Chƣơng TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU Tổng quan tình hình nghiên cứu 1.1 Tình hình nghiên cứu giới Ngày nay, giới mô hình toán nghiên cứu thủy văn lƣu vực sông đƣợc sử dụng rộng rãi đạt hiệu cao Tuy nhiên, mô hình giải hết vấn đề thuỷ văn nhƣ mô hình thích hợp cho lƣu vực điều kiện tự nhiên khác biệt Việc lựa chọn mô hình ứng dụng cho điều kiện định vấn đề khó khăn chuyên gia thuỷ văn (Nguyễn Hải Âu, 2009) Nhìn chung, nghiên cứu phát triển ứng dụng mô hình toán quản lý sử dụng hợp lý TNN lƣu vực sông vấn đề quan trọng, phát triển mạnh giới, đặc biệt Mỹ, châu Âu, châu Úc Bên cạnh mô hình có tính chất thƣơng mại cao nhƣ họ mô hình MIKE, TELEMAC,… có nhiều mô hình đƣợc hỗ trợ miễn phí nhƣ SWAT, CE-QUAL W2 (DHI, 2004) Một số nghiên cứu thời gian gần đây, điển hình nhƣ: Các nguồn tài nguyên nƣớc ô nhiễm sông Kok lƣu vực miền Bắc Thái Lan Myanmar đƣợc phân tích cách sử dụng MIKE BASIN LOAD Ứng dụng MIKE BASIN xây dựng chiến lƣợc quản lý tài nguyên nƣớc lƣu vực sông Nghiên cứu ứng dụng mô hình MIKE 11- NAM đánh giá mƣa - dòng chảy lƣu vực sông Layang 1.2 Tình hình nghiên cứu Việt Nam Hiện nay, vấn đề đánh giá tác động BĐKH tới mặt phát triển kinh tế - xã hội đƣợc quan tâm đặc biệt Đã có nhiều nghiên cứu tính toán mức độ ảnh hƣởng BĐKH nhƣ: [5] Viện Khoa học Khí tƣợng Thủy văn Môi trƣờng Nghiên cứu tác động BĐKH lƣu vực sông Hƣơng sách thích nghi Huyện Phú Vang, Tỉnh Thừa Thiên Huế (2005 - 2008) Trung tâm Tƣ vấn Khí tƣợng Thủy văn Môi trƣờng, Viện KH KTTV&MT Đánh giá tác động BĐKH lên TNN biện pháp thích ứng - Lƣu vực sông Hồng - Thái Bình 2010 Trung tâm Tƣ vấn Khí tƣợng Thủy văn Môi trƣờng, Viện KH KTTV&MT Đánh giá tác động BĐKH lên TNN biện pháp thích ứng - Lƣu vực sông Đồng Nai 2010 Trung tâm Nghiên cứu Thủy văn & TNN, Viện KH KTTV&MT Đánh giá tác động BĐKH lên TNN biện pháp thích ứng - Lƣu vực sông Cả 2010 Trung tâm Nghiên cứu Thủy văn & TNN, Viện KH KTTV&MT Đánh giá tác động BĐKH lên TNN biện pháp thích ứng - Lƣu vực sông Thu Bồn 2010 Trung tâm Nghiên cứu Thủy văn & TNN, Viện KH KTTV&MT Đánh giá tác động BĐKH lên TNN biện pháp thích ứng - Đồng sông Cửu Long 2010 Công ty Blak & Veatch Báo cáo nghiên cứu khả thi hệ thống thuỷ lợi tổng hợp Phƣớc Hoà , năm 2001 Tô Văn Trƣờng nnk (2008) Báo cáo tổng hợp Quy hoạch TNN lƣu vực sông Đồng Nai, Cục Quản lý TNN Việt Nam Cơ sở lý thuyết 2.1 Các đặc trƣng biểu thị dòng chảy lƣu vực sông 2.1.1 Đặc trƣng dòng chảy a Lƣu lƣợng nƣớc Lƣu lƣợng nƣớc Q (water discharge): lƣợng nƣớc chảy qua mặt cắt cửa đơn vị thời gian giây (m3/s) Lƣu lƣợng tích số vận tốc trung bình dòng chảy nhân cho diện tích mặt cắt ƣớt dòng chảy Lƣu lƣợng nƣớc thời điểm gọi lƣu lƣợng tức thời Quá trình thay đổi lƣu lƣợng nƣớc theo thời gian tuyến cửa gọi trình lƣu lƣợng, ký [6] hiệu Q(t) Q ~ t Đồ thị thay đổi lƣu lƣợng nƣớc thời gian đƣờng trình lƣu lƣợng nƣớc Hình 1.1: Đƣờng trình lƣu lƣợng trận lũ (Nguyễn Thanh Sơn, 2004) Lƣu lƣợng bình quân khoảng thời gian T giá trị trung bình lƣu lƣợng nƣớc khoảng thời gian Lƣu lƣợng bình quân đƣợc tính theo công thức tích phân biểu thức sau: Trong đó: giá trị bình quân lƣu lƣợng (m3/s); b n số thời gian tính toán (s); Qi lƣu lƣợng bình quân thời đoạn thứ i (m3/s) Tổng lƣợng dòng chảy Tổng lƣợng dòng chảy W (m3 hay km3) lƣợng nƣớc chảy qua mặt cắt cửa khoảng thời gian T từ thời điểm t1 đến t2, T = t2 - t1 Trong đó: lƣu lƣợng bình quân khoảng thời gian T [7] c Độ sâu dòng chảy Giả sử đem tổng lƣợng nƣớc chảy qua mặt cắt cửa khoảng thời gian trải toàn diện tích lƣu vực, ta đƣợc lớp nƣớc có chiều dày Y gọi độ sâu dòng chảy Trong đó: W tổng lƣợng nƣớc (m3); F diện tích lƣu vực (km2); T khoảng thời gian tính toán (s); Y lớp dòng chảy (mm) d Module dòng chảy Module dòng chảy trị lƣu lƣợng đơn vị diện tích lƣu vực km2 Từ công thức trên, ta có dạng biến đổi sau: Trong đó: Q lƣu lƣợng (m3/s); F diện tích lƣu vực (km2) e Hệ số dòng chảy Hệ số dòng chảy α tỷ số độ sâu dòng chảy Y (mm) (hay gọi lớp dòng chảy) lƣợng mƣa tƣơng ứng X (mm) sinh thời gian T Trong đó: α hệ số không thứ nguyên, ≤ Y ≤ X nên ≤ α ≤ Hệ số α lớn, tổn thất dòng chảy nhỏ ngƣợc lại Bởi vậy, α phản ánh tình hình sản sinh dòng chảy lƣu vực Module dòng chảy M phản ánh khả [8] phong phú nguồn nƣớc lƣu vực Tƣơng tự, độ sâu dòng chảy Y lớn lƣợng nƣớc nhiều Để so sánh mức độ dồi nguồn nƣớc, hai trị số M Y thƣờng đƣợc sử dụng 2.1.2 Lƣu vực sông a Diện tích lƣu vực (km2): diện tích hứng nƣớc mƣa tính đến vị trí sông Diện tích lƣu vực đƣợc giới hạn đƣờng phân nƣớc lớn nguồn cung cấp nƣớc cho sông lớn b Chiều dài lƣu vực (km): khoảng cách theo đƣờng gấp khúc qua điểm đoạn thẳng cắt ngang qua lƣu vực vuông góc với hƣớng dòng chảy từ nguồn nƣớc Trong thực tế lấy chiều dài sông chiều dài lƣu vực c Chiều rộng lƣu vực B (km): đƣợc xác định theo công thức: B = F / L Chiều rộng lƣu vực sông không cố định mà thay đổi theo chiều dài sông Sự thay đổi ảnh hƣởng đến tập trung nƣớc sông d Độ cao bình quân lƣu vực Hbq (m): ảnh hƣởng đến điều kiện thủy văn khí hậu Độ cao bình quân lƣu vực có ảnh hƣởng lớn tới nhân tố khí hậu, đặc biệt lƣu vực rộng lớn Trong đó: h cao trình bình quân hai đƣờng đồng mức (m); fi diện tích hai đƣờng đồng mức (m2); n số mảnh diện tích e Độ dốc trung bình lƣu vực (Jtb): ảnh hƣởng quan trọng tới trình tập trung dòng chảy, tạo thành lũ tính chất lũ lƣu vực Lƣu vực dốc dòng chảy tập trung nhanh lũ lên nhanh [9] Trong đó: li khoảng cách bình quân hai đƣờng đồng mức nhau; h∆ chênh lệch cao độ hai đƣờng đồng mức (trên đồ địa hình thƣờng có giá trị nhƣ đƣờng đồng mức) f Mật độ lƣới sông D (km/km2): mật độ lƣới sông tổng chiều dài tất sông suối lƣu vực chia cho diện tích Sông suối dày mật độ lƣới sông lớn Những vùng có nguồn nƣớc phong phú D thƣờng có giá trị lớn Một số phân cấp mật độ lƣới sông: Cấp 1: D = 1,5 - 2,0 Mật độ sông, suối dày; Cấp 2: D = 1,0 - 1,5 Mật độ sông, suối dày; Cấp 3: D = 0,5 - 1,0 Mật độ sông, suối tƣơng đối dày; Cấp 4: D < 0,5 Mật độ sông, suối thƣa 2.2 Hệ thống thông tin địa lý (GIS) 2.2.1 Định nghĩa Thuật ngữ GIS đƣợc sử dụng nhiều lĩnh vực khác nhƣ địa lý, kỹ thuật tin học, quản lý môi trƣờng tài nguyên, khoa học xử lý liệu không gian,…Sự đa dạng lĩnh vực ứng dụng dẫn đến có nhiều định nghĩa GIS Theo Burrough (1986), GIS hộp công cụ mạnh đƣợc d ng để lƣu trữ truy vấn tùy ý, biến đổi hiển thị liệu không gian từ giới thực cho mục tiêu đặc biệt [10] Theo Smith (1987), GIS hệ thống sở liệu mà liệu gắn liền với vị trí không gian qui trình hoạt động nhằm đáp ứng yêu cầu đối tƣợng không gian sở liệu Theo Nguyễn Kim Lợi ctv (2009), GIS hệ thống thông tin mà sử dụng liệu đầu vào, thao tác phân tích, sở liệu đầu liên quan mặt địa lý không gian, nhằm trợ giúp việc thu nhận; lƣu trữ; quản lý; xử lý; phân tích hiển thị thông tin không gian từ giới thực, để giải vấn đề tổng hợp thông tin cho mục đích ngƣời đặt nhƣ hỗ trợ việc định cho vấn đề quy hoạch; quản lý; sử dụng đất; tài nguyên thiên nhiên; 2.2.2 Lịch sử phát triển GIS đời vào năm đầu thập kỉ 70 ngày phát triển mạnh mẽ tảng tiến công nghiệp máy tính, đồ họa máy tính, phân tích liệu không gian quản trị liệu Từ năm 80 trở lại đây, công nghệ GIS có nhảy vọt chất, trở thành công cụ hữu hiệu công tác quản lý trợ giúp định Phần mềm GIS hƣớng tới đƣa công nghệ GIS thành Hệ tự động thành lập đồ xử lý liệu Hypermedia (phƣơng tiện cao cấp), Hệ chuyên gia, Hệ trí tuệ nhân tạo Hƣớng đối tƣợng (Đặng Văn Đức, 2001) Ngày công nghệ GIS phát triển mạnh theo hƣớng tổ hợp liên kết mạng (Entrprise) Trong suốt trình hình thành phát triển, công nghệ GIS tự hoàn thiện từ thấp đến cao, từ đơn giản đến phức tạp để phù hợp với tiến khoa học kỹ thuật 2.2.3 Các thành phần GIS Về thành phần GIS t y vào quy mô ứng dụng GIS mà ta có số thành phần tƣơng ứng 3, 4, Nhƣng thƣờng ta xem GIS có bốn thành phần bản: Phần cứng, Phần mềm, Cơ sở liệu địa lý, Cơ sở tri thức chuyên gia (con ngƣời) [11] Hình 1.2: Các thành phần GIS 2.2.4 Mô hình liệu Có hai thành phần quan trọng liệu địa lý:  Dữ liệu không gian (dữ liệu đồ): biểu diễn đối tƣợng không gian dƣới dạng điểm, đƣờng, vùng biểu diễn bề mặt  Dữ liệu thuộc tính: lƣu trữ thuộc tính đối tƣợng không gian nhƣ thuộc tính không gian (tọa độ, chu vi, diện tích, mối quan hệ không gian,…) thuộc tính mô tả (thuộc tính phân loại thông tin khác liên quan đến đối tƣợng) Mô hình biểu diễn liệu không gian có hai loại Vector Raster a Mô hình Vector (Vector Data Model) Trong mô hình liệu Vector, đối tƣợng không gian đƣợc thể mặt phẳng tọa độ Descartes:  Đối tƣợng điểm đƣợc xác định cặp tọa độ x,y  Đối tƣợng đƣờng đƣợc biểu diễn chuỗi cặp tọa độ x,y  Đối tƣợng v ng đƣợc biểu diễn đa giác Tọa độ đỉnh đa giác đƣợc biểu diễn thành chuỗi cặp tọa độ x,y có tọa độ điểm đầu cuối trùng b Mô hình Raster (Raster Data Model) Mô bề mặt Trái Đất đối tƣợng lƣới (đều không đều) gồm hàng cột Những phần tử nhỏ gọi pixel hay cell Giá trị [12] pixel thuộc tính đối tƣợng Kích thƣớc pixel nhỏ đối tƣợng đƣợc mô tả xác Một mặt phẳng chứa đầy pixel tạo thành Raster Cấu trúc thƣờng đƣợc áp dụng để mô tả đối tƣợng; tƣợng phân bố liên tục không gian, d ng để lƣu giữ thông tin dạng ảnh (ảnh mặt đất, hàng không, vũ trụ, ) Một số dạng mô hình biểu diễn bề mặt nhƣ DEM (Digital Elevation Model), DTM (Digital Terrain Model), TIN (Triangulated Irregular Network) sở liệu thuộc dạng Raster Hình 1.3: Mô hình Vector (trái), Mô hình Raster (phải) 2.2.5 Các chức GIS GIS có chức bản:  Thu thập - lƣu trữ liệu: liệu đƣợc sử dụng GIS đến từ nhiều nguồn khác nhau, có nhiều dạng đƣợc lƣu trữ theo nhiều cách khác GIS cung cấp công cụ để tích hợp liệu thành định dạng chung để so sánh phân tích  Quản lý liệu: sau liệu đƣợc thu thập tích hợp, GIS cung cấp chức lƣu trữ trì liệu Hệ thống quản lý liệu hiệu phải đảm bảo điều kiện an toàn liệu, toàn vẹn liệu, lƣu trữ trích xuất liệu, thao tác liệu  Phân tích không gian: chức quan trọng GIS, cung cấp chức nhƣ nội suy không gian, tạo v ng đệm chồng lớp  Hiển thị kết quả: với nhiều thao tác liệu địa lý, kết cuối c ng đƣợc hiển thị tốt dạng đồ biểu đồ GIS cung cấp nhiều công cụ thú vị để mở rộng tính nghệ thuật khoa học ngành đồ [13] 2.3 Mô hình SWAT 2.3.1 Lịch sử phát triển Sự phát triển mô hình SWAT nỗ lực Trung tâm Phục vụ Nghiên cứu Nông nghiệp (ARS: Agricultural Research Service) thuộc Bộ Nông nghiệp Hoa Kì (USDA: United States Department of Agriculture) gần 30 năm qua SWAT tích hợp nhiều mô hình USDA - ARS, bao gồm mô hình Hệ thống Quản lý Nông nghiệp hóa chất - dòng chảy xói mòn (CREAMS), mô hình Hệ thống Quản lý Nông nghiệp ảnh hƣởng tích trữ nƣớc ngầm (GLEAMS) mô hình Chính sách Khí hậu tác động Môi trƣờng (EPIC) Từ SWAT đời vào đầu năm 1990, liên tục trải qua nhiều lần đƣợc xem xét, đánh giá cải tiến nhằm mở rộng khả mô (Rallison, R.E and N Miller, 1981) Những cải tiến đáng kể mô hình theo phiên khác bao gồm: SWAT 94.2: bổ sung khái niệm đơn vị đồng phản ứng thuỷ văn (HRUs: Hydrologic Response Units) SWAT 96.2: phƣơng án tự động bón phân tƣới nƣớc đƣợc thêm vào nhƣ quản lý tùy chọn, tính toán lƣợng nƣớc tán lƣu trữ, thành phần mô CO2 mô hình tăng trƣởng trồng phục vụ nghiên cứu BĐKH SWAT 98.1: cải tiến chƣơng trình mô lƣợng tuyết tan, cải thiện tính toán chất lƣợng nƣớc dòng sông suối, mở rộng tính truyền vòng tuần hoàn chất dinh dƣỡng, sửa đổi mô hình để áp dụng khu vực Nam bán cầu SWAT 99.2: cải tiến tính truyền vòng tuần hoàn chất dinh dƣỡng, bổ sung phần ƣớc tính lƣợng tổn thất chất dinh dƣỡng trình bồi lắng hồ chứa/ao/đầm lầy, bổ sung phƣơng trình ảnh hƣởng khu đô thị lên dòng chảy từ mô hình SWMM (Storm Water Management Model) SWAT 2000: bổ sung phƣơng trình thấm Green & Ampt, cải thiện mô hình mô thời tiết, cho phép đọc vào mô liệu xạ Mặt Trời hàng ngày, độ ẩm tƣơng đối tốc độ gió, xem xét lại tất phƣơng pháp ƣớc tính ET tiềm năng,… [14] Hình 3.13: Thay đổi giá trị LLDC mô trung bình năm giai đoạn 2008 - 2030 so với giai đoạn 1980 - 1999 trạm Phƣớc Long Phƣớc Hòa [67] Hình 3.14: Thống kê so sánh giá trị LLDC trung bình năm giai đoạn 2008 - 2030 so với giai đoạn 1980 - 1999 hại trạm Phƣớc Long Phƣớc Hòa Thay đổi giá trị LLDC trung bình tháng hai trạm Phƣớc Long Phƣớc Hòa đƣợc trình bày dƣới Hình 3.15 3.16 Hình 3.15: Thay đổi giá trị LLDC mô trung bình tháng giai đoạn 2008 - 2030 so với giai đoạn 1980 - 1999 trạm Phƣớc Long [68] Hình 3.16: Thay đổi giá trị LLDC mô trung bình tháng giai đoạn 2008 - 2030 so với giai đoạn 1980 - 1999 trạm Phƣớc Hòa Số liệu giá trị LLDC mô trung bình tháng trạm Phƣớc Long Phƣớc Hòa : Bảng 3.5: Thống kê giá trị LLDC (m3/s) mô trung bình tháng trạm Phƣớc Long Bảng 3.6: Thống kê giá trị LLDC (m3/s) mô trung bình tháng trạm Phƣớc Hòa Sự thay đổi giá trị LLDC mô trung bình tháng giai đoạn 2008 - 2030 so với giai đoạn 1980 - 1999 hai tiểu lƣu vực kịch hoàn toàn khác So sánh kết mô với giai đoạn nền, xu hƣớng diễn biến dòng chảy hai tiểu lƣu vực giống nhau, lƣu lƣợng tăng m a mƣa giảm vào mùa cạn, mùa lũ [69] giai đoạn 2008 - 2030 đến sớm giai đoạn 1980 - 1999 (bắt đầu vào Tháng VII thay Tháng IX) Trong giá trị mô trung bình dòng chảy năm tăng theo thời gian với tốc độ trung bình dòng chảy lũ thể xu tăng nguy hiểm hai tiểu lƣu vực vào tháng m a mƣa (Tháng VII, VIII, IX), hai tháng đầu mùa mƣa (Tháng V, VI) có xu hƣớng tăng nhẹ dòng chảy thời gian chƣa cao Giai đoạn 2008 - 2030, giá trị LLDC tháng m a mƣa tăng trạm Phƣớc Long từ 9,22 - 138,91 m3/s (1,03 1,69 %), tăng cao vào Tháng VII (340,58 m3/s) Giá trị LLDC trạm Phƣớc Hòa tăng từ 33,71 - 351,68 m3/s (1,08 - 1,72 %), tăng cao vào Tháng VII (843,26 m3/s) Mùa cạn dòng chảy giảm (giảm mạnh vào tháng đầu mùa), không đáng kể lƣợng nhƣng lại có tác động nghiêm trọng thân dòng chảy kiệt khu vực thấp Điều cho thấy thay đổi nhiệt độ không khí làm gia tăng lƣợng tổn thất bốc lên nhiều, bên cạnh lƣợng mƣa m a cạn nhỏ nhƣng giảm lƣợng mƣa tác động mạnh đến dòng chảy mùa cạn Giai đoạn 2008 2030, giá trị dòng chảy tháng mùa cạn giảm báo động, ba tháng cạn có tháng giá trị gần Tại Phƣớc Long giá trị giảm từ 3,06 - 84,40 m3/s (0,18 - 0,45 %); giảm mạnh vào Tháng XI (62,29 m3/s) Tại Phƣớc Hòa giá trị giảm từ 11,27 - 185,34 m3/s (0,24 - 0,42 %); giảm mạnh vào Tháng XI (133,38 m3/s) Sự thay đổi giá trị LLDC khác tiểu lƣu vực Dựa vào Hình 3.17, nhận thấy giá trị LLDC thƣợng nguồn tăng nhƣng tăng so với hạ lƣu, phía Tây tăng nhiều so với phía Đông Thay đổi lớn từ 1,60 - 1,82 % tiểu lƣu vực 10, 13, 17, 33, 35 39 Thay đổi nhỏ từ 0,72 - 0,94 % tiểu lƣu vực 20, 29, 32, 34 36, (giá trị LLDC đƣợc trình bày chi tiết phụ lục 2) [70] Hình 3.17: Bản đồ thể thay đổi LLDC (%) tiểu lƣa vực giai đoạn 2008 - 2030 so với giai đoạn 1980 - 1999 Đề xuất biện pháp hỗ trợ quy hoạch thích ứng với BĐKH 3.1 Các biện pháp chung Từ hội thảo BĐKH nƣớc biển dâng toàn quốc cho thấy cần phải hành động cách thiết thực để giảm mức độ thiện hại BĐKH gây Vì vậy, cần giải cấp độ khác nhƣ cộng đồng dân cƣ, sách lực thể chế, quan trọng xây dựng lực thể chế mang tính vi mô vĩ mô (Nguyễn Văn Thắng nnk, 2010) [71] Ở cấp độ cộng đồng dân cƣ:  Trong thời gian ngắn: cần xây dựng chƣơng trình cụ thể, phù hợp với điều kiện tự nhiên địa hình địa phƣơng, cần có hỗ trợ khẩn cấp thông qua hỗ trợ thiên tai  Về lâu dài: cần xây dựng đồ dự báo BĐKH theo cấp độ khác nâng cao lực thích ứng vùng bị ảnh hƣởng trình phát triển ngành nghề khác Ở cấp độ sách: cần liên kết với nƣớc khu vực xây dựng chiến lƣợc cấp khu vực, cấp quốc gia nhƣ địa phƣơng Các yếu tố thay đổi khí hậu cần đƣợc lồng ghép với sách phát triển kinh tế - xã hội Vì thế, việc cần làm nghiên cứu xác định tác động mức độ BĐKH, điều chỉnh lại quy hoạch định hƣớng phát triển kinh tế - xã hội quốc gia, vùng tỉnh địa phƣơng Từ đó, biến thách thức BĐKH thành hội cho trình phát triển bền vững 3.2 Biện pháp thích ứng với BĐKH lĩnh vực TNN Việt Nam Từ biện pháp thích ứng chung với BĐKH, cần có biện pháp thích ứng riêng cho lĩnh vực TNN Việt Nam Thực có hiệu việc quản lý tổng hợp TNN theo lƣu vực sông điều kiện xét tới BĐKH, đặc biệt lƣu vực sông liên quốc gia, mà trạng thái dòng chảy (kể lƣợng chất) bị phụ thuộc nhiều vào tình hình phát triển kinh tế quốc gia thƣợng lƣu Củng cố, nâng cấp xây dựng bổ sung công trình khai thác nguồn nƣớc điều kiện BĐKH nƣớc biển dâng nhằm bảo đảm nhu cầu phát điện, cấp nƣớc bảo vệ môi trƣờng sinh thái d ng nƣớc, phòng chống thiên tai nƣớc, phục vụ cho phát triển bền vững kinh tế - xã hội Rà soát lại tiêu chuẩn, tần suất thiết kế công trình, đảm bảo làm việc an toàn trƣớc tình trạng BĐKH Xây dựng quy trình vận hành liên hồ chứa nhà máy thủy điện công trình thủy lợi phía thƣợng nguồn Giảm thiểu tác hại nƣớc gây Lập quy hoạch phát triển bền vững TNN lƣu vực sông, v ng sở gắn kết với quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội [72] nƣớc Trƣớc tiên, cần rà soát, xây dựng hồ thuỷ lợi; thuỷ điện; hệ thống đê điều,…có tính đến BĐKH Thực việc sử dụng nguồn nƣớc tiết kiệm hợp lý, phổ biến biện pháp tƣới tiêu khoa học tiết kiệm nƣớc ngành nông nghiệp nhƣ tƣới phun; tƣới nhỏ giọt;… Tăng cƣờng nghiên cứu khoa học phát triển công nghệ điều tra, khảo sát, quan trắc, đánh giá TNN lực thích ứng với BĐKH Cần chuẩn bị nguồn nhân lực - vật lực để có đủ khả đối phó thích ứng với BĐKH khu vực Hoàn chỉnh; nâng cấp đại hoá hệ thống quan trắc, dự báo dài hạn TNN, dự báo m a; năm TNN, thiên tai; lũ lụt; xâm nhập mặn; , xây dựng hệ thống cảnh báo lũ quét Hoàn thiện thể chế, tổ chức 3.3 Biện pháp thích ứng với tác động BĐKH đến lƣu lƣợng nƣớc sông Bé Dựa vào biện pháp đề xuất kết hợp với yếu tố đặc trƣng lƣu vƣc sông Bé, đề tài đƣa số biện pháp hỗ trợ cụ thể cho lƣu vực dƣới tác động BĐKH Nguồn nƣớc sông Bé đƣợc sử dụng đa mục tiêu, quyền ƣu tiên đƣợc đề xuất cách chủ quan nhƣ sau: thứ nƣớc cho thủy điện, thứ hai cấp nƣớc cho tƣới tiêu, thứ ba chuyển nƣớc cho Hồ Dầu Tiếng, thứ tƣ cấp nƣớc cho nhà máy nƣớc Nam Bình Dƣơng cuối c ng đảm bảo dòng chảy môi trƣờng cho vùng hạ lƣu sông Sài Gòn - Đồng Nai (Nguyễn Hải Âu, 2009) Vì vậy, cần nhanh chóng hoàn thành quy hoạch tổng hợp lƣu vực sông nhằm thiết lập chế mang tính chất pháp lý việc phân phối, chia sẻ nguồn nƣớc cho ngành, sử dụng hiệu bảo vệ TNN lƣu vực sông Nguồn nƣớc lƣu vực sông Bé dồi phong phú nhƣng phân bố không đồng M a mƣa mức độ tập trung nƣớc cao (chiếm 85 - 90 % tổng lƣợng nƣớc) nên dễ gây lũ lụt Mùa cạn số nơi lại thiếu nƣớc nghiêm trọng, chí nƣớc sinh hoạt gặp nhiều khó khăn nhu cầu nƣớc mùa cạn lại lớn, cần thiết cho vụ mùa Đông - Xuân Vì vậy, để hạn chế tới mức thấp thiệt [73] hại lũ lụt gây ra, nhằm điều hòa nguồn nƣớc dồi sẵn có, cần kết hợp hai biện pháp công trình phi công trình  Biện pháp công trình: tiếp tục xây dựng hoàn chỉnh hệ thống hồ chứa (thủy lợi hồ chứa nhà máy thủy điện) theo quy hoạch để tạo điều kiện tốt việc chủ động điều hòa nguồn nƣớc toàn lƣu vực, điều kiện cần thiết xây công trình chuyển nƣớc lƣu vực để giải cho vùng khan Trên sở công trình thủy lợi có, cần quản lý khai thác hết công suất hồ, đập, kết hợp với việc tính toán xây dựng công trình Đồng thời, cần đẩy mạnh việc trồng rừng, phủ xanh đồi trọc nhằm điều hòa nguồn nƣớc, giảm lũ tăng lƣu lƣợng nƣớc vào mùa kiệt  Biện pháp phi công trình: tích cực bảo vệ phát triển rừng đầu nguồn có tính chất phòng hộ Tăng cƣờng quản lý tổng hợp lƣu vực sông nhằm hài hòa lợi ích thƣợng - hạ lƣu, đối tƣợng sử dụng nƣớc để việc sử dụng đƣợc tiết kiệm, đạt hiệu bền vững Trong thời gian tới, nhu cầu phát triển kinh tế ngày cao, khu công nghiệp Đồng Nai, TP Hồ Chí Minh, Bình Dƣơng,… đƣợc xây dựng mở rộng, với nhu cầu nƣớc sinh hoạt ngày lớn việc tăng dân số phát triển đô thị, cần phải sử dụng đến lƣợng lớn nƣớc nguồn nƣớc lƣu vực sông Bé Vì vậy, cần tăng cƣờng lực cấp nƣớc để đáp ứng nhu cầu d ng nƣớc ngày gia tăng, điều chỉnh chế độ dòng chảy, tích trữ nƣớc để giảm lƣu lƣợng vào mùa lũ tăng đáng kể vào mùa cạn Cần xây dựng mục tiêu sử dụng nƣớc tiết kiệm tất đối tƣợng sử dụng nƣớc cho có hiệu hơn, chuyển đổi cấu trồng, vật nuôi, lịch canh tác để thích ứng với tình trạng khan nƣớc mùa cạn  Đối với nông nghiệp: ngành sử dụng nƣớc nhiều nhất, chiếm tới 90 % tổng nhu cầu nƣớc lƣu vực (Nguyễn Duy Liêm, 2011), mùa cạn cần áp dụng hình thức tƣới tiết kiệm nƣớc (tƣới phun, tƣới rỉ, đồng thời giữ nƣớc, giữ ẩm cho đất để giảm lƣợng nƣớc tƣới cho loại trồng), qua tiết kiệm đƣợc [74] lƣợng nƣớc đáng kể cung cấp cho ngành khác vốn sử dụng nƣớc so với ngành trồng trọt  Trong lĩnh vực công nghiệp: áp dụng tiến khoa học kĩ thuật cho phép sử dụng tiết kiệm nƣớc mà đảm bảo hiệu sản xuất  Các ngành sử dụng nƣớc khác cần có chƣơng trình sử dụng nƣớc tiết kiệm cụ thể Riêng thủy điện cần có quy trình vận hành hợp lý để vừa đảm bảo yêu cầu ngành điện phục vụ yêu cầu sử dụng nƣớc hạ lƣu nhƣ trì dòng chảy sinh thái Tăng cƣờng biện pháp bảo vệ chất lƣợng nƣớc Tình trạng ô nhiễm nƣớc đô thị, nƣớc thải, rác thải sinh hoạt hệ thống xử lý tập trung mà trực tiếp xả nguồn tiếp nhận,… nguồn quan trọng gây ô nhiễm nguồn nƣớc Vì vậy, cần có chiến lƣợc lâu dài nhằm cung cấp nguồn nƣớc đạt chất lƣợng cho sinh hoạt sản xuất [75] KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ  KẾT LUẬN Mô LLDC lƣu vực sông Bé giai đoạn 1979 - 2007 mô hình SWAT kiểm định mô hình với số liệu thực đo hai trạm Phƣớc Long Phƣớc Hòa, kết đạt loại (giá trị R2 NSI đạt 0,7) Trong giai đoạn từ 1979 - 2007:  Dòng chảy Phƣớc Long Phƣớc Hòa đƣợc xác định theo biến động lƣợng mƣa Dòng chảy hai tiểu lƣu vực giai đoạn 1979 - 1997 đạt đỉnh mùa mƣa (Tháng VIII/1986, IX/1992 X/1994), tháng lại năm (nhất mùa cạn) dòng chảy nhỏ  Giai đoạn 1979 - 1994: tính chất dòng chảy lũ giai đoạn tăng cƣờng độ nhƣng biến đổi đột ngột, bắt đầu Tháng V kết thúc vào Tháng X Tại hai trạm, đỉnh lũ xuất vào Tháng IX với lƣu lƣợng 280,76 m3/s (Phƣớc Long) 609,91 m3/s (Phƣớc Hòa) LLDC trung bình tháng mùa cạn 40,27 m3/s (Phƣớc Long) 82,43 m3/s (Phƣớc Hòa)  Giai đoạn 1994 - 1997: tính chất dòng chảy lũ hai trạm giai đoạn tƣơng tự nhƣ giai đoạn trƣớc nhƣng lƣu lƣợng thấp So với giai đoạn 1979 - 1994, đỉnh lũ xuất vào tháng IX trạm Phƣớc Long với lƣu lƣợng 213,43 m3/s (giảm 0,76 %) trạm Phƣớc Hòa 501,90 m3/s (giảm 0,82 %) Khi thủy điện Thác Mơ hoàn thành có điều tiết, lƣu lƣợng trung bình tháng mùa cạn trạm Phƣớc Long (72,28 m3/s, tăng 1,79 %) Phƣớc Hòa (90,03 m3/s, tăng 1,09 %) tăng so với giai đoạn 1979 - 1994 Kết nghiên cứu cho thấy BĐKH ảnh hƣởng rõ rệt đến dòng chảy tiểu lƣu vực thay đổi chế độ dòng chảy lƣu vực sông Bé phản ánh xu chung BĐKH  Dòng chảy trung bình năm toàn hệ thống sông Bé kịch BĐKH có xu hƣớng tăng theo thời gian so với trạng tốc độ khác năm So [76] với giai đoạn 1980 - 1999 giá trị trung bình LLDC năm giai đoạn 2008 - 2030 tăng hai tiểu lƣu vực Phƣớc Long (1,06 %) Phƣớc Hòa (1,08 %)  Dòng chảy trung bình theo tháng tăng vào m a mƣa giảm mạnh vào mùa cạn Xu hƣớng dòng chảy m a mƣa giống nhƣ giai đoạn 1980 - 1999 nhƣng lũ xuất sớm (Tháng VII thay tháng IX), LLDC tăng tiểu lƣu vực Phƣớc Long (1,03 1,69 %) Phƣớc Hòa (1,08 - 1,72 %) Mùa cạn dòng chảy giảm tiểu lƣu vực Phƣớc Long (0,18 - 0,45 %) Phƣớc Hòa (0,24 - 0,42 %) Dòng chảy trung bình năm tăng tiểu lƣu vực Phƣớc Long (1,06 %) Phƣớc Hòa (1,08 %)  Sự thay đổi giá trị LLDC khác tiểu lƣu vực, LLDC thƣợng nguồn tăng nhƣng tăng so với hạ lƣu, phía Tây tăng nhiều so với phía Đông Thay đổi giá trị LLDC nhiều từ 1,60 - 1,82 % Vì quan điểm khai thác TNN, việc điều tiết lại nguồn nƣớc năm phải xem xét thích ứng hoàn cảnh để đảm bảo cung cấp đủ lƣợng nƣớc cho sinh hoạt sản xuất Qua đó, nghiên cứu nêu số biện pháp thích ứng với tác động BĐKH đến lƣu lƣợng nƣớc sông Bé nhƣ quy hoạch tổng hợp lƣu vực để phân chia nguồn nƣớc phù hợp theo yêu cầu sử dụng, xây dựng hoàn chỉnh hệ thống hồ chứa theo quy hoạch, sử dụng nƣớc tiết kiệm tất đối tƣợng sử dụng nƣớc cho có hiệu tăng cƣờng biện pháp bảo vệ chất lƣợng nƣớc để phục vụ cho sản xuất sinh hoạt Đối với mô hình, luận văn cố gắng loại bỏ bất định thông qua việc kiểm định (nhƣng chƣa hiệu chỉnh mô hình) tính toán, nhằm mục đích tối thiểu hóa sai số từ mô hình Đối với khía cạnh mô hình hóa đánh giá tác động BĐKH tƣơng lai, kết mô hình nhiều sai sót so với mô hình khí hậu Đề tài bƣớc đầu khắc phục vấn đề nhƣng nhiều hạn chế thời gian, liệu, thiết bị nên kết dừng lại mức độ định [77]  KIẾN NGHỊ Nghiên cứu đạt đƣợc kết tốt, công cụ hữu ích quản lý tổng hợp quản lý sử dụng hiệu TNN Tuy nhiên, đề tài đề xuất số nghiên cứu sâu nhằm đạt đến mục tiêu quản lý, khai thác sử dụng bền vững TNN theo lƣu vực sông nhƣ sau:  Nghiên cứu sâu mô hình, kiểm định đồng thời hiệu chỉnh mô hình thông số đầu vào nhằm cải thiện kết cần thiết Vì vậy, cần thu thập chuẩn bị liệu đầu vào thật tốt để kết mô mô hình đạt độ xác cao  Điều tra, khảo sát chi tiết số lƣợng, chất lƣợng nƣớc yêu cầu vùng lƣu vực theo tháng năm Mô chất lƣợng nƣớc, phân tích kinh tế TNN đánh giá TNN hƣớng đến hệ thống hỗ trợ định Trong thời gian tới, mô hình cần đƣợc nghiên cứu kỹ để áp dụng cho toán khác, phục vụ công tác quy hoạch quản lý TNN  Tính toán đánh giá tác động BĐKH đến LLDC, chất lƣợng nƣớc yếu tố khác lƣu vực sông Bé mốc thời gian kịch BĐKH khác [78] TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Lâm Minh Triết (1999 - 2000), Xây dựng số sở khoa học phục vụ cho việc quản lý thống tổng hợp môi trường nước lưu vực sông Đồng Nai, Đề tài cấp nhà nƣớc KHCN.07.17, Viện Môi trƣờng Tài nguyên, Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh Đặng Văn Đức 2001 Hệ Thống Thông Tin Địa Lý NXB Khoa học Kỹ thuật Hà Nội Đỗ Đức Dũng ctv, 2002 Báo cáo tổng hợp “Quy hoạch Thủy lợi Lưu vực sông Bé” Viện Quy hoạch Thủy Lợi Miền Nam Nguyễn Thanh Sơn Tính toán thuỷ văn, NXB ĐHQG Hà Nội, 2004 Bùi Thị Tần ctv, 2006 Đánh giá tác động biến đổi khí hậu đến tài nguyên nước lưu vực sông Lô - Chảy, Viện Khí tƣợng thủy văn Cục Quản lý Tài nguyên nƣớc thuộc Bộ Tài nguyên Môi trƣờng Viện Quy hoạch Thuỷ lợi Miền Nam, 2007 Dự án quy hoạch tài nguyên nước lưu vực sông Đồng Nai Đỗ Đức Dũng ctv, 2007 Dự án Quy hoạch tài nguyên nước lưu vực sông Đồng Nai TP HCM Viện Quy hoạch Thủy Lợi Miền Nam Nguyễn Kim Lợi Trần Thống Nhất, 2007 Hệ thống Thông tin Địa lý - Phần mềm ArcView 3.3 NXB Nông Nghiệp, TP Hồ Chí Minh Tô Văn Trƣờng nnk 2008 Báo cáo tổng hợp Quy hoạch Tài nguyên nước lưu vực sông Đồng Nai, Cục Quản lý tài nguyên nƣớc Việt Nam trực thuộc Bộ Tài nguyên Môi trƣờng Bộ Tài nguyên Môi trƣờng, 2009.Kịch biến đổi khí hậu, nước biển dâng cho Việt Nam [79] Nguyễn Hải Âu, 2009 Nghiên cứu ứng dụng mô hình toán thích hợp hỗ trợ quản lý sử dụng hiệu tài nguyên nước lưu vực sông Bé Luận văn Thạc sĩ, Viện Môi trƣờng Tài nguyên, Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh Tổng cục Thống kê, 2009 Kết toàn Tổng điều tra Dân số Nhà Việt Nam năm 2009 Địa truy cập: http.://www.gso.gov.vn/default.aspx?tabid=512& idmid=5&ItemID=10798 Nguyễn Văn Thắng nnk, 2010 Nghiên cứu ảnh hưởng biến đổi khí hậu đến điều kiện tự nhiên, tài nguyên thiên nhiên đề xuất giải pháp chiến lược phòng tránh, giảm nhẹ thích nghi, phục vụ phát triển bền vững kinh tế xã hội Việt Nam Đề tài KC08.13/06-10 Nguyễn Duy Liêm, 2011 Ứng dụng công nghệ Viễn Thám, Hệ Thống Thông Tin Địa Lý mô hình toán tính toán cân nước lưu vực sông Bé Luận văn tốt nghiệp, Đại học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh Bộ Tài nguyên Môi trƣờng, 2012 Kịch biến đổi khí hậu, nước biền dâng cho Việt Nam Tiếng Anh Nash, J E and J.V Suttcliffe, 1970 River flow forecasting through conceptual models, Part A disscussion of principles Journal of Hydrology 10 (3): 282290 Williams, J.R and R.W Hann 1972 HYMO, a problem-oriented computer language for building hydrologic models Water Resour Res 8(1):79-85 Rallison, R.E and N Miller, 1981 Past, present and future SCS runoff procedure p 353-364 In V.P Singh (ed.) Rainfall runoff relationship Water Resources Publication, Littleton, CO8 Burrough, P.A (1986) Principles of Geographic Information Systems for Land Resource Assessment Monographs on Soil and Resources Survey No 12, Oxford Science Publications, New York [80] Smith, N 1987 Academic War Over the Field of Geography: The Elimination of Geography at Harvard, 1947-51 Annals of the Association of American Geographers 77:155-172 FAO, 1995 The digital soil map of the world and derived soil properties CD-ROM Version 3.5, Rome IPCC, Climate Change 1995, Impacts Assessment Schneider, S H What is „„dangerous‟‟ climate change? Nature 411, 17-19 (2001) DHI, 2004, MIKE BASIN-a modelling system for River system, DHI software, 2004 P Krause et al., 2005.Comparison of different efficiency criteria for hydrological model assessment Advances in Geosciences 5: 89–97 S.L Neitsch, J.G Arnold, J.R Kiniry, J.R Williams, Soil and Water Assessment Tool Theoretical documentation, version 2005 IPCC (2007), The Physical Science Basis, Cambridge University Press Susan L Neitsch et al., 2009 Overview of Soil and Water Assessment Tool (SWAT) Model In: Arnold, J et al., eds 2009 Soil and Water Assessment Tool (SWAT): Global Applications Special Publication No 4., World Associatiom of Soil and Water Conservation, Bangkok: Funny Publishing, pp.3-23 [81] [...]... ng lãnh thổ Tác động của BĐKH lên dòng chảy năm, dòng chảy m a lũ, dòng chảy m a cạn các thời kỳ tƣơng lai đƣợc đánh giá dựa trên phƣơng pháp mô hình mƣa - dòng chảy và các kịch bản BĐKH  Tác động BDKH đến dòng chảy năm Tác động của BĐKH đến dòng chảy năm là rất khác nhau giữa các vùng, hệ thống sông Xu thế biến đổi của dòng chảy năm của các sông là trái ngƣợc nhau giữa hai phần phía Bắc và phía Nam... thay đổi các đặc trƣng dòng chảy của tất cả các sông trên lãnh thổ Việt Nam, xu thế biến đổi cũng nhƣ mức độ biến đổi là khác nhau giữa các hệ thống sông trong các v ng cũng nhƣ giữa các đặc trƣng dòng chảy trên cùng dòng sông (Bộ TNMT, 2009) b Tác động BĐKH đến nhu cầu dùng nƣớc  Tác động của BĐKH đến nhu cầu nƣớc cho thủy điện Dƣới tác động của BĐKH, dòng chảy trong sông sẽ biến đổi và do đó dẫn đến. .. các sông trên hệ thống sông Đồng Nai, sông Bé giảm khoảng từ 2,5 - 6 % và từ 4 - 8 % vào hai giai đoạn nói trên [24] Bảng 1.2: Biến đổi dòng chảy mùa lũ của các sông chính dự báo theo kịch bản BĐKH trung bình B2 của Bộ TNMT ( Nguồn: Bộ TNMT, 2009)  Tác động BDKH đến dòng chảy mùa cạn Dƣới tác động của BĐKH, khác với dòng chảy năm và dòng chảy m a lũ, dòng chảy mùa cạn trong tƣơng lai của tất cả các sông. .. đổi của các thành phần của cân bằng nƣớc tự nhiên, có thể giải thích đƣợc sự biến đổi khác nhau của dòng chảy theo từng lƣu vực (v ng) dƣới tác động của BĐKH  Tác động BDKH đến dòng chảy mùa lũ Dòng chảy m a lũ của hầu hết các sông có xu thế tăng so với hiện nay, song với mức độ khác nhau, phổ biến tăng từ 2 - 4 % vào giai đoạn 2040 - 2059 và từ 5 - 7 % vào giai đoạn 2080 - 2099 Dòng chảy m a lũ của. .. Nam: giáp lƣu vực sông Đồng Nai  Phía Tây: giáp lƣu vực sông Sài Gòn Đặc điểm hƣớng dòng chảy sông Bé phù hợp hƣớng địa hình từ cao đến thấp theo hƣớng Bắc - Nam Các sông nhánh gần nhƣ chảy theo hƣớng Đông - Bắc và Tây Nam Từ Phƣớc Hòa đến cửa sông, sông chảy theo hƣớng chính Tây Bắc - Đông Nam Bảng 2.1: Các sông nhánh lớn trên lƣu vực sông Bé (Nguồn: VQHTLMN, 2002) [31] Các nhánh hợp thành Sông Bé chảy. .. nhiều sông; suối nhỏ Trong lƣu vực này có hai loại địa hình đặc trƣng :  Địa hình vùng núi: chủ yếu ở phần thƣợng lƣu sông Bé, cao độ lƣu vực biến đổi từ 60 - 1000 m  Địa hình vùng trung du: phân bố chủ yếu vùng trung và hạ du sông Bé, có diện tích chiếm khoảng 30 % Đặc trƣng là gò đồi lƣợng sóng xen kẻ các đồng bằng nhỏ hẹp ven sông 1.3 Yếu tố khí tƣợng - thủy văn 1.3.1 Khí hậu Lƣu vực sông Bé nằm trong. .. 0,61 km/km2 và bên bờ phải là 0,45 km/km2 1.2 Địa hình Lƣu vực Sông Bé có dạng địa hình thấp dần từ Bắc xuống Nam (thƣợng lƣu xuống hạ lƣu dòng chính của sông Bé đến hợp lƣu với sông Đồng Nai), gồm nhiều đồi thoải, có đỉnh tròn; bằng, độ dốc trung bình khoảng 3 - 8 độ, cao độ phổ biến từ 150 - 280 m Sông Bé có bờ dốc ứng quanh co (chênh lệch cao độ từ lòng sông và bờ khoảng 20 m), địa hình còn bị... hƣởng của hoàn lƣu tín phong đặc trƣng cho đới nội chí tuyến, lại vừa chịu sự chi phối ƣu thế của hoàn lƣu gió m a khu vực Đông Nam Bộ Vị trí và địa hình là hai yếu tố quan trọng định hình tính chất khí hậu của lƣu vực Nhìn chung, toàn lƣu vực vẫn chịu ảnh hƣởng chung của chế độ khí hậu nhiệt đới gió mùa với hai m a Đông và Hè  M a Đông: lƣu vực chịu ảnh hƣởng chủ yếu của gió m a Đông - Bắc ứng với. .. Support System) và ArcView Mô hình SWAT cũng đã đƣợc kiểm chứng chặt chẽ 2.3.2 Tổng quan mô hình Mô hình SWAT có thể mô phỏng một số quá trình vật lý khác nhau trên lƣu vực sông Một lƣu vực có thể đƣợc phân chia thành nhiều lƣu vực con Việc phân chia này đặc biệt có lợi khi những vùng khác nhau của lƣu vực có những thuộc tính khác nhau về đất, thảm phủ,… Thông tin đầu vào cho mỗi lƣu vực con đƣợc tổ... kênh, SWAT còn mô phỏng biến chuyển của các chất hóa học trong dòng nƣớc và trong lớp bùn lắng đáy kênh Hình 1.6 : Các quá trình biến đổi và vận chuyển chất trong lòng sông ngòi đƣợc mô phỏng trong SWAT Mô hình SWAT sử dụng phƣơng pháp số hiệu đƣờng cong SCS (SCS, 1972) và phƣơng trình thấm Green - Ampt (1911) để tính toán dòng chảy mặt Phƣơng pháp đƣờng cong số chỉ cần lƣợng mƣa theo ngày, trong khi đó