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 2.262 người (trong đó thành thị 828.011 người chiếm 33,24% dân số toàn tỉnh; nông thôn 1.251 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. 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%. 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. Kết quả dự kiến đạt được 1.
Phân tích, đánh giá tổng quan về lĩnh vực nghiên cứu và khu vực nghiên cứu. Nghiên cứu cơ sở khoa học và thực tiễn để tính toán cân bằng nước tỉnh Đồng Nai. 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. Đề xuất các biện pháp để thực hiện giải pháp phân bổ tài nguyên nước mặt tỉnh Đồng Nai.
TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU VÀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1. Tổng quan về lĩnh vực nghiên cứu 1. Tài nguyên nước Tài nguyên nước đóng một vai trò đặc biệt quan trọng, là thành phần thiết yếu của sự sống và môi trường, quyết định sự tồn tại và phát triển bền vững. Tài nguyên nước bao gồm nguồn nước mặt, nước mưa, nước dưới đất, nước biển.
Nguồn nước mặt, thường được gọi là tài nguyên nước mặt, tồn tại thường xuyên hay không thường xuyên trong các thuỷ vực ở trên mặt đất như: sông ngòi, hồ tự nhiên, hồ chứa (hồ nhân tạo), đầm lầy, đồng ruộng và băng tuyết. Tài nguyên nước sông là thành phần chủ yếu và quan trọng nhất, được sử dụng rộng rãi trong đời sống và sản xuất. Do đó, tài nguyên nước nói chung và tài nguyên nước mặt nói riêng là một trong những yếu tố quyết định sự phát triển kinh tế xã hội của một vùng lãnh thổ hay một quốc gia. Trên thế giới Tổng lượng nước trên Trái đất khoảng 1.
Trong đó, 97% lượng nước toàn cầu ở đại dương, 3% còn lại là nước ngọt tồn tại ở dạng băng tuyết, nước ngầm, sông ngòi và hơi nước trong không khí. Hệ thống nước khí quyển, nguồn động lực thủy văn nước mặt chỉ khoảng 12.900 km3, chưa đầy 1/100.000 tổng lượng nước ngọt toàn cầu. Tại Việt Nam Việt Nam là một nước có nguồn tài nguyên nước vào loại trung bình trên thế giới và có nhiều yếu tố không bền vững. Nước ta có khoảng 830 tỷ m3 nước mặt trong đó chỉ có 310 tỷ m3 được tạo ra do mưa rơi trên lãnh thổ Việt Nam chiếm 37% còn 63% do lượng mưa ngoài lãnh thổ chảy vào.
Tổng trữ lượng tiềm năng khai thác nước dưới đất chưa kể phần hải đảo ước tính khoảng 60 tỷ m3/năm, trữ lượng nước ở giai 6 đoạn tìm kiếm thăm dò sơ bộ mới đạt khoảng 8 tỷ m3/năm. Trên lãnh thổ Việt Nam có 2360 sông dài trên 10km có dòng chảy thường xuyên, 9 hệ thống sông có diện tích lưu vực trên 1000 km2 đó là: Mê Koong, Hồng, Cả, Mã, Đồng Nai, Ba, Bằng Giang, Kỳ Cùng, Vũ Gia- Thu Bồn. Theo quan điểm hệ thống, hệ thống nguồn nước được định nghĩa như sau: “Hệ thống nguồn nước là một hệ thống phức tạp bao gồm tài nguyên nước, các công trình khai thác nguồn nước, các yêu cầu về nước cùng với mối tương tác giữa chúng và chịu tác động của môi trường lên nó”. Nguồn nước được đánh giá bởi các đặc trưng: lượng và phân bố của nó theo không gian và thời gian; chất lượng nước; động thái của chúng.
Các biện pháp khai thác và bảo vệ nguồn nước: các công trình thủy lợi, các biện pháp cải tạo và bảo vệ nguồn nước, bao gồm cả biện pháp công trình và phi công trình, được cấu trúc tùy thuộc vào mục đích khai thác và bảo vệ nguồn nước. Các yêu cầu về nước: các hộ dùng nước, các yêu cầu về mức bảo đảm phòng chống lũ lụt, úng hạn, các yêu cầu về bảo vệ hoặc cải tạo môi trường cùng các yêu cầu dùng nước khác. Tác động của môi trường là những tác động về hoạt dộng dân sinh kinh tế, hoạt động của con người (không kể các tác động về khai thác nguồn nước theo quy hoạch). Những tác động đó bao gồm ảnh hưởng của các biện pháp canh tác làm thay đổi mặt đệm và lòng dẫn, sự tác động không có ý thức vào hệ thống các công trình thủy lợi….
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 1. Trên thế giới Hệ thống mô hình GIBSI được áp dụng cho các lưu vực ở Canada có hệ sinh thái và tình hình phát triển công nghiệp, nông nghiệp, đô thị phức tạp. 7 GIBSI là một hệ thống mô hình tổng hợp chạy trên máy PC cho các kết quả kiểm tra tác động của nông nghiệp, công nghiệp, quản lý nước cả về lượng và chất đến tài nguyên nước.