ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG -------------------------------------- Phạm Văn Nghiệp ỨNG DỤNG MÔ HÌNH MIKE 11 XÁC ĐỊNH DÒNG CHẢY TỐI THIỂU TRÊN DÒNG CHÍNH SÔNG VU GIA – THU BỒN VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP DUY TRÌ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƢỜNG Hà Nội, 2012 2 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG -------------------------------------- Phạm Văn Nghiệp ỨNG DỤNG MÔ HÌNH MIKE 11 XÁC ĐỊNH DÒNG CHẢY TỐI THIỂU TRÊN DÒNG CHÍNH SÔNG VU GIA – THU BỒN VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP DUY TRÌ Chuyên ngành: Môi trƣờng trong phát triển bền vững Mã số: Chƣơng trình đào tạo thí điểm LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƢỜNG Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS Lê Diên Dực Hà Nội, 2012 3 BẢNG KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Giải nghĩa Nguyên gốc DHI Viện Thủy lực Đan Mạch Denmark Hydraulic Institute Liên minh Quốc tế Bảo tồn International Union for IUCN Thiên nhiên và Tài nguyên Conservation of Nature and thiên nhiên Natural Resources International Water IWMI Viện Quản lý Nƣớc Quốc tế Management Institute WUP Chƣơng trình sử dụng nƣớc Water use program HD Module thủy động lực học HD-Hydrodynamics WQ Chất lƣợng nƣớc Water quality L Chiều dài sông (km) Diện tích lƣu vực sông F (km2) CNNN Công nghiệp ngắn ngày KCN Khu công nghiệp CCN Cụm công nghiệp Q Lƣu lƣợng nƣớc (m3/s) H Mực nƣớc (cm) M Modul dòng chảy (l/s .km2) W Tổng lƣợng dòng chảy (m3) X Lƣơng mƣa (mm) Y Lớp dòng chảy (mm) QPTL Quy phạm thủy lợi Khí tƣợng Thủy văn và Môi KTTVMT trƣờng TNN Tài nuyên nƣớc 4 MỤC LỤC Trang BẢNG KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT .2 DANH MỤC BẢNG BIỂU .7 DANH MỤC HÌNH ẢNH. Tổng quan về các nghiên cứu có liên quan lĩnh vực của luận văn. Các phƣơng pháp nghiên cứu. Tổng quan về mô hình MIKE 11.
Quy định về dòng chảy tối thiểu. ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. Đặc điểm tự nhiên. Vị trí địa lý.
Đặc điểm địa hình. Đặc trƣng hình thái lƣu vực sông. Đặc điểm thổ nhƣỡng. Đặc điểm dân sinh kinh tế.
Đặc điểm sông ngòi, nguồn nƣớc. Đặc điểm sông ngòi. Lƣới trạm khí tƣợng thủy văn. Đặc điểm thủy văn và tài nguyên nƣớc mặt.
Đặc điểm địa chất thủy văn và tài nguyên nƣớc dƣới đất. Đặc điểm hệ sinh thái thủy sinh. Hê ̣ sinh thái ao hồ. Hê ̣ sinh thái sông.
Tác động phát triển kinh tế - xã hội đến hệ sinh thái nƣớc. Đặc điểm khai thác, sử dụng nƣớc lƣu vực sông. Khai thác, sử dụng nƣớc phục vụ nông nghiệp. Khai thác sử dụng nƣớc phục vụ sinh hoạt.
Khai thác, sử dụng nƣớc cho công nghiệp. Đặc điểm thủy triều. Phạm vi ảnh hƣởng triều trên các sông. Thời gian triề u lên, xuố ng.
Xâm nhập mặn. Khai thác thủy điện trên dòng chính. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN. KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG MÔ HÌNH MIKE 11.
Các module của mô hình MIKE 11. Các ứng dụng của mô hình MIKE 11. Ứng dụng mô hình MIKE 11 tại Việt Nam. ỨNG DỤNG MÔ HÌNH MIKE 11 MÔ PHỎNG DÒNG CHẢY KIỆT LƢU VỰC SÔNG VU GIA - THU BỒN.
Các tài liệu cơ bản phục vụ cho tính toán. HIỆU CHỈNH VÀ KIỂM ĐỊNH MÔ HÌNH THUỶ ĐỘNG LỰC. Thiết lập mô hình. Hiệu chỉnh thông số mô hình thủy lực.
Kiểm định xác nhận tính phù hợp của mô hình. Đánh giá kết quả hiệu chỉnh và kiểm định mô hình thủy lực. XÁC ĐỊNH DÒNG CHẢY TỐI THIỂU DUY TRÌ DÒNG SÔNG. Kiến nghị phƣơng pháp xác định dòng chảy cần duy trì trên đoạn sông.
Xác định giá trị dòng chảy tối thiểu duy trì dòng sông. ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP DUY TRÌ DÒNG CHẢY TỐI THIỂU TRÊN DÒNG CHÍNH SÔNG VU GIA – THU BỒN. Đề xuất các giải pháp cho việc quản lý, kiểm soát cũng nhƣ bảo đảm duy trì dòng chảy tối thiểu trên dòng chính sông Vu Gia – Thu Bồn. Đề xuất một số giải pháp công trình.
Đề xuất một số giải pháp phi công trình .89 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ.92 TÀI LIỆU THAM KHẢO .94 6 DANH MỤC BẢNG BIỂU Trang Bảng 1: Diện tích đất canh tác hiện trạng và tƣơng lai .21 Bảng 2: Đặc trƣng hình thái các sông trong lƣu vực sông Thu Bồn .23 Bảng 3: Đặc trƣng hình thái lƣu vực hệ thống sông .25 Bảng 4: Danh sách các trạm khí tƣợng trong vùng .26 Bảng 5: Danh sách trạm thủy văn đang hoạt động trong vùng .26 Bảng 6: Lƣu lƣợng bình quân tháng Nông sơn và Thành Mỹ.27 Bảng 7: Các thống số thống kê dòng chảy tháng và năm.28 Bảng 8: Lƣu lƣợng thiết kế ứng với các tần suất khác nhau .28 Bảng 9: Tình hình biến động dòng chảy năm .28 Bảng 10: Biến động dòng chảy tháng qua các năm .29 Bảng 11: Nguồn nƣớc các sông trong lƣu vực .29 Bảng 12: Các tham số thống kê lƣu lƣợng lũ lớn nhất .31 Bảng 13: Lƣu lƣợng lũ thiết kế ứng với các tần suất .31 Bảng 14: Đỉnh lũ lớn nhất đã quan trắc đƣợc tại các trạm thuỷ văn .31 Bảng 15: Tần suất đỉnh lũ tại một số vị trí trạm thuỷ văn .31 Bảng 16: Lƣu lƣợng đỉnh và tổng lƣợng lũ tại vị trí công trình trên dòng chính .31 Bảng 17: Dòng chảy kiệt nhỏ nhất trạm trong vùng nghiên cứu .32 Bảng 18: Các loài tảo và vi khuẩn Lam có trong hồ Đông Nghệ .36 Bảng 19: Tỷ lệ các ngành tảo và vi khuẩn lam trong hồ Đông Nghệ .37 Bảng 20: Sinh khố i thƣ̣c vâ ̣t phù du ở hồ Đông Nghê ̣ (g/m3) .37 Bảng 21: Mâ ̣t đô ̣ tế bào thƣ̣c vâ ̣t phù du ở hồ Đông Nghê ̣ (tb/lít) .37 Bảng 22: Thành phần loài động vật phù du hồ Đông Nghê. ̣ 38 Bảng 23: Sinh khố i và mâ ̣t đô ̣ đô ̣ng vâ ̣t nổ i hồ Đông Nghê. ̣ 38 Bảng 24: Thành phần động vật đáy .39 Bảng 25: Mâ ̣t đô ̣ và sinh khố i đô ̣ng vâ ̣t đáy hồ Đông Nghê ̣ .39 Bảng 26: Phân loa ̣i và cho điể m CLN theo hê ̣ thố ng BMWP .39 Bảng 27: Thành phần cá hồ Đông Nghệ .39 Bảng 28: Danh sách thành phầ n loài tảo sông Vu Gia - Thu Bồ n .40 Bảng 29: Danh sách thành phầ n loài cá sông Vu Gia - Thu Bồ n .42 Bảng 30: Đánh giá dung tích phòng lũ của một số hồ chứa .50 Bảng 31: Thống kê 1 số chỉ tiêu các đập dâng .52 7 Bảng 32: Tình hình cấp nƣớc sinh hoạt của thành phố Đà Nẵng .55 Bảng 33: Thống kê số lƣợng giếng khơi trên lƣu vực (phần tỉnh Quảng Nam) .56 Bảng 34: Thống kê số lƣợng giếng hợp vệ sinh .57 Bảng 35: Hiện trạng nƣớc giếng đào nông thôn tại Thành phố Đà Nẵng .57 Bảng 36: Thống kê số lƣợng giếng khoan tỉnh Quảng Nam (Phần trong lƣu vực) .58 Bảng 37: Hiện trạng sử dụng giếng khoan tại Thành phố Đà Nẵng .58 Bảng 38: Số lƣợng giếng khoan đƣờng kính nhỏ tỉnh Quảng nam .59 Bảng 39: Thống kê số lƣợng công trình cấp nƣớc tự chảy .60 Bảng 40: Điều tra hiện trạng sử dụng nƣớc mặt nông thôn tại Tp.61 Bảng 41: Công trình cấp nƣớc tập trung trong lƣu vực Vu Gia – Thu Bồn .61 Bảng 42: Thống kê hiện trạng sử dụng nƣớc hợp vệ sinh tỉnh Quảng Nam (phần trong lƣu vực) .62 Bảng 43: Tình hình sử dụng nƣớc hợp vệ sinh ở Thành phố Đà Nẵng .63 Bảng 44: Thống kê các cơ sở công nghiệp kéo thép ở thành phố Đà Nẵng.64 Bảng 45: Thống kê các cơ sở công nghiệp ngành giấy ở Thành phố Đà Nẵng .65 Bảng 46: Thống kê các cơ sở chế biến thuỷ sản ở Thành phố Đà Nẵng .65 Bảng 47: Hiện trạng sử dụng nƣớc dƣới đất cấp nƣớc cho KCN .67 Bảng 48: Tổng hợp các công trình thủy điện trên dòng chính .69 Bảng 49: Diện tích lƣu vực.75 8 DANH MỤC HÌNH ẢNH Trang Hình 1: Bản đồ vị trí lƣu vực nghiên cứu .16 Hình 2: Hệ thống sông ngòi lƣu vực sông Vu Gia - Thu Bồn.22 Hình 3: Bản đồ hiện trạng thủy lợi .54 Hình 4: Sơ đồ khối tính toán thuỷ lực MIKE11 .74 Hình 5: Sơ đồ thủy lực hệ thống sông Thu Bồn – Vu Gia .76 Hình 6: Thiết lập mạng sông (*.78 Hình 7: Thiết lập dữ liệu địa hình (*.78 Hình 8: Thiết lập điều kiện biên (*.79 Hình 9: Thiết lập File thông số của mô hình (*.80 Hình 10: Thiết lập file mô phỏng (*.80 Hình 11: Sơ đồ quá trình hiệu chỉnh bộ thông số mô hình.81 Hình 12: Biểu đồ quá trình mực nƣớc tính toán, thực đo trạm Hội Khách .82 Hình 13: Biểu đồ quá trình mực nƣớc tính toán, thực đo trạm Ái Nghĩa.82 Hình 14: Biểu đồ quá trình mực nƣớc tính toán, thực đo trạm Cẩm lệ .83 Hình 15: Biểu đồ quá trình mực nƣớc tính toán, thực đo trạm Giao Thủy .83 Hình 16: Biểu đồ quá trình mực nƣớc tính toán, thực đo tại Câu Lâu .84 Hình 17: Biểu đồ quá trình mực nƣớc tính toán, thực đo trạm Hội Khách .84 Hình 18: Biểu đồ quá trình mực nƣớc tính toán, thực đo trạm Ái Nghĩa.85 Hình 19: Biểu đồ quá trình mực nƣớc tính toán, thực đo trạm Cẩm lệ .85 Hình 20: Biểu đồ quá trình mực nƣớc tính toán, thực đo trạm Giao Thủy .86 Hình 21: Biểu đồ quá trình mực nƣớc tính toán, thực đo tại Câu Lâu. Tính cấp thiết của đề tài nghiên cứu Vu Gia - Thu Bồn là lƣu vực sông lớn ở vùng Duyên hải Trung Trung Bộ.
Toàn bộ lƣu vực nằm ở sƣờn Đông của dãy Trƣờng Sơn, gồm đất đai của Thành phố Đà Nẵng, tỉnh Quảng Nam và một phần của tỉnh Kon Tum. Lƣu vực sông Vu Gia - Thu Bồn có tiề m năng lớn về đấ t đai , tài nguyên nƣớc , thuỷ năng, rƣ̀ng và thuỷ - hải sản. Khí hậu ấm áp , thuâ ̣n lơ ̣i cho cây trồ ng sinh trƣởng quanh năm. Lƣu vƣ̣c nằ m ở trung đô ̣ của của đất nƣớc, có thành phố Đà Nẵng đầu mối rất quan trọng cuả mạng lƣới giao thông hàng không , đƣờng sắ t, đƣờng bô ̣ Nam - Bắc, lên Tây Nguyên , sang Lào và Thái Lan , có cảng biển thuận tiện cho mở rộng giao lƣu quốc tế.
Trong vùng có nhiề u danh lam thắ ng cảnh đẹp nhƣ bán đảo Sơn Trà , đèo Hải Vân, Ngũ Hành Sơn, có di sản văn hóa thế giới Hô ̣i An và Mỹ Sơn v .