QUẢN LÝ TỔNG HỢP LƯU VỰC VÀ SỬ DỤNG HỢP LÝ TÀI NGUYÊN NƯỚC SÔNG THẠCH HÃN

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI

ĐỖ ÁNH QUỲNH

QUẢN LÝ TỔNG HỢP LƯU VỰC VÀ SỬ DỤNG HỢP LÝ TÀI NGUYÊN
NƯỚC SÔNG THẠCH HÃN

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Hà Nội – 2012


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI

ĐỖ ÁNH QUỲNH

QUẢN LÝ TỔNG HỢP LƯU VỰC VÀ SỬ DỤNG HỢP LÝ TÀI NGUYÊN NƯỚC
SÔNG THẠCH HÃN
Chuyên ngành: Thủy văn học
Mã số: 60.44.90

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Người hướng dẫn khoa học:
1. TS. Đoàn Thị Tuyết Nga
2. PGS.TS Phạm Thị Hương Lan

Hà Nội – 2012


LỜI CẢM ƠN
Sau một thời gian nghiên cứu, đến nay luận văn thạc sĩ kỹ thuật với đề
tài: “Quản lý tổng hợp lưu vực và sử dụng hợp lý tài nguyên nước sông
Thạch Hãn ” đã được hoàn thành và đáp ứng đầy đủ các yêu cầu đặt ra.
Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS. Đoàn Thị Tuyết Nga, Cô
giáo PGS.TS. Phạm Thị Hương Lan đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn tác giả
trong suốt quá trình thực hiện luận văn.
Tác giả xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo Trường Đại học Thủy lợi
đã truyền đạt những kiến thức mới trong quá trình học tập tại Nhà trường để tác
giả có thể hoàn thành luận văn này.
Qua luận văn này, tác giả xin cảm ơn Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam,
Viện Quy hoạch Thủy lợi đã tạo điều kiện giúp đỡ cho bản thân trong quá trình
học tập và thực hiện luận văn.
Cuối cùng, tác giả xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè và đồng
nghiệp đã luôn động viên, giúp đỡ tác giả trong quá trình thực hiện luận văn.
Với thời gian và kiến thức có hạn, chắc chắn không thể tránh khỏi những
khiếm khuyết, tác giả rất mong nhận được nhiều ý kiến góp ý của các thầy cô
giáo, các cán bộ khoa học và đồng nghiệp.
Xin chân thành cảm ơn.

Hà Nội, tháng 3 năm 2012
Tác giả

Đỗ Ánh Quỳnh


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ............................................................................................................... - 1 1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI ........................................................................................- 1 2. MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI....................................................................................................- 2 3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU........................................................................................- 2 4. CÁC SỐ LIỆU, TÀI LIỆU SỬ DỤNG CHO NGHIÊN CỨU.........................................- 2 4.1 Tài liệu địa hình ............................................................................................................................ - 2 4.2 Tài liệu khí tượng, thủy văn và các tài liệu khác ............................................................ - 2 5. CÁC NỘI DUNG CHÍNH CẦN GIẢI QUYẾT TRONG ĐỀ TÀI ................................- 3 6. BỐ CỤC LUẬN VĂN ...........................................................................................................- 3 CHƯƠNG 1........................................................................................................... - 4 TỔNG QUAN VỀ QUẢN LÝ TỔNG HỢP TÀI NGUYÊN NƯỚC VÀ VẤN
ĐỀ ỨNG DỤNG MÔ HÌNH TOÁN TRONG QUẢN LÝ TỔNG HỢP TÀI
NGUYÊN NƯỚC ................................................................................................. - 4 1.1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ QUẢN LÝ TỔNG HỢP TÀI NGUYÊN NƯỚC........- 4 1.1.1. Tổng quan về quản lý tổng hợp tài nguyên nước trên thế giới ............................ - 4 1.1.1.1. Những đặc điểm cơ bản trong quản lý tổng hợp tài nguyên nước ...........................- 4 1.1.1.2. Những biến đổi về nhận thức trong quản lý tài nguyên nước ...................................- 5 1.1.2. Tổng quan về quản lý tổng hợp tài nguyên nước ở Việt Nam............................. - 8 1.2. ỨNG DỤNG MÔ HÌNH TOÁN TRONG QUẢN LÝ TỔNG HỢP TÀI NGUYÊN
NƯỚC........................................................................................................................................ - 13 1.2.1. Lựa chọn mô hình toán để ứng dụng cho bài toán quản lý tổng hợp tài nguyên
nước .......................................................................................................................................................... - 13 1.2.1.1. Bài toán quản lý tổng hợp tài nguyên nước.............................................................. - 13 1.2.1.2. Một số vấn đề trong lựa chọn mô hình quản lý tổng hợp tài nguyên nước........... - 14 1.2.1.3. Lựa chọn mô hình mưa rào – dòng chảy .................................................................. - 15 1.2.1.4. Lựa chọn mô hình quản lý tổng hợp tài nguyên nước. ........................................... - 16 CHƯƠNG 2 ........................................................................................................ - 18 TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU ............................................... - 18 -


2.1 VỊ TRÍ ĐỊA LÝ................................................................................................................. - 18 2.2. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÌNH.................................................................................................. - 19 2.2.1 Vùng cát ven biển ................................................................................................................... - 19 2.2.2 Vùng đồng bằng ...................................................................................................................... - 19 2.2.3 Vùng đồi ..................................................................................................................................... - 20 2.2.4. Ðịa hình vùng núi cao ......................................................................................................... - 20 2.3. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT, THỔ NHƯỠNG .................................................................. - 20 2.3.1. Ðịa chất ...................................................................................................................................... - 20 2.3.2. Thổ nhưỡng .............................................................................................................................. - 23 2.4. MẠNG LƯỚI SÔNG NGÒI........................................................................................... - 24 2.5. ĐẶC ĐIỂM KHÍ TƯỢNG .............................................................................................. - 26 2.5.1. Lưới trạm khí tượng ............................................................................................................. - 26 2.5.2. Nắng ............................................................................................................................................ - 26 2.5.3. Mưa.............................................................................................................................................. - 27 2.5.4. Nhiệt độ không khí ............................................................................................................... - 28 2.5.5. Ðộ ẩm tương đối .................................................................................................................... - 28 2.5.6. Bốc hơi ....................................................................................................................................... - 29 2.5.7. Gió và bão................................................................................................................................. - 29 2.6. ĐẶC ĐIỂM THUỶ VĂN................................................................................................ - 30 2.6.1. Đánh giá chất lượng tài liệu quan trắc ......................................................................... - 32 2.6.2. Dòng chảy năm....................................................................................................................... - 32 2.6.3. Dòng chảy lũ ........................................................................................................................... - 32 2.6.4. Dòng chảy kiệt ........................................................................................................................ - 36 2.6.4.1. Biến đổi của mô số dòng chảy kiệt (ngày, tháng, năm) .......................................... - 36 2.6.4.2. Các nhân tố ảnh hưởng đến dòng chảy kiệt ............................................................. - 38 2.6.5. Dòng chảy bùn cát ............................................................................................................... - 38 2.7 THỦY TRIỀU VÀ SỰ XÂM NHẬP MẶN.................................................................. - 39 2.7.1. Chế độ triều, mực nước triều (TB , max, min tháng năm) .................................. - 39 2.7.2. Diễn biến thủy triều mùa kiệt, mùa lũ .......................................................................... - 40 -


2.7.3. Ảnh hưởng thủy triều đến việc cấp nước và tiêu thoát lũ........................................... - 41 2.7.4. Nước biển dâng do gió, bão .......................................................................................... - 41 2.7.5. Xâm nhập mặn ............................................................................................................... - 42 2.8. DÒNG CHẢY NGẦM .................................................................................................... - 42 2.9. ĐẶC ĐIỂM KINH TẾ XÃ HỘI ..................................................................................... - 44 2.9.1. Dân số ......................................................................................................................................... - 44 2.9.2. Đặc điểm hoạt động KT- XH khai thác, sử dụng tài nguyên ............................. - 45 CHƯƠNG 3 ........................................................................................................ - 46 NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MÔ HÌNH NAM, MIKE BASIN VÀ MIKE 11
TRONG TÍNH TOÁN QUẢN LÝ TỔNG HỢP LƯU VỰC VÀ SỬ DỤNG
HỢP LÝ TÀI NGUYÊN NƯỚC SÔNG THẠCH HÃN ................................ - 46 3.1. ỨNG DỤNG MÔ HÌNH MIKE NAM ......................................................................... - 46 3.1.1 Yêu cầu số liệu vào của mô hình ..................................................................................... - 46 3.1.1 Thiết lập sơ đồ tính toán trong mô hình NAM .......................................................... - 47 3.1.2 Xác định bộ thông số của mô hình NAM cho lưu vực sông Thạch Hãn ....... - 48 3.1.2.1 Hiệu chỉnh mô hình...................................................................................................... - 48 3.1.2.2 Kiểm định mô hình ...................................................................................................... - 49 3.1.3. Kết quả ứng dụng mô hình MIKE NAM trong tính toán dòng chảy đến các
tiểu lưu vực bộ phận trong LVS Thạch Hãn cho hiện trạng 2007, 2020 .................. - 52 3.2. TÍNH TOÁN NHU CẦU DÙNG NƯỚC LƯU VỰC SÔNG THẠCH HÃN ....... - 53 3.2.1. Nhu cầu nước cho nông nghiệp....................................................................................... - 53 3.2.1.1. Phân vùng khu tưới ..................................................................................................... - 53 3.2.1.2. Tài liệu cơ bản dùng tính toán nhu cầu nước ........................................................... - 54 3.2.1.3. Phương pháp và nội dung tính toán........................................................................... - 59 3.2.2. Nhu cầu nước cho sinh hoạt ............................................................................................. - 63 3.2.3. Nhu cầu sử dụng nước cho chăn nuôi .......................................................................... - 64 3.2.4. Nhu cầu sử dụng nước cho công nghiệp ..................................................................... - 65 3.2.5. Nhu cầu sử dụng nước cho thủy sản ............................................................................. - 66 3.2.6. Tổng hợp nhu cầu dùng nước của các ngành kinh tế ............................................ - 67 -


3.3. ỨNG DỤNG MÔ HÌNH MIKE BASIN TRONG TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NƯỚC
LƯU VỰC SÔNG THẠCH HÃN ........................................................................................ - 68 3.3.1. Khái niệm về cân bằng nước ............................................................................................ - 68 3.3.2. Cân bằng nước cho thời gian nhiều năm..................................................................... - 68 3.3.3. Cân bằng nước cho thời đoạn năm, mùa, vụ hoặc ngắn hơn ............................ - 70 3.3.4. Cân bằng cho lưu vực sông ............................................................................................... - 71 3.3.5. Cân bằng nước có mục tiêu............................................................................................... - 72 3.3.6 Quan hệ giữa cân bằng nước hệ thống và quy hoạch phát triển tài nguyên nước..... - 72 3.3.7. Các loại số liệu cần đưa vào mô hình tính toán cân bằng nước ........................ - 74 3.3.8. Kết quả tính toán cân bằng nước theo vùng .............................................................. - 75 3.4. ỨNG DỤNG MÔ HÌNH MIKE 11 TRONG TÍNH TOÁN THỦY LỰC DÒNG
CHẢY LƯU VỰC SÔNG THẠCH HÃN ........................................................................... - 80 3.4.1. Số liệu sử dụng trong tính toán thủy lực sông Thạch Hãn .................................. - 80 3.4.2. Tính toán thủy lực sông Thạch Hãn .............................................................................. - 82 3.4.3. Tổng hợp kết quả tính toán thủy lực sông Thạch Hãn cho giai đoạn hiện trạng
2007 và 2020 ........................................................................................................................................ - 84 3.4.4. Phân tích theo vị trí............................................................................................................... - 86 3.5. KIẾN NGHỊ BỘ CÔNG CỤ QUẢN LÝ TỔNG HỢP VÀ SỬ DỤNG HỢP LÝ TÀI
NGUYÊN NƯỚC LƯU VỰC SÔNG THẠCH HÃN....................................................... - 90 3.5.1. Một số vấn đề đặt ra trong tổ chức quản lý tổng hợp tài nguyên nước lưu vực
sông Thạch Hãn .................................................................................................................................. - 90 3.5.2. Tổng quan về Thạch Hãn DSS ........................................................................................ - 93 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................................... - 96 1. KẾT LUẬN .......................................................................................................................... - 96 2. NHỮNG TỒN TẠI VÀ PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN....................................... - 96 3. KIẾN NGHỊ.......................................................................................................................... - 97 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................. - 99 -


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Hình 1.1. Lưu vực được quản lý phù hợp ............................................................ - 12 Hình 1.2. Lưu vực được quản lý không phù hợp ..................................................... - 12 Hình 1.3. Lưu vực có phần thượng lưu quản ...................................................... - 12 lý không phù hợp.................................................................................................. - 12 Hình 1.4. Sơ đồ quản lý tổng hợp lưu vực ........................................................... - 17 Hình 2.1. Vị trí lưu vực sông Thạch Hãn ............................................................. - 18 Hình 2.2. Bản đồ địa chất lưu vực sông Thạch Hãn và lân cận ........................... - 22 Hình 2.3. Bản đồ hệ thống sông Thạch Hãn ........................................................ - 25 Hình 2.4. Bản đồ mạng lưới trạm khí tượng thủy văn lưu vực sông Thạch Hãn và

lân cận .................................................................................................................. - 31 Hình 3.1. Sơ đồ phân vùng lưu vực sông Thạch Hãn .......................................... - 47 Hình 3.2. Lưu lượng tính toán và thực đo trạm Gia Vòng (90-94) ...................... - 48 Hình 3.3. Lưu lượng tính toán và thực đo trạm Gia Vòng năm 1993 .................. - 49 Hình 3.4. Lưu lượng tính toán và thực đo trạm Gia Vòng năm 1993 .................. - 50 Hình 3.5. Lưu lượng tính toán và thực đo trạm Gia Vòng năm 1995 .................. - 50 Hình 3.6. Lưu lượng tính toán và thực đo trạm Gia Vòng năm 1984 .................. - 51 Hình 3.7. Sơ đồ phân vùng khu tưới lưu vực sông Thạch Hãn............................ - 54 Hình 3.8. Hai hướng tiếp cận để phát triển tài nguyên nước tối ưu .................... - 73 Hình 3.10. Lượng nước thiếu các tháng tại các vùng lưu vực sông Thạch Hãn giai
đoạn hiện tại ......................................................................................................... - 77 Hình 3.11. Lượng nước thiếu các tháng tại các vùng lưu vực sông Thạch Hãn năm 2020......- 79 Hình 3.12. Sơ đồ thủy lực mạng sông Thạch Hãn ............................................... - 81 Hình 3.13. Sơ đồ tính toán thủy lực lưu vực sông Thạch Hãn ...................................... - 81 Hình 3.14. Mực nước dọc sông Thạch Hãn năm 2007 ........................................ - 84 Hình 3.15. Mực nước dọc sông Thạch Hãn ......................................................... - 85 Hình 3.16. Xây dựng bộ công cụ DSS (Decision Support System) cho lưu vực sông Thạch
Hãn ........................................................................................................................ - 95 -


THỐNG KÊ PHỤ LỤC
Phụ Lục 1. Giới thiệu mô hình NAM, MIKE BASIN và MIKE 11 .................. - 102 Phụ lục 3.1. Danh sách các trạm mưa được sử dụng để tính dòng chảy cho các lưu
vực bộ phận ........................................................................................................ - 112 Phụ lục 3.2. Phân vùng khu tưới lưu vực sông Thạch Hãn................................ - 114 Phụ lục 3.3. Nhu cầu nước dùng để tưới cho các loại cây trồng tại mặt ruộng hiện
trạng năm 2007 và năm 2020 tại các vùng tưới và các nút tưới CTTK ............. - 118 Phụ lục 3.4. Kết quả ứng dụng mô hình MIKE BASIN tính toán cân bằng nước hệ
thống sông Thạch Hãn giai đoạn hiện tại ........................................................... - 121 Phụ lục 3.5. Kết quả ứng dụng mô hình MIKE BASIN tính toán cân bằng nước hệ
thống sông Thạch Hãn năm 2020....................................................................... - 125 Phụ lục 3.6. Các công trình hiện trạng lưu vực sông Thạch Hãn - Ô Lâu ......... - 129 Phụ lục 3.7. Các biên lưu lượng cho mô hình MIKE 11.................................... - 137 Phụ lục 3.8. Các biên mực nước cho mô hình MIKE 11 ................................... - 139 -


-1-

MỞ ĐẦU
1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Ngày nay, Tài nguyên nước được coi là một trong những tài nguyên thiên
nhiên quan trọng bậc nhất. Nó là tài nguyên tái tạo được nhưng không phải là vô
hạn và phải được xem là loại hàng hóa đặc biệt. Nghiên cứu, quản lý tổng hợp tài
nguyên nước theo lưu vực sông đang được các Quốc gia và tổ chức quan tâm.
Nhiều nghiên cứu trong và ngoài nước đã và đang được tiến hành dưới các khía
cạnh khác nhau đều nhằm mục tiêu là khai thác hợp lý bảo vệ tài nguyên nước và
phát triển bền vững.
Sông Thạch Hãn còn có tên gọi khác là sông Quảng Trị, bắt nguồn từ dãy
Trường Sơn ở độ cao 800m. Chiều dài sông khoảng 150km, diện tích lưu vực
2550km2, tổng lượng nước 4.6km2. Dòng chính Thạch Hãn đoạn thượng nguồn
(sông Đakrông) chảy quanh dãy núi Da Ban, khi về tới Ba Lòng chuyến hướng
Đông Bắc và đổ ra biển tại Cửa Việt. Các nhánh chính của sông Thạch Hãn là sông
Rào Quán, Vĩnh Phước và sông Cam Lộ, nằm gọn trong tỉnh Quảng Trị.

Lưu vực sông Thạch Hãn thường xuyên phải hứng chịu lũ lụt và xói lở bờ
sông. Trong trận lũ năm 1999, 56 người đã thiệt mạng do lũ, khoảng 661km đường
nội vùng bị ảnh hưởng và hơn 100 cầu cống lớn nhỏ bị hư hại, xấp xỉ 9000ha lúa bị
ảnh hưởng và rất nhiều công trình thủy lợi bị phá hủy. Ngoài những thiệt hại do lũ
lụt, lưu vực sông còn phải chịu hiện tượng xói lở bờ sông và cát từ cồn cát thổi vào
đất nông nghiệp với khoảng 30.000ha đất nông nghiệp bị ảnh hưởng.
Cho đến thời điểm này, trên địa bàn tỉnh Quảng Trị chưa có biện pháp quản
lý lưu vực theo hướng đa ngành một cách cụ thể, mà chỉ quản lý lưu vực theo ngành
chuyên môn ở mức độ quy hoạch.
Với những lý do trên, đề tài “Quản lý tổng hợp lưu vực và sử dụng hợp lý tài
nguyên nước sông Thạch Hãn” được đề xuất để nghiên cứu nhằm khai thác hợp lý
bảo vệ tài nguyên nước và phát triển bền vững


-2-

2. MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI
Nghiên cứu cơ sở khoa học nhằm đưa ra một công cụ thích hợp phục vụ hiệu
quả cho quản lý tổng hợp tài nguyên nước lưu vực sông Thạch Hãn và có khả năng
áp dụng cho các lưu vực sông tương tự
3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Các phương pháp nghiên cứu được sử dụng trong luận văn này như sau:
- Phương pháp điều tra thực địa: Tổng hợp thông tin liên quan đến nội
dung nghiên cứu của đề tài ….
- Phương pháp xử lý, thống kê thuỷ văn: Phương pháp này được sử dụng
trong việc xử lý các số liệu về địa hình, thuỷ văn, từ đó phân tích đặc điểm địa hình,
hình thái sông, đặc điểm thuỷ văn…..
- Phương pháp phân tích, kế thừa các tài liệu, các công trình khoa học đã
được công nhận có liên quan đến đề tài, từ đó lựa chọn đề xuất được giải pháp công
nghệ phù hợp

- Phương pháp mô hình toán: Ứng dụng mô hình toán NAM, mô hình
MIKE BASIN, mô hình MIKE 11
- Phương pháp chuyên gia: tham khảo ý kiến đóng góp và tham khảo kinh
nghiệm của các chuyên gia để thực hiện các nội dung nghiên cứu của đề tài.
4. CÁC SỐ LIỆU, TÀI LIỆU SỬ DỤNG CHO NGHIÊN CỨU
4.1 Tài liệu địa hình
- Bản đồ địa hình khu vực nghiên cứu, bản đồ lưới trạm thủy văn, bản đồ
mạng lưới sông suối, mặt cắt ngang, mặt cắt dọc tại các vị trí nghiên cứu.
- Bản đồ hiện trạng các công trình thủy lợi
4.2 Tài liệu khí tượng, thủy văn và các tài liệu khác
- C¸c sè liÖu thñy v¨n , khí tượng của các trạm trong và lân cận lưu vực sông
Thạch Hãn
- Tài liệu phát triển dân sinh kinh tế, tài liệu quy hoạch, tài liệu về phương
hướng phát triển KT – XH đến năm 2020....


-3-

5. CC NI DUNG CHNH CN GII QUYT TRONG TI
5.1 Nghiờn cu tng quan v vn qun lý tng hp ti nguyờn nc trờn
th gii cng nh trong lu vc
5.2. ng dng mụ hỡnh toỏn trong nghiờn cu qun lý tng hp lu vc v
s dng hp lý ti nguyờn nc sụng Thch Hón.
5.3. xut cỏc gii phỏp trong vn qun lý tng hp lu vc vc v s
dng hp lý ti nguyờn nc sụng Thch Hón.
6. B CC LUN VN
Ngoi phn m u, kt lun v kin ngh, lun vn c chia thnh 4 chng:
Chng 1: Tng quan v qun lý tng hp ti nguyờn nc v vn ng dng mụ
hỡnh toỏn trong qun lý tng hp ti nguyờn nc.
Chng 2 : Tng quan v khu vc nghiờn cu

Chng 3. Nghiờn cu ng dng mụ hỡnh NAM, MIKE BASIN, MIKE 11 trong
tớnh toỏn qun lý tng hp v s dng hp lý ti nguyờn nc lu vc sụng Thch
Hón
Chng 4. Qun lý tng hp v s dng hp lý ti nguyờn nc lu vc sụng
Thch Hón.
hon thnh lun vn, tụi ó nhn c s giỳp rt nhit tỡnh ca thy
giỏo, cụ giỏo trong khoa Thy vn v TNN, c bit cụ giỏo PGS.TS Phm Th
Hng Lan, TS. on Th Tuyt Nga, ngi ó cú nhng ý kin quý bỏu, ch bo
tn tỡnh cho tụi trong vic nh hng nghiờn cu v hon thin lun vn. Tụi xin
chõn thnh cm n nhng s giỳp quý bỏu ú.
Tụi xin gi li cm n n Trung tõm T liu - Trung tõm KTTV quc gia,
Vin Quy hoch Thy li, S Nụng nghip v phỏt trin nụng thụn tnh Qung
Tr ó cung cp ngun ti liu v nhng kinh nghim quý bỏu giỳp tụi hon
thin lun vn.
Xin trân trọng cảm ơn sự giúp đỡ quý báu đó!


-4-

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ QUẢN LÝ TỔNG HỢP TÀI NGUYÊN
NƯỚC VÀ VẤN ĐỀ ỨNG DỤNG MÔ HÌNH TOÁN TRONG
QUẢN LÝ TỔNG HỢP TÀI NGUYÊN NƯỚC
1.1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ QUẢN LÝ TỔNG HỢP TÀI NGUYÊN NƯỚC
1.1.1. Tổng quan về quản lý tổng hợp tài nguyên nước trên thế giới
1.1.1.1. Những đặc điểm cơ bản trong quản lý tổng hợp tài nguyên nước
(1) Quản lý tổng hợp tài nguyên nước là một vấn đề có lịch sử phát triển từ lâu đời
song luôn gắn chặt với sự phát triển tương ứng của nền khoa học - công nghệ trong
mỗi thời kỳ lịch sử. Vấn đề quản lý tài nguyên nước đã được con người quan tâm từ
những thời kỳ xa xưa. Sự có mặt của những công trình thuỷ lợi cổ đại trên các dòng

sông như sông Nile, Ti-grơ, Ơ-phrat .. đã nói lên sự quan tâm của loài Người tới vấn
đề quản lý tài nguyên nước từ thời xa xưa.
(2) Quản lý tổng hợp tài nguyên nước đang là một vấn đề được nhiều quốc gia
quan tâm do tính chất cấp bách và tổng hợp của bài toán nhằm phát triển kinh tế xã hội của mỗi vùng lãnh thổ, của mỗi quốc gia và của cả cộng đồng quốc tế. Cho
đến nay, loài Người đã nhận thức được rằng: Nước là một tài nguyên hạn chế. Nếu
chúng ta không quản lý một cách có hiệu quả thì nguy cơ cạn kiệt nguồn nước là
khó tránh khỏi.
(3) Mặc dù có một lịch sử phát triển từ lâu đời song khoa học Quản lý tổng hợp tài
nguyên nước chưa được trình bầy có hệ thống. Tuỳ theo quan điểm của người sử
dụng và người ra quyết định mà có những cách thể hiện khác nhau cũng như đề cập
tới những khía cạnh khác nhau của bài toán. Tuy nhiên, sau Hội nghị thượng đỉnh
của Liên hợp quốc về Môi trường và Phát triển (UNCED, Brazil, 1992) thì thuật
ngữ Quản lý tổng hợp tài nguyên nước mới được nhấn mạnh và trở thành một khoa
học được đề cập tới một cách có hệ thống.
Có nhiều khái niệm về quản lý tổng hợp tài nguyên và môi trường, tuy nhiên,
khái niệm được thừa nhận rộng rãi và sẽ sử dụng trong đồ án này là khái niệm được


-5-

đưa ra trong Hội nghị quốc tế về Thuỷ văn được tổ chức phối hợp giữa UNESCO,
WMO và ICSU (tháng 3/1993, tại Paris), đó là: Quản lý tổng hợp tài nguyên là tập
hợp những hoạt động nhằm sử dụng và kiểm soát những input tài nguyên thiên
nhiên (đất, nước, sinh vật) để thu được những output đảm bảo cho hệ thống các
điều kiện tự nhiên mang lại lợi ích cần thiết cho con người.
Việc quản lý tổng hợp có thể diễn ra trong những phạm vi không gian khác
nhau: theo đơn vị hành chính (quốc gia, tỉnh, huyện), theo tính chất địa hình (miền
núi, đồng bằng)... tuỳ theo đối tượng cần khai thác và quản lý (lập kế hoạch, quy
hoạch). Tuy nhiên, cho đến nay - đặc biệt là kể từ sau Hội nghị UNCED - đơn vị
quản lý thường được sử dụng ở nhiều quốc gia là Lưu vực sông. Bởi vì mọi hoạt

động của con người diễn ra trong lưu vực sông, có tác động trực tiếp tới các dạng tài
nguyên và môi trường của lưu vực (đất, nước, sinh vật, khoáng sản..) đều có phản
ứng tổng hợp qua sự biến đổi về số lượng và chất lượng của tài nguyên nước ở mặt
cắt khống chế của lưu vực.
1.1.1.2. Những biến đổi về nhận thức trong quản lý tài nguyên nước
Trong quá trình phát triển của mình, để quản lý và phát triển tài nguyên
nước, con người đã không ngừng thay đổi nhận thức của mình đối với tài nguyên
nước. Có thể tạm phân chia sự biến đổi trong nhận thức này theo 3 thời kỳ sau:
(1) Thời kỳ coi nước là dạng tài nguyên vô hạn
Con người – từ những thời kỳ xa xưa - đã coi nước như một dạng tài nguyên vô
hạn, một thứ “của trời cho”. Vấn đề dùng nước chủ yếu là việc xây dựng các hệ
thống thuỷ nông hoặc cung cấp nước cho các đô thị. Con người sử dụng nước song
không quan tâm nhiều tới khối lượng và chất lượng nước bởi vì vào thời kỳ đó thì
con người có thể coi nước là tài nguyên vô tận và trên thực tế thì khả năng tự hồi
phục của tài nguyên nước khi đó còn khá mạnh so với nhu cầu sử dụng.
(2) Thời kỳ hình thành quan điểm tài nguyên nước là hữu hạn
Khi con người khai thác tài nguyên nước ở quy mô lớn, với công nghệ mới và với
trình độ phát triển mạnh của công nghiệp, lượng chất thải ngày một gia tăng thì
nước có biểu hiện suy thoái và vấn đề bảo vệ tài nguyên nước bắt đầu được đặt ra.


-6-

Năm 1977, Hội nghị Nước của Liên hợp quốc (LHQ) được tổ chức ở Mar del
Plata (Argentina) đã nhấn mạnh vấn đề quy hoạch, nước sạch và vệ sinh. Chính vì
vậy mà LHQ đã lấy những năm 80 của thế kỷ trước là Thập kỷ Quốc tế Nước sạch
và Vệ sinh nhằm giải quyết vấn đề nước sinh hoạt cho con người. Tuy nhiên, do
chưa gắn kết giữa vấn đề nước và môi trường nên những mục tiêu đề ra cho Thập
kỷ này không đạt được như mong muốn. Năm 1987, vấn đề môi trường đã trở nên
cấp bách và LHQ đã thông qua báo cáo Tương lai chung của chúng ta (Our common

future) do Uỷ ban Brundtland soạn thảo. Thuật ngữ

Phát triển Bền vững

(Sustainable Development) đã hình thành từ báo cáo này. Tuy nhiên, vai trò của tài
nguyên nước trong báo cáo vẫn chưa được đề cập tương xứng với vị trí của nó.
Năm 1991, tại Hội nghị Tư vấn không chính thức về Nước họp tại
Copenhagen (Đan Mạch), 4 nguyên lý cơ bản đã được hình thành và đưa ra thảo
luận trong Hội nghị này: (1) Nước là dạng tài nguyên hữu hạn, dễ bị tổn thương và
rất cần thiết cho cuộc sống của con người, (2) Nước cần được quản lý ở tất cả các
cấp, (3) Phụ nữ giữ một vai trò trung tâm trong việc quản lý và đảm bảo an toàn
trong sử dụng nước và (4) Nước phải được coi là một dạng hàng hoá. Những
nguyên lý này đã được khẳng định lại và làm rõ hơn tại Hội nghị quốc tế về Nước
và Môi trường ở Dublin (Ireland, 1/1992). Tháng 6/1992, Hội nghị thượng đỉnh của
LHQ về Môi trường và Phát triển (United Nations Conference on Environment and
Development / UNCED) họp tại Rio de Janeiro (Brasil) đã thông qua Chương trình
21 (Agenda 21) với Chương 18 có tiêu đề “Bảo vệ chất lượng và cung cấp nước
ngọt: ứng dụng các cách tiếp cận về phát triển, quản lý và sử dụng nước”. Với nội
dung này, các nguyên tắc Dublin được tái khẳng định và được Hội nghị thượng đỉnh
Rio de Janeiro thông qua.
(3) Thời kỳ thực hiện các nguyên tắc Dublin
Trong thập kỷ cuối cùng của thế kỷ XX, thế giới đã chứng kiến sự suy thoái về tài
nguyên nước trước tình hình nhu cầu dùng nước đã vượt quá khả năng tái tạo của
tài nguyên nước. Với các nguyên tắc Dublin, nguyên lý Phát triển bền vững tài
nguyên nước và phương pháp Quản lý tổng hợp tài nguyên nước đã được nhiều


-7-

quốc gia đề cập tới trong các chính sách phát triển kinh tế có liên quan đến tài

nguyên nước của quốc gia mình. Nhận thức của thế giới trong các vấn đề này cũng
từng bước được củng cố và phát triển.
Năm 1993, Ngân hàng Thế giới tuyên bố chính sách chung về quản lý tài
nguyên nước, xem xét các dự án liên quan đến nước trên quy mô rộng. Năm 1994,
Uỷ ban Phát triển Bền vững của LHQ kêu gọi các quốc gia tổ chức đánh giá tài
nguyên nước trong phạm vi quốc gia và của toàn cầu. Vấn đề Nước bắt đầu được
đưa vào chương trình nghị sự thường kỳ của Uỷ ban này. Cũng trong năm 1994, Tổ
chức Hợp tác Kinh tế và Phát triển (OECD) đưa ra khái niệm quản lý kết hợp với
phát triển và từ đó thuật ngữ Quản lý nước bao hàm cả hai nội dung này. Tháng 6/
1996, hai sự kiện lớn đã xảy ra: Ngân hàng Phát triển Châu Á đề ra chính sách nước
cho vùng Châu Á - Thái Bình Dương và Hội đồng Nước toàn cầu (World Water
Council) đã hình thành, hợp tác nghiên cứu triển khai các vấn đề về nước liên quan
tới các nguyên tắc Dublin. Hai tháng sau đó (8/1996), Mạng lưới cộng tác vì nước
toàn cầu (Global Water Partnership) ra đời nhằm tổ chức việc triển khai các nguyên
tắc Dublin vào thực tiễn. Năm 1997, Diễn đàn Nước thế giới lần thứ 1 nhóm họp tại
Marrakech (Maroc) kêu gọi việc xây dựng Tầm nhìn về Nước cho thế kỷ XXI. Năm
1998, Hội nghị Paris về Nước và phát triển bền vững đã nhấn mạnh việc phối hợp
viện trợ và đầu tư trong lĩnh vực Nước.
Tháng 3 năm 2000, Diễn đàn Nước thế giới lần thứ 2 họp tại The Hague (Hà
Lan) đã thông qua Tầm nhìn và Khung hành động về nước, cuộc sống và môi
trường cho thế kỷ XXI với mục tiêu “Một thế giới an ninh về nước trong thế kỷ
XXI” đã được các quốc gia quan tâm trong sự phát triển kinh tế xã hội của mình.
Trong những năm đầu của thế kỷ XXI, sự quan tâm tới vấn đề quản lý tổng
hợp tài nguyên nước bắt đầu được chú ý cho từng lưu vực sông cụ thể. Một thí dụ
điển hình là Chiến lược hỗ trợ phát triển tài nguyên nước cho lưu vực sông Mê
Công được Ngân hàng Thế giới triển khai xây dựng từ tháng 11/2004 và đang được
xúc tiến mạnh trong những tháng đầu năm 2005 tại 4 quốc gia trong Uỷ hội sông


-8-

Mê Công (Lào, Campuchia, Thái Lan và Việt Nam). Trong Chiến lược này, việc
xây dựng những kịch bản phát triển để mô phỏng các trạng thái sử dụng tài nguyên
nước có thể xảy ra trong lưu vực đã được quan tâm rất nhiều
1.1.2. Tổng quan về quản lý tổng hợp tài nguyên nước ở Việt Nam
Có thể nêu lên một số điểm cơ bản cần lưu ý khi đặt vấn đề quản lý tổng hợp
tài nguyên nước ở Việt Nam như sau:
1. Tài nguyên nước Việt Nam phân phối không đều theo không gian và thời gian.
Tuỳ theo từng vùng, có nơi từ 6 đến 9 tháng trong năm là thuộc về mùa cạn - mùa ít
nước (chỉ chiếm 20-30% tổng lượng nước năm) trong đó 3 tháng cạn nhất chỉ chiếm
5-10% tổng lượng nước năm và nhu cầu về nước phần lớn (70%) lại tập trung trong
mùa cạn. Vì vậy lượng nước cần cho phát triển kinh tế xã hội sẽ thiếu gay gắt trong
mùa cạn, thậm chí có nơi lượng nước cần vượt quá nguồn nước đến. Lấy ví dụ như
ở đồng bằng sông Hồng, so sánh giữa nước đến và nước cần thì gần như khắp nơi từ tháng 1 đến tháng 4 - lượng nước cần đều vượt quá ngưỡng khai thác hợp lý, có
tháng, có nơi lượng nước cần xấp xỉ bằng hoặc vượt lượng nước đến, đa số chiếm từ
35-70% lượng nước đến. Tính theo các vùng thì vùng Bắc Bộ sau năm 2010 lượng
nước cần sẽ vượt quá ngưỡng khai thác hợp lý, ở vùng Đông Nam Bộ lượng nước
cần vượt 10 km3 trong khi lượng nước sản sinh tại chỗ chỉ có 12 km3. Nếu xét riêng
trong mùa cạn thì còn gay gắt hơn nữa.
Rõ ràng là tài nguyên nước mặt trên các vùng của lãnh thổ Việt Nam nếu chỉ
xét tới lượng nước sản sinh tại chỗ sẽ không bảo đảm cho nhu cầu phát triển sau
năm 2010. Vì vậy cần phải xây dựng chiến lược phát triển tài nguyên nước và ngay
từ bây giờ phải tăng cường quản lý khai thác, bảo vệ, sử dụng tiết kiệm và có hiệu
quả tài nguyên nước đi đôi với phòng và chống nhiễm bẩn, khai thác quá mức sẽ
phá hoại các hệ sinh thái nước. Cần tổ chức thực hiện có hiệu quả Luật Tài nguyên
nước, các chế độ chính sách về nước và tăng cường việc kiểm tra, tổ chức thực hiện.
2. Tài nguyên nước dưới đất theo kết quả điều tra thăm dò kiểm kê đánh giá bước
đầu là nguồn bổ sung đáng kể cho tài nguyên nước mặt. Nhưng việc tổ chức quản lý
khai thác và bảo vệ chưa theo một phương thức hợp lý. Nhiều nơi chưa xác định

-9-

đúng trữ lượng, nguồn nước bổ sung hàng năm và ngưỡng khai thác cho phép, kỹ
thuật công nghệ khoan thăm dò khai thác cũng còn thiếu sót nên đã làm cho nguồn
tài nguyên quý giá này bị ảnh hưởng, kiệt đi về lượng và chất. Nhiều giếng đã bị
nhiễm mặn, nhiễm bẩn và giảm mực nước, lượng nước cung cấp.
3. Trước xu thế của sự tăng nhanh dân số, sự tập trung đô thị mà các dự báo của thế
giới cho rằng đến năm 2010 có đến 50-60% số dân của các nước sống trong các đô
thị, khu công nghiệp ... thì yêu cầu về cấp nước, tiêu thoát nước ngày càng gay gắt
đòi hỏi phải tập trung điều tra nghiên cứu tính toán dự báo nhu cầu và khả năng
nguồn nước, giới hạn số dân có thể tập trung để phát triển lâu bền, kết hợp giữa phát
triển đô thị và phát triển nông thôn trong một qui hoạch lãnh thổ hợp lý, phù hợp
với các điều kiện về tài nguyên và môi trường.
4. Theo dõi và đánh giá sự nhiễm bẩn, thoái hoá của môi trường nước và những
nguyên nhân làm tài nguyên nước nhanh chóng kiệt đi về chất. Đặc biệt do sự ảnh
hưởng của các khí thải có hiệu ứng nhà kính làm cho khí hậu thay đổi theo chiều
hướng ấm lên mà hậu quả là mưa sẽ có khả năng ít đi ở vùng vĩ độ thấp, mực nước
biển sẽ dâng lên cộng với sự hạ thấp vùng đồng bằng ven biển do xâm thực xói
mòn, khai thác quá mức nước dưới đất, do các hoạt động tân kiến tạo... . Nhiều dự
tính cho thấy các vùng đất thấp ven biển trong mấy thập kỷ nữa sẽ bị nhiễm mặn,
mặn ở vùng cửa sông sẽ xâm nhập sâu hơn ảnh hưởng đến các hệ sinh thái vùng ven
biển nhất là đối với các loài thuỷ sản, rừng ngập mặn ven bờ biển, các vỉa san hô,
các tầng nước ngầm vùng đồng bằng ven biển. Các cực trị về hạn hán, bão, lụt,
nước dâng do bão sẽ lớn hơn về cường độ và tần số. Tất cả những thay đổi và biến
động này sẽ ảnh hưởng đến kinh tế xã hội vùng đồng bằng ven biển, nơi mà số dân
đang ở mức tập trung cao.
5. Phục hồi các hệ sinh thái đã bị thoái hoá xuống cấp có ảnh hưởng lớn đến tài
nguyên nước là một nhiệm vụ cấp bách. Đó là việc cần sớm phục hồi các hệ sinh
thái rừng, phủ xanh đất trống đồi núi trọc, nguyên nhân gốc rễ của sự cạn kiệt

nguồn sinh thuỷ của nhiều vùng và cũng là nguồn gốc của thuỷ tai, tàn phá các lưu
vực sông vừa và nhỏ mà điển hình là các trận lũ quét gần đây ở Đắk Lắk, Lai Châu,


- 10 -

Sơn La, Thái Nguyên, Trung Trung Bộ... . Đất rừng bị chặt trắng tạo điều kiện cho
xâm thực xói mòn trên nhiều vùng gây ra hoang mạc hoá, thoái hoá tài nguyên đất,
một tài nguyên quý giá đối với sự phát triển của đất nước.
6. Để quản lý bền vững tài nguyên nước trong điều kiện ngày càng khan hiếm trước
sức ép của sự phát triển dân số nhanh, đường lối chiến lược là phải hướng vào việc
phân phối hợp lý, sử dụng tiết kiệm và có hiệu quả, đặc biệt là trong ngành nông
nghiệp - nơi sử dụng trên 60% lượng nước tiêu thụ cho tưới nhưng lượng nước lấy
cho tưới lại chỉ được sử dụng có trên dưới 40% còn lại là tổn thất. Điều này đã gây
phản tác dụng như làm lầy đất, ngập úng, kéo muối lên mặt gây mặn, phèn… Thực
hiện tính tiền nước và đưa vào giá thành các loại sản phẩm để bảo đảm tích luỹ vốn
cho các hoạt động bảo vệ môi trường nước, phục hồi các hệ sinh thái nước. Chính
sách giá cả về nước sẽ tạo ra tập quán sử dụng tiết kiệm nước, bảo vệ sự trong sạch
của nguồn nước để phục vụ cho bản thân người sử dụng.
7. Với các kết quả dự tính nhu cầu về nước đến năm 2010 cân đối với nguồn tài
nguyên nước của các vùng thấy rõ ràng nhiều vùng sẽ thiếu nước nghiêm trọng,
nhất là trong mùa cạn. Biện pháp điều hoà nguồn nước có hiệu quả, trữ nước mùa lũ
để sử dụng trong mùa cạn, sử dụng tổng hợp nguồn nước cho tưới, phát điện, nuôi
cá, cấp nước là một hướng có tính chiến lược. Nhưng muốn phát triển nhanh, nhiều,
khắp mọi nơi thì phải lựa chọn một tỷ lệ hợp lý giữa các công trình loại lớn, loại
vừa và nhỏ đi đôi với việc bảo vệ môi trường sinh thái trên các lưu vực để nuôi
dưỡng, phát triển các nguồn sinh thuỷ, áp dụng các biện pháp nông lâm kết hợp như
làm ruộng, nương bậc thang, xen kẽ với các đai rừng ở khắp các vùng từ ven biển
đến miền núi, chống xói mòn, xâm thực, giữ đất, giữ nước. Xem xét vấn đề nước
trong tổng thể môi trường của các lưu vực sông, giữa sử dụng đất trong phát triển

kinh tế, phân bố dân cư, đô thị hoá, phát triển nông thôn, trồng rừng, thuỷ lợi hoá,
điện khí hoá với tiềm năng thuỷ điện của nước ta, trong một thế cân bằng động, hài
hoà, đáp ứng các nhu cầu hiện tại nhưng không làm ảnh hưởng tiêu cực đến các thế
hệ tương lai.


- 11 -

8. Trong điều kiện khí hậu nhiệt đới gió mùa cần coi trọng chiến lược phòng chống
thiên tai về bão, lụt và hạn. Những cực trị này - theo các dự đoán cùng với sự thay
đổi khí hậu trong những thập kỷ tới - sẽ gay gắt hơn, sức tàn phá sẽ ác liệt hơn. Kế
hoạch hành động trong thực hiện chiến lược phòng chống bão lụt cần chú ý đến các
đồng bằng ngập lụt - nơi tập trung đông dân, kinh tế xã hội phát triển - nhất là
những vùng trũng thấp rộng lớn như Đồng Tháp Mười, Tứ giác Long Xuyên, Tây
sông Hậu …. Cần phối hợp giữa các biện pháp phi công trình với biện pháp công
trình, kết hợp giữa chính quyền và nhân dân, trang bị đầy đủ vật chất, kiến thức sẵn
sàng đối phó với thiên tai một cách chủ động, giảm thiệt hại xuống mức thấp nhất.
9. Cần đặc biệt quan tâm đến xây dựng cơ sở hạ tầng trong chiến lược phát triển tài
nguyên nước bền vững theo lưu vực sông, bao gồm hệ thống kiến thức về thuỷ văn
và tài nguyên nước, hệ thống chính sách, luật pháp, tiêu chuẩn chất lượng nước, vấn
đề thông tin, giáo dục, huấn luyện, phổ cập kiến thức cho toàn dân, tổ chức hệ thống
công nghệ nhằm khai thác, bảo vệ, kiểm soát, theo dõi, dự báo tài nguyên và môi
trường nước. Mở rộng hợp tác quốc tế trong lĩnh vực thuỷ văn và tài nguyên nước,
trao đổi thông tin kinh nghiệm, chuyển giao công nghệ, nghiên cứu tính toán dự
báo, giáo dục đào tạo, đặc biệt đối với các lưu vực sông quốc tế như sông Mê Công,
sông Hồng, sông Mã, sông Cả ... . Cần có sự hợp tác chặt chẽ với các nước ven
sông trong một kế hoạch khai thác hợp lý để bảo vệ lượng và chất nước, bảo đảm
lợi ích chung trong việc phát triển tài nguyên nước lâu bền.
Với những đặc điểm đó, việc tính toán các phương án nhằm đề ra phương
thức quản lý tổng hợp tài nguyên nước cho từng vùng lãnh thổ, từng lưu vực sông là

hết sức cần thiết. Trong điều kiện hiện nay của Việt Nam, công cụ mô hình toán
được coi là một công cụ hữu hiệu để thực hiện việc tính toán theo những phương án
khác nhau để so sánh và đưa ra những kiến nghị hợp lý.
Dưới đây là một thí dụ về quản lý tài nguyên nước trên lưu vực: Nếu lưu vực
được quản lý một cách phù hợp (Hình 1-1) thì nước trên lưu vực sẽ đạt được chất
lượng tốt (màu xanh). Còn nếu lưu vực không được quản lý phù hợp (Hình 1-2) thì
toàn bộ nước trên lưu vực sẽ kém chất lượng (màu đỏ xẫm). Đối với trường hợp


- 12 -

lưu vực có thượng lưu không được quản lý phù hợp (Hình 1-3) thì ngay lượng nước
trên thượng lưu có chất lượng kém và sẽ ảnh hưởng đến chất lượng nước ở hạ lưu.

Hình 1-1. Lưu vực được quản lý phù hợp Hình 1-2. Lưu vực quản lý không phù hợp

Hình 1-3. Lưu vực có phần thượng lưu quản
lý không phù hợp
10. Nước ta, cho đến nay, đã có nhiều nghiên cứu liên quan đến quản lý tổng hợp tài
nguyên và môi trường và thành lập một số Ban quản lý và Quy hoạch lưu vực sông.
Một số lưu vực sông lớn đã có những dự án nghiên cứu quy hoạch tổng thể. Ví dụ
Quản lý lưu vực sông Hồng, sông Đồng Nai… Nhìn chung, các nghiên cứu của các
lĩnh vực riêng lẻ cần được tập hợp trong một khung phân tích tổng hợp làm cơ sở


- 13 -

cho việc sử dụng hợp lý và quản lý tổng hợp tài nguyên nước. Ngoài cơ cấu của một
tổ chức lưu vực sông về mặt quản lý, bên cạnh đó, các công cụ tính toán, phân tích
hỗ trợ quản lý lưu vực sông là một phần không thể thiếu. Do đó đề tài đã ứng dụng

các mô hình toán nhằm đưa ra một số kiến nghị và đề xuất một số biện pháp trong
quản lý tổng hợp tài nguyên nước lưu vực sông Thạch Hãn.
1.2. ỨNG DỤNG MÔ HÌNH TOÁN TRONG QUẢN LÝ TỔNG HỢP TÀI
NGUYÊN NƯỚC
1.2.1. Lựa chọn mô hình toán để ứng dụng cho bài toán quản lý tổng hợp tài
nguyên nước
1.2.1.1. Bài toán quản lý tổng hợp tài nguyên nước
Bài toán quản lý tổng hợp tài nguyên nước là một bài toán rộng với rất nhiều
vấn đề cần phải quan tâm. Trước hết cần xem xét các phương án quy hoạch của hiện
tại, tính toán cân bằng nước và gắn với lợi ích sử dụng các nguồn nước. Sau đó đưa
ra đánh giá về quá trình quản lý tài nguyên nước. Tiếp theo là việc thiết lập các
phương án quy hoạch với một số giả định, tính toán, xem xét và đánh giá nhu cầu
dùng nước ứng với phương án đó. Cuối cùng, thiết lập một hệ thống quản lý thực
tiễn phù hợp với xu thế phát triển xã hội có định hướng. Bài toán phải đưa ra được
phương án quản lý vận hành hợp lý với giá thành nhỏ nhất mà đạt được những hiệu
quả kinh tế lớn nhất.
Việc tính toán nhu cầu dùng nước cho hiện tại ứng với cách phân bố sử dụng
nước khác nhau tạo ra yêu cầu số lượng tính toán lớn và rất phức tạp vì nó liên quan
tới các nhu cầu dùng nước khác nhau. Trong bối cảnh đó, mô hình toán đã trở nên
một công cụ thuận lợi trong việc giải quyết bài toán quản lý tổng hợp tài nguyên
nước, đặc biệt là sự phát triển mạnh mẽ của tin học và các công cụ tính hiện đại, cho
phép so sánh một số lượng rất lớn các phương án và các ràng buộc. Vì thế việc lựa
chọn mô hình tính toán thích hợp nhằm đảm bảo được tính chính xác của kết quả,
tính phức tạp của số liệu, có tốc độ tính toán nhanh và độ tin cậy cao là rất quan
trọng.


- 14 -

1.2.1.2. Một số vấn đề trong lựa chọn mô hình quản lý tổng hợp tài nguyên nước

Trước sự phát triển mạnh mẽ của tiến bộ khoa học kỹ thụât, của điều kiện
kinh tế xã hội cũng như nhu cầu sử dụng tài nguyên nước không ngừng tăng lên, nội
dung quản lý tổng hợp tài nguyên nước cũng ngày một đa dạng. Chính vì lẽ đó mà
tính phức tạp của những mô hình toán sử dụng để giải quyết vấn đề cũng tăng lên.
Đối với những mô hình toán sử dụng trong quản lý tổng hợp tài nguyên nước còn có
nhiều vấn đề phải thảo luận vì chưa thể có được những quan điểm thống nhất.
(1) Vấn đề kinh tế
Khác với những mô hình toán được sử dụng để giải quyết các quá trình thành
phần, các mô hình toán trong quản lý tổng hợp tài nguyên nước luôn phải gắn liền
với bài toán kinh tế, mục tiêu cuối cùng là cố gắng tìm được những giải pháp sao
cho đạt hiệu quả kinh tế cao nhất.
(2). Vấn đề bảo vệ môi trường - đảm bảo sự phát triển bền vững
Bảo vệ môi trường - đảm bảo sự phát triển bền vững có thể được phối hợp
với nội dung kinh tế thông qua một chỉ tiêu “kinh tế - môi trường”. Chỉ tiêu này
được định lượng trong những mô hình toán thông qua khoảng thời gian xét tối ưu.
(3). Vấn đề xã hội
Bài toán quản lý tổng hợp tài nguyên nước không thể xem xét tách rời những
vấn đề xã hội, đặc biệt là dự báo xu thế phát triển vì chính đó là nhân tố quyết định
cho mức độ ổn định của các dữ liệu đưa vào trong mô hình.
(4). Vấn đề số liệu cần đáp ứng: Đây chính là một trong những vấn đề khó khăn
nhất khi sử dụng các mô hình toán trong quản lý tổng hợp tài nguyên nước. Phần
lớn các kết quả của mô hình có sự thuyết phục không cao là do không đủ số liệu đầu
vào để đáp ứng cho mô hình hoặc là số liệu có tính đại biểu thấp. Để khắc phục
được tình trạng này, một đề xuất có thể là: lựa chọn mô hình trong số những mô
hình đã có mà khả năng đáp ứng của số liệu vào đối với vùng tính toán là lớn nhất
và có những output phản ảnh những đặc trưng mà ta cần quan tâm rồi sau đó tiến
hành bổ sung những số liệu thiếu trước khi tính toán.


- 15 -

Thông thường bài toán quản lý tổng hợp tài nguyên nước sử dụng 2 loại mô
hình toán phổ biến trong Thủy văn:
- Mô hình mưa rào – dòng chảy để sản sinh ra chuỗi số liệu dòng chảy tương
ứng với những điều kiện khí tượng (chủ yếu là mưa – trong vùng nhiệt đới ẩm) và
- Mô hình mô phỏng các hoạt động dùng nước trong lưu vực với input là
chuỗi số liệu dòng chảy được sinh ra từ loại mô hình mưa rào – dòng chảy nói trên,
kết hợp với những điều kiện của các công trình sử dụng nước có thể có tương ứng
với những kịch bản phát triển (hoặc còn gọi là các phương án) có thể xảy ra trong
tương lai, để từ đó phân tích tính hợp lý của các phương án sử dụng nước trước khi
quyết định lựa chọn phương án thích hợp.
Trong một mức độ hạn chế, ở luận văn này chỉ xin được ứng dụng một mô
hình mưa rào – dòng chảy và mô hình mô phỏng trong điều kiện của một lưu vực
sông cụ thể ở Quảng Trị để bước đầu thử nghiệm việc quản lý tổng hợp tài nguyên
nước cho một lưu vực sông loại vừa ở Việt Nam.
1.2.1.3. Lựa chọn mô hình mưa rào – dòng chảy
Có rất nhiều mô hình mưa rào – dòng chảy hiện đang được ứng dụng rộng
rãi trên thế giới cũng như ở Việt Nam. Có thể kể ra một số như mô hình TANK (do
Surawara phát triển năm 1956), mô hình HEC-HMS (do Trung tâm ký thuật Thuỷ
văn Hoa Kỳ phát triển), mô hình NIELSEN-HANSEN, mô hình COREN –
CUSMEN, mô hình SSARR (do Rockwood đề xuất năm 1956), mô hình
SACRAMENTO (Hoa Kỳ), môđun NAM của họ mô hình MIKE (do Viện Thuỷ lực
Đan Mạch phát triển), mô hình VMOD do Phần Lan xây dựng…. Các mô hình trên
đã và đang được ứng dụng cho một số lưu vực của nước ta và đã đem lại những kết
quả khả quan.
Tuy nhiên, với đối tượng nghiên cứu là lưu vực sông Thạch Hãn thuộc
Quảng Trị, luận văn đã ứng dụng một mô hình toán cho phép tính lượng dòng chảy
từ các trạm mưa ở trong và vùng lân cận lưu vực, đó là mô hình NAM.

- 16 -

1.2.1.4. Lựa chọn mô hình quản lý tổng hợp tài nguyên nước.
Trên thế giới hiện nay cũng có rất nhiều mô hình quản lý tài nguyên, quy
hoạch lưu vực khá hiệu quả như mô hình HEC3, MITSIM, RIBASIM, WUS, MIKE
BASIN… Một số mô hình có hạn chế là sử dụng trong môi trường DOS, chưa tạo
được giao diện hợp lý cho người sử dụng, ít sử dụng các kỹ thuật đồ họa, việc vào
ra số liệu phải tuân thủ theo format của file định sẵn khá cứng nhắc. Mô hình WUS
được xây dựng trên môi trường Windows, có giao diện khá phù hợp với người dùng
song hiện nay chưa có phiên bản miễn phí nên chưa được ứng dụng nhiều ở Việt
Nam. Mô hình MIKE BASIN của Viện Thủy lực Đan Mạch (DHI) hiện đang được
ứng dụng tương đối phổ biến tại Việt Nam. Trong mô hình này, việc tính toán nhu
cầu dùng nước trên lưu vực được thực hiện thông qua mô hình CROPWAT.
Mô hình MIKE BASIN là một hệ thống mô hình tổng hợp được kết hợp với
hệ thống thông tin địa lý GIS và phần mềm quản lý các dữ liệu có liên quan, tuy
nhiên, các hệ thống mô hình này chú trọng về khả năng đánh giá về chất lượng,
không có khả năng đánh giá về số lượng như tính toán dòng chảy lũ, dự báo ngập
lụt…
Bộ mô hình MIKE là bộ mô hình hiện đại và đầy đủ nhất hiện nay trong việc
giải quyết các bài toán liên quan đến tài nguyên nước. Sử dụng bộ mô hình này cho
phép mô tả toàn diện các thành phần có trên lưu vực và hệ thống sông. Ưu điểm lớn
nhất của mô hình là khả năng liên kết các mô hình đơn lẻ thành một bộ mô hình
thống nhất và hoàn chỉnh. Sự liên kết giữa các thành phần dòng mặt, dòng sát mặt
và dòng ngầm, mô hình mưa – dòng chảy với mô hình thủy lực không những có khả
năng mô phỏng đầy đủ vận động cảu dòng nước trên lưu vực mà còn đưa ra kết quả
một cách trực quan và dễ hiểu dưới dạng các bản đồ ngập lụt. Mô hình MIKE
BASIN với giao diện ArcView GIS là một một mô hình mô phỏng nguồn nước lưu
vực sông. Với những ưu thế đó, trong nghiên cứu này, đề tài đã lựa chọn sử dụng bộ
mô hình MIKE gồm MIKE NAM, MIKE BASIN và MIKE 11 (chi tiết nội dung mô
hình xin xem ở Phụ lục) để đưa vào tính toán thủy văn, cân bằng nước, thủy lực