(Luận Văn Thạc Sĩ) Nghiên Cứu Giải Pháp Phân Bổ Tài Nguyên Nước Mặt Tỉnh Đồng Nai, Để Phát Triển Bền

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan: Luận văn này là công trình nghiên cứu thực sự của

cá nhân, được thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS. TS. Phạm

Việt Hòa.

Các số liệu, 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.

Học viên

Khúc Thị Ngọc

LỜI CẢM ƠN

Luận văn thạc sỹ đề tài “Nghiên cứu giải pháp phân bổ tài nguyên

nước mặt tỉnh Đồng Nai, để phát triển bền vững kinh tế- xã hội của tỉnh”

được hoàn thành tại Khoa Kỹ thuật tài nguyên nước, Trường Đại học Thủy

lợi.

Học viên xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới PGS.TS. Phạm Việt

Hòa, người thầy đã luôn cổ vũ, động viên, tận tình hướng dẫn và góp ý chỉ

bảo trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn này.

Học viên cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các Thầy, Cô giáo

trong Khoa Kỹ thuật tài nguyên nước; Bộ môn Quy hoạch và quản lý tài

nguyên nước- trường Đại học Thủy lợi, những người đã tận tình giúp đỡ,

truyền đạt kiến thức chuyên môn và kỹ thuật trong suốt quá trình học tập.

Xin gửi lời cảm ơn gia đình, cơ quan, bạn bè và đồng nghiệp đã cổ

vũ, khích lệ và tạo điều kiện thuận lợi trong quá trình học tập và hoàn thành

luận văn này.

Do thời gian và kinh nghiệm còn hạn chế nên luận văn không thể

tránh khỏi những thiếu sót, vì vậy học viên rất mong nhận được sự góp ý

của các Thầy, Cô giáo, các cán bộ khoa học và đồng nghiệp để luận văn

được hoàn thiện hơn.

Hà Nội, 21 tháng 11 năm 2014

HỌC VIÊN

Khúc Thị Ngọc

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1: Tốc độ gió trung bình tại một số vị trí (Đơn vị: m/s) 16

Bảng 1.2: Nhiệt độ trung bình tại một số vị trí trên lưu vực sông Đồng Nai (Đơn vị: oC) 17

Bảng 1.3: Độ ẩm tương đối trung bình hàng tháng tại một số vị trí (Đơn vị: %) 17

Bảng 1.4: Lượng bốc hơi trên ống Piche tại một số vị trí (Đơn vị: mm) 18

Bảng 1.5: Đặc trưng hình thái sông ngòi của một số sông, suối trên địa bàn tỉnh Đồng Nai 20

Bảng 1.6: Dân số tỉnh Đồng Nai năm 2013 21

Bảng 1.7: Hiện trạng sử dụng đất nông nghiệp trên địa bàn tỉnh Đồng Nai 23

Bảng 1.8: Giá trị sản xuất ngành nông nghiệp 24

Bảng 1.9: Giá trị sản xuất ngành thủy sản 25

Bảng 1.10: Thống kê diện tích đất lâm nghiệp theo đơn vị hành chính trên địa bàn tỉnh Đồng Nai tính

đến năm 2012 (ĐVT diện tích: ha) 25

Bảng 1.12. Tổng hợp trữ lượng nước một số sông, suối chính tỉnh Đồng Nai. 32

Bảng 1.13: Dòng chảy bình quân năm tại các trạm liên quan vùng nghiên cứu ( Đơn vị: m3

/s) 34

Bảng 1.14:Đặc trưng thống kê và dòng chảy năm thiết kế tại các trạm liên quan (Đơn vị: m3

/s) 34

Bảng 1.16: Lưu lượng trung bình hàng tháng tại một số trạm thuỷ văn (Đơn vị: m3

/s) 35

Bảng 1.17: Bảng thống kê số lần xuất hiện tháng kiệt nhất hàng năm tại một số vị trí 36

Bảng 1.18: Đặc trưng dòng chảy kiệt tháng trung bình, lớn nhất, nhỏ nhất 37

Bảng 2.1: Phân tiểu lưu vực quy hoạch tài nguyên nước trên địa bàn tỉnh Đồng Nai 39

Bảng 2.2: Các nguồn nước trên từng tiểu lưu vực thuộc địa bàn tỉnh Đồng Nai 42

Bảng 2.3: Các ngành sử dụng nước chính trên từng tiểu lưu vực thuộc địa bàn tỉnh Đồng Nai 42

Bảng 2.4: Nhu cầu cấp nước cho sinh hoạt theo QCXDVN 01:2008/BXD 43

Bảng 2.5: Hiện trạng sử dụng đất nông nghiệp (cây lúa nước) tỉnh Đồng Nai phân theo tiểu lưu vực: 45

Bảng 2..6: Hiện trạng sử dụng đất nông nghiệp (cây mầu, cây công nghiệp hàng năm, cây công nghiệp

lâu năm) tỉnh Đồng Nai phân theo tiểu lưu vực: 45

Bảng 2.7: Chỉ tiêu dùng nước cho vật nuôi (l/con/ngày đêm) 46

Bảng 2.8: Số lượng gia súc, gia cầm phân theo tiểu lưu vực năm 2013 47

Bảng 2.9: Nhu cầu nước cấp cho công nghiệp trong tỉnh năm 2013 48

Bảng 2.10: Thống kê diện tích mặt nước nuôi trồng thủy sản 48

Bảng 2.11: Nhu cầu sử dụng nước các ngành trên địa bàn tỉnh Đồng Nai năm 2013 (m3

/năm) 52

Bảng 2.12: Nhu cầu sử dụng nước các ngành trên địa bàn tỉnh Đồng Nai năm 2015 (m3

/năm) 52

Bảng 2.13: Nhu cầu sử dụng nước các ngành trên địa bàn tỉnh Đồng Nai năm 2020 (m3

/năm) 53

Bảng 2.14: Một số lưu vực được sử dụng trong việc xây dựng mô hình NAM Error! Bookmark not

defined.

Bảng 2.15: Số trạm mưa trên lưu vực và tỷ trọng ảnh hưởng đối với vị trí xây dựng mô hình NAM.

Error! Bookmark not defined.

Bảng 2.16: Kết quả kiểm định mô hình NAM Error! Bookmark not defined.

Bảng 2.17: Tỷ trọng mưa và cách xác định mưa cho từng tiểu lưu vực Error! Bookmark not defined.

Bảng 2.18: Dòng chảy đến trên từng tiểu lưu vực thuộc địa bàn tỉnh Đồng Nai giai đoạn hiện trạng

2013 (Triệu m3

) 55

Bảng 2.19: Dòng chảy đến trên từng tiểu lưu vực thuộc địa bàn tỉnhĐồng Nai ứng với tần suất nước đến 95% (triệu m3

) 57

Bảng 3.1: Tổng lượng nước thiếu năm hiện trạng (triệu m3

) 75

Bàng 3.2: Lượng nước đến các khu tưới hiện trạng (triệu m3

) 76

Bảng 3.3: Nhu cầu sử dụng nước tại các khu tưới năm hiện trạng (triệu m3

) 77

Bảng 3.4: Tổng lượng nước thiếu năm 2015 (triệu m3

) 79

Bảng 3.5: Lượng nước đến các khu tưới năm 2015 (triệu m3

) 80

Bảng 3.6: Nhu cầu sử dụng nước tại các khu tưới năm 2015 (triệu m3

) 81

Bảng 3.7: Tổng lượng nước thiếu năm 2020 (triệu m3

) 83

Bảng 3.8: Lượng nước đến các khu tưới năm 2020 (triệu m3

) 84

Bảng 3.9: Nhu cầu sử dụng nước tại các khu tưới năm 2020 (triệu m3

) 85

Bảng 3.10: Tổng hợp lượng nước thiếu năm 2013, 2015, 2020 (triệu m3

) 87

Bảng 3.11: Lượng nước thiếu năm 2013 đối với kịch bản 1 (triệu m3

) 90

Bảng 3.12: Lượng nước đến năm 2013 đối với kịch bản 1 (triệu m3

) 91

Bảng 3.13: Lượng nước dùng năm 2013 đối với kịch bản 1 (triệu m3

) 92

Bảng 3.14: Lượng nước thiếu năm 2015 đối với kịch bản 1 (triệu m3

) 94

Bảng 3.15: Lượng nước đến năm 2015 đối với kịch bản 1 (triệu m3

) 95

Bảng 3.16: Lượng nước dùng năm 2015 đối với kịch bản 1 (triệu m3

) 96

Bảng 3.17: Lượng nước thiếu năm 2020 đối với kịch bản 1 (triệu m3

) 98

Bảng 3.18: Lượng nước đến năm 2020 đối với kịch bản 1 (triệu m3

) 99

Bảng 3.19: Lượng nước dùng năm 2020 đối với kịch bản 1 (triệu m3

) 100

Bảng 3.20: Tổng hợp lượng nước thiếu năm 2013, 2015, 2020 theo KB 1 101

Bảng 3.21: Lượng nước thiếu năm 2013 theo KB2 (triệu m3

) 102

Bảng 3.22: Lượng nước thiếu năm 2015 theo KB2 (triệu m3

) 103

Bảng 3.23: Lượng nước thiếu năm 2020 theo KB2 (triệu m3

) 104

Bảng 3.24: Ma trận lựa chọn kịch bản qua các tiêu trí 107

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Sơ đồ các nước, vùng lãnh thổ đã và đang ứng dụng mô hình WEAP 10

Hình 2.1: Bản đồ phân chia tiểu lưu vực trên địa bàn tỉnh Đồng Nai 41

Hình 2.2: Kết quả kiểm định mô hình NAM Error! Bookmark not defined.

Hình 3.1: Số hóa hệ thống sông suối khu vực nghiên cứu 73

Hình 3.2. Sơ đồ mô hình hóa tính toán cân bằng nước hiện trạng và tương lai 73

Hình 3.3: Biểu đồ tính toán lượng nước thiếu năm hiện trạng 78

Hình 3.4: Biểu đồ tính toán lượng nước thiếu năm 2015 82

Hình 1.5: Biểu đồ tính toán lượng nước thiếu năm 2020 86

Hình 3.6: Biểu đồ lượng nước thiếu năm 2013 đối với KB1 93

Hình 3.7: Biểu đồ lượng nước thiếu năm 2015 đối với kịch bản 1 97

Hình 3.8: Biểu đồ lượng nước thiếu năm 2020 đối với kịch bản 1 101

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

TNN Tài nguyên nước

TNNM Tài nguyên nước mặt

TNMT Tài nguyên Môi trường

NNPTNT Nông nghiệp phát triển nông thôn

LVS Lưu vực sông

KTSD Khai thác sử dụng

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU VÀ KHU VỰC

NGHIÊN CỨU 5

1.1. Tổng quan về lĩnh vực nghiên cứu 5

1.1.1. Tài nguyên nước 5

1.1.2. Tổng quan tình hình ứng dụng mô hình toán thủy văn trong phân bổ tài nguyên

nước mặt ở Việt Nam và trên thế giới 6

1.2. Tổng quan về khu vực nghiên cứu 12

1.2.1. Đặc điểm địa lý tự nhiên 12

1.2.2. Hiện trạng phát triển kinh tế- xã hội tỉnh Đồng Nai 21

1.3. Hiện trạng tài nguyên nước mặt của tỉnh Đồng Nai 32

1.3.1. Hệ thống sông trên địa bàn tỉnh Đồng Nai 32

1.3.2. Dòng chảy năm và phân phối dòng chảy năm 33

1.3.3. Dòng chảy lũ 35

1.3.4. Dòng chảy kiệt 35

CHƯƠNG 2. NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN ĐỂ TÍNH

TOÁN CÂN BẰNG NƯỚC TỈNH ĐỒNG NAI 38

2.1. Phân vùng tính cân bằng nước 38

2.1.1. Tiêu chí phân vùng 38

2.2. Tính toán nhu cầu nước tại các tiểu vùng 41

2.2.1. Xác định, nhận diện các hộ ngành sử dụng nước chính 41

2.2.2. Tính toán nhu cầu sử dụng nước 43

2.2.3. Tổng hợp nhu cầu nước cho các ngành trên địa bàn tỉnh Đồng Nai 50

2.3. Tính toán dòng chảy đến tại các tiểu vùng 54

2.3.1. Xây dựng mô hình 54

2.3.2. Kết quả kiểm định mô hình Error! Bookmark not defined.

2.3.3. Kết quả tính toán dòng chảy đến Error! Bookmark not defined.

2.3.4. Tính toán lượng nước đến ứng với kịch bản nước đến 95% 56

2.4. Tình hình phân bổ tài nguyên nước 58

2.5. Cơ sở, nguyên tắc phân bổ tài nguyên nước 60

2.5.1. Cơ sở lựa chọn phương pháp 60

2.5.2. Nguyên tắc phân bổ tài nguyên nước mặt. 62

2.5.3. Xác định thứ tự ưu tiên 63

2.6. Mô hình WEAP 66

2.6.1. Tổng quan về phần mềm WEAP 66

2.6.2. Tiếp cận mô hình Weap 68

2.6.3. Khả năng của mô hình WEAP 69

2.6.4. Sử dụng mô hình WEAP 69

CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NƯỚC VÀ ĐỀ XUẤT CÁC BIỆN PHÁP

ĐỂ THỰC HIỆN GIẢI PHÁP PHÂN BỔ TÀI NGUYÊN NƯỚC MẶT TỈNH ĐỒNG

NAI 72

3.1. Ứng dụng mô hình WEAP tính toán cân bằng nước tỉnh Đồng Nai 72

3.1.1. Số liệu đầu vào mô hình Weap 72

3.1.2. Tính toán cân bằng nước hiện trạng 74

3.2. Tính toán cân bằng nước theo các kịch bản 87

3.2.1. Cở sở đề xuất các kịch bản 88

3.2.2. Các kịch bản, giải pháp phân bổ tài nguyên nước 88

3.2.3. Tính toán cân bằng nước theo các kịch bản 89

3.3. Lựa chọn giải pháp thực hiện phân bổ tài nguyên nước mặt tỉnh Đồng Nai 105

3.3.1. Tiêu chí lựa chọn giải pháp phân bổ 105

3.3.2. Phân tích lựa chọn giải pháp phân bổ 106

3.4. Các giải pháp quản lý phân bổ tài nguyên nước mặt tỉnh Đồng Nai 108

3.4.1. Giải pháp về Chính sách, thể chế và pháp luật 108

3.4.2. Giải pháp về cơ cấu tổ chức, quản lý điều hành 108

3.4.3. Giải pháp tài chính 110

3.4.4. Giải pháp về phát triển TNN 111

3.4.5. Giải pháp về tăng cường năng lực và sự tham gia của các bên liên quan 111

3.4.6. Giải pháp về bảo vệ, cải tạo và phục hồi TNMT nước 111

KẾT LUẬN KIẾN NGHỊ 113

TÀI LIỆU THAM KHẢO 116

1

MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài

Đồng Nai là một tỉnh nằm trong vùng kinh tế trọng điểm phía Nam, với

11 đơn vị hành chính trực thuộc, tổng diện tích tự nhiên 5.903,34 km2

, chiếm

1,76% diện tích tự nhiên cả nước và chiếm 25,5% diện tích tự nhiên của vùng

Đông Nam Bộ. Theo niên giám thống kê năm 2010 dân số toàn tỉnh là

2.491.262 người (trong đó thành thị 828.011 người chiếm 33,24% dân số toàn

tỉnh; nông thôn 1.663.251 người chiếm 66,76% dân số toàn tỉnh), mật độ dân

số: 422 người/km2

. Hệ thống sông Đồng Nai gồm dòng chính Đồng Nai và 4

phụ lưu lớn là sông La Ngà ở phía bờ trái, sông Bé, sông Sài Gòn và sông

Vàm Cỏ ở phía bờ phải. Mật độ sông suối khoảng 0,5 km/km2

, các sông suối

phân phối không đều. Phần lớn sông suối tập trung ở phía Bắc và dọc theo

sông Đồng Nai về hướng Tây Nam. Tài nguyên nước phân bố không đều theo

không gian và thời gian; chất lượng nước đang có xu hướng giảm sút, việc

phân bổ và bảo vệ nguồn nước cho các ngành là điều hết sức cần thiết để phát

triển kinh tế xã hội trong toàn vùng.

Song song với việc phát triển kinh tế xã hội là sự hình thành của hàng

loạt các khu công nghiệp, các khu dân cư,… đang đẩy nhu cầu cấp nước, mức

độ khai thác tài nguyên nước gia tăng mạnh mẽ. Tuy nhiên, việc khai thác sử

dụng tài nguyên nước thiếu quy hoạch đã và đang tạo nên những mâu thuẫn,

cạnh tranh của các ngành khai thác sử dụng nguồn nước và các vật thể chứa

nước, ảnh hưởng đến số lượng và chất lượng nước trên địa bàn tỉnh. Tình

trạng ô nhiễm nguồn nước đã và đang diễn ra ngày càng nghiêm trọng và có

lúc đã trở thành vấn đề thời sự nóng bỏng. Hiện nay, giải quyết nhu cầu nước

cho các ngành dùng nước như : nông nghiệp, công nghiệp, thủy sản, sinh thái,

sinh hoạt … để phát triển kinh tế – văn hóa – xã hội trong tỉnh là yêu cầu cấp

thiết được đặt ra.

Trước tình hình đó, việc ứng dụng mô hình toán thủy văn trong bài toán

phân bổ tài nguyên nước mặt tỉnh Đồng Nai là rất cấp thiết. Nó giúp cho các

nhà quản lý có một cách nhìn tổng thể để ra quyết định khai thác sử dụng

2

nước cho các ngành, trong đó có xét đến vấn đề lợi ích kinh tế. Vì vậy trong

luận văn tôi muốn đề cập tới vấn đề đó qua đề tài:

“Nghiên cứu giải pháp phân bổ tài nguyên nước mặt tỉnh Đồng Nai, để

phát triển bền vững kinh tế-xã hội của tỉnh.”

2. Mục đích của đề tài

Trên cơ sở phân tích, đánh giá tài nguyên nước mặt, khai thác và sử

dụng tài nguyên nước mặt tỉnh Đồng Nai, mục đích của đề tài:

- Nghiên cứu tính toán cân bằng nước hiện trạng nhằm mục đích xác

định tỉnh Đồng Nai thừa nước hay thiếu nước;

- Tính toán phân bổ tài nguyên nước mặt tỉnh Đồng Nai đến năm 2015,

2020 trong điều kiện nguồn nước đến 85%.

3. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

Cách tiếp cận:

- Tiếp cận tổng hợp và liên ngành:

Dựa trên định hướng phát triển kinh tế xã hội tỉnh Đồng Nai, hiện trạng

công trình khai thác sử dụng nước, nhu cầu dùng nước các ngành, cùng với

các văn bản hướng dẫn pháp luật từ đó tính toán cân bằng nước tỉnh Đồng

Nai.

- Tiếp cận kế thừa có chọn lọc và bổ sung:

Trên toàn tỉnh Đồng Nai đã có một số dự án quy hoạch tài nguyên

nước, các đề tài nghiên cứu về nguồn nước, khai thác, sử dụng và quản lý

tổng hợp tài nguyên nước trên các lưu vực sông lớn trong tỉnh. Việc kế thừa

có chọn lọc các kết quả nghiên cứu này sẽ giúp đề tài có định hướng giải

quyết vấn đề một cách khoa học hơn.

- Tiếp cận thực tiễn:

Tiến hành khảo sát thực địa, tổng hợp số liệu nhằm nắm rõ chi tiết hiện

trạng và định hướng phát triển kinh tế - xã hội của từng địa phương, hiện

trạng các công trình khai thác sử dụng nước trong toàn tỉnh.

Các số liệu thực tiễn giúp đánh giá một cách tổng quan về hiện trạng

các công trình tiêu úng và tình hình ngập úng của vùng, làm cơ sở đánh giá

các tác động và đề xuất các giải pháp để khắc phục.

3

- Tiếp cận các phương pháp, công cụ hiện đại trong nghiên cứu:

Đề tài này ứng dụng, khai thác các phần mềm, mô hình hiện đại như

mô hình tính toán cân bằng nước Weap.

Phương pháp nghiên cứu:

- Phương pháp kế thừa, áp dụng có chọn lọc sản phẩm khoa học và

công nghệ: Các số liệu điều tra từ trước đến nay về tài nguyên nước mưa,

nước mặt, nước dưới đất, về địa chất, thảm thực vật sẽ được thu thập kế thừa,

thống kê, hệ thống hóa khai thác sử dụng để giảm bớt khối lượng công tác

điều tra trực tiếp. Kế thừa các nghiên cứu khoa học, các dự án có liên quan và

các điều tra cơ bản trên khu vực tỉnh.

- Phương pháp điều tra, thu thập: Thu thập thông tin chung về hiện

trạng khai thác sử dụng nước mặt, hiện trạng công trình thủy lợi và xác định

đối tượng, khu vực trọng điểm cần điều tra chi tiết về hiện trạng công trình

khai thác. Điều tra phỏng vấn thu thập số liệu tổng hợp về nhóm công trình

khai thác nước.

- Phương pháp phân tích thống kê các số liệu đã có: Rà soát, thu thập

chỉnh số liệu đã có, sử dụng công nghệ GIS để nghiên cứu cấu trúc địa chất,

bề mặt địa hình, lớp phủ thực vật, sự phân cắt địa hình, sự phân bố mưa và

dòng chảy trong năm.

- Phương pháp ứng dụng các mô hình hiện đại: Các mô hình tính

toán thuỷ lực, thuỷ văn, cân bằng nước, phần mềm xây dựng bản đồ Mapinfo,

phần mềm Weap tính toán cân bằng nước và ứng dụng các công nghệ hiện

đại: viễn thám, GIS…

- Phương pháp chuyên gia: Có sự tham gia đóng góp ý kiến của các

chuyên gia về các lĩnh vực.

4. Kết quả dự kiến đạt được

1. Phân tích, đánh giá tổng quan về lĩnh vực nghiên cứu và khu vực

nghiên cứu.

2. Nghiên cứu cơ sở khoa học và thực tiễn để tính toán cân bằng nước

tỉnh Đồng Nai.

4

3. Nghiên cứu tính toán cân bằng nước nhằm mục đích xác định tỉnh

Đồng Nai có đủ nước, thừa nước hay thiếu nước trong các điều kiện phát triển

tài nguyên nước trường hợp bình thường hay hạn hán hay trong các trường

hợp kịch bản nguồn nước đến cùng với phương án khai thác sử dụng khác.

4. Đề xuất các biện pháp để thực hiện giải pháp phân bổ tài nguyên

nước mặt tỉnh Đồng Nai.