TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI KHOA KHÍ TƯỢNG - THỦY VĂN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN PHÂN BỔ TÀI NGUYÊN NƯỚC LƯU VỰC SÔNG SÊSAN NĂM 2020 TẦM NHÌN 2030 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Tú Anh Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Hoàng Ngọc Quang ThS Thi Văn Lê Khoa Hà Nội, năm 2015 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đồ án “ Nghiên cứu tính toán phân bổ tài nguyên nước lưu vực sông SêSan năm 2020 tầm nhìn 2030 ” em nhận động viên, khích lệ tạo điều kiện tốt từ gia đình, giúp đỡ tận tình thầy hướng dẫn, giúp đỡ từ bạn bè nỗ lực thân Em xin chân thành cảm ơn PGS.TS.Hoàng Ngọc Quang, Th.S Thi Văn Lê Khoa tận tình bảo giúp đỡ nhiều thời gian làm đồ án hoàn thành đồ án Em xin gửi lời cảm ơn đến thầy cô khoa Thủy văn khoa Tài nguyên nước dạy em kiến thức quý báu để hoàn thành đồ án Tớ xin gửi lời cảm ơn tới bạn giúp đỡ khích lệ thời gian làm đồ án Cuối xin gửi lời cảm ơn tới bố mẹ người thân động viên, quan tâm, tạo điều kiện tốt giúp hoàn thành đồ án Sinh viên Nguyễn Thị Tú Anh MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN MỞ ĐẦU CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU LƯU VỰC SÔNG SÊSAN 1.1 VỊ TRÍ ĐỊA LÝ 1.2 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÌNH 1.3 ĐẶC ĐIỂM KHÍ HẬU 1.4 ĐẶC ĐIỂM THỦY VĂN 1.5 MẠNG LƯỚI LƯU VỰC SÔNG SÊSAN 1.5.1 Lưới trạm khí tượng 1.5.2 Lưới trạm thủy văn Chương II: MÔ HÌNH TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NƯỚC WEAP 11 2.1 CÂN BẰNG NƯỚC HỆ THỐNG 11 2.2 CÁC NGHIÊN CỨU TRƯỚC ĐÂY LIÊN QUAN ĐẾN CÂN BẰNG NƯỚC 12 2.2.1 Các nghiên cứu giới 12 2.2.2 Các nghiên cứu Việt Nam 14 2.3 MÔ HÌNH WEAP (Water Evaluation And Planning Sytem) 17 2.4 TỔNG QUAN VỀ MÔ HÌNH WEAP 17 2.5 CÁC CHỨC NĂNG CHÍNH CỦA MÔ HÌNH WEAP 19 2.5.1 Cấu trúc mô hình WEAP 20 2.5.2 Tiếp cận mô hình WEAP 23 2.6 KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CỦA MÔ HÌNH 23 2.7 SỬ DỤNG MÔ HÌNH WEAP 24 Chương III: KHAI THÁC MÔ HÌNH WEAP TÍNH TOÁN PHÂN BỔ TÀI NGUYÊN NƯỚC LƯU VỰC SÔNG SÊSAN 27 3.1 CÁC MỤC TIÊU CỦA PHÂN BỔ 27 3.2 ĐÁNH GIÁ KỊCH BẢN 29 3.2.1 Đối với kịch 2015 29 3.2.2 Kịch đánh giá 32 3.2.3 Phát triển kịch giải vấn đề 35 3.3 TẦM NHÌN PHÂN BỔ ĐẾN NĂM 2030 42 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO 47 DANH MỤC BẢNG Bảng 1-1: Đặc trưng hình thái số nhánh sông lưu vực sông Sêsan đất Việt Nam Bảng 1-2: Mạng lưới trạm khí tượng lưu vực sông Sê San Bảng 1-3: Mạng lưới trạm thủy văn địa bàn lưu vực sông Sê San 10 Bảng3-1: Lượng nước đến lưu vực (tỉ m3) 30 Bảng 3-2: Nhu cầu sử dụng nước ngành trạng năm 2015 (triệu m3) 30 Bảng 3-3: Kết lượng nước thiếu(m3) ngành sử dụng nước năm 2015 31 Bảng 3-4: Kết nhu cầu dùng nước (triệu m3) 2015-2020 32 Bảng 3-5: Kết lượng nước thiếu (triệu m3) ngành 2015-2020 33 Bảng 3-6: Kết nhu cầu sử dụng nước (triệu m3) 2015-2020 34 Bảng 3-7: Kết lượng nước thiếu (triệu m3) 2015-2020 35 Bảng 3-8: Kết nhu cầu sử dụng nước (triệu m3) 2015-2020 36 Bảng 3-9: Kết lượng nước thiếu (triệu m3) 2015-2020 37 Bảng 3-10: Kết nhu cầu sử dụng nước (triệu m3) 2015-2020 38 Bảng 3-11: Kết lượng nước thiếu (triệu m3) 2015-2020 38 Bảng 3-12: Lượng nước phân bổ cho ngành vào năm 2016 40 Bảng 3-13: Lượng nước phân bổ cho ngành vào năm 2017 40 Bảng 3-14: Lượng nước phân bổ cho ngành vào năm 2018 40 Bảng 3-15: Lượng nước phân bổ cho ngành vào năm 2019 41 Bảng 3-16: Lượng nước phân bổ cho ngành vào năm 2020 41 Bảng 3-17: Kết nhu cầu sử dụng nước (triệu m3) 2021-2030 42 Bảng 3-18: Kết lượng nước thiếu (triệu m3) 2021-2030 43 DANH MỤC HÌNH Hình 1-1: Vị trí địa lý lưu vực sông Sêsan Hình 1-2: Mạng lưới lưu vực sông Sêsan Hình 2-1: Sơ đồ nước, vùng lãnh thổ ứng dụng mô hình WEAP 14 Hình 2-2: Phạm vi đối tượng nghiên cứu điển hình đào tạo từ dự án tăng cường lực Viện ngành nước (2001-2005) 15 Hình 2-3: Trang web thức WEAP 17 Hình 2-4: Các bước đầu thiết lập WEAP 20 Hình 2-5: Đưa liệu đầu vào cho mô hình 21 Hình 2-6: Khung kết WEAP 21 Hình 2-7: Xây dựng kịch abrn WEAP 22 Hình 2-8: Các thích, dẫn giải trình xây dựng tính toán với mô hình WEAP 22 Hình 3-1: Sơ đồ mô hình hóa cân nước trạng năm 2015 27 Hình 3-2: Thống kê thành phần xây dựng đưa vào mô hình toán cân nước trạng năm 2015 sông Sêsan 28 Hình 3-3: Biểu đồ lượng nước đến lưu vực (tỉ m3) 29 Hình 3-4: Biểu đồ nhu cầu sử dụng nước ngành năm 2015(triệu m3) 30 Hình 3-5: Biểu đồ lượng nước thiếu(triệu m3) ngành năm 2015 31 Hình 3-6: Biểu đồ nhu cầu sử dụng nước ngành(triệu m3) năm 2015-2020 32 Hình 3-7: Lượng nước thiếu (triệu m3) ngành năm 2015-2020 33 Hình 3-8: Biểu đồ nhu cầu sử dụng nước ngành (triệu m3) năm 2015-2020 34 Hình 3-9: Biểu đồ lượng nước thiếu (triệu m3) năm 2015-2020 34 Hình 3-10: Nhu cầu sử dụng nước (triệu m3) 2015-2020 36 Hình 3-11: Biểu đồ lượng nước thiếu (triệu m3) ngành năm 2015-2020 36 Hình 3-12: Nhu cầu sử dụng nước (triệu m3) 2015-2020 37 Hình 3-13: Biểu đồ lượng nước thiếu (triệu m3) ngành năm 2015-2020 38 Hình 3-14: Nhu cầu sử dụng nước (triệu m3) năm 2021-2030 kịch “ Quản lý tổng hợp” 42 Hình 3-15: Lượng nước thiếu (triệu m3) năm 2015-2030 kịch “Quản lý tổng hợp” 43 Hình 3-16: Lượng nước thiếu sau xây hồ chứa nước 44 Bảng 3-17: Lượng nước thiếu sau xây dựng hồ chứa 44 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT TTN Tài nguyên nước TNMT Tài nguyên môi trường KTTV Khí tượng thủy văn KHTN Khoa học tự nhiên LVS Lưu vực sông BĐKH Biến đổi khí hậu GIS Geographic Information Systems (Hệ thống thông tin địa lý) WEAP Water Evaluation And Planning System (Hệ thống quy hoạch đánh giá nguồn nước) MITSIM Massachusett Institute of Technology Simulation Mode SWAT Soil & Water Assessment Tool (Mô hình mô nguồn nước) QUAL2E Mô hình chất lượng nước (Water Quality version 2E) MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Nước nguồn tài nguyên thiên nhiên vô quý giá thiếu sống hoạt động kinh tế người Nước sử dụng nhiều sinh hoạt hàng ngày, nhà máy, xí nghiệp, nông nghiêp, nuôi trồng thủy sản hoạt động vui chơi giải trí khác người Do nhiều nguyên nhân khác tình trạng ô nhiễm nước, tình trạng sử dụng nước lãng phí quy hoạch mà nguồn nước có nguy bị suy kiệt nghiêm trọng nhu cầu sử dụng nước ngày tăng cao Để giải vấn đề cần phải tìm hiểu, xem xét đánh giá tổng quan nguồn nước trạng sử dụng nước vùng để từ đưa phương án quy hoạch tài nguyên nước hiệu khả thi Sêsan lưu vực sông nằm địa phận tỉnh có phần lớn diện tích đất trồng lúa công nghiệp lâu năm : cà phê, cao su, điều… nhu cầu nước sử dụng cho nông nghiệp tỉnh lưu vực lớn Hiện nay, số vùng lưu vực phải đối mặt với tình trạng thiếu nước tưới cho trồng mùa kiệt Vì vậy, yêu cầu phải tìm hiểu nguồn nước trạng sử dụng nước lưu vực để từ tìm nguyên nhân gây thiếu nước đưa biện pháp khắc phục kịp thời mang lại hiệu lâu dài Ngày nay, với phát triển mạnh mẽ máy vi tính công cụ tính toán nên phương pháp mô hình toán ngày sử dụng phổ biến toán cân nước lưu vực Các mô hình kể dến để giải toán là: MITSIM, WUS, RIBASIM, MIKE BASIN, WEAP… Luận văn tập trung nghiên cứu ứng dụng mô hình WEAP tính toán phân bổ tài nguyên nước cho lưu vực sông Sêsan tỉnh Gia Lai (giai đoạn 2015 2020, tầm nhìn đến năm 2030) Mục tiêu đề tài 2.1 Mục tiêu tổng quát Phân bổ tài nguyên nước lưu vực sông Sêsan, đoạn chảy qua lãnh thổ Gia Lai 2.2 Mục tiêu cụ thể - Đánh giá mức độ thiếu nước trạng - Đánh giá mức độ thiếu nước theo kịch biến đổi khí hậu gia tăng dân số 2 Phạm vi nghiên cứu - Đối với khu vực nghiên cứu: Để giảm khối lượng nghiên cứu, đề tài giới hạn khu vực nghiên cứu phần lãnh thổ thuộc tỉnh Gia Lai nằm lưu vực đoạn sông phần hợp lưu hai sông nhánh Krông Pôko Đăk Bla đến cửa lưu vực điểm tiếp giáp với vương quốc Campuchia - Đối với trình mô phỏng: Đề tài tập trung tính toán phân bổ tài nguyên nước cho đối tượng sử dụng nước, bao gồm dòng chảy môi trường, chưa xét đến hiệu kinh tế phía cấp nước 3 Bản đồ khu vực nghiên cứu Phương pháp tiếp cận Để đạt mục tiêu, đồ án sử dụng phương pháp tiếp cận sau: - Phương pháp thống kê: Thu thập xử lý tài liệu cần thiết có liên quan đến lưu vực nghiên cứu nội dung tính toán đề cập đồ án Tham khảo tài liệu, đề tài có liên quan đến nội dung đồ án 4 - Phương pháp tổng hợp địa lý: Phân tích đánh giá tài nguyên nước biến đổi không gian thông qua việc phân chia thành tiểu vùng sử dụng nước lưu vực nghiên cứu - Phương pháp mô hình toán: Phân tích lựa chọn mô hình toán thủy văn để tính toán tài nguyên nước nhu cầu nước cân nước lưu vực Câu hỏi nghiên cứu Đề tài dự kiến trả lời số câu hỏi sau: Khả WEAP cách làm việc Nhu cầu sử dụng nước đối tượng lưu vực sông Sesan nào? Khả cấp nước lưu vực sông Sêsan nào? Trình trạng thiếu nước lưu vực sông Sêsan nào? Cách để khai thác sử dụng tài nguyên nước lưu vực sông Sêsan cho hiệu hướng tới phát triển bền vững Nội dung nghiên cứu Cấu trúc luận văn phần mở đầu phần kết luận chia làm chương: - Chương 1: Giới thiệu lưu vực sông Sêsan - Chương 2: Giới thiệu mô hình WEAP Chương 3: Khai thác mô hình WEAP tính toán phân bổ tài nguyên nước lưu vực sông Sêsan năm 2020, tầm nhìn năm 2030