Luận văn thạc sĩ nghiên cứu đề xuất các giải pháp quản lý khai thác bền vững tài nguyên nước lưu vực sông trà khúc tỉnh quảng ngãi

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu nghiên cứu đề xuất các giải pháp quản lý khai thác bền vững tài nguyên nước lưu vực sông trà khúc, đánh giá hiện trạng, phân tích vấn đề, đề xuất biện

• Tác giả: Nguyễn Tiến Dũng
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Văn Tuấn
• Trường học: Đại học Thủy lợi
• Chuyên ngành: Kỹ thuật tài nguyên nước
• Đề tài: Nghiên cứu đề xuất các giải pháp quản lý khai thác bền vững tài nguyên nước lưu vực sông Trà Khúc, tỉnh Quảng Ngãi
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2014
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM KẾT
• LỜI CẢM ƠN
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC HÌNH
• DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ QUẢN LÝ, KHAI THÁC TÀI NGUYÊN NƯỚC LƯU VỰC SÔNG
• 1.1. Tổng quan về quản lý, khai thác tài nguyên nước lưu vực sông
• 1.1.1. Về quản lý, khai thác nước lưu vực sông trên thế giới
• 1.1.2. Về quản lý, khai thác nước lưu vực sông tại Việt Nam
• 1.2. Tổng quan vùng nghiên cứu
• 1.2.1. Đặc điểm địa lý tự nhiên
• 1.2.2. Tình hình phát triển kinh tế xã hội trên lưu vực sông Trà Khúc
• 2. CHƯƠNG 2: MỘT SỐ MÔ HÌNH TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NƯỚC VÀ GIỚI THIỆU MÔ HÌNH MIKE BASIN
• 2.1. Khái niệm về hệ thống nguồn nước và cân bằng nước hệ thống
• 2.1.1. Hệ thống nguồn nước
• 2.1.2. Khái niệm cân bằng nước hệ thống
• 2.2. Các mô hình tính toán cân bằng nước
• 2.2.1. Hệ thống mô hình GIBSI
• 2.2.2. Chương trình Sử dụng nước (Water Ultilization Project)
• 2.2.3. Mô hình BASINS
• 2.2.4. Mô hình hệ thống đánh giá và phát triển nguồn nước WEAP
• 2.2.5. Bộ mô hình MIKE (DHI)
• 2.3. Giới thiệu mô hình MIKE BASIN
• 2.3.1. Giới thiệu chung
• 2.3.2. Giới thiệu về MIKE BASIN
• 2.3.3. Cơ sở lý thuyết của mô hình MIKE BASIN
• 3. CHƯƠNG 3: ÁP DỤNG MÔ HÌNH MIKE BASIN NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP QUẢN LÝ, KHAI THÁC BỀN VỮNG TÀI NGUYÊN NƯỚC LƯU VỰC SÔNG TRÀ KHÚC, TỈNH QUẢNG NGÃI
• 3.1. Hiện trạng dùng nước trên lưu vực
• 3.1.1. Tài liệu nhu cầu dùng nước
• 3.1.2. Hiện trạng các hộ sử dụng nước trên lưu vực sông Trà Khúc
• 3.2. Cân bằng nước lưu vực sông Trà Khúc bằng mô hình MIKE BASIN
• 3.2.1. Phân vùng tính cân bằng nước
• 3.2.2. Tính toán nhu cầu dùng nước cho các nghành tại các tiểu vùng
• 3.2.3. Ứng dụng mô hình MIKE BASIN để tính toán cân bằng nước hệ thống lưu vực sông Trà Khúc
• 3.3. Giải pháp quản lý, khai thác bền vững tài nguyên nước lưu vực sông Trà Khúc
• 3.3.1. Giải pháp công trình
• 3.3.2. Giải pháp quản lý, vận hành công trình
• 3.3.3. Giải pháp quản lý lưu vực
• 3.3.4. Các giải pháp phi công trình khác
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Quản lý tài nguyên nước lưu vực sông Trà Khúc

Quản lý tài nguyên nước là yếu tố then chốt trong việc đảm bảo sự phát triển bền vững của lưu vực sông Trà Khúc. Tài nguyên nước tại đây đóng vai trò quan trọng trong phát triển kinh tế - xã hội, đặc biệt là trong nông nghiệp, công nghiệp và sinh hoạt. Tuy nhiên, việc quản lý nguồn nước còn gặp nhiều thách thức do sự phân bố không đồng đều giữa mùa mưa và mùa khô. Lưu vực sông Trà Khúc có diện tích 3.240 km², chiếm 55% diện tích tỉnh Quảng Ngãi, với lượng mưa dao động từ 2.300 đến 4.000 mm/năm. Điều này đòi hỏi các giải pháp quản lý hiệu quả để đảm bảo cân bằng nguồn nước.

1.1. Hiện trạng quản lý tài nguyên nước

Hiện trạng quản lý tài nguyên nước tại lưu vực sông Trà Khúc cho thấy sự thiếu đồng bộ trong việc khai thác và sử dụng nguồn nước. Mùa mưa thường gây lũ lụt, trong khi mùa khô lại dẫn đến tình trạng thiếu nước nghiêm trọng. Các hộ sử dụng nước chủ yếu tập trung vào nông nghiệp, công nghiệp và sinh hoạt, nhưng chưa có sự phối hợp chặt chẽ giữa các ngành. Điều này làm gia tăng áp lực lên nguồn nước, đặc biệt là trong bối cảnh biến đổi khí hậu và gia tăng dân số.

1.2. Chiến lược quản lý tổng hợp

Chiến lược quản lý tổng hợp tài nguyên nước tại lưu vực sông Trà Khúc cần tập trung vào việc điều hòa dòng chảy, phân bổ nguồn nước hợp lý và bảo vệ môi trường. Mô hình quản lý lưu vực sông của Pháp là một ví dụ điển hình, với sự tham gia của các bên liên quan bao gồm nhà nước, địa phương và các hộ sử dụng nước. Việc áp dụng các công cụ kinh tế như giá nước và thuế cũng là một phần quan trọng trong chiến lược này.

II. Khai thác bền vững tài nguyên nước

Khai thác bền vững tài nguyên nước là mục tiêu chính trong việc đảm bảo nguồn nước cho các thế hệ tương lai. Tại lưu vực sông Trà Khúc, việc khai thác nguồn nước cần được thực hiện một cách hợp lý, đảm bảo cân bằng giữa nhu cầu sử dụng và khả năng tái tạo của nguồn nước. Phát triển bền vững đòi hỏi sự kết hợp giữa các giải pháp công trình và phi công trình, nhằm giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường và hệ sinh thái.

2.1. Giải pháp công trình

Các giải pháp công trình bao gồm việc xây dựng các hồ chứa, đập điều tiết và hệ thống kênh mương để điều hòa dòng chảy. Tại lưu vực sông Trà Khúc, công trình Thạch Nham đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp nước tưới tiêu và sinh hoạt. Tuy nhiên, việc xây dựng các công trình cần được tính toán kỹ lưỡng để tránh gây tác động tiêu cực đến môi trường và hệ sinh thái.

2.2. Giải pháp phi công trình

Các giải pháp phi công trình tập trung vào việc nâng cao nhận thức cộng đồng, quản lý nhu cầu sử dụng nước và bảo vệ môi trường. Việc áp dụng các mô hình quản lý nước tiên tiến như MIKE BASIN giúp tính toán cân bằng nước một cách chính xác, từ đó đề xuất các giải pháp khai thác bền vững. Ngoài ra, việc thúc đẩy các chính sách bảo vệ tài nguyên nước cũng là yếu tố quan trọng trong chiến lược phát triển bền vững.

III. Bảo vệ môi trường và tài nguyên thiên nhiên

Bảo vệ môi trường là yếu tố không thể thiếu trong việc quản lý và khai thác bền vững tài nguyên nước. Tại lưu vực sông Trà Khúc, việc bảo vệ môi trường cần được thực hiện thông qua các biện pháp giảm thiểu ô nhiễm nguồn nước, bảo tồn hệ sinh thái và phục hồi các khu vực bị suy thoái. Tài nguyên thiên nhiên tại đây cần được quản lý một cách hợp lý để đảm bảo sự phát triển bền vững.

3.1. Giảm thiểu ô nhiễm nguồn nước

Việc giảm thiểu ô nhiễm nguồn nước cần được thực hiện thông qua các biện pháp kiểm soát chất thải từ các hoạt động công nghiệp, nông nghiệp và sinh hoạt. Các khu công nghiệp tại Quảng Ngãi cần tuân thủ nghiêm ngặt các quy định về xử lý nước thải để tránh gây ô nhiễm nguồn nước. Ngoài ra, việc nâng cao nhận thức cộng đồng về bảo vệ môi trường cũng là yếu tố quan trọng.

3.2. Bảo tồn hệ sinh thái

Bảo tồn hệ sinh thái tại lưu vực sông Trà Khúc cần được thực hiện thông qua các biện pháp bảo vệ rừng đầu nguồn, phục hồi các khu vực bị suy thoái và duy trì đa dạng sinh học. Việc bảo vệ rừng đầu nguồn không chỉ giúp điều hòa dòng chảy mà còn góp phần giảm thiểu tác động của lũ lụt và hạn hán.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Lưu vực sông Trà Khúc giữ vị trí huyết mạch đối với an ninh nguồn nước và phát triển kinh tế - xã hội của tỉnh Quảng Ngãi. Với tổng diện tích lưu vực đạt 3.240 km², chiếm khoảng 55% diện tích tự nhiên toàn tỉnh, hệ thống sông này cung cấp nguồn nước mặt thiết yếu cho hơn 1,21 triệu dân cư, hàng chục nghìn hecta đất canh tác nông nghiệp cùng các trung tâm công nghiệp trọng điểm như Khu kinh tế Dung Quất. Mặc dù tổng lượng dòng chảy trung bình nhiều năm tại trạm thủy văn Sơn Giang đạt mức dồi dào hơn 6 tỷ m³/năm (tương đương lưu lượng bình quân 194 m³/s), tài nguyên nước trong khu vực lại chịu sự phân phối không đồng đều sâu sắc theo không gian và thời gian.

Lượng mưa bình quân năm dao động từ 2.300 mm đến 4.000 mm nhưng có tới 70% đến 80% tổng lượng mưa tập trung dồn dập vào 4 tháng mùa mưa (từ tháng 9 đến tháng 12), trong đó riêng hai tháng 10 và 11 chiếm 40% đến 50%. Tình trạng này dẫn đến nghịch lý nghiêm trọng: lũ lụt xói mòn khốc liệt trong mùa mưa lũ và khô hạn, thiếu nước cục bộ gay gắt trong 8 tháng mùa kiệt (từ tháng 1 đến tháng 8). Thêm vào đó, hiệu suất khai thác thực tế của 125 công trình thủy lợi trên địa bàn chỉ đạt khoảng 32.490 ha so với năng lực thiết kế 63.545 ha, tức chỉ phát huy được 51,1% công suất.

Nghiên cứu được triển khai nhằm mục tiêu đánh giá toàn diện hiện trạng tài nguyên nước, xác định nhu cầu dùng nước tổng hợp của các ngành kinh tế, đồng thời ứng dụng công nghệ mô hình hóa tiên tiến để tính toán cân bằng nước cho giai đoạn hiện trạng và dự báo đến năm 2020. Phạm vi không gian nghiên cứu bao phủ toàn bộ lưu vực sông Trà Khúc từ vùng thượng nguồn huyện Kon Plong (tỉnh Kon Tum) qua các huyện Sơn Tây, Sơn Hà, Ba Tơ, Trà Bồng xuống vùng hạ lưu thuộc thành phố Quảng Ngãi, Sơn Tịnh, Tư Nghĩa, Nghĩa Hành, Bình Sơn và Mộ Đức. Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học định lượng vững chắc giúp các nhà hoạch định chính sách tối ưu hóa việc phân bổ tài nguyên nước và giảm thiểu rủi ro sinh thái.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên lý thuyết Quản lý tổng hợp tài nguyên nước (IWRM) theo Tuyên bố Dublin và Hội nghị Thượng đỉnh Rio de Janeiro năm 1992, lấy lưu vực sông làm đơn vị quản lý không gian thống nhất nhằm cân bằng giữa mục tiêu phát triển kinh tế và tính bền vững sinh thái. Về mặt toán học, nghiên cứu vận dụng định luật bảo toàn vật chất thông qua phương trình cân bằng nước hệ thống tổng quát: hiệu số giữa tổng lượng nước đến (bao gồm lượng mưa, ngưng tụ, dòng chảy mặt và dòng chảy ngầm đi vào) và tổng lượng nước đi (gồm bốc thoát hơi nước, dòng chảy ra và lượng nước cấp cho các hộ tiêu thụ) tương ứng với độ biến thiên trữ lượng nước trên lưu vực trong một khoảng thời gian tính toán.

Bên cạnh đó, các khái niệm cốt lõi về hệ thống nguồn nước, phân phối dòng chảy kiệt, lưu lượng đỉnh lũ và các nút cân bằng hệ thống được chuẩn hóa chặt chẽ. Cấu trúc mô hình phân tích mạng lưới sông bao gồm 7 loại nút chuyên biệt: nút đơn, nút hứng nước từ lưu vực, nút chuyển nước, nút tưới nông nghiệp, nút cấp nước sinh hoạt - công nghiệp, nút hồ chứa và nút thủy điện nhằm mô phỏng chính xác sự tương tác phức tạp giữa các thành phần kinh tế - sinh thái.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu đầu vào của luận văn được thu thập từ chuỗi quan trắc khí tượng - thủy văn đồng bộ 30 năm (từ năm 1979 đến năm 2008) tại 3 trạm thủy văn chính (Sơn Giang, Trà Khúc, Thạch Nham) và 7 trạm đo mưa phân bố trên lưu vực (Giá Vực, Sơn Giang, Trà Khúc, Ba Tơ, Mộ Đức, Đức Phổ và thành phố Quảng Ngãi). Cỡ mẫu dữ liệu kinh tế - xã hội bao gồm số liệu thống kê chi tiết của 13 huyện thị, hiện trạng 125 công trình thủy lợi (29 hồ chứa, 94 đập dâng, 2 trạm bơm) và chỉ tiêu sử dụng nước của các ngành nông nghiệp, công nghiệp, thủy sản và sinh hoạt tính đến năm 2012, với tầm nhìn dự báo năm 2020.

Phương pháp chọn mẫu quan trắc được thực hiện theo nguyên tắc phân tầng địa lý đại diện, bao quát từ vùng núi cao thượng nguồn (độ cao trên 1.000 m) đến vùng đồng bằng châu thổ ven biển có độ cao dưới 20 m. Lý do lựa chọn mô hình toán MIKE BASIN của Viện Thủy lực Đan Mạch (DHI) kết hợp hệ thống thông tin địa lý ArcView GIS là nhờ khả năng số hóa trực quan mạng lưới sông dài 135 km, tích hợp dữ liệu số hóa độ cao DEM và xử lý linh hoạt chuỗi dữ liệu thủy văn đa chiều theo thời gian thực, cho phép mô phỏng chi tiết các kịch bản cân bằng nước với tần suất thiết kế P = 75% và P = 85%.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, nghiên cứu phát hiện sự biến động dòng chảy cực đoan giữa các mùa và giữa các năm trên sông Trà Khúc. Dòng chảy mùa lũ tập trung trong 3 tháng (từ tháng 10 đến tháng 12) chiếm từ 65% đến 75% tổng lượng dòng chảy cả năm, với lưu lượng đỉnh lũ lịch sử quan trắc tại trạm Sơn Giang đạt mức kỷ lục 18.400 m³/s vào ngày 3 tháng 12 năm 1986. Ngược lại, mùa kiệt kéo dài suốt 8 tháng nhưng chỉ đóng góp khoảng 30% đến 35% tổng lượng nước năm, trong đó dòng chảy kiệt nhất rơi vào tháng 4 với lưu lượng trung bình nhiều năm chỉ đạt 50,3 m³/s, thậm chí vào tháng 4 năm 1983 lưu lượng dòng chảy kiệt giảm sâu xuống mức 21,6 m³/s, ứng với mô đun dòng chảy chỉ 7,98 l/s.km². Sự chênh lệch lưu lượng giữa tháng nhiều nước nhất (tháng 11 đạt 691 m³/s) và tháng ít nước nhất lên tới gần 14 lần.

Thứ hai, kết quả kiểm kê hiện trạng sử dụng nước cho thấy sự mất cân đối lớn giữa năng lực thiết kế và khả năng phục vụ thực tế của hạ tầng thủy lợi. Toàn bộ 125 công trình trên lưu vực có năng lực thiết kế cấp nước tưới cho 63.545 ha, nhưng diện tích phục vụ thực tế chỉ đạt 32.490 ha, đạt tỷ lệ 51,1%. Điển hình là đại công trình đập dâng Thạch Nham dù được thiết kế tưới cho 50.000 ha (38.000 ha tự chảy và 12.000 ha tạo nguồn qua 87,6 km kênh chính Bắc và Nam), song hệ thống kênh cấp dưới và kênh nội đồng dài 636 km chưa đồng bộ dẫn đến tổn thất nước nghiêm trọng.

Thứ ba, mô phỏng cân bằng nước bằng mô hình MIKE BASIN ở tần suất P = 85% đã chỉ rõ tình trạng thiếu nước xảy ra gay gắt tại các tiểu lưu vực hạ lưu trong các tháng 3, 4, 5 và tháng 7. Tổng lượng nước thiếu hụt của các ngành sản xuất và sinh hoạt trong mùa cạn lên tới hàng chục triệu m³, đe dọa trực tiếp 49.000 ha lúa, hơn 5.000 ha mía và nhu cầu cấp nước đô thị, công nghiệp ngày càng gia tăng.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân cốt lõi của tình trạng khan hiếm nước bắt nguồn từ lớp phủ thực vật thượng nguồn bị suy giảm (độ che phủ rừng chỉ đạt khoảng 29% và phần lớn là rừng nghèo), làm giảm khả năng điều tiết tự nhiên của lưu vực. Bên cạnh đó, tốc độ đô thị hóa nhanh và việc hình thành các khu kinh tế tập trung làm gia tăng áp lực nhu cầu nước vượt quá khả năng tự điều hòa của dòng chảy kiệt. Kết quả nghiên cứu có tính tương đồng cao với các công trình nghiên cứu trên hệ thống sông Thu Bồn và sông Ba, khẳng định tính quy luật khắc nghiệt của chế độ thủy văn miền Trung duyên hải.

Trong khuôn khổ luận văn, dữ liệu phân bổ dòng chảy và mức độ thiếu hụt tài nguyên nước được minh họa trực quan thông qua các bảng ma trận cân bằng nước tiểu vùng và biểu đồ cột so sánh nhu cầu dùng nước theo từng tháng tại các nút mạng lưới GIS. Cách tiếp cận này giúp lượng hóa chính xác dung tích thiếu hụt tại từng vị trí công trình, tạo cơ sở thực nghiệm vững chắc để xây dựng phương án điều tiết liên hồ chứa.

Đề xuất và khuyến nghị

Để giải quyết triệt để bài toán thiếu nước mùa khô và kiểm soát ngập lụt mùa mưa trên lưu vực sông Trà Khúc, luận văn đề xuất hệ thống 4 nhóm giải pháp chiến lược đồng bộ:

Thứ nhất, hoàn thiện và nâng cao hiệu quả các công trình điều tiết nguồn nước đầu mối. Cần tập trung vận hành khai thác tối đa dung tích toàn bộ 220 triệu m³ (dung tích hữu ích 200 triệu m³) của hồ chứa Nước Trong trên lưu vực 446 km², kết hợp điều tiết nhịp nhàng với đập dâng Thạch Nham. Đồng thời, Ủy ban Nhân dân tỉnh Quảng Ngãi cùng Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn cần đẩy nhanh tiến độ kiên cố hóa 636 km kênh mương nội đồng, phấn đấu nâng hiệu suất khai thác thực tế của hệ thống thủy lợi từ 51,1% lên 85% trước năm 2020.

Thứ hai, thiết lập quy trình vận hành liên hồ chứa theo thời gian thực. Cần xây dựng quy chế phối hợp xả nước mùa cạn giữa các hồ thủy điện vùng thượng nguồn Kon Plong và các hồ thủy lợi phía hạ du, cam kết duy trì lưu lượng xả đáy sinh thái sau đập tối thiểu không thấp hơn 25 m³/s tại trạm Sơn Giang nhằm đẩy mặn tại cửa Cổ Lũy và bảo vệ hệ sinh thái thủy sinh. Thời gian hoàn thiện quy chuẩn này cần đạt mốc năm 2018.

Thứ ba, thành lập Ban Quản lý Lưu vực sông Trà Khúc theo mô hình tổ chức lưu vực quốc tế. Cơ quan này đóng vai trò điều phối đa ngành giữa Bộ Tài nguyên và Môi trường, chính quyền địa phương và các đại diện sử dụng nước (nông nghiệp, công nghiệp, thủy sản, dân sinh), áp dụng các công cụ kinh tế như cấp phép khai thác và thu phí bảo vệ môi trường để tái đầu tư bảo vệ rừng đầu nguồn với diện tích 154.130 ha đất lâm nghiệp.

Thứ tư, chuyển đổi cơ cấu cây trồng và ứng dụng công nghệ tưới tiết kiệm. Các hợp tác xã nông nghiệp và hộ dùng nước cần áp dụng kỹ thuật tưới ngập khô xen kẽ cho 49.000 ha lúa và tưới nhỏ giọt trên 5.000 ha mía vùng gò đồi, giúp giảm từ 15% đến 20% định mức cấp nước mặt ruộng giai đoạn 2015 - 2020.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Luận văn là tài liệu tham khảo chuyên môn có giá trị ứng dụng cao cho 4 nhóm đối tượng chính sau:

1. Cơ quan quản lý nhà nước và cơ quan quy hoạch (Sở Tài nguyên và Môi trường, Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn tỉnh Quảng Ngãi, tỉnh Kon Tum): Sử dụng kết quả tính toán cân bằng nước và chuỗi số liệu thủy văn 30 năm để lập quy hoạch phân bổ tài nguyên nước, cấp phép khai thác nước mặt và xây dựng kịch bản ứng phó hạn hán, xâm nhập mặn cấp tỉnh.

2. Đơn vị quản lý, khai thác công trình thủy lợi (Công ty TNHH Một thành viên Khai thác Công trình Thủy lợi Quảng Ngãi): Tham khảo số liệu dòng chảy kiệt trung bình tháng (từ 50,3 m³/s đến 65 m³/s) và sơ đồ 7 nút cân bằng để tối ưu hóa quy trình đóng mở cống lấy nước tại hệ thống Thạch Nham và hồ Nước Trong, giảm thiểu thất thoát trên hệ thống kênh chính dài 87,6 km.

3. Các viện nghiên cứu, trường đại học và học viên cao học chuyên ngành Thủy văn, Kỹ thuật tài nguyên nước: Sử dụng tài liệu như một nghiên cứu điển hình về phương pháp luận ứng dụng mô hình MIKE BASIN kết hợp ArcView GIS trong việc giải quyết bài toán cân bằng nước lưu vực sông phức tạp vùng ven biển miền Trung.

4. Ban quản lý các khu công nghiệp, doanh nghiệp khai thác nước (Khu kinh tế Dung Quất, các nhà máy chế biến): Nắm bắt các dự báo về trữ lượng và mức độ thiếu hụt nguồn nước đến năm 2020 để chủ động xây dựng phương án cấp nước dự phòng, đầu tư hệ thống tuần hoàn tái sử dụng nước trong sản xuất.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao lưu vực sông Trà Khúc có tổng lượng nước rất lớn nhưng vẫn đối mặt với nguy cơ hạn hán nghiêm trọng trong mùa khô?
   Tổng lượng dòng chảy của sông Trà Khúc đạt trên 6 tỷ m³/năm nhưng có tới 70% đến 80% lượng nước tập trung trong 4 tháng mùa mưa. Vào 8 tháng mùa khô, lượng dòng chảy chỉ chiếm khoảng 30% tổng lượng năm, với lưu lượng kiệt tháng 4 giảm sâu xuống 21,6 m³/s đến 50,3 m³/s, không đáp ứng kịp nhu cầu tưới tiêu và sinh hoạt.

2. Mô hình MIKE BASIN mang lại những ưu thế vượt trội nào trong việc đánh giá cân bằng nước lưu vực sông Trà Khúc?
   Mô hình MIKE BASIN tích hợp trực tiếp trên nền tảng ArcView GIS, cho phép số hóa mạng lưới sông 135 km thành hệ thống 7 loại nút chức năng. Mô hình xử lý dữ liệu không gian DEM chuẩn xác, mô phỏng linh hoạt sự tương tác giữa hồ chứa, các kênh chuyển nước và hộ tiêu thụ theo chuỗi thời gian thực.

3. Công trình đập dâng Thạch Nham và hồ Nước Trong có vai trò quyết định như thế nào đối với việc giải quyết bài toán nước?
   Đập dâng Thạch Nham kiểm soát diện tích lưu vực 2.836 km², giữ nhiệm vụ phân phối nước tưới cho 50.000 ha canh tác qua kênh chính Bắc (30,3 km) và kênh chính Nam (57,3 km). Hồ Nước Trong với dung tích hữu ích 200 triệu m³ đóng vai trò tích trữ lũ để bổ cập dòng chảy kiệt cho đập Thạch Nham trong các tháng khô cạn.

4. Tần suất đảm bảo cấp nước P = 85% được áp dụng trong nghiên cứu có ý nghĩa thực tiễn như thế nào?
   Tần suất P = 85% là tiêu chuẩn thiết kế cấp nước thủy lợi cho các vùng sản xuất nông nghiệp quan trọng. Khi tính toán cân bằng nước ở tần suất này, mô hình sẽ phản ánh chính xác mức độ thiếu hụt nguồn nước trong những năm khô hạn khắc nghiệt, giúp các nhà quản lý xây dựng kịch bản cấp nước an toàn.

5. Giải pháp phi công trình quan trọng nhất được đề xuất trong luận văn là gì?
   Đó là việc thành lập Ban Quản lý Lưu vực sông Trà Khúc thống nhất nhằm chuyển đổi từ phương thức quản lý theo địa giới hành chính sang quản lý tổng hợp theo lưu vực sông, kết hợp áp dụng quy chế vận hành liên hồ chứa và chuyển đổi kỹ thuật tưới tiết kiệm nước nhằm giảm 15% đến 20% lượng nước mặt ruộng.

Kết luận

• Luận văn đã đánh giá toàn diện đặc trưng khí tượng, thủy văn trên lưu vực sông Trà Khúc diện tích 3.240 km² với nguồn tài nguyên nước dồi dào trên 6 tỷ m³/năm nhưng phân bố phân hóa sâu sắc.
• Lượng hóa chính xác sự bất đối xứng dòng chảy với mùa lũ chiếm 65% đến 75% lượng nước năm (đỉnh lũ 18.400 m³/s) và mùa kiệt kéo dài 8 tháng chỉ chiếm khoảng 30% (lưu lượng kiệt tháng 4 chỉ từ 21,6 m³/s đến 50,3 m³/s).
• Ứng dụng thành công mô hình MIKE BASIN trên nền tảng ArcView GIS để mô phỏng mạng lưới 7 loại nút, chỉ rõ các điểm thiếu hụt nước tại hạ lưu ở tần suất P = 85%.
• Nhận diện điểm nghẽn hạ tầng khi 125 công trình thủy lợi hiện có mới chỉ phát huy được 51,1% công suất thiết kế (32.490 ha so với 63.545 ha).
• Đề xuất hệ thống giải pháp công trình và phi công trình khép kín, bao gồm khai thác hồ Nước Trong dung tích 220 triệu m³, kiên cố hóa 636 km kênh mương và thành lập Ban Quản lý lưu vực sông.

Đóng góp chính của luận văn là đã thiết lập cơ sở khoa học định lượng chuẩn xác và bộ công cụ mô hình hóa hiện đại phục vụ quản lý bền vững tài nguyên nước cho tỉnh Quảng Ngãi. Lộ trình triển khai các giải pháp cần tập trung hoàn thiện quy chế vận hành liên hồ chứa trước năm 2018 và đồng bộ hóa mạng lưới thủy lợi nội đồng vào năm 2020. Quý độc giả, các nhà nghiên cứu và cơ quan quản lý quan tâm hãy tham khảo toàn văn luận văn để khai thác chi tiết các bộ thông số thủy văn và quy trình tính toán chuyên sâu.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ QUẢN LÝ, KHAI THÁC TÀI NGUYÊN NƯỚC LƯU VỰC SÔNG 1.1 Tổng quan về quản lý, khai thác tài nguyên nước lưu vực sông Tài nguyên nước là các nguồn nước mà con người sử dụng hoặc có thể sử dụng vào những mục đích khác nhau. Nước được dùng trong các hoạt động nông nghiệp, công nghiệp, dân dụng, giải trí và môi trường. Hầu hết các hoạt động trên đều cần nước ngọt. Theo thống kê thì 97% nước trên Trái Đất là nước muối, chỉ 3% còn lại là nước ngọt nhưng gần hơn 2/3 lượng nước này tồn tại ở dạng sông băng và các mũ băng ở Bắc và Nam cực.

Phần còn lại không đóng băng được tìm thấy chủ yếu ở dạng nước ngầm, và chỉ một tỷ lệ nhỏ tồn tại trên mặt đất và trong không khí. Tất cả sông hồ, đất ngập nước trên thế giới cùng chỉ chiếm khoảng 1% diện tích đất và 0,01% tổng lượng nước ngọt. Tài nguyên nước là tài nguyên thiết yếu cho sự sống nhưng đồng thời cũng là yếu tố môi trường rất quan trọng, do vậy quản lý và nghiên cứu tài nguyên nước vừa là hoạt động đánh giá tài nguyên nước vừa là đánh giá tình trạng môi trường của một vùng lãnh thổ. Nước có quan hệ mật thiết với các tài nguyên khác như sinh vật, đất.

và chính vì thế khi xu thế sa mạc hóa, hủy hoại tài nguyên đất, rừng thì cũng đồng thời làm trầm trọng thêm tình trạng thiều nước về mùa khô và gây lũ lụt vào mùa mưa. Trên thế giới, kể từ sau Hội nghi Dublin và Hội nghị thượng đỉnh về Môi trường và phát triển của thế giới họp tại Rio de Janero (Brazil, 1992), phần lớn các nước trên thế giới đều trong tiến trình thực hiện quản lý tổng hợp tài nguyên nước (QLTHTNN) với việc lấy lưu vực sông làm đơn vị quản lý nước càng được chú trọng và được coi là điều kiện cần thiết để nâng cao hiệu quả sử dụng nước, điều phối và giải quyết tốt các mâu thuẫn trong khai thác và sử dụng tài nguyên nước giữa các vùng, các khu vực thượng hạ lưu của lưu vực sông. Tổ chức công tác vì nước toàn cầu (GWP) cho rằng: “Quản lý tổng hợp lưu vực sông là một quá trình mà trong đó con người phát triển và quản lý tài nguyên nước, đất và các tài nguyên khác nhằm đạt được hiệu quả tối ưu của các thành quả kinh tế xã hội một cách công bằng mà không đánh đổi bằng sự bền Luận văn thạc sĩ 12 vững của các hệ sinh thái then chốt”. Định nghĩa này nhấn mạnh những khía cạnh nổi bật của quản lý tổng hợp lưu vực sông và cho thấy quản lý tổng hợp lưu vực sông là sự hợp tác trong quản lý và khai thác sử dụng các nguồn tài nguyên có trên toàn bộ lưu vực một cách hợp lý, hiệu quả và công bằng để đạt được lợi ích kinh tế và xã hội mà không làm tổn hại đến sự bền vững của hệ sinh thái.

Lưu vực sông có thể xem như một vùng địa lý được giới hạn bởi đường chia nước trên mặt và dưới đất mà trong phạm vi đó nước trên mặt và dưới đất đều chảy một cách tự nhiên vào lưu vực sông. Trong lưu vực sông tồn tại các mối quan hệ chặt chẽ giữa nước mặt và nước ngầm, giữa số lượng và chất lượng nước, giữa đất và nước và giữa vùng thượng lưu và hạ lưu. Các mối quan hệ này đã khiến cho lưu vực sông từ một vùng địa lý đã trở thành một hệ thống luôn dính kết với nhau (Bryan Bruns, D. Như vậy, mục đích của quản lý lưu vực sông là: - Bảo vệ các chức năng của sông và lưu vực sông; - Quản lý và sử dụng bền vững tài nguyên nước trong mối quan hệ với đất và các tài nguyên sinh thái khác; - Hạn chế suy thoái và duy trì môi trường của sông và lưu vực sông bền vững cho các thế hệ hiện tại và tương lai.1 Về quản lý, khai thác nước lưu vực sông trên thế giới Quản lý lưu vực sông (QLLVS) đã có lịch sử phát triển hơn một thế kỷ qua và hiện nay nó càng được quan tâm của tất cả các nước trên thế giới để thực hiện các mục tiêu của phát triển bền vững.

Khái niệm quản lý lưu vực sông hiện đại ngày nay đã vượt ra ngoài khái niệm quản lý đất và nước truyền thống, bao gồm việc quản lý tất cả những hoạt động của con người sử dụng nước hoặc gây ảnh hưởng đến các hệ thống nước ngọt. Hiện nay việc đổi mới thế chế trong QLLVS ở các nước phát triển và đang phát triển thường tập trung vào hai việc là: (1) thành lập các tổ chức quản lý ở cấp lưu vực, và (2) đổi mới các hoạt động liên quan đến quản lý nước ở lưu vực sông như là xây dựng cơ chế phối hợp, đổi mới pháp chế, thiết kế lại các Luận văn thạc sĩ 13 công cụ kinh tế trong chính sách nước (như giá chuyển nước, thuế, trợ cấp), thiết kế lại các tổ chức kinh tế (các tổ chức dịch vụ công, các tổ chức cung cấp dịch vụ, thị trường nước, chuyển giao quản lý tưới cho các tổ chức dùng nước). Trên thế giới có hàng trăm tổ chức lưu vực sông đang hoạt động, các tổ chức này có thể có cơ cấu tổ chức và chức năng không hoàn toàn giống nhau tùy thuộc vào mỗi nước và điều kiện lưu vực. Các sự khác nhau thường tập trung vào các điểm chính: Hình thức tổ chức, chức năng, mức độ tham gia trong quản lý nước của tổ chức lưu vực sông, phương thức hoạt động, cơ chế tài chính.

* Mô hình quản lý lưu vực sông ở Pháp: Nước Pháp từ năm 1966 đã quản lý tất cả 6 lưu vực sông trên cả nước dựa theo luật về nước ban hành năm 1964. Mỗi lưu vực sông có một cơ quan lưu vực với chức năng chính là: - Định hướng và khuyến khích các hộ dùng nước sử dụng hợp lý tài nguyên nước thông qua các công cụ kinh tế. - Khởi xướng và cung cấp thông tin cho các dự án (nhưng không trực tiếp thực hiện dự án), điều hòa các lợi ích địa phương, lợi ích cá biệt và lợi ích chung trong khai thác tài nguyên nước. Cơ quan lưu vực có một Hội đồng quản trị trong đó một nửa đại diện các cơ quan nhà nước, 1/4 là đại diện các chính quyền địa phương và 1/4 còn lại là đại diện các hộ dùng nước (công nghiệp, nông nghiệp, cấp nước sinh hoạt và công nghiệp, thủy sản,…).

Các quyết định của Hội đồng quản trị phải được Cơ quan lưu vực sông phê chuẩn. * Mô hình quản lý lưu vực sông Hoàng Hà (Trung Quốc): Sông Hoàng Hà lớn thứ 2 Trung Quốc với diện tích lưu vực 795.000km2, số dân 98 triệu người sống trên lưu vực. Để quản lý lưu vực sông Hoàng Hà, Nhà nước Trung Quốc thành lập Ủy ban bảo vệ sông Hoàng Hà (YRCC). Ủy ban này là một cơ quan của Bộ Thủy Lợi Trung Quốc nhằm quản lý lưu vực sông Hoàng Hà và các sông nội địa thuộc một số tỉnh và khu vực phía Tây Bắc Trung Quốc với chức năng chủ yếu là: Luận văn thạc sĩ 14 - Quản lý thống nhất tài nguyên nước và dòng sông; - Quản lý tổng hợp lưu vực sông; - Phát triển và quản lý các công trình thủy lợi quan trọng trên lưu vực; - Thực hiện quy hoạch, quản lý, điều phối, hướng dẫn và bổ trợ; - Cải thiện quản lý sông và phát triển tổng hợp, khai thác và bảo vệ tài nguyên nước; * Mô hình quản lý lưu vực sông Lerma - chapala tại Mê xico: Sông Lerma - chapala dài 750 km ở miền Trung Mexico, có diện tích lưu vực 54.000km2 , bao gồm 5 tiểu bang với tổng dân số 15 triệu người.

Trong lưu vực có một hồ tự nhiên là hồ Chapala rộng 111.000ha dung tích 8 tỷ m3 nước. Một trong những thách thức lớn nhất của lưu vực là hồ này bị khai thác quá mức đang bị cạn kiệt nguồn nước. Việc thành lập tổ chức quản lý lưu vực sông nhằm giải quyết khó khăn này. Hội đồng lưu vực sông lưu vực sông Lerma - chapala (Lerma - chapala river basin council) thành lập năm 1993.

Trong giai đoạn năm 1993 - 1998 cơ cấu tổ chức của Hội đồng bao gồm Chủ tịch là một Bộ trưởng, các thành viên là Thống đốc các tiểu bang thuộc lưu vực, Bộ trưởng của 5 bộ có liên quan và lãnh đạo của một số Ủy ban thuộc Chính Phủ. Từ năm 1998 cơ cấu này được điều chỉnh lại, Chủ tịch hội đồng là chủ nhiệm Ủy ban nước quốc gia, các Ủy viên là Thống đốc của 5 tiểu bang thuộc lưu vực. Ngoài ra còn có đại diện của các hộ dùng nước thuộc 6 ngành nông nghiệp, thủy sản, dịch vụ, công nghiệp, chăn nuôi và cấp nước. Luận văn thạc sĩ 15 Ủy viên Hội Chủ tịch Hội đồng Ủy viên Hội đồng Chủ nhiệm Ủy ban nước Quốc đồng Thống đốc i Đại diện các hộ các tiểu dùng nước: bang: Tưới Guanajuato Cấp nước Jalisco Công nghiệp Mexico Thủy sản Michoacan Văn phòng Hội đồng Dịch vụ Quereta Văn phòng khu vực của Uỷ ban Chăn nuôi nước Quốc gia 3 Ủy ban tiểu Đại hội các hộ khu vực Nhóm công tác giám sát và đánh giá dùng nước cấp lưu vực Đại hội các hộ Các nhóm Trung tâm cộng tác dùng nước thông tin cấp tiểu bang chuyên đề Hình 1.1: Sơ đồ tổ chức của Hội đồng lưu vực sông Lerma- Chapala Tổng hợp các mô hình của tổ chức quản lý lưu vực sông của thế giới có thể rút ra một số ý kiến đánh giá như sau: - Về hình thức: Có một số hình thức của cơ quan quản lý lưu vực sông hiện hành trên thế giới, nhưng có thể quy thành ba hình thức phổ biến nhất đó là: (i) cơ quan thủy vụ lưu vực sông, (ii) ủy hội lưu vực sông, và (iii) hội đồng lưu vực sông.

Mỗi loại có một mức độ tập trung quyền lực cũng như mức độ tham gia vào quản lý nước khác nhau. - Về chức năng nhiệm vụ: Chức năng và nhiệm vụ của cơ quan quản lý lưu vực sông có thể nhiều hay ít tùy thuộc theo mục tiêu của cơ quan quản lý lưu vực sông được đặt ra khi thành lập. Việc xác định các chức năng và nhiệm vụ của cơ quan quản lý lưu vực sông phải tương xứng với yêu cầu quản lý của lưu vực sông cần phải thực hiện. - Về quyền hạn: Quyền hạn biểu thị quyền lực của cơ quan quản lý lưu Luận văn thạc sĩ 16 vực sông để thực hiện các nhiệm vụ và trách nhiệm quản lý lưu vực sông.