Ứng dụng mô hình WEAP tính toán cân bằng nước lưu vực sông đồng nai trong điều kiện biến đổi khí hậu

BẢN CAM KẾT
Tên tác giả: Nguyễn Thị Hải
Học viên cao học: 21Q11
Người hướng dẫn : TS. Lương Quang Xô
Tên đề tài luận văn: “ Ứng dụng mô hình WEAP tính toán cân bằng nước lưu vực sông
Đồng Nai trong điều kiện biến đổi khí hậu”.
Tôi xin cam kết: Luận văn này là công trình nghiên cứu của cá nhân và được thực hiện
dưới sự hướng dẫn khoa học của TS. Lương Quang Xô
Các số liệu và những kết luận nghiên cứu được trình bày trong luận văn này trung thực
và chưa từng được công bố dưới bất kỳ hình thức nào.
Tôi xin chịu trách nhiệm về nghiên cứu của mình.

Hà Nội, Ngày

tháng

năm 2016

Học viên

Nguyễn Thị Hải

i


LỜI CẢM ƠN
Luận văn Thạc sĩ “Ứng dụng mô hình WEAP tính toán cân bằng nước lưu vực sông
Đồng Nai trong điều kiện biến đổi khí hậu” được hoàn thành tại khoa kỹ thuật tài
nguyên nước trường Đại học Thủy Lợi. Trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu
luận văn này, tác giả đã nhận được sự giúp đỡ chân thành và nhiệt tình của các Thầy,
Cô trường Đại học Thủy Lợi, bạn bè và đồng nghiệp.

Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và chân thành nhất tới TS. Lương Quang Xô và
ThS. NCS. Đỗ Đức Dũng là những người thầy đã luôn tận tình hướng dẫn và góp ý chỉ
đạo trong suốt quá trình hoàn thành luận văn này.
Tác giả xin cám ơn anh chị Phòng Quy hoạch Thủy lợi Đông Nam bộ và phụ cận
thuộc Viện Quy hoạch Thủy lợi Miền Nam (nơi tác giả đã có thời gian công tác, gắn
bó và có điều kiện tìm hiểu bước đầu về lưu vực sông Đồng Nai) đã tạo điều kiện giúp
đỡ về số liệu cũng như các thông tin liên quan hoàn thành luận văn. Tác giả xin chân
thành gửi lời cảm ơn đến các Thầy Cô trong Trường Đại học Thủy lợi, Phòng đào tạo
Đại học và sau Đại học về sự giúp đỡ trong thời gian tác giả học tập và nghiên cứu tại
trường.
Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè và đồng nghiệp đã cổ vũ, kích lệ
và tạo mọi điều kiện thuận lợi trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn này.
Xin chân thành cám ơn!
Hà Nội, Ngày

tháng

năm 2016

Học viên

Nguyễn Thị Hải

ii


MỤC LỤC
BẢN CAM KẾT...................................................................................................i
LỜI CẢM ƠN.....................................................................................................ii
MỤC LỤC..........................................................................................................iii

DANH MỤC HÌNH............................................................................................v
DANH MỤC BẢNG.........................................................................................xii
MỞ ĐẦU..............................................................................................................1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU VÀ VÙNG
NGHIÊN CỨU.....................................................................................................6
1.1. Tổng quan về lĩnh vực nghiên cứu.................................................................6
1.1.1. Lĩnh vực cân bằng nước và ứng dụng mô hình tính toán cân bằng nước...6
1.1.2. Lĩnh vực về biến đổi khí hậu.......................................................................9
1.2. Tổng quan về vùng nghiên cứu....................................................................17
1.2.1. Điều kiện tự nhiên.....................................................................................17
1.2.2. Đặc điểm khí tượng thủy văn....................................................................21
1.2.3. Điều kiện kinh tế-xã hội............................................................................30
1.2.4. Định hướng phát triển kinh tế-xã hội........................................................42
CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NƯỚC CHO
LƯU VỰC SÔNG ĐỒNG NAI TRONG ĐIỀU KIỆN BIẾN ĐỔI KHÍ.......48
2.1. Phương pháp tính toán cân bằng nước cho LVSĐN.....................................48
2.1.1. Nguyên lý cân bằng nước..........................................................................48
2.1.2. Phương pháp luận tính toán cân bằng nước cho LVSĐN.........................50
2.1.3. Phân tích lựa chọn mô hình tính toán cân bằng nươc..............................51
2.1.4. Phân vùng tính toán cân bằng nước lưu vực sông Đồng Nai...................59
2.2. Tính toán dòng chảy đến các tiểu lưu vực....................................................63
2.2.1. Lựa chọn mô hình tính toán mưa- dòng chảy...........................................63
2.2.2. Trình tự tính toán mưa-dòng chảy............................................................63
2.2.3. Cấu trúc mô hình mưa-dòng chảy NAM...................................................64
2.2.4. Dữ liệu cần thiết cho mô hình NAM..........................................................66

iii


2.2.5. Xây dựng mô hình mưa-dòng chảy...........................................................68

2.3. Tính toán nhu cầu nước trên các tiểu lưu vực..............................................72
2.3.1. Xác định các hộ dùng nước.......................................................................72
2.3.2. Nhu cầu nước qua các giai đoạn hiện trạng và giai đoạn tương lai........75
CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NƯỚC LVSĐN VỚI PHƯƠNG ÁN
QUY HOẠCH ĐẾN 2020 VÀ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG ĐÁP ỨNG QUA
CÁC GIAI ĐOẠN KHI XÉT ĐẾN BĐKH.....................................................85
3.1. Hiện trạng công trình và tình hình cấp nước trên lưu vực sông Đồng Nai. .85
3.1.1. Các công trình trên dòng chính................................................................85
3.1.2. Công trình trên các sông suối nhỏ............................................................92
3.2. Ứng dụng mô hình WEAP tính toán cân bằng nước LVSĐN giai đoạn hiện
trạng (2010).........................................................................................................93
3.2.1. Sơ đồ tính toán hiện trạng.........................................................................93
3.2.2. Các dữ liệu đầu vào của mô hình WEAP..................................................96
3.2.3. Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình WEAP..................................................98
3.2.4. Kết quả cân bằng nước giai đoạn hiện trạng năm 2010:.......................100
3.3. Tính toán cân bằng nước cho phương án quy hoạch đến 2020 ứng với các
giai đoạn và đánh giá khả năng cấp nước qua các giai đoạn khi xét đến BĐKH
103
3.3.1. Phương án quy hoạch LVSĐN đến năm 2020.........................................103
3.3.2. Tính toán cân bằng nước cho phương án quy hoạch đến 2020 ứng với các
giai đoạn xét đến BĐKH...................................................................................109
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ........................................................................120
TÀI LIỆU THAM KHẢO..............................................................................123
PHỤ LỤC........................................................................................................126

iv


DANH MỤC HÌNH
BẢN CAM KẾT...................................................................................................i

LỜI CẢM ƠN.....................................................................................................ii
MỤC LỤC..........................................................................................................iii
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU VÀ VÙNG
NGHIÊN CỨU.....................................................................................................6
1.1. Tổng quan về lĩnh vực nghiên cứu.................................................................6
1.1.1. Lĩnh vực cân bằng nước và ứng dụng mô hình tính toán cân bằng nước...6
1.1.1.1. Nghiên cứu ngoài nước..................................6
Hình 1.1: Sơ đồ vùng lãnh thổ đã và đang ứng dụng mô hình WEAP.......................................7

1.1.1.2. Nghiên cứu trong nước..................................8

1.1.2. Lĩnh vực về biến đổi khí hậu.......................................................................9
1.1.2.1. Tình hình nghiên cứu biến đổi khí hậu trên thế
giới.....................................................................9
1.1.2.2. Tình hình nghiên cứu biến đổi khí hậu ở Việt
Nam..................................................................10
Bảng 2.1: Mức tăng nhiệt độ trung bình hàng tháng các tỉnh ĐNB so với thời kỳ nền 19801999 theo kịch bản phát thải trung bình (B2) - (Đơn vị: 0C)...................................................13
Bảng 2.2: Mức biến đổi lượng mưa hàng tháng các tỉnh ĐNB so với thời kỳ nền 1980-1999
theo kịch bản phát thải trung bình (B2) - (Đơn vị: %)..............................................................14
Bảng 2.3: Mực nước biển dâng ở khu vực ĐNB so với thời kỳ nền (1980-1999) (cm)...........16

1.1.2.3. Tác động của biến đổi khí hậu lên lưu vực sông
Đồng Nai...........................................................16

1.2. Tổng quan về vùng nghiên cứu....................................................................17
1.2.1. Điều kiện tự nhiên.....................................................................................17
1.2.1.1. Vị trí địa lý..................................................17
Hình 1.1: Vị trí vùng nghiên cứu..............................................................................................17

1.2.1.2. Địa hình, địa mạo........................................18

1.2.1.3. Đặc điểm thổ nhưỡng:.................................18

v


Bảng 3.1: Địa bàn phân bố nhóm đất trong lưu vực.................................................................19

1.2.1.4. Thảm thực vật, rừng....................................19
1.2.1.5. Hệ thống sông ngòi.....................................20
Hình 1.1: Sơ họa lưu vực thuộc vùng nghiên cứu.....................................................................20

1.2.2. Đặc điểm khí tượng thủy văn....................................................................21
1.2.2.1. Đặc điểm khí hậu........................................21
Bảng 1.1: Nhiệt độ trung bình năm một số vị trí trong và xung quanh lưu vực (oc)................22
Bảng 1.2: Lượng mưa trung bình nhiều năm tại một số trạm trong lưu vực (mm)..................23
Bảng 1.3: Độ ẩm bình quân tháng trong năm tại một số vị trí trên lưu vực.............................24
Bảng 1.4: Lượng bốc hơi bình quân tháng trong năm một số nơi trên lưu vực........................25

1.2.2.2. Đặc điểm thủy văn......................................25
Bảng 2.1: Dòng chảy năm trung bình, max, min chuỗi thực đo tại các trạm thủy văn.............26
Bảng 2.2: Các đặc trưng dòng chảy tại các trạm thủy văn và vị trí chính yếu trên LVSĐN....27
Hình 2.1: Mô đun dòng chảy trung bình nhiều năm LVSĐN và phụ cận.................................29

1.2.3. Điều kiện kinh tế-xã hội............................................................................30
1.2.3.1. Dân sinh.....................................................30
Bảng 1.1: Dân số thuộc vùng nghiên cứu.................................................................................30
Bảng 1.2: Diễn biến dân số vùng Nghiên cứu qua các năm.....................................................31
Bảng 1.3: Diễn biến dân số qua các năm theo tỉnh thuộc vùng nghiên cứu (người)................31

1.2.3.2. Hiện trạng kinh tế.......................................32

Bảng 2.1: GDP theo giá so sánh năm 1994 ở LVSĐN và cả nước qua các năm......................32
Bảng 2.2: GDP LVSĐN và cả nước năm 2010 (giá cố định năm 1994)...................................34

1.2.3.3. Các ngành kinh tế chủ yếu..........................34
Bảng 3.1: Cơ cấu sử dụng đất năm 2010 theo các lưu vực sông (Đơn vị: ha)..........................35
Bảng 3.2: Diện tích năng suất, sản lượng các loại cây trồng LVSĐN năm 2010.....................37
Bảng 3.3: Tổng diện tích mặt nước nuôi trồng thủy sản (Đơn vị: nghìn ha)............................39
Bảng 3.4: Bảng diễn biến công nghiệp thuộc các tỉnh thuộc LVSĐN qua các năm.................39

1.2.3.4. Các ngành dịch vụ.......................................40
1.2.3.5. Thực trạng kết cấu hạ tầng.........................40
vi


Bảng 5.1: Tổng hợp công trình phát điện năm đến 2010..........................................................41

1.2.4. Định hướng phát triển kinh tế-xã hội........................................................42
1.2.4.1. Mục tiêu phát triển.....................................42
1.2.4.2. Phương hướng phát triển ngành và lĩnh vực. 44
Bảng 2.1: Các nhà máy điện dự kiến đưa vào vận hành từ 2011 đến 2020..............................47

CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NƯỚC CHO
LƯU VỰC SÔNG ĐỒNG NAI TRONG ĐIỀU KIỆN BIẾN ĐỔI KHÍ.......48
2.1. Phương pháp tính toán cân bằng nước cho LVSĐN.....................................48
2.1.1. Nguyên lý cân bằng nước..........................................................................48
2.1.2. Phương pháp luận tính toán cân bằng nước cho LVSĐN.........................50
2.1.3. Phân tích lựa chọn mô hình tính toán cân bằng nươc..............................51
2.1.3.1. Các mô hình tính toán cân bằng nước..........51
2.1.3.2. Giới thiệu mô hình tính WEAP......................55
Hình 1.1: Giao diện khởi động mô hình WEAP.......................................................................56

Hình 1.2: Màn hình Schematic.................................................................................................57
Hình 1.3: Màn hình nhập dữ liệu Data......................................................................................57
Hình 1.4: Màn hình kết quả Results..........................................................................................58
Hình 1.5: Màn hình tổng quan Overviews................................................................................59

2.1.4. Phân vùng tính toán cân bằng nước lưu vực sông Đồng Nai...................59
2.1.4.1. Mục đích và cơ sở phân vùng tính toán cân bằng
nước..................................................................59
2.1.4.2. Phân vùng tính toán cân bằng nước trên vùng
nghiên cứu........................................................60
Bảng 2.1: Danh sách các nút thuộc các lưu vực sông, vùng.....................................................62
Hình 1.1: Nút cân bằng nước thuộc vùng nghiên cứu..............................................................63

2.2. Tính toán dòng chảy đến các tiểu lưu vực....................................................63
2.2.1. Lựa chọn mô hình tính toán mưa- dòng chảy...........................................63
2.2.2. Trình tự tính toán mưa-dòng chảy............................................................63
2.2.3. Cấu trúc mô hình mưa-dòng chảy NAM...................................................64
vii


Hình 1.1: Cấu trúc mô hình NAM............................................................................................65

2.2.4. Dữ liệu cần thiết cho mô hình NAM..........................................................66
2.2.4.1. Dữ liệu dòng chảy.......................................66
Bảng 1.1: Các trạm đo lưu lượng trên LVSĐN.........................................................................66
Hình 1.1: Vị trí các trạm quan trắc dòng chảy trên lưu vực sông Đồng Nai và phụ cận..........67

2.2.4.2. Dữ liệu mưa................................................67
Hình 1.1: Vị trí các trạm đo mưa trong lưu vực nghiên cứu.....................................................68

2.2.5. Xây dựng mô hình mưa-dòng chảy...........................................................68
Hình 1.1: Kết quả hiệu chỉnh mô hình NAM tại Thanh Bình...................................................69
Hình 1.2: Kết quả hiệu chỉnh mô hình NAM tại Tà Lài...........................................................69
Hình 1.3: Kết quả hiệu chỉnh mô hình NAM tại Đại Nga........................................................70
Hình 1.4: Kết quả hiệu chỉnh mô hình NAM tại Phú Điền.......................................................70
Hình 1.5: Kết quả hiệu chỉnh mô hình NAM tại Phước Hòa....................................................71
Hình 1.6: Kết quả hiệu chỉnh mô hình NAM tại Tà Pao...........................................................71
Bảng 1.2: Tổng hợp kết quả hiệu chỉnh mô hình NAM............................................................72

2.3. Tính toán nhu cầu nước trên các tiểu lưu vực..............................................72
2.3.1. Xác định các hộ dùng nước.......................................................................72
2.3.2. Nhu cầu nước qua các giai đoạn hiện trạng và giai đoạn tương lai........75
2.3.2.1. Nhu cầu nước cho trồng trọt........................75
Bảng 1.1: Tổng diện tích nông nghiệp và diện tích được tưới năm 2010.................................75
Bảng 1.2: Tổng diện tích được tưới tại các nút cân bằng ứng với các giai đoạn (ha)...............76

2.3.2.2. Nhu cầu nước cho chăn nuôi........................77
Bảng 2.1: Tiêu chuẩn dùng nước cho chăn nuôi theo các giai đoạn.........................................77
Bảng 2.2: Số lượng chăn nuôi theo các giai đoạn phát triển (con)...........................................78

2.3.2.3. Nhu cầu nước dân sinh và công nghiệp........78
Bảng 3.1: Tiêu chuẩn dùng nước sinh hoạt cho từng giai đoạn................................................78
Bảng 3.2: Tiêu chuẩn dùng nước công nhiệp cho từng giai đoạn.............................................79
Bảng 3.3: Dân số và khu công nghiệp thống kê tại các nút cân bằng nước hiện trạng.............79
Bảng 3.4: Dân số và khu công nghiệp các nút cân bằng nước giai đoạn 2020.........................80

viii


Bảng 3.5: Dân số và khu công nghiệp các nút cân bằng nước giai đoạn 2030.........................81

Bảng 3.6: Dân số và khu công nghiệp các nút cân bằng nước giai đoạn 2050.........................81

2.3.2.4. Nhu cầu nước cho thủy điện........................82
2.3.2.5. Nhu cầu nước cho dòng chảy môi trường......82
Bảng 5.1: Dòng chảy kiệt tại các cửa sông trên LVSĐN (m3/s)..............................................83

2.3.2.6. Đánh giá chung về nhu cầu nước trên lưu vực
qua các giai đoạn...............................................83
Bảng 6.1: Tổng hợp nhu cầu nước theo các hộ dùng nước chính ứng với các giai đoạn phát
triển (đơn vị: 106m3)................................................................................................................83

CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NƯỚC LVSĐN VỚI PHƯƠNG ÁN
QUY HOẠCH ĐẾN 2020 VÀ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG ĐÁP ỨNG QUA
CÁC GIAI ĐOẠN KHI XÉT ĐẾN BĐKH.....................................................85
3.1. Hiện trạng công trình và tình hình cấp nước trên lưu vực sông Đồng Nai. .85
3.1.1. Các công trình trên dòng chính................................................................85
Hình 1.1: Sơ đồ bậc thang các hồ chứa trên các dòng chính sông Đồng Nai giai đoạn hiện
trạng
86
Bảng 1.2: Thông số kỹ thuật các hồ chứa đã và đang xây dựng giai đoạn hiện trạng..............87

3.1.2. Công trình trên các sông suối nhỏ............................................................92
Bảng 1.1: Thống kê hồ chứa trên các lưu vực nhỏ giai đoạn hiện trạng (2010).......................93

3.2. Ứng dụng mô hình WEAP tính toán cân bằng nước LVSĐN giai đoạn hiện
trạng (2010).........................................................................................................93
3.2.1. Sơ đồ tính toán hiện trạng.........................................................................93
Hình 1.1: Sơ họa các bậc thang hồ chứa chính đã đi vào sử dụng trên LVSĐN giai đoạn hiện
trạng (2010)...............................................................................................................................94
Hình 1.2: Sơ họa các điểm chuyển nước LVSĐN giai đoạn hiện trạng....................................95

Bảng 1.2: Lưu lượng chuyển nước yêu cầu từ LVSĐN sang lưu vực ven biển ứng với phương
án hiện trạng (m3/s)..................................................................................................................95
Hình 2.1: Sơ đồ lưu vực sông Đồng Nai mô phỏng trong WEAP giai đoạn hiện trạng...........96

3.2.2. Các dữ liệu đầu vào của mô hình WEAP..................................................96
3.2.3. Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình WEAP..................................................98
Hình 1.1: Kết quả kiểm định mô hình WEAP tại trạm Phước Hòa năm 2010.........................98

ix


Hình 1.2: Kết quả kiểm định mô hình WEAP tại trạm Phú Điền năm 2010............................99
Hình 1.3: Kết quả kiểm định mô hình WEAP tại trạm Tà Lài năm 2010.................................99

3.2.4. Kết quả cân bằng nước giai đoạn hiện trạng năm 2010:.......................100
Bảng 1.1: Kết quả tỷ lệ (%) đáp ứng nhu cầu nước tại các nút cân bằng giai đoạn 2010
phương án công trình hiện trạng.............................................................................................100
Bảng 1.2: Lượng nước thiếu tại các nút nhu cầu giai đoạn 2010 thể hiện dưới dạng bảng trong
WEAP
101
Hình 2.1: Lượng nước thiếu hụt tại các nút nhu cầu giai đoạn 2010 thể hiện dưới dạng đồ thị
trong WEAP............................................................................................................................101
Bảng 1.3: Lưu lượng chuyển nước từ lưu vực sông Đồng Nai sang các lưu vực ven biển
(m3/s)
102
Bảng 1.4: Điện lượng bình quân năm Eo giai đoạn hiện trạng (2010) (KWh).......................102
Bảng 1.5: Dòng chảy tại hợp lưu sông Đồng Nai –Sông Bé giai đoạn hiện trạng..................103

3.3. Tính toán cân bằng nước cho phương án quy hoạch đến 2020 ứng với các
giai đoạn và đánh giá khả năng cấp nước qua các giai đoạn khi xét đến BĐKH

103
3.3.1. Phương án quy hoạch LVSĐN đến năm 2020.........................................103
3.3.1.1. Công trình bậc thang trên các sông chính. .103
Hình 1.1: Phương án quy hoạch phân bổ nguồn nước trên dòng chính sông Đồng Nai đến năm
2020
104
Hình 1.2: Phương án quy hoạch phân bổ nguồn nước trên sông La Ngà đến 2020...............104
Hình 1.3: Phương án quy hoạch phân bổ nguồn nước trên sông Bé đến 2020.......................106
Hình 1.4: Sơ đồ bậc thang các hồ chứa trên các dòng chính sông Đồng Nai theo phương án
2020
108
Bảng 1.2: Thông số kỹ thuật các hồ chứa dự kiến theo quy hoạch đến 2020.........................108

3.3.1.2. Công trình trên các sông, suối nhỏ trong lưu vực
hệ thống sông Đồng Nai...................................109
Bảng 2.1: Dự kiến phương án phát triển công trình trên sông suối nhỏ.................................109

3.3.2. Tính toán cân bằng nước cho phương án quy hoạch đến 2020 ứng với các
giai đoạn xét đến BĐKH...................................................................................109

x


3.3.2.1. Mô phỏng cân bằng nước với phương án quy
hoạch đên 2020 trong mô hình WEAP...............110
Hình 1.1: Sơ đồ các hồ chứa trên bậc thang chính trong LVSĐN với phương án quy hoạch đên
2020
110
Hình 1.2: Sơ họa các tuyến chuyển nước LVSĐN theo phương án quy hoạch......................111
Hình 1.3: Sơ đồ mô phỏng trong WEAP trên LVSĐN phương án quy hoạch đến 2020........111

3.3.2.2. Kết quả cân bằng nước cho phương án quy
hoạch đến 2020 với các giai đoạn 2020, 2030, 2050
xét đên BĐKH..................................................112
Bảng 2.1: Kết quả phần trăm đáp ứng nhu cầu nước tại các điểm yêu cầu giai đoạn 2020 chưa
xét đến BĐKH ứng với phương án quy hoạch........................................................................112
Bảng 2.2: Kết quả phần trăm đáp ứng nhu cầu nước tại các điểm yêu cầu giai đoạn 2020 xét
đến BĐKH ứng với phương án quy hoạch..............................................................................113
Bảng 2.3: Kết quả phần trăm đáp ứng nhu cầu nước tại các điểm yêu cầu giai đoạn 2030 xét
đến BĐKH ứng với phương án quy hoạch..............................................................................114
Bảng 2.4: Kết quả phần trăm đáp ứng nhu cầu nước tại các điểm yêu cầu giai đoạn 2050 xét
đến BĐKH ứng với phương án quy hoạch..............................................................................115
Bảng 2.5: Lượng nước thiếu tại các tiểu lưu vực qua cá kịch bản BĐKH cho phương án quy
hoạch (106 m3)........................................................................................................................116
Bảng 2.6: Lưu lượng tại hợp lưu Đồng Nai- Sông Bé qua các giai đoạn cho phương án quy
hoạch (m3/s)............................................................................................................................116
Bảng 2.7: Tổng điện lượng trung bình năm từ các công trình thủy điện qua các giai đoạn ứng
với các kịch bản BĐKH cho phương án quy hoạch................................................................118
Bảng 2.8: Lưu lượng chuyển nước trên lưu vực sông Đồng Nai ứng với phương án quy hoạch
(m3/s)
119

TÀI LIỆU THAM KHẢO..............................................................................123

xi


DANH MỤC BẢNG
BẢN CAM KẾT...................................................................................................i
LỜI CẢM ƠN.....................................................................................................ii

MỤC LỤC..........................................................................................................iii
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU VÀ VÙNG
NGHIÊN CỨU.....................................................................................................6
1.1. Tổng quan về lĩnh vực nghiên cứu.................................................................6
1.1.1. Lĩnh vực cân bằng nước và ứng dụng mô hình tính toán cân bằng nước...6
1.1.1.1. Nghiên cứu ngoài nước..................................6
1.1.1.2. Nghiên cứu trong nước..................................8

1.1.2. Lĩnh vực về biến đổi khí hậu.......................................................................9
1.1.2.1. Tình hình nghiên cứu biến đổi khí hậu trên thế
giới.....................................................................9
1.1.2.2. Tình hình nghiên cứu biến đổi khí hậu ở Việt
Nam..................................................................10
Bảng 2.1: Mức tăng nhiệt độ trung bình hàng tháng các tỉnh ĐNB so với thời kỳ nền 19801999 theo kịch bản phát thải trung bình (B2) - (Đơn vị: 0C)...................................................13
Bảng 2.2: Mức biến đổi lượng mưa hàng tháng các tỉnh ĐNB so với thời kỳ nền 1980-1999
theo kịch bản phát thải trung bình (B2) - (Đơn vị: %)..............................................................14
Bảng 2.3: Mực nước biển dâng ở khu vực ĐNB so với thời kỳ nền (1980-1999) (cm)...........16

1.1.2.3. Tác động của biến đổi khí hậu lên lưu vực sông
Đồng Nai...........................................................16

1.2. Tổng quan về vùng nghiên cứu....................................................................17
1.2.1. Điều kiện tự nhiên.....................................................................................17
1.2.1.1. Vị trí địa lý..................................................17
1.2.1.2. Địa hình, địa mạo........................................18
1.2.1.3. Đặc điểm thổ nhưỡng:.................................18
Bảng 3.1: Địa bàn phân bố nhóm đất trong lưu vực.................................................................19

1.2.1.4. Thảm thực vật, rừng....................................19

xii


1.2.1.5. Hệ thống sông ngòi.....................................20

1.2.2. Đặc điểm khí tượng thủy văn....................................................................21
1.2.2.1. Đặc điểm khí hậu........................................21
Bảng 1.1: Nhiệt độ trung bình năm một số vị trí trong và xung quanh lưu vực (oc)................22
Bảng 1.2: Lượng mưa trung bình nhiều năm tại một số trạm trong lưu vực (mm)..................23
Bảng 1.3: Độ ẩm bình quân tháng trong năm tại một số vị trí trên lưu vực.............................24
Bảng 1.4: Lượng bốc hơi bình quân tháng trong năm một số nơi trên lưu vực........................25

1.2.2.2. Đặc điểm thủy văn......................................25
Bảng 2.1: Dòng chảy năm trung bình, max, min chuỗi thực đo tại các trạm thủy văn.............26
Bảng 2.2: Các đặc trưng dòng chảy tại các trạm thủy văn và vị trí chính yếu trên LVSĐN....27

1.2.3. Điều kiện kinh tế-xã hội............................................................................30
1.2.3.1. Dân sinh.....................................................30
Bảng 1.1: Dân số thuộc vùng nghiên cứu.................................................................................30
Bảng 1.2: Diễn biến dân số vùng Nghiên cứu qua các năm.....................................................31
Bảng 1.3: Diễn biến dân số qua các năm theo tỉnh thuộc vùng nghiên cứu (người)................31

1.2.3.2. Hiện trạng kinh tế.......................................32
Bảng 2.1: GDP theo giá so sánh năm 1994 ở LVSĐN và cả nước qua các năm......................32
Bảng 2.2: GDP LVSĐN và cả nước năm 2010 (giá cố định năm 1994)...................................34

1.2.3.3. Các ngành kinh tế chủ yếu..........................34
Bảng 3.1: Cơ cấu sử dụng đất năm 2010 theo các lưu vực sông (Đơn vị: ha)..........................35
Bảng 3.2: Diện tích năng suất, sản lượng các loại cây trồng LVSĐN năm 2010.....................37
Bảng 3.3: Tổng diện tích mặt nước nuôi trồng thủy sản (Đơn vị: nghìn ha)............................39

Bảng 3.4: Bảng diễn biến công nghiệp thuộc các tỉnh thuộc LVSĐN qua các năm.................39

1.2.3.4. Các ngành dịch vụ.......................................40
1.2.3.5. Thực trạng kết cấu hạ tầng.........................40
Bảng 5.1: Tổng hợp công trình phát điện năm đến 2010..........................................................41

1.2.4. Định hướng phát triển kinh tế-xã hội........................................................42
1.2.4.1. Mục tiêu phát triển.....................................42
1.2.4.2. Phương hướng phát triển ngành và lĩnh vực. 44
xiii


Bảng 2.1: Các nhà máy điện dự kiến đưa vào vận hành từ 2011 đến 2020..............................47

CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NƯỚC CHO
LƯU VỰC SÔNG ĐỒNG NAI TRONG ĐIỀU KIỆN BIẾN ĐỔI KHÍ.......48
2.1. Phương pháp tính toán cân bằng nước cho LVSĐN.....................................48
2.1.1. Nguyên lý cân bằng nước..........................................................................48
2.1.2. Phương pháp luận tính toán cân bằng nước cho LVSĐN.........................50
2.1.3. Phân tích lựa chọn mô hình tính toán cân bằng nươc..............................51
2.1.3.1. Các mô hình tính toán cân bằng nước..........51
2.1.3.2. Giới thiệu mô hình tính WEAP......................55

2.1.4. Phân vùng tính toán cân bằng nước lưu vực sông Đồng Nai...................59
2.1.4.1. Mục đích và cơ sở phân vùng tính toán cân bằng
nước..................................................................59
2.1.4.2. Phân vùng tính toán cân bằng nước trên vùng
nghiên cứu........................................................60
Bảng 2.1: Danh sách các nút thuộc các lưu vực sông, vùng.....................................................62

2.2. Tính toán dòng chảy đến các tiểu lưu vực....................................................63
2.2.1. Lựa chọn mô hình tính toán mưa- dòng chảy...........................................63
2.2.2. Trình tự tính toán mưa-dòng chảy............................................................63
2.2.3. Cấu trúc mô hình mưa-dòng chảy NAM...................................................64
2.2.4. Dữ liệu cần thiết cho mô hình NAM..........................................................66
2.2.4.1. Dữ liệu dòng chảy.......................................66
Bảng 1.1: Các trạm đo lưu lượng trên LVSĐN.........................................................................66

2.2.4.2. Dữ liệu mưa................................................67

2.2.5. Xây dựng mô hình mưa-dòng chảy...........................................................68
Bảng 1.2: Tổng hợp kết quả hiệu chỉnh mô hình NAM............................................................72

2.3. Tính toán nhu cầu nước trên các tiểu lưu vực..............................................72
2.3.1. Xác định các hộ dùng nước.......................................................................72
2.3.2. Nhu cầu nước qua các giai đoạn hiện trạng và giai đoạn tương lai........75

xiv


2.3.2.1. Nhu cầu nước cho trồng trọt........................75
Bảng 1.1: Tổng diện tích nông nghiệp và diện tích được tưới năm 2010.................................75
Bảng 1.2: Tổng diện tích được tưới tại các nút cân bằng ứng với các giai đoạn (ha)...............76

2.3.2.2. Nhu cầu nước cho chăn nuôi........................77
Bảng 2.1: Tiêu chuẩn dùng nước cho chăn nuôi theo các giai đoạn.........................................77
Bảng 2.2: Số lượng chăn nuôi theo các giai đoạn phát triển (con)...........................................78

2.3.2.3. Nhu cầu nước dân sinh và công nghiệp........78
Bảng 3.1: Tiêu chuẩn dùng nước sinh hoạt cho từng giai đoạn................................................78

Bảng 3.2: Tiêu chuẩn dùng nước công nhiệp cho từng giai đoạn.............................................79
Bảng 3.3: Dân số và khu công nghiệp thống kê tại các nút cân bằng nước hiện trạng.............79
Bảng 3.4: Dân số và khu công nghiệp các nút cân bằng nước giai đoạn 2020.........................80
Bảng 3.5: Dân số và khu công nghiệp các nút cân bằng nước giai đoạn 2030.........................81
Bảng 3.6: Dân số và khu công nghiệp các nút cân bằng nước giai đoạn 2050.........................81

2.3.2.4. Nhu cầu nước cho thủy điện........................82
2.3.2.5. Nhu cầu nước cho dòng chảy môi trường......82
Bảng 5.1: Dòng chảy kiệt tại các cửa sông trên LVSĐN (m3/s)..............................................83

2.3.2.6. Đánh giá chung về nhu cầu nước trên lưu vực
qua các giai đoạn...............................................83
Bảng 6.1: Tổng hợp nhu cầu nước theo các hộ dùng nước chính ứng với các giai đoạn phát
triển (đơn vị: 106m3)................................................................................................................83

CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NƯỚC LVSĐN VỚI PHƯƠNG ÁN
QUY HOẠCH ĐẾN 2020 VÀ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG ĐÁP ỨNG QUA
CÁC GIAI ĐOẠN KHI XÉT ĐẾN BĐKH.....................................................85
3.1. Hiện trạng công trình và tình hình cấp nước trên lưu vực sông Đồng Nai. .85
3.1.1. Các công trình trên dòng chính................................................................85
Bảng 1.2: Thông số kỹ thuật các hồ chứa đã và đang xây dựng giai đoạn hiện trạng..............87

3.1.2. Công trình trên các sông suối nhỏ............................................................92
Bảng 1.1: Thống kê hồ chứa trên các lưu vực nhỏ giai đoạn hiện trạng (2010).......................93

3.2. Ứng dụng mô hình WEAP tính toán cân bằng nước LVSĐN giai đoạn hiện
trạng (2010).........................................................................................................93

xv

3.2.1. Sơ đồ tính toán hiện trạng.........................................................................93
Bảng 1.2: Lưu lượng chuyển nước yêu cầu từ LVSĐN sang lưu vực ven biển ứng với phương
án hiện trạng (m3/s)..................................................................................................................95

3.2.2. Các dữ liệu đầu vào của mô hình WEAP..................................................96
3.2.3. Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình WEAP..................................................98
3.2.4. Kết quả cân bằng nước giai đoạn hiện trạng năm 2010:.......................100
Bảng 1.1: Kết quả tỷ lệ (%) đáp ứng nhu cầu nước tại các nút cân bằng giai đoạn 2010
phương án công trình hiện trạng.............................................................................................100
Bảng 1.2: Lượng nước thiếu tại các nút nhu cầu giai đoạn 2010 thể hiện dưới dạng bảng trong
WEAP
101
Bảng 1.3: Lưu lượng chuyển nước từ lưu vực sông Đồng Nai sang các lưu vực ven biển
(m3/s)
102
Bảng 1.4: Điện lượng bình quân năm Eo giai đoạn hiện trạng (2010) (KWh).......................102
Bảng 1.5: Dòng chảy tại hợp lưu sông Đồng Nai –Sông Bé giai đoạn hiện trạng..................103

3.3. Tính toán cân bằng nước cho phương án quy hoạch đến 2020 ứng với các
giai đoạn và đánh giá khả năng cấp nước qua các giai đoạn khi xét đến BĐKH
103
3.3.1. Phương án quy hoạch LVSĐN đến năm 2020.........................................103
3.3.1.1. Công trình bậc thang trên các sông chính. .103
Bảng 1.2: Thông số kỹ thuật các hồ chứa dự kiến theo quy hoạch đến 2020.........................108

3.3.1.2. Công trình trên các sông, suối nhỏ trong lưu vực
hệ thống sông Đồng Nai...................................109
Bảng 2.1: Dự kiến phương án phát triển công trình trên sông suối nhỏ.................................109

3.3.2. Tính toán cân bằng nước cho phương án quy hoạch đến 2020 ứng với các
giai đoạn xét đến BĐKH...................................................................................109
3.3.2.1. Mô phỏng cân bằng nước với phương án quy
hoạch đên 2020 trong mô hình WEAP...............110
3.3.2.2. Kết quả cân bằng nước cho phương án quy
hoạch đến 2020 với các giai đoạn 2020, 2030, 2050
xét đên BĐKH..................................................112

xvi


Bảng 2.1: Kết quả phần trăm đáp ứng nhu cầu nước tại các điểm yêu cầu giai đoạn 2020 chưa
xét đến BĐKH ứng với phương án quy hoạch........................................................................112
Bảng 2.2: Kết quả phần trăm đáp ứng nhu cầu nước tại các điểm yêu cầu giai đoạn 2020 xét
đến BĐKH ứng với phương án quy hoạch..............................................................................113
Bảng 2.3: Kết quả phần trăm đáp ứng nhu cầu nước tại các điểm yêu cầu giai đoạn 2030 xét
đến BĐKH ứng với phương án quy hoạch..............................................................................114
Bảng 2.4: Kết quả phần trăm đáp ứng nhu cầu nước tại các điểm yêu cầu giai đoạn 2050 xét
đến BĐKH ứng với phương án quy hoạch..............................................................................115
Bảng 2.5: Lượng nước thiếu tại các tiểu lưu vực qua cá kịch bản BĐKH cho phương án quy
hoạch (106 m3)........................................................................................................................116
Bảng 2.6: Lưu lượng tại hợp lưu Đồng Nai- Sông Bé qua các giai đoạn cho phương án quy
hoạch (m3/s)............................................................................................................................116
Bảng 2.7: Tổng điện lượng trung bình năm từ các công trình thủy điện qua các giai đoạn ứng
với các kịch bản BĐKH cho phương án quy hoạch................................................................118
Bảng 2.8: Lưu lượng chuyển nước trên lưu vực sông Đồng Nai ứng với phương án quy hoạch
(m3/s)
119

TÀI LIỆU THAM KHẢO..............................................................................123

xvii


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

Ký hiệu

Diễn giải

BĐKH

Biến đổi khí hậu

DCMT

Dòng chảy môi trường

ĐBSCL

Đồng bằng sông Cửu Long

GIS

Geographic Information Systems

KTTV & MT

Khí tượng Thủy văn và Môi trường

KT-XH

Kinh tế xã hội

LVSĐN

Lưu vực sông Đồng Nai

LVS

Lưu vực sông

NAM

Nedbor-afstromnings Model

PTTNN

Phát triển tài nguyên nước

QLTHTNN

Quản lý tổng hợp tài nguyên nước

SEI

Stockholm Environment Institute

Sở NN&PTNT

Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn

Sở TN&MT

Sở Tài Nguyên và Môi trường

TNN

Tài nguyên nước

VQHTLMN

Viện Quy hoạch Thủy lợi miền Nam

WEAP

The Water Eveluation and Planning System

xviii


MỞ ĐẦU
1) Tính cấp thiết của đề tài nghiên cứu
Đối với quy hoạch quản lý tài nguyên nước, việc nghiên cứu cân bằng nước có ý nghĩa
rất lớn cả về lý thuyết cà thực tiễn. Từ góc độ lý thuyết, phương trình cân bằng nước
cho phép ta cắt nghĩa nguyên nhân các hiện tượng, chế độ thủy văn của một khu vực
xác định; đánh giá các số hạng trong cán cân nước và mối quan hệ tương tác giữa
chúng. Nghiên cứu cân bằng nước cho phép định lượng đầy đủ tài nguyên nước để tìm
ra phương thức sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên quý giá này.
Các nội dung cơ bản của bài toán cân bằng nước bao gồm: (1) Tiềm năng nguồn nước

lưu vực sông/vùng nghiên cứu (Được thể hiện thông qua các đặc trưng của các yếu tố
khí tượng-thủy văn, mưa, dòng chảy, chất lượng nước và phân bố của chúng theo thời
gian, không gian); (2) Nhu cầu sử dụng nước của các hộ dùng nước trong lưu vực
sông/vùng nghiên cứu (Nước cho sinh hoạt, cho công nghiệp, cho nông nghiệp, cho
các hoạt động phát triển liên quan khác như thủy điện, giao thông thủy, bảo vệ môi
trường, cảnh quan, du lịch...); (3) Phương thức, nguyên tắc phân bố nguồn nước đến
các hộ dùng nước (Quy tắc phân bổ, chính sách ưu tiên trong phân phối nguồn nước);
(4) Cách thức vận hành hệ thống để đáp ứng các nhu cầu sử dụng trên lưu vực (Quá
trình xây dựng cơ sở hạ tầng kỹ thuật, quá trình vận hành, quản lý hệ thống cũng như
các hoạch định trong tương lai).
Lưu vực sông Đồng Nai là một lưu vực sông “nội địa” lớn nhất Việt Nam, có vai trò
rất quan trọng trong phát triển kinh tế - xã hội khu vực phía Nam nói riêng và kinh tế
quốc gia nói chung. Các vấn đề liên quan đến phát triển, quản lý tài nguyên nước trong
lưu vực sông đang ngày càng trở nên nóng bỏng do nhu cầu dùng nước ngày càng tăng
trong bối cảnh phát triển kinh tế- xã hội của khu vực ngày một năng động trong khi đó
nguồn nước tự nhiên hầu như không thay đổi. Điều này dẫn đến mâu thuẫn về lượng
cung và cầu của nguồn nước có xu hướng tăng cao. Chính các vấn đề này cho thấy
việc xây dựng mô hình cân bằng nước cho lưu vực sông Đồng Nai nhằm hỗ trợ đánh
giá nguồn nước phục vụ công tác quy hoạch, quản lý nguồn nước trở nên cấp thiết.

1


Lưu vực sông Đồng Nai được đánh giá là vùng có tiềm năng phát triển kinh tế to lớn
của đất nước. Số liệu thống kê cho thấy, kinh tế của các tỉnh thành thuộc lưu vực hệ
thống sông Đồng Nai đã đóng góp khoảng hơn 63% GDP công nghiệp, 41% GDP dịch
vụ và 28% GDP nông nghiệp của cả nước. Ngoài ra, đây là vùng có nhiều tỉnh thành
có đóng góp cho ngân sách quốc gia nhất cả nước (TP. Hồ Chí Minh, Đồng Nai, Bình
Dương). Điều này một lần nữa khẳng định rằng tiềm năng phát triển kinh tế của lưu
vực sông Đồng Nai có vai trò rất quan trọng trong sự nghiệp phát triển kinh tế chung

của quốc gia.
Lưu vực hệ thống sông Đồng Nai có tiềm năng đất đai phong phú, có khả năng phát
triển nhiều loại cây công nghiệp, nông nghiệp có giá trị xuất khẩu cao như cao su, cà
phê, tiêu, điều, cây ăn quả.… và có thể hình thành các vùng chuyên canh nông nghiệp
cung cấp nguyên liệu cho công nghiệp chế biến.
Ngoài các tác động tự nhiên từ các yếu tố khí tượng, thủy văn (mưa, dòng chảy,
triều...), lưu vực sông Đồng Nai còn chịu nhiều tác động từ các hoạt động phát triển
kinh tế xã hội trên lưu vực như các hoạt động phát triển nông nghiệp, phát triển thủy
lợi, thủy điện, giao thông thủy.... ở cả thượng lưu và hạ lưu. Bên cạnh đó, hệ thống
sông Đồng Nai ở khu vực hạ lưu còn chịu tác động của dòng chảy lũ từ sông Mê Công
thông qua hệ thống sông kênh ở lưu vực Vàm Cỏ.
Trong những năm gần đây, tại nhiều diễn đàn trên thế giới, vấn đề biến đổi khí hậu
(BĐKH) được nhắc đến như một vấn đề thời sự nóng bỏng bởi các nguy cơ tác động
xấu của nó đến các hoạt động phát triển kinh tế-xã hội trên phạm vi rộng lớn. Nhiều
nghiên cứu cho thấy các tác động của BĐKH đang trở thành vấn đề lớn của nhân loại
mà chúng ta phải đối diện. Những nguy cơ và thách thức từ BĐKH là bài toán vô cùng
khó khăn mà các quốc gia trên thế giới cần phải giải quyết để ứng phó một cách hiệu
quả nhằm phát triển ổn định và bền vững.
BĐKH tác động đến nguồn nước xảy ra trước hết làm thay đổi lượng mưa và phân bố
mưa ở các vùng. Nhiệt độ tăng sẽ làm bốc hơi nhiều hơn và do đó mưa sẽ nhiều hơn.
Đặc điểm của mưa đối với từng khu vực cũng sẽ thay đổi. Lượng mưa có thể tăng lên
hoặc giảm đi. Mùa mưa cũng sẽ có những thay đổi về thời gian bắt đầu và kết thúc.
Tuy nhiên, lượng mưa tăng xảy ra không đồng đều. Một số nơi mưa có thể tăng lên
2


nhưng ở một số nơi khác mưa có thể giảm đi. Những thay đổi về mưa sẽ dẫn tới những
thay đổi về dòng chảy của các con sông, tần suất và cường độ các trận lũ, tần suất và
đặc điểm của hạn hán, lượng nước trong đất, việc cấp nước cho sản xuất và sinh hoạt.
Những thay đổi về chế độ dòng chảy, hạn hán và lũ lụt cũng sẽ ảnh hưởng rất lớn đến

việc cung cấp và sử dụng nước. Thêm vào đó do nhiệt độ tăng sẽ làm cho nhu cầu
nước cho nông nghiệp cũng có xu hướng tăng theo. Chính vì vậy khi tính toán cân
bằng nước cho lưu vực cần xét đến tác động của BĐKH.
Đối với bài toán cân bằng nước lưu vực sông, các nghiên cứu trên thế giới cho thấy
việc ứng dụng các công cụ mô hình toán đã và đang đem lại những thuận lợi cơ bản
cho việc đánh giá nguồn nước trên lưu vực sông với độ chính xác cao. Ở Việt Nam
cũng đã và đang sử dụng nhiều mô hình tính toán cân bằng nước như MITSIM, MIKE
BASIN, RIBASIM,... Song các mô hình này còn nhiều hạn chế hoặc về chức năng,
giao diện, hoặc về bản quyền, kinh phí mua phần mềm. Mô hình WEAP của Viện
nghiên cứu môi trường Stockholm là một công cụ được thiết kế cho tính toán cân bằng
nước phục vụ quy hoạch tổng hợp tài nguyên nước. Nó cung cấp một khung tổng hợp,
mềm dẻo và thân thiện cho người dùng trong việc thiết lập xây dựng mô hình trong
quy hoạch và phân tích đánh giá. Mô hình này đã và đang được sử dụng tại nhiều nước
trên thế giới. Ở Việt Nam bước đầu cũng đang áp dụng cho các lưu vực sông nhỏ. Vì
vậy, việc nghiên cứu đưa mô hình WEAP vào ứng dụng cho một lưu vực lớn như lưu
vực sông Đồng Nai là một điều cần thiết.
Với những lý do nêu trên, luận văn “Ứng dụng mô hình WEAP tính toán cân bằng
nước lưu vực sông Đồng Nai trong điều kiện biến đổi khí hậu” được thực hiện để góp
phần đánh giá khả năng đáp ứng nguồn nước trên lưu vực đối với các công trình đã
được xây dựng giai đoạn hiện trạng và đưa ra phương án công trình đến giai đoạn
2020 từ đó đánh giá khả năng đáp ứng của phương án đó đối với giai đoạn 2030, 2050
khi xét đến yếu tố biến đổi khí hậu.
2) Mục tiêu nghiên cứu
- Đánh giá được tác động của biến đổi khí hậu lên nguồn nước trên lưu vực sông Đồng
Nai trong tương lai theo các mốc thời gian 2020, 2030, 2050 tương ứng với các kịch
bản biến đổi khí hậu.
3


- Đánh giá được tác động của BĐKH lên nhu cầu sử dụng nước trên lưu vực sông

Đồng Nai trong tương lai theo các mốc thời gian 2020, 2030, 2050 tương ứng với các
kịch bản BĐKH.
- Tính toán cân bằng nước lưu vực sông Đồng Nai cho giai đoạn hiện trạng (2010) từ
đó đánh giá khả năng cấp nước trên lưu vực của giai đoạn hiện trạng
- Đưa ra phương án bổ sung các công trình chính trên lưu vực đáp ứng đến năm 2020,
từ đó tính toán cân bằng nước để đánh giá khả năng đáp ứng của phương án đó ứng
với nhu cầu nước và dòng chảy đến thay đổi theo các giai đoạn 2030,2050.
3) Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu: tài nguyên nước lưu vực sông Đồng Nai
Phạm vi nghiên cứu: Lưu vực sông Đồng Nai không tính đến sông vàm Cỏ và vùng hạ
lưu chịu ảnh hưởng bởi thủy triều.
4) Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
a) Cách tiếp cận:
Để đạt được các mục tiêu đề ra. các cách tiếp cận sau đây sẽ được sử dụng:
- Kế thừa, ứng dụng những kiến thức khoa học, công nghệ thông tin (cơ sở dữ liệu, các
kết quả nghiên cứu liên quan đến Luận văn. Kế thừa tối đa cơ sở số liệu của địa
phương).
- Kế thừa các kết quả nghiên cứu các kịch bản BĐKH cho khu vực thuộc lưu vực sông
Đồng Nai.
b) Phương pháp nghiên cứu:
Để giải quyết các nội dung của bài toán tính toán cân bằng nước xét đến BĐKH của
lưu vực sông Đồng Nai, luận văn đã sử dụng các phương pháp nghiên cứu sau:
- Phương pháp thu thập và tổng hợp tài liệu: kế thừa và phân tích các nguồn tài liệu, tư
liệu có liên quan một cách có chọn lọc, đánh giá chúng theo yêu cầu và mục đích
nghiên cứu.
- Phương pháp thống kê xử lý số liệu khí tượng thủy văn: dùng để phân tích đánh giá,
tính toán các yếu tố khí tượng thủy văn, tính toán dòng chảy đến các tiểu lưu vực trong
lưu vực sông Đồng Nai.

4

- Phương pháp phân tích khí hậu: Trên cơ sở phân tích nguyên nhân và biểu hiện của
xu thế BĐKH để đi đến những nhận định khách quan về xu thế diễn biến và ước lượng
được trị số trung bình và cực trị của một số đặc trưng khí hậu chủ yếu trên khu vực
nghiên cứu. Phương pháp chính sử dụng là phân tích thống kê chuỗi thời gian.
- Phương pháp áp dụng mô hình thủy văn, cân nước: Trên cơ sở các kịch bản BĐKH
(năm 2011) của Bộ Tài nguyên và Môi trường đưa ra về sự thay đổi lượng mưa, nhiệt
độ, áp dụng mô hình thủy văn tính sự thay đổi dòng chảy trên các sông ngòi của lưu
vực sông Đồng Nai. Để đánh giá tính toán cân bằng nước, trong đề tài đã áp dụng mô
hình toán cân bằng nước lưu vực sông (biểu diễn lưu vực sông thành các nhánh, các
nút và thiết lập mối quan hệ giữa chúng bằng các phương trình toán học dựa trên định
luật bảo toàn khối lượng,…).
- Phương pháp ứng dụng GIS: Sử dụng hệ thống thông tin địa lý nhằm tích hợp các
loại thông tin số liệu, tài liệu, bản đồ… liên quan đến khí hậu và BĐKH phục vụ chuẩn
bị dữ liệu đầu vào cho mô hình cũng như phân tích đánh giá các kết quả đầu ra từ mô
hình.
Số liệu sử dụng cho nghiên cứu gồm:
- Số liệu thủy văn: mực nước, dòng chảy…
- Số liệu khí tượng: mưa, nhiệt độ, bốc hơi, độ ẩm, nắng, gió...
- Thông tin về dân sinh, hoạt động kinh tế xã hội hiện tại và tương lai các tỉnh Bình
Phước, Bình Dương, Đồng Nai, Đắc Nông, Lâm Đồng, TP Hồ Chí Minh, Tây Ninh,
Bình Thuận.

5


CHƯƠNG 1.TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU VÀ VÙNG
NGHIÊN CỨU
1.1. Tổng quan về lĩnh vực nghiên cứu

1.1.1.

Lĩnh vực cân bằng nước và ứng dụng mô hình tính toán cân bằng nước

1.1.1.1. Nghiên cứu ngoài nước
Cân bằng nước là nghiên cứu và quản lý nước từ quá trình hình thành dòng chảy, phân
phối sử dụng dòng chảy, đánh giá hiệu quả sử dụng dòng chảy, từ ngọn nguồn dòng
suối cho đến tận cửa sông, và khi cần thiết thì có giải pháp phân phối điều hòa, thậm
chí tái tạo nguồn nước. Đối với bài toán cân bằng nước lưu vực sông, các nghiên cứu
trên thế giới cho thấy việc ứng dụng các công cụ mô hình toán đã và đang đem lại
những thuận lợi cơ bản cho việc đánh giá nguồn nước trên lưu vực sông với độ chính
xác cao. Một số mô hình tính toán cân bằng nước đang được sử dụng trên thế giới như
GIBSI, BASINS, WEAP...
Hệ thống mô hình GIBSI được áp dụng cho các lưu vực ở Canada có hệ sinh thái và
tình hình phát triển công nghiệp, nông nghiệp, đô thị phức tạp. GIBSI là một hệ thống
mô hình tổng hợp chạy trên máy PC cho các kết quả kiểm tra tác động của nông
nghiệp, công nghiệp, quản lý nước cả về lượng và chất đến tài nguyên nước.
Mô hình GIBSI cho khả năng dự báo các tác động của công nghiêp, rừng, đô thị, các
dự án nông nghiệp đối với môi trường tự nhiên, có tác dụng cảnh báo các hộ dùng
nước biết trước và tôn trọng các tiêu chuẩn về số lượng, chất lượng nguồn nước dùng
Mô hình BASINS được xây dựng bởi Văn phòng Bảo vệ Môi trường (Hoa Kỳ). Mô
hình được xây dựng để đưa ra một công cụ đánh giá tốt hơn và tổng hợp hơn các
nguồn phát thải tập trung và không tập trung trong công tác quản lý chất lượng nước
trên lưu vực. Đây là một mô hình hệ thống phân tích môi trường đa mục tiêu, có khả
năng ứng dụng cho một quốc gia, một vùng để thực hiện các nghiên cứu về nước bao
gồm cả lượng và chất trên lưu vực. Mô hình được xây dựng để đáp ứng 3 mục tiêu: (1)
Thuận tiện trong công tác kiểm soát thông tin môi trường; (2) Hỗ trợ công tác phân
tích hệ thống môi trường; (3) Cung cấp hệ thống các phương án quản lý lưu vực. Mô
hình BASINS là một công cụ hữu ích trong công tác nghiên cứu về chất và lượng
nước. Với nhiều mô đun thành phần trong hệ thống, thời gian tính toán được rút ngắn

hơn, nhiều vấn đề được giải quyết hơn và các thông tin được quản lý hiệu quả hơn
6


trong mô hình. Với việc sử dụng GIS, mô hình BASINS thuận tiện hơn trong việc biểu
thị và tổ hợp các thông tin (sử dụng đất, lưu lượng các nguồn thải, lượng nước hồi
quy,...) tại bất kỳ một vị trí nào. Các thành phần của mô hình cho phép người sử dụng
có thể xác định ảnh hưởng của lượng phát thải từ các điểm tập trung và không tập
trung.
Mô hình BASIN được sử dụng rộng rãi ở Mỹ, nó thuận tiện trong việc lưu trữ và phân
tích các thông tin môi trường, và có thể sử dụng như là một công cụ hỗ trợ ra quyết
định trong quá trình xây dựng khung quản lý lưu vực .
Mô hình WEAP của Viện nghiên cứu môi trường Stockholm là một công cụ được thiết
kế cho tính toán cân bằng nước phục vụ quy hoạch tổng hợp tài nguyên nước. Nó cung
cấp một khung tổng hợp, mềm dẻo và thân thiện cho người dùng trong việc thiết lập
xây dựng mô hình trong quy hoạch và phân tích đánh giá. Mô hình này đã và đang
được sử dụng tại nhiều nước trên thế giới.Tính đến thời điểm hiện tại, liên quan đến
việc ứng dụng mô hình WEAP ở các nước trên thế giới có khoảng hơn 30 dự án đánh
giá nước ở các quốc gia trên hầu hết các châu lục bao gồm Mỹ, Trung Quốc, Thái Lan,
Ấn Độ, Mexico, Brazil, Đức, Hàn Quốc, Ghana, Kenya, Nam Phi, Ai Cập...

Hình 1.1: Sơ đồ vùng lãnh thổ đã và đang ứng dụng mô hình WEAP

7