CHƯƠNG I: TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG ĐÁP ỨNG CỦA NGUỒN NƯỚC VÀ TỔNG QUAN VÙNG NGHIÊN CỨU 1 1 Tổng quan c c nghiên cứu đ nh gi khả năng đ p ứng của nguồn n ớc 1. Tình hình nghiên cứu cân bằng nước trên Th giới Nước là yếu tố cơ bản không thể thiếu trong việc duy trì sự sống và mọi hoạt động của con người trên hành tinh. Việc đáp ứng nhu cầu về nước đảm bảo cả về chất lượng và số lượng là một điều kiện tiên quyết để phát triển bền vững. Do yêu cầu phát triển tài nguyên nước lưu vực sông để đáp ứng được các yêu cầu về phát triển kinh tế - xã hội, hiện trên Thế giới đã tiến hành xây dựng các mô hình, hệ thống các mô hình để đánh giá tác động của con người, các điều kiện mặt đệm tới tài nguyên nước.
Có thể điểm qua một số mô hình đang được sử dụng rộng rãi trên thế giới như sau: [1] a, Hệ thống mô hình GIBSI [1] Hệ thống mô hình GIBSI là một hệ thống mô hình tổng hợp trên máy PC cho các kết quả kiểm tra tác động của nông nghiệp, công nghiệp, quản lý nước về lượng và chất đến tài nguyên nước. GBISI có một ngân hàng dữ liệu (bao gồm các số liệu và các đặc trưng) về thủy văn, xói mòn đất, lan truyền hóa chất trong nông nghiệp và mô hình chất lượng nước. Mô hình GB S cũng có hệ thống thông tin địa lý GIS và phần mềm quản lý các dữ liệu có liên quan. Mô hình GBISI cho khả năng dự báo các tác động của công nghiệp, rừng, đô thị, các dự án nông nghiệp đối với môi trường tự nhiên, có tác dụng cảnh báo các hộ dùng nước biết trước và tôn trọng các tiêu chuẩn về số lượng, chất lượng nguồn nước.
b, hương trình sử dụng nước [1] Mô hình lưu vực và xây dựng hệ thống cơ sở dữ liệu là một hợp phần của hương trình sử dụng nước của Ủy hội sông Mê Kông. Kết quả chủ yếu của dự án này là “Hệ thống Hỗ trợ ra Quyết định (DSF)’, trong đó bao gồm hệ thống cơ sở dữ liệu, bộ mô hình lưu vực và các công cụ đánh giá tác động. Khi hoàn thiện WUP DSF sẽ được sử 4 dụng để hỗ trợ trong việc xây dựng các nguyên tắc phân bố nguồn nước giữa các nước trong lưu vực sông Mê Kông và hỗ trợ ra quyết định cho công tác quản lý lưu vực sông thông qua các đánh giá về ảnh hưởng của các kịch bản phát triển đến tài nguyên môi trường. Ba mô hình con trong bộ mô hình lưu vực bao gồm: - Mô hình thủy văn (mưa - dòng chảy) (SWAT) cung cấp chuỗi dòng chảy đầu ra tại các nút trong hệ thống.
Các số liệu này sẽ được sử dụng để đánh giá ảnh hưởng đến chế độ dòng chảy của lưu vực và các công tác quản lý môi trường, các kịch bản phát triển nguồn nước và các tiêu chuẩn vận hành. - Mô hình mô phỏng nguồn nước lưu vực (IQQM), mô phỏng các công trình thủy điện, tưới, chuyển nước và thu nước. Sử dụng các chuỗi số liệu mô phỏng và thực đo trong một hệ thống tổng thể với các kịch bản khác nhau để đưa ra một biện pháp tối ưu và dễ vận hành. - Mô hình thủy động lực học (ISIS) mô phỏng chế độ thủy văn, thủy lực vùng hồ Tonle Sap và hạ lưu Kratie, sông Mê Kông.
Tình hình nghiên cứu cân bằng nước ở Việt Nam [2] Các nghiên cứu cân bằng nước tự nhiên được tiến hành từ những năm 1950 đến đầu những năm 1975. Trong thời kỳ này đã kế thừa các tiến bộ trong nghiên cứu quy luật khí tượng khí hậu của thế giới và hệ thống thiết bị quan trắc. Ở nước ta mạng lưới quan trắc các đặc trưng khí tượng, thủy văn, các hiện tượng thời tiết nguy hiểm như bão, lũ ống, lũ quét, các hệ thống cảnh báo được thành lập nhằm nghiên cứu cân bằng nước với quy mô toàn lãnh thổ, miền và khu vực. Chẳng hạn công trình nghiên cứu của GS.
Ngô Đình Tuấn về chế độ dòng chảy của các sông suối tại Việt Nam. Tác giả đã đưa ra các khái niệm làm cơ sở cho việc lựa chọn các phương pháp nghiên cứu thích hợp. Sự hình thành dòng chảy trước hết đó là mối quan hệ giữa mưa và lớp dòng chảy tương ứng tại cửa ra của lưu vực, mối quan hệ giữa khí hậu và dòng chảy với 2 mùa khí hậu trong năm dẫn tới việc hình thành dòng chảy. Qua nghiên cứu và tổng kết các tác giả xếp thứ tự các nhân tố như sau: Hồ ao, đầm lầy, thổ nhưỡng, thảm rừng.
Một trong các đóng góp có giá trị là đưa ra chỉ tiêu phân vùng thủy văn làm cơ sở cho 5 việc xác lập cán cân nước theo vùng, địa phương và ô thủy văn. Nghiên cứu căn nguyên quá trình hình thành dòng chảy trên các sông suối nước ta, PGS. Nguyễn Lại đã xuất phát từ các khái niệm về các quá trình thủy văn chịu sự chi phối của các quá trình Synop vĩ mô trên toàn miền Đông Á, đồng thời với sự chi phối của điều kiện mặt đệm với mức độ khác nhau. Trên cơ sở đó xây dựng lý thuyết về kỳ dòng chảy sông ngòi gió mùa nhiệt đới Việt Nam.
Tác giả đã đưa ra chỉ tiêu phân định kỳ dòng chảy “ Đường tần suất dòng chảy của các kỳ kế cận nhau không được cắt nhau khi vẽ chúng trên cùng hệ tọa độ”. Hai công trình trên thực sự là các công trình nghiên cứu cơ bản làm cơ sở cho việc nghiên cứu cân bằng nước ở Việt Nam. Các nghiên cứu về cân bằng nước và phát triển bền vững nguồn nước trên lưu vực phải kể đến một số nghiên cứu tiêu biểu như: TS. Hoàng Minh Tuyển [3] đã xây dựng thành công DSF cho lưu vực sông Cả trong khuôn khổ đề tài nghiên cứu cấp Bộ “Nghiên cứu xây dựng khung hỗ trợ ra quyết định trong quản lý tài nguyên nước lưu vực sông Cả” thực hiện năm 2004 - 2006, trong đó áp dụng mô hình IQQM tính toán cân bằng nước lưu vực sông Cả và tổ hợp 15 kịch bản quy hoạch tài nguyên nước sông Cả được tính toán lưu trữ.
Đề tài “Nghiên cứu giải pháp sử dụng hợp lý tài nguyên, bảo vệ môi trường và phòng tránh thiên tai lưu vực sông Cả” do Nguyễn Đăng Túc chủ trì [4] đã điều tra, đánh giá hiện trạng và diễn biến tài nguyên, dự báo mức độ, quy mô ảnh hưởng của quá trình suy thoái tài nguyên, môi trường và các loại thiên tai: lũ, lũ quét - lũ bùn đá, trượt lở, xói lở bờ sông, bờ biển, động đất trên lưu vực sông Cả và đề xuất các giải pháp sử dụng hợp lý tài nguyên, bảo vệ môi trường và phòng tránh thiên tai lưu vực sông Cả. Tiểu hợp phần 3.2 “Quản lý tổng hợp tài nguyên nước lưu vực sông Cả” thuộc Dự án Hỗ trợ hương trình ngành nước (WSPS) do Chính phủ Đan Mạch viện trợ. Tổng quan vùng nghiên cứu 1. Tổng quan vùng nghiên cứu 1.
Vị trí địa lý 6 Hình 1.1: Bản đồ Hành chính lưu vực sông Cả Lưu vực sông Cả nằm ở vị trí từ 18015'05" đến 20010'30" vĩ độ Bắc và 103014'10" đến 105015'20" kinh độ Đông. Lưu vực sông Cả ở phía tây bắc khu vực Trường Sơn Tây, kéo dài theo hướng Tây-Bắc – Đông-Nam. Dòng chính sông Cả có chiều dài là 531km; đoạn sông chảy qua lãnh thổ Lào là 170km, còn lại 361km sông chảy qua hai tỉnh Nghệ An và Hà Tĩnh rồi đổ ra biển Đông tại Cửa Hội và chiều rộng trung bình là 86km. + Giới hạn phía Bắc là dãy núi Pou-Huat cao trên 1000m và dãy Bù Khang, đường phân nước giữa sông Hiếu và sông Chu.
+ Phía Nam là dãy Hoành Sơn cấu tạo bằng hoa cương và riolit cao 1046m là đường phân nước giữa sông Rào Cái và sông Gianh + Phía Tây núi cao hơn cả, dãy Pu-lai-leng có đỉnh cao 2711m ở phía hữu ngạn thung lũng sông ả. Dãy núi này kéo dài khoảng 200km. + Phía Tây Nam là núi Rào Cả với đỉnh cao nhất là 2265m, cũng chúng với Pu-lai- leng một diện tính thạch. Nhưng địa hình thì ngăn cách bởi thung lũng sông Ngàn Phố.
+ Phía Đông giáp lưu vực sông Cảm, biển Đông. 7 Diện tích toàn bộ lưu vực là 27.200km2, trong đó phần Việt Nam là 17.730km2 chiếm 65,2% diện tích toàn bộ lưu vực, phần diện tích còn lại 9.470 km2 thuộc đất Xiêng Khoảng của Lào chiếm 34,8% diện tích toàn lưu vực, chiếm khoảng 11,2% diện tích toán miền Bắc. Diện tích phần đá vôi là 273km2 chiếm 1% diện tích toàn lưu vực. Vùng núi cao là 19.486km2 chiếm 71,6% diện tích toàn lưu vực.
Vùng bán sơn địa đồi núi thấp và trung du chiếm 5.604km2, vùng đồng bằng là 2.1: Phân bố diện tích theo địa bàn hành chính Lưu vực Hệ Diện tích tự nhiên Diện tích lâm Diện tích nông Diện tích thống Sông Cả (km2) nghiệp (ha) nghiệp (ha) khác (ha) Tổng lưu vực 27. Đặc điểm địa hình, địa chất Lưu vực sông Cả phát triển theo hướng Tây Bắc - Đông Nam, nghiêng dần ra biển Đông. Phía Bắc và Tây Bắc của lưu vực, đường phân thuỷ chảy qua vùng đồi núi thấp của Nghệ An với độ cao trung bình từ 400 600m và vùng núi cao của huyện Quế Phong với độ cao trên 1.000m và vùng núi cao của tỉnh Xiêng Khoảng bên Lào với đỉnh núi cao như Phu Hoạt với độ cao 2. Phía Tây được án ngữ bởi dãy Trường Sơn với độ cao đỉnh núi trên 2.000m như đỉnh Phu Xai Lai Leng có độ cao 2.
Càng dần về phía Nam, Tây Nam đường phân thuỷ của lưu vực đi trên những đồi núi thấp có độ cao đỉnh núi từ 1.800m chạy dọc theo dãy Trường Sơn Bắc, đi vào địa phận tỉnh Hà Tĩnh, độ cao trung bình toàn lưu vực là 294m, độ dốc bình quân lưu vực là 1,8‰ hệ số hình dạng lưu vực là 0,29, mật độ lưới sông 0,6km/km2. Hai nhánh sông lớn của sông Cả là sông Hiếu và sông La (bao gồm sông Ngàn Phố, 8 Ngàn Sâu). Sông Hiếu thuộc địa phận phía Bắc và Tây Bắc của lưu vực chảy qua vùng đồi núi cao huyện Quế Phong, Quỳ hâu và đồi núi thấp của các huyện Nghĩa Đàn, Quỳ Hợp, Tân Kỳ (Nghệ An) đổ vào sông Cả tại Ngã ba cây Chanh. Sông Ngàn Phố, Ngàn Sâu chảy từ vùng đồi núi cao của hai huyện Linh Cảm (Hà Tĩnh) tạo nên dòng sông La rồi chảy vào sông Cả ở Chợ Tràng.