Luận Văn Thạc Sĩ: Nghiên Cứu Tính Toán Cân Bằng Nước Hệ Thống Lưu Vực Sông Thạch Hãn Tỉnh Quảng Trị

Luận văn thạc sĩ phân tích tính toán cân bằng nước hệ thống lưu vực sông Thạch Hãn, tỉnh Quảng Trị, đánh giá nguồn tài nguyên nước và đề xuất giải pháp quản lý hiệu quả.

• Tác giả: Ngô Chí Tuấn
• Người hướng dẫn: TS. Trần Ngọc Anh
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội - Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
• Chuyên ngành: Thủy văn học
• Đề tài: Tính toán cân bằng nước hệ thống lưu vực sông Thạch Hãn, tỉnh Quảng Trị
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ khoa học
• Năm xuất bản: 2009
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Giới thiệu luận văn thạc sĩ

Luận văn thạc sĩ này tập trung vào tính toán cân bằng nước trong lưu vực sông Thạch Hãn, tỉnh Quảng Trị. Nghiên cứu nhằm đánh giá hiện trạng và đề xuất giải pháp quản lý tài nguyên nước hiệu quả. Lưu vực sông Thạch Hãn có diện tích 2.660 km², chiếm 56% diện tích tỉnh Quảng Trị, đóng vai trò quan trọng trong phát triển kinh tế - xã hội. Tuy nhiên, việc khai thác và sử dụng nguồn nước hiện nay còn nhiều bất cập, dẫn đến tình trạng khan hiếm nước và ô nhiễm môi trường.

1.1 Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu chính của luận văn thạc sĩ là xây dựng mô hình tính toán cân bằng nước sử dụng mô hình thủy văn MIKE BASIN. Nghiên cứu nhằm đánh giá hiện trạng sử dụng nước, dự báo nhu cầu nước trong tương lai và đề xuất các giải pháp quản lý tài nguyên nước bền vững. Lưu vực sông Thạch Hãn được chọn làm đối tượng nghiên cứu do tầm quan trọng của nó đối với tỉnh Quảng Trị.

1.2 Ý nghĩa thực tiễn

Nghiên cứu này có ý nghĩa quan trọng trong việc quản lý tài nguyên nước tại Quảng Trị. Kết quả nghiên cứu sẽ giúp các nhà quản lý đưa ra các quyết định chính xác về phân bổ nguồn nước, đảm bảo cân bằng giữa nhu cầu sử dụng và khả năng cung cấp. Đồng thời, nghiên cứu cũng góp phần bảo vệ môi trường và phát triển bền vững khu vực.

II. Đặc điểm tự nhiên và kinh tế xã hội lưu vực sông Thạch Hãn

Lưu vực sông Thạch Hãn nằm trong phạm vi từ 16°18' đến 16°54' vĩ độ Bắc và từ 106°36' đến 107°18' kinh độ Đông. Địa hình lưu vực được chia thành các vùng: cát ven biển, đồng bằng, đồi núi thấp và núi cao. Thủy văn của lưu vực chịu ảnh hưởng lớn từ lượng mưa hàng năm, trung bình đạt 2.400 mm. Kinh tế - xã hội của khu vực chủ yếu dựa vào nông nghiệp, công nghiệp và dịch vụ, với sự phát triển mạnh mẽ trong những năm gần đây.

2.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên

Lưu vực sông Thạch Hãn có địa hình đa dạng, từ đồng bằng ven biển đến núi cao. Vùng cát ven biển có nguy cơ di chuyển chiếm chỗ của đồng bằng, trong khi vùng núi cao thích hợp cho phát triển lâm nghiệp. Thổ nhưỡng của lưu vực cũng đa dạng, với đất bazan ở khu vực Khe Sanh và đất sa phiến thạch ở Lao Bảo.

2.2 Tình hình kinh tế xã hội

Kinh tế của lưu vực sông Thạch Hãn chủ yếu dựa vào nông nghiệp, với các cây trồng chính như lúa, cà phê và cao su. Công nghiệp và dịch vụ cũng đang phát triển mạnh, đặc biệt là ở thị xã Đông Hà. Tuy nhiên, sự phát triển kinh tế cũng kéo theo những thách thức về quản lý tài nguyên nước và bảo vệ môi trường.

III. Phương pháp tính toán cân bằng nước

Nghiên cứu sử dụng mô hình thủy văn MIKE BASIN để tính toán cân bằng nước trong lưu vực sông Thạch Hãn. Mô hình này cho phép mô phỏng dòng chảy, đánh giá nhu cầu sử dụng nước và dự báo tình trạng khan hiếm nước trong tương lai. Các dữ liệu đầu vào bao gồm lượng mưa, dòng chảy, nhu cầu sử dụng nước và các thông số thủy văn khác.

3.1 Giới thiệu mô hình MIKE BASIN

Mô hình MIKE BASIN là công cụ mạnh mẽ trong nghiên cứu thủy văn, cho phép mô phỏng và đánh giá các kịch bản sử dụng nước khác nhau. Mô hình này được sử dụng rộng rãi trong quản lý lưu vực sông và đánh giá tài nguyên nước.

3.2 Kết quả tính toán

Kết quả tính toán cho thấy lưu vực sông Thạch Hãn đang đối mặt với tình trạng thiếu nước vào mùa khô, đặc biệt là ở các khu vực hạ lưu. Nghiên cứu đề xuất các giải pháp như tăng cường trữ nước, cải thiện hiệu quả sử dụng nước và quản lý tổng hợp tài nguyên nước.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Luận văn thạc sĩ khoa học Tính toán cân bằng nước hệ thống lưu vực sông thạch hãn tỉnh quảng trị " §¹i häc quèc gia Hµ Néi Tr­êng ®¹i häc khoa häc tù nhiªn Ng« chÝ tuÊn tÝnh to¸n c©n b»ng n­íc hÖ thèng l­u vùc s«ng th¹ch h·n tØnh qu¶ng trÞ LuËn v¨n th¹c sÜ khoa häc Hµ Néi - 2009 1 §¹i häc quèc gia Hµ Néi Tr­êng ®¹i häc khoa häc tù nhiªn Ng« chÝ tuÊn tÝnh to¸n c©n b»ng n­íc hÖ thèng l­u vùc s«ng th¹ch h·n tØnh qu¶ng trÞ Chuyªn ngµnh: thñy v¨n häc M· sè: 60.90 LuËn v¨n th¹c sÜ khoa häc Ng­êi h­íng dÉn khoa häc: TS. TrÇn ngäc anh Hµ Néi – 2009 2 Môc Lôc Danh môc ch÷ viÕt t¾t. 5 Danh môc b¶ng biÓu. 6 Danh môc h×nh vÏ.

§Æc ®iÓm ®Þa lý tù nhiªn vµ kinh tÕ x· héi l­u vùc s«ng Th¹ch H·n. §Æc ®iÓm ®Þa lý tù nhiªn. §Þa chÊt vµ thæ nh­ìng. Th¶m thùc vËt.

T×nh h×nh ph¸t triÓn kinh tÕ x· héi trªn l­u vùc s«ng Th¹ch H·n 21 1. C©n b»ng n­íc hÖ thèng vµ giíi thiÖu m« h×nh mike basin. Kh¸i niÖm vÒ hÖ thèng nguån n­íc vµ c©n b»ng n­íc hÖ thèng. Kh¸i niÖm c©n b»ng n­íc hÖ thèng.

Ph­¬ng ph¸p tÝnh to¸n c©n b»ng n­íc hÖ thèng.4 T×nh h×nh nghiªn cøu c©n b»ng n­íc hÖ thèng ë ViÖt Nam. c¸c m« h×nh to¸n c©n b»ng n­íc. HÖ thèng m« h×nh GIBSI [25, 31]. Ch­¬ng tr×nh Sö dông n­íc (Water Utilization Project) [25, 31] 36 2.

M« h×nh hÖ thèng ®¸nh gi¸ vµ ph¸t triÓn nguån n­íc WEAP[25, 31]. Bé m« h×nh MIKE (DHI) [25, 31, 34]. Giíi thiÖu m« h×nh MIKE BASIN [25, 34].1 Giíi thiÖu chung. Sè liÖu ®Çu vµo cho m« h×nh.

KÕt qu¶ cña m« h×nh. ¸p dông m« h×nh mike basin tÝnh to¸n c©n b»ng n­íc hÖ thèng l­u vùc s«ng th¹ch h·n .1 HiÖn tr¹ng dïng n­íc trªn l­u vùc. Tµi liÖu nhu cÇu dïng n­íc. HiÖn tr¹ng c¸c hé sö dông n­íc trªn l­u vùc s«ng Th¹ch H·n.

C©n b»ng n­íc l­u vùc s«ng Th¹ch H·n b»ng m« h×nh MIKE BASIN. Ph©n vïng tÝnh c©n b»ng n­íc. TÝnh to¸n dßng ch¶y ®Õn t¹i c¸c tiÓu vïng. TÝnh to¸n nhu cÇu dïng n­íc cho c¸c ngµnh t¹i c¸c tiÓu vïng.

TÝnh to¸n hiÖn tr¹ng c©n b»ng n­íc hÖ thèng l­u vùc s«ng Th¹ch H·n. TÝnh to¸n c©n b»ng n­íc hÖ thèng l­u vùc s«ng Th¹ch H·n theo quy ho¹ch ®Õn 2010. 91 Tµi liÖu tham kh¶o. sè liÖu khÝ t­îng tr¹m ®«ng hµ, khe sanh.1 Sè liÖu khÝ t­îng tr¹m §«ng Hµ .2 Sè liÖu khÝ t­îng tr¹m Khe Sanh .3 L­îng m­a th¸ng t¹i tr¹m §«ng Hµ (§¬n vÞ mm).4 L­îng m­a th¸ng t¹i tr¹m Khe Sanh (§¬n vÞ mm).

Tæng hîp nhu cÇu sö dông n­íc t¹i c¸c khu trªn l­u vùc s«ng Th¹ch H·n n¨m 2007. B¶ng tæng hîp kÕt qu¶ tÝnh c©n b»ng n­íc cho c¸c khu trªn l­u vùc s«ng Th¹ch H·n. 103 4 Danh môc ch÷ viÕt t¾t CROPWAT M« h×nh tÝnh nhu cÇu t­íi cña c©y trång theo chØ tiªu sinh th¸i GIBSI Bé m« h×nh tæng hîp cña Cana®a (Gestion Intégrée des Bassins versants à l'aide d'un Système Informatisé) IQQM M« h×nh m« phßng nguån n­íc ISIS M« h×nh thuû ®éng lùc häc (Interactive Spectral Interpretation System) MIKE Bé m« h×nh thuû lùc vµ thuû v¨n l­u vùc cña ViÖn Thuû lùc §an M¹ch NAM M« h×nh dßng ch¶y cña §an M¹ch (Nedbør-Afrstrømnings-Model) QUAL2E M« h×nh chÊt l­îng n­íc (Water Quality version 2E) SSARR M« h×nh hÖ thèng diÔn to¸n dßng ch¶y cña Mü (Streamflow Synthesis and Reservoir Regulation) SWAT M« h×nh m« pháng dßng ch¶y mÆt qua ®é Èm ®Êt (Soil and Water Assessment Tool) TANK M« h×nh bÓ chøa cña NhËt B¶n WUP Ch­¬ng tr×nh sö dông n­íc TM. DV, DL Th­¬ng m¹i, dÞch vô, du lÞch GTT, BVMT Giao th«ng thñy, b¶o vÖ m«i tr­êng 5 Danh môc b¶ng biÓu B¶ng 1.

DiÔn biÕn tµi nguyªn rõng ë Qu¶ng TrÞ vµ hiÖu qu¶. ChuÈn m­a n¨m vµ sai sè qu©n ph­¬ng t­¬ng ®èi tÝnh chuÈn m­a n¨m. 14 cña c¸c tr¹m trªn l­u vùc s«ng Th¹ch H·n. C¸c cùc trÞ cña l­îng m­a n¨m trong thêi kú quan tr¾c (1977 - 2004).

KÕt qu¶ ph©n mïa m­a - kh« trong tØnh Qu¶ng TrÞ. Ph©n phèi m­a n¨m theo th¸ng t¹i c¸c tr¹m ®o m­a trªn l­u vùc s«ng Th¹ch H·n. NhiÖt ®é b×nh qu©n th¸ng t¹i tr¹m §«ng Hµ. §é Èm t­¬ng ®èi tr¹m §«ng Hµ (%).

Bèc h¬i b×nh qu©n th¸ng tr¹m §«ng Hµ. Sè giê n¾ng tr¹m §«ng Hµ. §Æc tr­ng h×nh th¸i s«ng trong vïng nghiªn cøu. KÕt qu¶ ph©n mïa dßng ch¶y l­u vùc s«ng Th¹ch H·n.

Ph©n phèi dßng ch¶y n¨m theo th¸ng l­u vùc s«ng Th¹ch H·n. Tr÷ l­îng n­íc hå, ®Ëp trªn l­u vùc s«ng Th¹ch H·n. M¹ng l­íi tr¹m khÝ t­îng thñy v¨n trªn l­u vùc s«ng Th¹ch H·n21 B¶ng 1. DiÖn tÝch, n¨ng suÊt, s¶n l­îng mét sè c©y trång chÝnh trªn l­u vùc.

Sè l­îng gia sóc vµ gia cÇm trªn l­u vùc nh­ sau. S¶n l­îng thñy s¶n chñ yÕu. KÕt qu¶ tÝnh to¸n l­u l­îng trung b×nh th¸ng, n¨m. §Þnh møc dïng n­íc sinh ho¹t.

§Þnh møc dïng n­íc trong ch¨n nu«i. §Þnh møc dïng n­íc trong c«ng nghiÖp chñ chèt (c¸c c¬ së lín). §Þnh møc dïng n­íc trong n«ng nghiÖp. HiÖn tr¹ng d©n sè trong c¸c tiÓu vïng thuéc l­u vùc s«ng Th¹ch H·n.

Nhu cÇu sinh ho¹t trong c¸c tiÓu vïng thuéc l­u vùc s«ng Th¹ch H·n. Sè liÖu m­a ®Çu vµo cho m« h×nh. Th«ng tin c¬ b¶n vÒ tr¹m. Nhu cÇu dïng n­íc cho c¸c lo¹i c©y trång trong khu CI1.

Nhu cÇu n­íc cho t­íi trong c¸c tiÓu vïng thuéc l­u vùc s«ng Th¹ch H·n. HiÖn tr¹ng ch¨n nu«i trªn c¸c tiÓu khu trªn l­u vùc s«ng Th¹ch H·n. Nhu cÇu dïng n­íc cho ch¨n nu«i trong c¸c tiÓu vïng thuéc l­u vùc s«ng Th¹ch H·n. Thèng kª vµ nhu cÇu n­íc cho c«ng nghiÖp chñ chèt trªn c¸c tiÓu vïng thuéc l­u vùc s«ng Thùc H·n.

Nhu cÇu dïng n­íc cho c«ng nghiÖp trong c¸c khu thuéc l­u vùc s«ng Th¹ch H·n. DiÖn tÝch nu«i trång thñy s¶n trong c¸c khu thuéc l­u vùc s«ng Th¹ch H·n. Nhu cÇu n­íc cho thñy s¶n trong c¸c khu thuéc l­u vùc s«ng Th¹ch H·n. Nhu cÇu n­íc cho giao th«ng thñy vµ b¶o vÖ m«i tr­êng trong khu thuéc l­u vùc s«ng Th¹ch H·n.

Nhu cÇu n­íc cho th­¬ng m¹i, dÞch vô vµ du lÞch trong c¸c khu thuéc l­u vùc s«ng Th¹ch H·n. Nhu cÇu n­íc cho c¸c ho¹t ®éng ®« thÞ trong c¸c khu thuéc l­u vùc s«ng Th¹ch H·n. Tæng hîp nhu cÇu sö dông n­íc t¹i c¸c khu thuéc l­u vùc s«ng Th¹ch H·n n¨m 2007. Tæng hîp nhu cÇu n­íc dïng n¨m 2007 vµ l­îng n­íc ®Õn trung b×nh nhiÒu n¨m trªn l­u vùc s«ng Th¹ch H·n.

Nhu cÇu n­íc vµ c¬ cÊu nhu cÇu n­íc cña c¸c hé dïng n­íc chñ yÕu trªn l­u vùc s«ng Th¹ch H·n .24 TËp hîp hiÖn tr¹ng c«ng tr×nh t­íi tØnh Qu¶ng TrÞ.25 C¸c th«ng sè c«ng tr×nh thñy lîi hå Khe M©y .26 C¸c th«ng sè c«ng tr×nh thñy lîi hå ¸i Tö.27 C¸c th«ng sè c«ng tr×nh thñy lîi hå NghÜa Hy. C¸c th«ng sè c¬ b¶n cña c«ng tr×nh Rµo Qu¸n. C¸c th«ng sè thiÕt kÕ hå Rµo Qu¸n. Nhu cÇu t­íi cho khu vùc Nam Th¹ch H·n.

B¶ng tæng hîp kÕt qu¶ tÝnh c©n b»ng n­íc cho khu CI1 trªn l­u vùc s«ng Th¹ch H·n. KÕt qu¶ tÝnh nhu cÇu t­íi cho 16.969 ha c«ng tr×nh Nam Th¹ch H·n. Tæng hîp l­îng n­íc thiÕu c¸c khu trªn l­u vùc s«ng Th¹ch H·n. Danh môc c«ng tr×nh trªn l­u vùc s«ng Th¹ch H·n.

B¶ng tæng hîp kÕt qu¶ tÝnh c©n b»ng n­íc cho c¸c khu CII2, CII3, CIII1 trªn l­u vùc s«ng Th¹ch H·n. KÕt qu¶ c©n b»ng cho khu vùc CIV1. 87 7 Danh môc h×nh vÏ H×nh 1. S¬ ®å l­u vùc s«ng Th¹ch H·n.

S¬ ®å m¹ng l­íi s«ng suèi vµ l­íi tr¹m khÝ t­îng thñy v¨n trªn l­u vùc s«ng Th¹ch H·n. S¬ ®å ph©n tÝch hÖ thèng. S¬ ®å ph©n khu c©n b»ng n­íc l­u vùc s«ng Th¹ch H·n tØnh Qu¶ng TrÞ. CÊu tróc hÖ thèng cña m« h×nh m­a - dßng ch¶y phi tuyÕn.

S¬ ®å lµm viÖc cña m« h×nh CROPWAT. BiÓu ®å ph©n bè c¬ cÊu dïng n­íc cña c¸c hé dïng n­íc trªn l­u vùc. BiÓu ®å so s¸nh gi÷a l­îng n­íc ®Õn vµ l­îng n­íc dïng cña c¸c khu trªn l­u vùc s«ng Th¹ch H·n tØnh Qu¶ng TrÞ. S¬ ®å tæng qu¸t c©n b»ng n­íc l­u vùc s«ng Th¹ch H·n.

S¬ ®å c©n b»ng n­íc l­u vùc s«ng Th¹ch H·n. TÝnh cÊp thiÕt cña ®Ò tµi S«ng Th¹ch H·n lµ con s«ng lín nhÊt cña tØnh, víi diÖn tÝch 2660 km2 l­u vùc s«ng Th¹ch H·n chiÕm tíi 56% diÖn tÝch tØnh Qu¶ng TrÞ. Cã nhiÒu ®Ò tµi nghiªn cøu vÒ tµi nguyªn n­íc tØnh Qu¶ng TrÞ nh­ng ch­a cã nghiªn cøu vÒ c©n b»ng n­íc hÖ thèng l­u vùc. ChÝnh v× vËy, viÖc sö dông tµi nguyªn n­íc trªn l­u vùc s«ng Th¹ch H·n cßn tån t¹i nh÷ng vÊn ®Ò sau : - Nguån n­íc ®ang ®­îc khai th¸c vµ sö dông cho nh÷ng môc ®Ých riªng rÏ, g©y l·ng phÝ vµ kÐm hiÖu qu¶.

ViÖc ph©n bæ nguån n­íc còng ch­a hîp lý, ch­a ®¸p øng môc tiªu cho c¸c hé dïng n­íc. - DÊu hiÖu khan hiÕm n­íc ngµy cµng cao (l­îng n­íc suy gi¶m vÒ mïa kiÖt, mÆn x©m nhËp s©u vµo néi ®ång, « nhiÔm n­íc th¶i vµ chÊt th¶i t¨ng. - Tµi nguyªn ®Êt ®ang ®­îc khai th¸c vµ sö dông cho nhiÒu môc ®Ých kh¸c nhau nh­ ph¸t triÓn c«ng nghiÖp, dÞch vô, thñy s¶n, chuyÓn ®æi gièng c©y trång vµ vËt nu«i .v… còng g©y t¸c ®éng rÊt lín ®Õn nguån n­íc. Do vËy, viÖc TÝnh to¸n c©n b»ng n­íc hÖ thèng l­u vùc s«ng Th¹ch H·n lµ mét vÊn ®Ò cÇn ®­îc triÓn khai nghiªn cøu mét c¸ch hÖ thèng 2.

CÊu tróc luËn v¨n LuËn v¨n cã 3 ch­¬ng cïng víi më ®Çu, kÕt luËn, tµi liÖu tham kh¶o, phô lôc: Ch­¬ng 1: §Æc ®iÓm ®Þa lý tù nhiªn vµ kinh tÕ x· héi l­u vùc s«ng Th¹ch H·n Ch­¬ng 2: C©n b»ng n­íc hÖ thèng vµ giíi thiÖu m« h×nh MIKE BASIN Ch­¬ng 3: ¸p dông m« h×nh MIKE BASIN tÝnh to¸n c©n b»ng n­íc hÖ thèng l­u vùc s«ng Th¹ch H·n LuËn v¨n ®­îc hoµn thµnh t¹i Khoa KhÝ t­îng Thñy v¨n vµ H¶i d­¬ng häc, tr­êng §¹i häc Khoa häc Tù nhiªn, §¹i häc Quãc Gia Hµ Néi. Trong qu¸ tr×nh thùc hiÖn, t¸c gi¶ xin bµy tá lßng biÕt ¬n ®Õn c¸c thÇy, c¸c c« trong khoa KhÝ t­îng – Thuû v¨n & H¶i d­¬ng häc vÒ sù hç trî chuyªn m«n vµ kü thuËt. §Æc biÖt, xin bµy tá sù c¶m ¬n ch©n thµnh nhÊt ®Õn h­íng dÉn khoa häc: TS. TrÇn Ngäc Anh ®· tËn t×nh chØ ®¹o vµ gãp ý ®Ó t¸c gi¶ hoµn thµnh luËn v¨n nµy.

9 Ch­¬ng 1 §Æc ®iÓm ®Þa lý tù nhiªn vµ kinh tÕ x· héi l­u vùc s«ng Th¹ch H·n 1. §Æc ®iÓm ®Þa lý tù nhiªn 1.