CHƯƠNG I: TONG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU VÀ KHU 'VỰC NGHIÊN CỨU. Tổng quan về tinh vực nghiên cứu 1. Tổng quan vébài toán cân bằng nước hệ thẳng Can bằng nước là một vin đề rất xưa nhưng lại luôn mới, nó vừa là phương pháp, vừa là đi tượng nghiên cứu. Cin bằng nước là nguy lý chủ fu được sử dụng cho tính toán, quy hoạch và quần lý ti nguyên nước.
Cân bằng nước là mỗi quan hệ định lượng ita nước đến và đi của hệ thống nguồn nước (toàn câu, miễn, lãnh thổ, lưu vực, đoạn ng,. Lượng nước đi gỗ bốc thoát hơi nước, ngắm xuống. ng sâu, nước cấp cho sắc nhủ cầu sử dựng nước rên lưu vực và đồng chảy ra khỏi lưu vực, Lượng nước đến hệ thống được thé hiện dưới các dang nước mưa, đồng chảy và nước hỏi quy sau khi sử dụng Cn bằng nước hệ thống là sự cân bằng tổng thể git tải nguyên nước của hệ thông: định lượng nước đến, di khỏi hệ théng, trong đó đã bao gồm các yêu cầu về nước, các cấp công tình và khả năngđiều it nước. Từ đó đánh gid sự tương ác về nước giữa các thành phần trong hệ thống, các tắc động của mỗi trường lên nó và đề ra các biện pháp khai thác, bảo vệ nguồn nước một cách hợp lý.
Xét một lưu vực có phía trên giới hạn bởi mặt đất lưu vực, phía dưới bởi lớp đất không thấm nước, ngăn cách mọi trao đổi của nước trong lưu vực với các ting đất ở phía dưới. Khi đó phương trình cân bằng nước tổng quất là Getz ty ty) Ga1yyPW.) = tan, Trong đó: x: lượng nước mưa rơi xuống lưu vực 27 gag nước ngưng tụ từ khí quyền và đọng lạ rong lưu vực Xi lượng đồng chy mặt vào lưu vực vu: lượng dong chảy ngằm vào lưu vực 22; lượng nước bốc hơi khỏi lưu vực. o lượng dng chây mặt ra khối lưu vực vo: lượng đồng chy ngm ra khỏi lưu vực ayaa lượng nước trữ rên ưu vực đầu và cuỗi thời khoảng tính toán. ‘Tuy từng trường hợp cụ thể, có thể phân ra: cân bing nước thẳng đứng và cần.
bằng nước nim ngang: cân bằng nước trong éu kiện tự nhiên hay có hoạt động kinh Ế của con người, cân bằng nước kinh tế Ngày nay, với sự phát triển mạnh mẽ về máy vi tính và các công c nh toán nên phương pháp mô hình toán dang dược sử dụng phổ biến trong bài toán cân bằng nước lưu vực. Các mô hình có thể giải quyết bài toán đó như : MITSIM, WUS, RIBASIM, IQQM. MIKE BASIN, WEAP. Luận văn sử dụng mô hình Mike Basin để tính toán cân bằng nước toàn Lưu vực sông Diy 1.
Tầng quan tình hình ứng đụng mô hình toán thủy văn trong phân bổ tài nguyên nước ở Việt Nam và trên thé giới 112/1. Trên thé giới 4) Mé hình GIBSI Hệ thống mô hình GIBSI được áp dụng cho các lưu vục ở Canada có hệ sinh thái và tình hình phát iển công nghiệp, nông nghiệp, đô thị phức tạp. GIBSI là một hệ thống mô hình tổng hợp chạy trên máy PC cho các kết quả kiém tra tác động của nông nghiệp, công nghiệp, quan lý nước cả vé lượng và chất đến tải nguyên nước. Mô hình GIBSI cho khả ning dự báo các tác động của công nghiệp, rừng, đô thị, các dự ấn nông nghiệp đối với môi trường tự nhiên, có tác dụng cảnh báo các hộ dùng nước bit trước và tôn trọng các tiêu chuẳn về s lượng, chất lượng nguồn nước dùng (GIBSI là tập hop những mô hình bộ phận bao gém ~ Mô hình thuỷ văn HYDROTEL: ~ Mô hình phân giải vat ly có hệ thống viễn thám, hệ thống thông tn địa lý ~ Mô hình USLE dùng cho vận chuyên phù sa và xói mòn đắt, ~ Mô hình lan truyền chất hoá học trong nông nghiệp dựa trên mô hình lan tray nỉ to, phốt-pho, thuốc trừ sâu (sử dụng một mô đun trong mô hình SWAT); = Mô hình chất lượng nước QUÁI 2E, mô hình chit lượng nước dé mô phỏng các yếu 6 b) Mô hình BASINS Mô hình BASINS được xây đựng bởi Văn phòng Bảo vệ Môi trường (Hoa Kỳ).
Môi hình được xây dựng để đưa ra một công cụ đánh gid tốt hơn va tông hợp hơn các nguồn phát thai tập trung và không tập trung trong công tíc quản lý chit lượng nước trên lưu vực. Đây là một mô hình bệ thống phân tích mỗi trường đa mục tiêu, có khả năng ứng dụng cho một quốc gia, một vũng để thực hiện các nại sồm cả lượng và chấttrê lưu vực, Mô hình được xây dựng để (1) Thuận tiện trong công tác kiểm soát thông tin mỗi trường; (2) Hỗ trợ công tác phân tích hệ thống mồi trường; (3) Cung cắp hệ thống các phương án quản lý lưu vực. Mô hình BASINS là một công cụ hữu ích trong công tác ng hắt và lượng nước. Với nhiều mô đun thành phần trong hệ thống, thời gian tính toán được rút ngắn hơn, nhiều vin đề được giải quyết hơn và các thông tin được quản lý hiệu quả hơn.
Với việ sử dụng GIS, mô hình BASINS thuận tiện hơn trong việc biểu thị và tổ hợp sắc thông tin (sử dụng đất, lưu lượng các nguồn thi, lượng nước hồi quy,. ) tại bit kỳ một vị trí nào. Cáct nh phần mô hình cho phép người sử dụng có thể xác định ảnh hưởng của lượng phát thải tir các diém tập trung và không tập trung. Tổ hợp các môi đun thành pk có thể giú cho việc phân tích và quản lý lưu vực theo hướng: Xác định thứ tự ưu tiên các giới hạn về môi trường nước; ~ Đặc trưng các nguồn phát thải và xác định độ lớn cũ 1g như tiềm năng phát thải.
“Tổ hợp các lượng thả từ các điểm nguồn tập trung và không tập trung và quá tinh ân chuyển trên lưu vực cũng như trên sông. ~ Xác định, so sánh giá tr tương đối của các chiến lược kiểm soát ô nhiễm ‘Trinh diễn dưới dang các bảng biểu. hình vẽ và bản đồ €©)_ Mô hình SWAT SWAT là một mô hình dựa trên cơ sở vật lý được xây dụng để dự đoán ảnh hướng cia các hoạt động sử dụng đất trên lưu vực đến chế độ dong chảy, xác định lượng bùn cát à các cfe chit hoá học dim trong nông nghiệp trên toàn lưu wre. Bao gdm: = Cíc mô hình lan truyền: PLOAD, là một mô hình lan truyền chất ô nhiễm, PLOAD.
ắc định các nguồn thải không tập trung trung bình trong một khoảng thời gian nhất định đ) Mô hình Weap “Tính đến thời điểm hiện ti, liên quan đến việc ứng dụng mô hình WEAP ở các nước trên thé giới có khoảng hơn 30 dự án đánh giá nước ở các quốc gia trên hẳu hết các châu lục bao gồm Mỹ, Trung Quốc, Thái Lan, An Độ, Mexico, Brazil, Đức, Hàn “Quốc, Ghana, Kenya, Nam Phi, Ai Cập, Israel và Oman ~ Weap là công cụ mô phỏng hệ théng tài nguyên nước mặt và nước ngằm, dựa trên nguyên lý cân bằng cơ bản của việc tính toán cân bằng nước, có thể tinh toán cho cả nguồn cung cấp lẫn sử dụng. Người sử dụng có thé thay đổi kịch bản sử dụng, cung. cấp,ô nhiễm, đưa ra một chiến lược quản lý. Weap được thiết kế nhờ một công cụ so sánh.
Trường hợp cơ bản được phát triển, lựa chọn kịch bản đã tạo ra và so sánh với kịch bản đó, ~ Tính toán cân bằng nước cho lưu vực trong đó có xét đến hiện trang lưu vực và xây ‘yg các kịch bản trong tương li, trợ giúp đắc lực cho công việc qui hoạch và quản lý tải nguy = Tinh toán cc qué tình lan truyễn 6 nhiễm nước rong đó có xế đến các công trình wily ~ Tính toán công suất phát điện của các nhà máy thủy điện. - Tính oán thấy văn thông qua các mô hình như Mưa räo- dong cha, tuyễn âm, mô phòng môi quan hệ giữa nước ngầm và nước mặt ~ Tính toán hiệu quả kinh tổ, lựa chọn mô hình phân phối nước hiệu quả cho các ngành dùng nước khác nhau trong lưu vực. Ủng dung các mô hình trong bài toán phân bé tài nguyên nước mặt Lucu vực sông Déy = Mô hình thủy văn Mike Nam được sử dung để tinh toán tải nguyên nước nội sinh từ mua trên các tiểu vùng cân bằng. - Mô hình Mike Basin được sử dụng dé tính toán cân bằng nước cho vùng núi ~ Mô hình Mike 11 được sử dụng để tính toán cân bằng nước cho vùng ảnh hưởng thủy triều 14.
Trong xước 'Các dự án phát triển nguồn nước những năm 80 chủ yếu của Viện Quy hoạch thủy lợi dưới dang các dự ấn quy hoạch chuyên ngành có liên quan đến nguồn nước với các gọi như quy hoạch thủy lợi; quy hoạch tưới, tiêu; quy hoạch sử dụng tng hợp nguồn nước và bảo vệ mỗi trường, thôi ky đó việc tinh toán cân bằng nước chủ yếu ấp dụng công cụ mô bình MITSIM chạy trên môi trường DOS. Sau những năm 2000 đặc biệt là sau năm 2002 với sự hỗ tg từ tổ chức DANIDA của Đan Mạch đã hợp tác hỗ trợ thực hiện dự án “Tang cường năng lực các viện ngành nước” và đưa bộ công cụ mô hình MIKE do DHI (viện thủy lực Dan Mạch) phát triển vào ứng dụng rộng rãi và mạnh mẽ ở Việt Nam, từ đồ việc ính toán cân bằng nước ngoài cơ quan đầu mỗi là Viện Quy hoạch Thủy lợi với kinh nghiệm và thực tiễn sử dụng mô hình MITSIM cùng với các cơ quan thuộc Viện Khoa học Thủy lợi (nay là viện nghiên cứu Thủy lợi): các trường Trường Đại học (iêu biểu là Đại học Thủy lợì); các Viện nghiên cứu .vv đã bắt đầu tiếp cận ứng dụng mô hình MITSIM Trong thời gian gin đây, Các nghiên cứu về cân bằng nước và phát triển bên vững nguồn nước trên lưu vực phải kể đến một số nghiên cứu tiêu biểu như: “Quản lý tổng hợp tài nguyễn nước lưu vực sông Cả” thuộc Dự án Hỗ trg Chương trình ngành nước (WSPS) do Chính phủ Dan Mạch viện trợ.