CHƯƠNG 1 TONG QUAN VE TINH HÌNH NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MÔ HÌNH TO; ‘TRONG QUY HOẠCH PHAN BO TÀI NGUYÊN NƯỚC 1. Tổng quan vỀ các ng n cứu ứng dụng mô hình toán trong quy hoạch phân. bổ tài nguyên nước trên thé ới và ở Việt Nam LLL. Qui trình hình thành và phát triễn của các nghiên cứu về quy hoạch phân bổ Tài nguyên nước Nước là nguồn tài nguyên thiết yếu cho cuộc sống của con người và sinh và trên trái đắt thiểu nước sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe của con người, làm suy giảm đến nên kinh tế, gây mắt ổn định xã hội và suy thoái môi trường.
Chính vì vậy, việc nghiên cứu để quản ý ti nguyên nước trên các lưu vực sông để đáp ứng nhu củ của các ngành kinh ế đảm bảo cho việc phát tiển bin vững là vin đề luôn được các CChính phủ, các nhà khoa học quan tâm, Việc nghiên cứu cân bằng nước c lớn cả về khoa học và thực ‘Tit góc độ khoa học, phương trình cân bằng nước cho phép ta cắt nghĩa nguyễn nhân, tượng, chế độ thủy văn của một khu vực xác định, đánh gid các số hạng trong cần cân nước và mối quan hệ tương tác giữa chứng. Trong thực tiễn, nghiên cứu cân bằng nước cho phép định lượng đã ra phương thức sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên quý giá này. Các mô hình toán thường được sử dung trong bài toán quy hoạch phân bỗ tài nguyén nước 1. Giới thiệu sơ bộ các mô hình toán đã và đang được ng dụng hiện nay trên thế giới “Trên thé giới việc sử dụng mô hình toán như các mô hình mưa - dòng chảy và các mô hình cân bằng hệ thống để hỗ trợ việc nghiên cứu xây đựng phân bổ tài nguyên nước đã có nhiều thành công nhất định.
Một số ví dụ vềviệc đó là ~ Mô hình IQQM (Intergrated Quantity and Quality Model) Do Australia xây dựng và phát tì mô h th đã được ứng dụng cho một số lưu vite sông lớn tại Queenland( Australia) và gần dây đã được đưa vào ứng dụng cho lưu ng MeKons. Đây là mô hình mô phỏng sử dựng nước lưu vực nhằm nh giá sắc tie động cia chính sách quản lý tii nguyên nước đối với người sử dụng nước. Mô Mình IQQM hoạt động trên cơ sở phương trình liên tục, mô phóng diễn biển hệ thống sông ngồi, kể cả chất lượng nước. - 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.
GIBSI là một hệ thông 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 tii nguyên nước. Mô hình GIBSI cho khả năng cdự bảo các ác động của công nghip, rừng, đ thị, các dự án nông nghiệp đối với mỗi trường tự nhiên, có tác dụng cảnh báo các hộ dùng nước biết trước và tôn trọng các tiêu chun v số lượng, chất lượng nguồn nước dang, ~ Mô hình BASINS Được xây dựng bởi Cơ quan Bảo vệ mỗi trường (Hoa Kỷ). Mô hình được xây dựng để đưa ra một công cụ đánh giá tốt hơn và tổng hợp hơn các nguồn phát thải tập trung và không tập trung trong công tác quản lý chất lượng nước trên lưu vực. Đây là một mô hình hệ thống phân tích môi trường đa mục tiêu, có khả năng ứng dụng cho một quốc gia, một ving để thục hiện ác nghiên cứu về nước bao gồm cả lượng và chit trên lưu vựe.
Mô hình được xây dựng để đáp ứng 3 mục tiêu: (1) Thuận tiện trong công tắc kiểm soát thông tin mỗi trường; (2) Hỗ trợ công tác phân tích hệ thông, mỗi trường; (3) Cung cắp hệ thống các phương án quản lý lưu vực. Mô hình BASINS là một công cụ hữu ích trong công tác nghiên cứu vỀ chất và lượng nước, Với nhi mô dun thành phần trong hệ thống, thời gian tinh toin được nit ngăn hơn, nhiều vin đỀ được giải quyết hơn và các thông tin được quản lý hiệu quả hơn trong mô hình Với việ sử dụng GIS, mô hình BASINS thuận ign hơn trong việc. biểu thi và tổ hợp ce thông tin (sử đụng đất, lưu lượng các nguồn thải, lượng nước hỗi quy,.) tại bt kỳ một vị tf nào. Mô hình BASINS được sử dụng rộng ri ở Mỹ, nó thuận tiện ong vi ưu trữ và phân tích các thông tin môi trường, và có thé sử dụng như là một công cụ hỗ trợ ra quyết định trong quá tình xây dưng khung quản lý lưu vực ~ Mô hình MITSIM Mô hình MITSIM do viện kỳ thuật Massachusets xây dựng năm 1977-1978, "Đây là mô hình mô phỏng một công cụ dé đánh giá, định hướng quy hoạch và quản lý lưu vực ing.
Mục dich của mô hình là đánh giá về mặt thuỷ văn và kinh tế của các phương én khai thắc nước mặt. Đặc biệt mô hình có thé đánh giá những tie động của sắc phương ân khai thắc của hệ thông tưới, hồ chứa. nhà may thủy diện, cắp nước sinh hoạt và công nghiệp tại nhiều vị trí khác nhau theo tình tự thực hiện trong phạm vỉ lưu vực. Mô hình có thể đảnh giá tác động về mặt kinh tế đối với việc khai thác tài nguyên nước thông qua các chi tiêu kinh t&.
Mô bình cũng cho biết hiệu ich đều tr khai thác cho từng lưu vực nhỏ trong lưu vực lớn công như các công tinh trong khai thác tải nguyên nước ‘Vai quan trong nhất của mô inh là đánh giá các phương án khai thác tài nguyên nước trong lưu vực sông. Thực tế cho thấy, hoạt động của các công trình thuỷ lợi có thể biểu diễn dưới hàm phi tuyến, vì vậy khó có thé dùng các mô hình tôi ưu để tìm kết quả hoạt động của hệ thống. Đầu vào của mô hình là các số liệu thủy văn và nhu cầu nước, thông qua vận hành các hệ thống công trình sẽ cho kết qua tương ứng. cửu theo mô hin có thể đập ứng những vấn để sa ~ Thực hiện nhiều phương án khai thác tải nguyên nước trong thời gian ngắn.
~ Cân đối và lựa chọn các phương án khai thắc với các mục tiêu khác nhau: phát điện cắp nước tưới, sinh hoạt = Lựa chọn các quy tắc điều phối hỗ chứa ~ Lựa chọn các biện pháp khai thác nguồn nước. ~ Lựa chọn quy mô khu tưới có lợi Mô hình MITSIM có hạn chế là bộ nhớ chỉ mô tả được 100 nút, 35 nút hé chứa, 20 nút khu tưới trong đó không có nút phân lưu. Tỏ chức cập nhật số liệu còn cứng nhắc vì vào trực tiếp trên file theo format định sẵn. Chưa sử dụng menu vào điều hành chương trình, chưa áp dụng kỹ thuật d3 hoa vào lập trình dể có th kết xuất dưới dạng hin vẽ.
Mô hình mô phỏng quá tình tính toán kinh tế cho một hệ thống sông hoàn hảo ở Việt Nam khó thu thập t liệu đủ nên thường bỏ qua phần này Môhình WUS Mô hình WUS là mô hình cân bing nước tương tự như mô bình MITSIM đã được ứng dụng cho một số lưu vực sông ở Trung Bộ và Tây Nguyên như sông Srepok, sông Kone và thu được một số kết quả khá phù hợp. Ưu điể giản, để sử dung. Tuy nhiên do mô hình WUS không cho kết quả tính toán kinh khó so sánh quyết định các phương án. ~ Mô hình RIBASIM Mô hình này đã được t ng dụng ở một số nơi như Indonesia, ở Việt nam được đáp dụng tính toán cho sông f ng, mô hình không tính toán kinh té nên khó lựa chọn.
phương án tính toán. ~ Mô hình MIKE BASIN Mô hình MIKE BASIN là sự tinh bày toán học vé lưu vực sông bao gồm đặc tính cầu trúc của sông chính và sông nhánh, thuỷ van của lưu vực vỀ mật thời gian và Không gian, các công trình hiện có cũng như các công trình tim năng trong tương lai và nhu cầu nước khá nhau trên cùng một lưu vực. Mike Basin được cấu trúc như là một mô hình mang sông trong đỏ sông và các nhánh chỉnh được hiện thi bằng một mạng lưới các nhánh và nút. Nhánh sông biểu diễn cho các đồng chảy riéng Ie tong Khi đó các nút thi biểu diễn các điểm tụ hội của sông, điểm chuyên đồng hoặc vị tí mà ở đồ có diễn ra fc hoạt động liên quan đến nước hay các vị trí quan trong mà kết quả mô hình yêu cẩu.
việc nghiên cứu phân bé tải nguyên nước trên thé giới được tiến hành khá sớm và đa dạng, trong đồ các mô hình toán được xem là những công cự hỗ trợ dic lực, gp phần không nhỏ vào thành tựu của các nghĩ cứu này trong thực fs - Mô hình WEAP WEAP (Water Evaluation And Planning System - hệ thống quản lý và đánh giá nguồn nước) là sản phẩm của Viện nghiên cứu môi trường Stockholm cơ sở ở Boston nghiên cứu và phát triển. Phin mềm này có khả năng mô phỏng được hệ thông tài nguyên nước trong lưu vực một cách trực quan. Bằng việc đưa ra rit nhiễu kịch ban về việc sử dụng nước trong tương lai cùng các định hướng giải quyết các vẫn đề vẺ tài nguyên nước, WEAP là một công cụ đắc lực cho công việc quy hoạch và quản lý tài nguyên nước. Tính đến thời điểm hiện tại, liên quan ứng dụng mô hình WEAP ở các nước trên thể giới có khoảng hơn 30 dự án đánh giá nước ở các quốc gi hầu hit các châu lục bao gồm Mỹ, Trung Quốc, Thái Lan, Án Độ, Mexico, Braz Đức, Hàn Quốc, Ghana, Kenya, Nam Phi, Ai Cập, Israel và Oman.
Một số mô hình toắn được ứng dung trong quy hoạch phân bổ tai nguyên nước “Trong quá trình thực hiện luận văn, tác giả đã tìm hi về một số mô hình toán. đã và đang được ứng dung trong quy hoạch phân bổ tai nguyên nu c hiện nay. Giới thiệu sơ bộ về các mô hình này như sau: a. Các mô hình mưa - dòng chảy (1) Mô hình SSARR ~ Tông hợp dong chảy và điều tiết hỗ chứa.
~ Đặc điểm của mô hình: Xây dựng một sơ đỏ hình thé cho hệ thống sông, bao gồm: + Các lưu vục bộ phận sinh dòng chảy, + Diều kiện thủy văn tương đối đồng nhất + Các đoạn sông diễn toán lũ + Các hồ chứa +.