1-2: Mạng lưới lưu vực sông Sêsan ................................................................. 8
Hình 2-1: Sơ đồ các nước, vùng lãnh thổ đã và đang ứng dụng mô hình WEAP .... 14
Hình 2-2: Phạm vi và đối tượng các nghiên cứu điển hình và đào tạo từ dự án tăng
cường năng lực các Viện ngành nước (2001-2005) ................................................ 15
Hình 2-3: Trang web chính thức của WEAP .......................................................... 17
Hình 2-4: Các bước đầu khi thiết lập WEAP ......................................................... 20
Hình 2-5: Đưa dữ liệu đầu vào cho mô hình .......................................................... 21
Hình 2-6: Khung kết quả của WEAP ..................................................................... 21
Hình 2-7: Xây dựng các kịch abrn trong WEAP .................................................... 22
Hình 2-8: Các chú thích, dẫn giải về quá trình xây dựng và tính toán với mô hình WEAP......... 22
Hình 3-1: Sơ đồ mô hình hóa cân bằng nước hiện trạng năm 2015 ........................ 27
Hình 3-2: Thống kê các thành phần được xây dựng và đưa vào mô hình đối với bài
toán cân bằng nước hiện trạng năm 2015 sông Sêsan............................................. 28
Hình 3-3: Biểu đồ lượng nước đến lưu vực (tỉ m3) ................................................. 29
Hình 3-4: Biểu đồ nhu cầu sử dụng nước của ngành năm 2015(triệu m3) .............. 30
Hình 3-5: Biểu đồ lượng nước thiếu(triệu m3) của các ngành năm 2015 ................ 31
Hình 3-6: Biểu đồ nhu cầu sử dụng nước của các ngành(triệu m3) năm 2015-2020 32
Hình 3-7: Lượng nước thiếu (triệu m3) của các ngành năm 2015-2020 .................. 33
Hình 3-8: Biểu đồ nhu cầu sử dụng nước của các ngành (triệu m3) năm 2015-2020....... 34
Hình 3-9: Biểu đồ lượng nước thiếu (triệu m3) năm 2015-2020 ............................. 34
Hình 3-10: Nhu cầu sử dụng nước (triệu m3) 2015-2020 ....................................... 36
Hình 3-11: Biểu đồ lượng nước thiếu (triệu m3) các ngành năm 2015-2020 ........... 36
Hình 3-12: Nhu cầu sử dụng nước (triệu m3) 2015-2020 ....................................... 37
Hình 3-13: Biểu đồ lượng nước thiếu (triệu m3) ngành năm 2015-2020 ................. 38
Hình 3-14: Nhu cầu sử dụng nước (triệu m3) năm 2021-2030 dưới kịch bản “ Quản
lý tổng hợp”........................................................................................................... 42

Hình 3-15: Lượng nước thiếu (triệu m3) năm 2015-2030 dưới kịch bản “Quản lý
tổng hợp”............................................................................................................... 43
Hình 3-16: Lượng nước thiếu sau khi xây hồ chứa nước ........................................ 44
Bảng 3-17: Lượng nước thiếu sau khi xây dựng hồ chứa ....................................... 44


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
TTN

Tài nguyên nước

TNMT

Tài nguyên môi trường

KTTV

Khí tượng thủy văn

KHTN

Khoa học tự nhiên

LVS

Lưu vực sông

BĐKH

Biến đổi khí hậu

GIS

Geographic Information Systems (Hệ thống thông tin địa lý)

WEAP

Water Evaluation And Planning System (Hệ thống quy hoạch và đánh

giá nguồn nước)
MITSIM

Massachusett Institute of Technology Simulation Mode

SWAT

Soil & Water Assessment Tool (Mô hình mô phỏng nguồn nước)

QUAL2E

Mô hình chất lượng nước (Water Quality version 2E)


1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài

Nước là một nguồn tài nguyên thiên nhiên vô cùng quý giá không thể thiếu đối
với cuộc sống và các hoạt động kinh tế của con người. Nước được sử dụng nhiều
trong sinh hoạt hàng ngày, trong các nhà máy, xí nghiệp, trong nông nghiêp, nuôi

trồng thủy sản và các hoạt động vui chơi giải trí khác của con người. Do nhiều
nguyên nhân khác nhau như tình trạng ô nhiễm nước, tình trạng sử dụng nước lãng
phí không có quy hoạch mà nguồn nước đang có nguy cơ bị suy kiệt nghiêm trọng
trong khi nhu cầu sử dụng nước ngày càng tăng cao. Để giải quyết vấn đề này cần
phải tìm hiểu, xem xét và đánh giá được tổng quan về nguồn nước và hiện trạng sử
dụng nước ở các vùng để từ đó đưa ra những phương án quy hoạch tài nguyên nước
hiệu quả và khả thi.
Sêsan là một lưu vực sông nằm trong địa phận các tỉnh có phần lớn diện tích
đất trồng lúa và các cây công nghiệp lâu năm như : cà phê, cao su, điều… vì vậy
nhu cầu nước sử dụng cho nông nghiệp của các tỉnh trong lưu vực là rất lớn. Hiện
nay, một số vùng trong lưu vực đang phải đối mặt với tình trạng thiếu nước tưới cho
cây trồng về mùa kiệt. Vì vậy, yêu cầu phải tìm hiểu về nguồn nước và hiện trạng
sử dụng nước trên lưu vực để từ đó tìm ra nguyên nhân gây thiếu nước và đưa ra
những biện pháp khắc phục kịp thời mang lại hiệu quả lâu dài.
Ngày nay, với sự phát triển mạnh mẽ về máy vi tính và các công cụ tính toán
nên phương pháp mô hình toán ngày càng được sử dụng phổ biến trong bài toán cân
bằng nước lưu vực. Các mô hình có thể kể dến để giải quyết bài toán đó là:
MITSIM, WUS, RIBASIM, MIKE BASIN, WEAP…
Luận văn này sẽ tập trung nghiên cứu ứng dụng mô hình WEAP tính toán
phân bổ tài nguyên nước cho lưu vực sông Sêsan tỉnh Gia Lai (giai đoạn 2015 2020, tầm nhìn đến năm 2030).
2. Mục tiêu của đề tài
2.1 Mục tiêu tổng quát
Phân bổ tài nguyên nước trên lưu vực sông Sêsan, đoạn chảy qua lãnh thổ
Gia Lai.
2.2. Mục tiêu cụ thể
- Đánh giá được mức độ thiếu nước hiện trạng.
- Đánh giá mức độ thiếu nước theo các kịch bản biến đổi khí hậu và gia tăng
dân số.

2
3. Phạm vi nghiên cứu
- Đối với khu vực nghiên cứu: Để giảm khối lượng nghiên cứu, đề tài giới hạn
khu vực nghiên cứu là phần lãnh thổ thuộc tỉnh Gia Lai nằm trong lưu vực của đoạn
sông bắt đầu từ phần hợp lưu của hai con sông nhánh Krông Pôko và Đăk Bla đến
cửa ra của lưu vực tại điểm tiếp giáp với vương quốc Campuchia.
- Đối với quá trình mô phỏng: Đề tài tập trung tính toán phân bổ tài nguyên
nước cho các đối tượng sử dụng nước, bao gồm cả dòng chảy môi trường, chưa xét
đến hiệu quả kinh tế của phía cấp nước.


3

Bản đồ khu vực nghiên cứu
4. Phương pháp tiếp cận

Để đạt được mục tiêu, trong đồ án đã sử dụng các phương pháp tiếp cận sau:
- Phương pháp thống kê: Thu thập và xử lý các tài liệu cần thiết có liên quan
đến lưu vực nghiên cứu cũng như các nội dung tính toán đề cập trong đồ án. Tham
khảo các tài liệu, các đề tài có liên quan đến nội dung đồ án.


4
- Phương pháp tổng hợp địa lý: Phân tích đánh giá tài nguyên nước và sự biến
đổi của nó trong không gian thông qua việc phân chia thành các tiểu vùng sử dụng
nước trên lưu vực nghiên cứu.
- Phương pháp mô hình toán: Phân tích và lựa chọn mô hình toán thủy văn để
tính toán tài nguyên nước nhu cầu nước và cân bằng nước trong lưu vực.
5. Câu hỏi nghiên cứu
Đề tài dự kiến trả lời một số câu hỏi sau:

1. Khả năng của WEAP và cách làm việc của nó như thế nào.
2. Nhu cầu sử dụng nước của từng đối tượng trên lưu vực sông Sesan như thế nào?
3. Khả năng cấp nước trên lưu vực sông Sêsan như thế nào?
4. Trình trạng thiếu nước trên lưu vực sông Sêsan như thế nào?
5. Cách để khai thác sử dụng tài nguyên nước trên lưu vực sông Sêsan làm
sao cho hiệu quả nhất và hướng tới phát triển bền vững.
6. Nội dung nghiên cứu
Cấu trúc của luận văn ngoài phần mở đầu và phần kết luận được chia làm 3
chương:
-

Chương 1: Giới thiệu lưu vực sông Sêsan

-

Chương 2: Giới thiệu mô hình WEAP
Chương 3: Khai thác mô hình WEAP tính toán phân bổ tài nguyên nước
lưu vực sông Sêsan năm 2020, tầm nhìn năm 2030.