Giáo trình Ứng dụng mô hình Mike Basin trong quản lý tổng hợp tài nguyên nước lưu vực Sông Ba - Nguyễn Xuân Phùng

Nội dung text: Giáo trình Ứng dụng mô hình Mike Basin trong quản lý tổng hợp tài nguyên nước lưu vực Sông Ba - Nguyễn Xuân Phùng

1. ỨNG DỤNG MÔ HÌNH MIKE BASIN TRONG QUẢN LÝ TỔNG HỢP TÀI NGUYÊN NƯỚC LƯU VỰC SÔNG BA NCS. Ths. NGUYỄN XUÂN PHÙNG Viện Quy hoạch Thuỷ lợi Tóm tắt: MIKE BASIN là công cụ mô hình toán hữu hiệu định lượng các phương án khai thác tài nguyên nước, mô hình hỗ trợ các nhà quản lý và hoạch định chiến lược khai thác sử dụng và bảo vệ tài nguyên nước, góp phần vào tiến trình quản lý tổng hợp tài nguyên nước lưu vực sông. Bài báo trình bày việc ứng dụng mô hình này trong việc tính toán các phương án khai thác tài nguyên nước, các phương án phân bổ nước và chuyển nước cho lưu vực sông Ba. 1. GIỚI THIỆU CHUNG các sông chính và các sông nhánh, các yếu tố thuỷ văn của lưu vực theo không gian và theo Lưu vực Sông Ba là một trong chín lưu vực thời gian, các công trình, hệ thống sử dụng sông lớn ở Việt Nam, có nguồn nước thuộc nước hiện tại và tương lai và các phương án sử loại trung bình với lượng nước trên một đơn vị dụng nước khác nhau. diện tích khoảng 10.000 m3/ha. Việc khai thác MIKE BASIN được xây dựng trên nền của tài nguyên nước trên lưu vực còn gặp nhiều ArcView GIS, để các thông tin GIS có thể bao khó khăn do lượng nước phân bố rất không đều hàm trong mô phỏng tài nguyên nước. Mô hình theo không gian và thời gian, có sự mâu thuẫn hoạt động trên cơ sở một mạng lưới sông được giữa các hộ sử dụng nước, giữa thượng lưu và số hoá và các thiết lập trực tiếp trên màn hình hạ lưu trong ArcView GIS. Tất cả các thông tin về Nhằm góp phần vào quản lý tổng hợp tài mạng lưới sông, vị trí các hộ dùng nước, hồ nguyên nước lưu vực sông Ba, việc xây dựng chứa, cửa lấy nước, các yêu cầu về chuyển dòng, một bộ mô hình toán thuỷ văn, thuỷ lực rất cần dòng hồi quy đều chỉnh sửa trên màn hình. thiết. Đây là những công cụ hữu hiệu định Nhập liệu chủ yếu của mô hình bao gồm số lượng các phương án khai thác tài nguyên liệu chuỗi theo thời gian của dòng chảy trên nước, lựa chọn đưa ra giải pháp sử dụng hợp lý lưu vực của từng nhánh. Các tệp số liệu bổ trợ tài nguyên nước. gồm các đặc tính hồ chứa và các quy tắc vận MIKE BASIN là công cụ quản tài nguyên hành của từng hồ chứa, liệt số liệu khí tượng nước hay nói đúng hơn đây là công cụ tính và số liệu tương ứng với hệ thống hoặc cấp toán cân bằng giữa nhu cầu về nước và lượng nước như nhu cầu nước và các thông tin về nước có sẵn theo cách tối ưu nhất, nó hỗ trợ dòng hồi quy. các nhà quản lý trong việc lựa chọn các Trong trường hợp thiếu nước, sẽ có mâu thuẫn phương án phát triển, khai thác và bảo vệ tài về phân bổ nguồn nước có sẵn tại một điểm nguyên nước. cấp nước cho những hộ dùng nước, MIKE Việc tính toán cân bằng nước hệ thống, các BASIN cho phép đề ra những quy tắc ưu tiên. phương án phân bổ nguồn nước lưu vực sông Kết quả của mô hình sẽ cho ta thông tin về Ba, công cụ mô hình MIKE BASIN được sử hoạt động của các hồ chứa và của các hộ sử dụng kết hợp với mô hình NAM để tính toán dụng nước trong toàn bộ thời gian tính toán xác định dòng chảy đến và mô hình xác định bao gồm cả mức độ thiếu nước và thời gian nhu cầu nước của cây trồng CROPWAT thiếu nước cũng như đánh giá ảnh hưởng của 2. MÔ HÌNH MIKE BASIN các công trình cũng như các khu tưới đối với dòng chảy trong sông. Mô hình MIKE BASIN do Viện Thủy lực Đan Mạch (DHI) phát triển, đây là một mô hình Việc tính toán khả năng nguồn nước có thể toán học thể hiện một lưu vực sông bao gồm được xác định bằng nhiều mô hình thủy văn 1
2. khác nhau, ở đây nó được tính toán bằng mô - Lượng nước đến được tính toán từ mô hình hình mưa dòng chảy mặt NAM - là một mô NAM: Với yêu cầu là dòng chảy tự nhiên tại đun RR (Rainfall Runoff) được tích hợp trong các lưu vực, căn cứ vào số liệu dòng chảy thực bộ mô hình MIKE BASIN. Mô đun RR có thể đo trên lưu vực, mô phỏng mô hình NAM cho được sử dụng độc lập cho một lưu vực hoặc sử các trạm thuỷ văn An Khê, Krông Hnăng, Sông dụng cho một mạng lưới sông. Kết quả tính Hinh và Củng Sơn, giai đoạn trước năm 1990. toán dòng chảy từ mô hình NAM sẽ là đầu vào Kết quả mô phỏng tương đối tốt với chỉ số cho mô hình MIKE BASIN. NASH dòng chảy tháng đạt từ 0.85-0.95. Sau Điểm mạnh của MIKE BASIN là có một giao đó tiến hành kéo dài tài liệu theo liệt từ 1977- diện thân thiện, kết nối với mô hình mưa dòng 2002 để làm biên đầu vào cho mô hình MIKE chảy (NAM) và có mô đun chất lượng nước, BASIN tốc độ tính toán nhanh do đó có thể tính toán - Nhu cầu nước của các ngành kinh tế: Căn được nhiều phương án khai thác tài nguyên cứ vào điều kiện tự nhiên chia lưu vực sông Ba nước. thành 7 vùng cân bằng nước. Nhu cầu dùng 3. ỨNG DỤNG MÔ HÌNH MIKE BASIN nước được tính toán cho các ngành kinh tế : TÍNH TOÁN CÁC PHƯƠNG ÁN KHAI - Nông nghiệp (trồng trọt, chăn nuôi) THÁC TÀI NGUYÊN NƯỚC, CÁC - Công nghiệp PHƯƠNG ÁN PHÂN BỔ NƯỚC, CHUYỂN - Dân sinh NƯỚC LƯU VỰC SÔNG BA - a. Nhập liệu của mô hình Số liệu về diện tích canh tác, dân số ở giai đoạn hiện tại được lấy theo niên giám thống kê Dữ liệu khí tượng thuỷ văn các địa phương trong lưu vực và điều tra thực - Lượng mưa: Toàn bộ số liệu mưa các trạm địa, giai đoạn 2010 và 2020 được tính toán trên lưu vực được thu thập và kiểm tra tính hợp thông qua dự báo tăng dân số và quy hoạch các lý, kéo dài bổ sung để được bộ số liệu mưa từ ngành kinh tế. 1977-2002 - Tài liệu hiện trạng các công trình thủy lợi - Bốc hơi: Lượng bốc thoát hơi tiềm năng ETo và các công trình dự kiến : Tài liệu hiện trạng được tính toán từ các yếu tố khí tượng theo các công trình được điều tra thu thập và dự PENMAN kiến các công trình khai thác nguồn nước. Bảng 1: Nhu cầu nước của các ngành kinh tế giai đoạn hiện trạng (2004) (106 m3/năm) TT Vùng \ Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Tổng 1 Nam bắc An Khê 5.8 6.8 7.9 5.4 14.5 80.3 44.2 30.3 7.0 0.7 0.7 7.6 211.0 2 Thượng Ayun 25.3 28.4 31.1 18.3 12.2 5.1 2.8 0.4 0.4 0.4 0.4 29.9 154.9 3 Ayun Pa 67.8 26.1 28.9 16.2 22.4 41.9 50.2 23.6 2.8 0.6 0.6 46.2 327.3 4 Krông Pa 1.2 1.5 1.6 1.0 6.9 26.2 31.9 9.0 0.6 0.2 0.2 2.1 82.5 5 Krông Hnăng 14.9 31.2 35.8 29.0 31.6 45.9 23.1 29.7 0.7 0.7 0.7 12.7 256.1 6 Thượng Đ.cam 5.1 7.0 7.9 5.1 18.5 29.6 70.8 41.7 1.3 0.4 0.4 3.8 191.6 7 Hạ lưu 31.0 54.1 60.7 33.2 116.9 93.8 115.6 62.1 6.8 1.4 1.4 25.9 602.9 Tổng cộng 151.2 155.1 173.8 108.2 223.0 322.8 338.5 196.9 19.7 4.5 4.5 128.1 1826.3 Bảng 2: Nhu cầu nước của các ngành kinh tế giai đoạn đến 2010 (106 m3/năm) (chưa tính đến nhu cầu nước cho môi trường và lượng nước trả lại hạ du) TT Vùng \ Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Tổng 1 Nam bắc An Khê 47.3 78.0 89.4 6.1 12.1 59.9 33.1 22.4 5.9 1.6 1.6 12.0 369.3 2 Thượng Ayun 41.5 47.1 49.2 30.5 21.0 7.5 4.1 0.7 0.7 0.7 0.7 50.8 254.4 3 Ayun Pa 68.1 91.7 81.8 30.1 32.0 46.9 55.8 31.0 4.7 1.5 1.4 75.1 520.2 4 Krông Pa 30.8 44.6 32.7 4.0 8.1 23.3 28.2 9.6 1.0 0.4 0.4 19.5 202.7 5 Krông Hnăng 46.0 83.9 95.2 26.6 23.4 38.7 19.7 25.1 0.9 0.9 0.9 23.8 385.2 6 Thượng Đ.cam 24.9 52.2 50.8 3.3 15.4 31.0 72.4 41.8 1.5 0.8 0.8 4.6 299.4 7 Hạ Lưu 45.4 68.4 84.1 24.3 121.1 99.3 121.3 66.0 8.5 3.2 3.1 45.7 690.5 Tổng cộng 304.1 465.9 483.3 125.0 233.0 306.7 334.7 196.6 23.1 9.0 8.9 231.5 2721.8 2
3. Bảng 3: Nhu cầu nước của các ngành kinh tế giai đoạn đến 2020 (106 m3/năm) (chưa tính đến nhu cầu nước cho môi trường và lượng nước trả lại hạ du) TT Vùng \ Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Tổng 1 Nam bắc An Khê 55.4 87.0 99.7 12.0 14.4 64.6 36.0 24.2 7.3 3.1 3.0 26.0 432.7 2 Thượng Ayun 45.5 51.5 53.9 33.1 21.4 8.0 4.6 1.2 1.2 1.2 1.2 57.4 280.2 3 Ayun Pa 77.5 101.1 95.4 41.1 35.1 50.2 59.5 34.0 6.3 2.9 2.8 98.6 604.5 4 Krông Pa 32.3 45.9 35.0 6.1 8.4 23.7 28.5 10.0 1.3 0.7 0.7 23.9 216.6 5 Krông Hnăng 49.8 87.1 99.1 30.8 23.7 39.2 20.2 25.7 1.4 1.4 1.4 31.9 411.6 6 Thượng Đ.cam 29.9 59.4 58.3 7.1 16.2 32.6 75.7 43.9 2.2 1.5 1.5 9.0 337.3 7 Hạ lưu 53.2 77.8 94.9 30.6 125.6 103.0 124.9 70.2 11.4 6.2 6.0 54.0 757.6 Tổng cộng 343.6 509.7 536.3 160.8 244.8 321.3 349.5 209.1 30.9 17.0 16.6 300.8 3040.4 b. Sơ đồ cân bằng nước hệ thống giai đoạn Bảng 4 : Các nút tưới giai đoạn hiện trạng hiện trạng Diện tích tưới (ha) TT Công trình cấp nước Ký hiệu nút Tổng Lúa Màu Cà phê Sơ đồ tính toán cân bằng nước giai đoạn hiện I Nam Bắc An Khê 914 734 20 160 1 Các đập nhỏ thượng Sông Ba IRR1 232 182 50 trạng được thể hiện trong hình 1. Sơ đồ gồm 2 Các hồ chứa nhỏ Bắc An Khê IRR2 201 201 0 3 Các đập nhỏ Tây Nam An Khê IRR3 156 106 50 25 nút tưới, 12 nút hồ chứa và 1 nút thuỷ điện. 4 Các hồ nhỏ Tây Nam An Khê IRR4 115 55 60 5 Trạm bơm Tân Hội IRR5 80 60 20 6 Các đập nhỏ TV KonCHro IRR6 130 130 II Vùng thượng Ayun 2202 1148 0 1054 7 Các đập dâng TV Ayun IRR7 855 585 270 8 Cụm hồ Ha ra IRR8 38 38 0 9 Các đập dâng TV IaPet IRR9 1309 525 784 III Vùng Ayun Pa 8548 7308 1000 240 10 Hồ Ayun Hạ Ayunha 7545 6545 1000 11 Các trạm bơm trên sông Ayun IRR10 763 763 12 Các hồ chứa nhỏ IRR11 240 0 240 IV Vùng Krông Pa 490 490 0 0 13 Cụm hồ Phú Cần Chư Gu IRR13 150 150 14 Các đập dâng nhỏ IRR14 260 260 15 Các trạm bơm trên sông Ba IRR15 80 80 V Vùng KRông Năng 6385 1265 0 5120 16 Các đập dâng nhỏ IRR16 906 350 556 17 Các hồ chứa nhỏ IRR17 5479 915 4564 VI Vùng Thượng Đồng Cam 1848 1226 0 622 18 Các đập dâng nhỏ IRR18 261 261 0 19 Các hồ chứa nhỏ IRR19 710 420 290 20 Các trạm bơm trên sông Ba IRR20 279 279 21 Các hồ chứa nhỏ thượng S Hinh IRR21 298 26 272 22 Các hồ chứa hạ sông Hinh IRR22 62 2 60 23 Các trạm bơm hạ sông Hinh IRR23 238 238 0 V Vùng Hạ lưu 17630 17030 500 100 24 Các hồ chứa vùng Sơn Thành IRR24 130 30 100 25 Đập Đồng Cam Dong Cam 17500 17000 500 Bảng 5: Nhu cầu nước tại các nút tưới Yêu cầu nước theo tháng ( m3/s ) Nút tưới 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 IRR1 0.2 0.2 0.3 0.2 0 0.2 0.2 0.2 0.1 0 0 0.3 IRR2 0.2 0.2 0.2 0.1 0 0.2 0.1 0.2 0.1 0 0 0.3 IRR3 0.2 0.2 0.2 0.2 0 0.2 0.2 0.2 0.1 0 0 0.2 IRR4 0.1 0.1 0.1 0.1 0 0 0 0.1 0 0 0 0.1 IRR5 0.1 0.1 0.1 0.1 0 0.1 0.1 0.1 0.1 0 0 0.1 IRR6 0.2 0.2 0.2 0.1 0 0.2 0.2 0.2 0.1 0 0 0.2 IRR7 1 1.1 1.1 0.9 0.9 0.6 0.6 0 0 0 0 1.2 IRR8 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0.1 IRR9 1.6 1.6 1.6 1.4 1.4 0.7 0.6 0 0 0 0 1.7 Ayunha 6.7 8.2 8.8 4.6 4 4.2 5 3.8 0.5 0 0 11.7 IRR10 1.3 1.3 1.4 1.1 1.2 1.1 1.1 1.1 0.6 0 0 1.4 IRR11 0.1 0.1 0.1 0.1 0 0 0 0 0 0 0 0.1 IRR13 0.1 0.2 0.2 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0 0 0 0.3 IRR14 0.4 0.4 0.5 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.2 0 0 0.5 IRR15 0.1 0.1 0.2 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0 0 0.2 IRR16 1.1 1.1 1.1 0.9 1 0.5 0.5 0.5 0 0 0 1.2 Hình 1: Sơ đồ cân bằng nước hệ thống giai IRR17 1.9 2.5 3.2 2.5 1.5 0.7 0.6 0.3 0 0 0 2.6 đoạn hiện trạng IRR18 0.4 0.4 0.4 0.3 0.4 0.4 0.5 0.4 0.2 0 0 0.3 IRR19 0.4 0.6 0.5 0.3 0.7 0.5 0.7 0.4 0 0 0 0.4 IRR20 0.4 0.4 0.5 0.4 0.5 0.5 0.6 0.5 0.2 0 0 0.3 * Nhu cầu nước tại các nút tưới : Nhu cầu IRR21 0.1 0.1 0.1 0 0.1 0.1 0.1 0.1 0 0 0 0.1 nước được tính toán dựa vào việc sử dụng đất IRR22 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 IRR23 0.4 0.4 0.4 0.3 0.5 0.4 0.5 0.4 0.2 0 0 0.3 tại các khu tưới và mức tưới cho các loại cây IRR24 0.1 0.1 0.1 0 0.1 0.1 0.1 0 0 0 0 0 trồng tại các khu tưới. Dong Cam 25.2 24.4 29.5 22.8 33.7 33.7 31.9 30.8 16.5 0 0 21.9 3
4. Bảng 6: Thông số của các hồ chứa giai đoạn rộng, nâng cấp để đảm bảo diện tích tưới theo hiện trạng thiết kế. Cần có giải pháp xây dựng hồ chứa để TT Hồ chứa MNC MNBT Wc Whi Wtb nâng cao khả năng tưới đối với các vùng này. 6 3 6 3 6 3 m m 10 m 10 m 10 m Các khu tưới khác có khả năng mở rộng, nâng I Nam Bắc An Khê cao khả năng tưới theo thiết kế. 1 Các hồ chứa nhỏ Bắc An Khê - - 0.3 5.2 5.5 2 Các hồ nhỏ Tây Nam An Khê - - 0.1 0.8 0.9 Kết quả cân bằng hệ thống tại đập Đồng Cam II Vùng thượng Ayun cho thấy trong tổng số 25 năm tính toán (từ 3 Cụm hồ Ha ra - - 0.4 2.7 3.1 III Vùng Ayun Pa 1978 đến 2002), có 3 năm bị thiếu nước là các 4 Hồ Ayun Hạ 195 204 52 201 253 năm 1983, 1987 và 1988. Mức đảm bảo cấp 5 Các hồ chứa nhỏ - - 0.2 1.6 1.8 IV Vùng Krông Pa nước của công trình là 88%. 6 Cụm hồ Phú Cần Chư Gu - - 0.1 0.8 0.9 Kết quả cân bằng nước hệ thống tại các nút V Vùng KRông Năng như bảng 7: 7 Các hồ chứa nhỏ - - 3.2 27.6 30.8 VI Vùng Thượng Đồng Cam Bảng 7: Kết quả cân bằng nước tại các nút 8 Các hồ chứa nhỏ - - 0.8 5.8 6.6 9 Các hồ chứa nhỏ thượng S Hinh - - 1.1 8.6 9.7 Số năm Mức bảo 10 Các hồ chứa hạ sông Hinh - - 0.5 5 5.5 Ký hiệu DT tưới thiếu đảm cấp 11 Hồ Sông Hinh 196 209 34 323 357 V Vùng Hạ lưu Công trình cấp nước nút (ha) nước nước % 12 Các hồ chứa vùng Sơn Thành - - 0.5 2.4 2.9 I Nam Bắc An Khê 914 1 Các đập nhỏ thượng Sông Ba IRR1 232 0 100 Ghi chú: (-) giả định (vì là một cụm hồ chứa nhỏ). 2 Các hồ chứa nhỏ Bắc An Khê IRR2 201 0 100 b1. Mô phỏng giai đoạn sử dụng nước giai 3 Các đập nhỏ Tây Nam An Khê IRR3 156 3 88 đoạn 1998-2002: Kết quả mô phỏng tại Củng 4 Các hồ nhỏ Tây Nam An Khê IRR4 115 1 96 Sơn được trình bày ở hình 2 5 Trạm bơm Tân Hội IRR5 80 0 100 6 Các đập nhỏ TV KonCHro IRR6 130 1 96 II Vùng thượng Ayun 2202 7 Các đập dâng TV Ayun IRR7 855 8 68 8 Cụm hồ Ha ra IRR8 38 0 100 9 Các đập dâng TV IaPet IRR9 1309 9 64 III Vùng Ayun Pa 8548 100 11 Các trạm bơm trên sông Ayun IRR10 763 0 100 12 Các hồ chứa nhỏ IRR11 240 0 100 IV Vùng Krông Pa 490 13 Cụm hồ Phú Cần Chư Gu IRR13 150 4 84 14 Các đập dâng nhỏ IRR14 260 5 80 15 Các trạm bơm trên sông Ba IRR15 80 0 100 V Vùng KRông Năng 6385 Hình 2: Kết quả mô phỏng lưu lượng tính toán 16 Các đập dâng nhỏ IRR16 906 5 80 và thực đo tại Củng Sơn 17 Các hồ chứa nhỏ IRR17 5479 1 96 Kết quả kiểm định mô hình thể hiện qua đường VI Vùng Thượng Đồng Cam 1848 quá trình lưu lượng tính toán và thực đo Củng Sơn 18 Các đập dâng nhỏ IRR18 261 9 64 cho thấy có thể sử dụng mô hình phục vụ cho tính 19 Các hồ chứa nhỏ IRR19 710 1 96 toán các phương án phát triển nguồn nước. 20 Các trạm bơm trên sông Ba IRR20 279 0 100 21 Các hồ chứa nhỏ thượng S Hinh IRR21 298 0 100 b.2. Kết quả tính cân bằng nước hệ thống giai 22 Các hồ chứa hạ sông Hinh IRR22 62 0 100 đoạn hiện trạng trường hợp chưa có hồ Sông 23 Các trạm bơm hạ sông Hinh IRR23 238 0 100 Hinh và Ayun Hạ V Vùng Hạ lưu 18130 Kết quả tính toán cho thấy tại các khu tưới: 24 Các hồ chứa vùng Sơn Thành IRR24 130 0 100 đập dâng tiểu vùng Ayun (IRR7), đập dâng 25 Đập Đồng Cam Dong Cam 18000 3 88 tiểu vùng IaPet (IRR9), đập dâng vùng thượng b.3. Trường hợp sau năm 1998, có hồ Ayun Hạ Đồng Cam (IRR18) có mức đảm bảo cấp nước và Sông Hinh: Mức đảm bảo cấp nước tại hồ nhỏ hơn 75%. Ở các vùng này nguồn nước đến Ayun hạ và đập Đồng Cam là 100%. không đảm bảo vì vậy không có khả năng mở 4
5. c. Sơ đồ cân bằng hệ thống giai đoạn dự * Nhu cầu nước tại các nút tưới như sau: kiến sử dụng nước Bảng 8 : Các nút tưới giai đoạn dự kiến sử Sơ đồ này bao gồm 31 khu tưới, 4 khu cấp dụng nước nước, 23 nút hồ chứa, 5 nút thuỷ điện và 4 nút Ký hiệu Diện tích tưới (ha) kiểm soát dòng chảy kiệt và được tính toán TT Công trình cấp nước nút Tổng Lúa Màu Cà phê I Nam Bắc An Khê 22048 5385 15883 780 cho các phương án sau: 1 Các đập nhỏ thượng Sông Ba IRR1 1539 486 323 730 2 Các hồ chứa nhỏ Bắc An Khê IRR2 8953 1553 7400 0 - Chuyển nước sang sông Kone qua thuỷ điện 3 Các đập nhỏ Tây Nam An Khê IRR3 156 106 0 50 4 Các hồ nhỏ Tây Nam An Khê IRR4 4065 850 3215 0 An Khê (c1). 5 Các trạm bơm IRR5 1080 150 930 0 6 Các đập nhỏ TV KonCHro IRR6 1640 565 1075 0 - Chuyển nước sang sông Bàn Thạch qua đập 7 Các hồ chứa TV KonCHro IRR61 4615 1675 2940 0 II Vùng thượng Ayun 21235 4624 5230 11381 Sông Con (c2). 8 Các đập dâng TV Ayun IRR7 1276 400 100 776 9 Các hồ chứa TV Ayun IRR8 7785 1560 2000 4225 10 Các đập dâng TV IaPet IRR9 1474 824 650 11 Các hồ chứa TV IaPet IRR91 10700 1840 3130 5730 III Vùng Ayun Pa 38475 16115 17570 4790 12 Hồ Ayun Hạ Ayunha 13500 11000 2500 13 Các dập dâng IRR10 1465 415 250 800 14 Các hồ chứa nhỏ IRR11 8840 750 4100 3990 15 Cụm hồ ĐakPTo IRRpto 9130 1450 7680 0 16 Hồ EaThul EaThul 5540 2500 3040 0 IV Vùng Krông Pa 18950 4250 14700 0 17 Cụm hồ vùng Krông Pa IRR13 18450 3750 14700 0 18 Các trạm bơm trên sông Ba IRR14 500 500 0 0 V Vùng KRông Năng 32001 3880 12670 15451 19 Các hồ nhỏ thượng KRông Năng IRR15 3270 400 0 2870 20 Các đập dâng nhỏ IRR16 3436 450 2400 586 21 Các hồ chứa nhỏ IRR17 13295 1530 6270 5495 22 Hồ Krông Năng KRNang 12000 1500 4000 6500 VI Vùng Thượng Đồng Cam 20441 5092 14122 1227 23 Các đập dâng nhỏ IRR18 793 391 402 0 24 Các hồ chứa nhỏ IRR19 12138 2740 9068 330 25 Các trạm bơm trên sông Ba IRR20 625 625 0 0 26 Các hồ chứa nhỏ thượng S Hinh IRR21 3259 480 1982 797 27 Các hồ chứa hạ sông Hinh IRR22 3445 675 2670 100 28 Các trạm bơm hạ sông Hinh IRR23 181 181 0 0 V Vùng Hạ lưu 24120 20180 2530 1410 29 Các hồ chứa vùng Sơn Thành IRR24 220 120 0 100 30 Đập Sông Con Scon 4100 1060 1730 1310 31 Đập Đồng Cam Dong Cam 19800 19000 800 * Nhu cầu nước tại các nút cấp nước như sau Bảng 9: Nhu cầu nước tại các nút tưới giai đoạn dự kiến sử dụng nước Yêu cầu nước theo tháng ( m3/s ) Nút tưới 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 IRR1 0.7 0.9 1.1 0.6 0.1 0.6 0.4 0.5 0.1 0 0 1 IRR2 4 6.3 7.2 0.9 0.8 4.7 2.7 2 0.5 0 0 2.5 IRR3 0.2 0.2 0.2 0.2 0 0.2 0.2 0.2 0.1 0 0 0.2 IRR4 1.9 2.9 3.3 0.5 0.3 2.2 1.3 1.1 0.3 0 0 1.3 IRR5 1.2 1.3 1.3 0.2 0.9 1.2 1.1 0.8 0.1 0 0 0.3 IRR6 2 2.1 2.2 0.6 1.1 2 1.8 1.5 0.5 0 0 1 IRR61 2.5 3.6 4.1 0.9 0.3 2.7 1.8 1.9 0.5 0 0 2.6 IRR7 0.6 0.8 0.9 0.6 0.3 0.1 0.1 0 0 0 0 1 IRR8 3.4 3.9 4.2 2.7 1.5 0.5 0.2 0 0 0 0 4.2 IRR9 1 1.2 1.3 0.8 0.6 0.2 0.1 0 0 0 0 1.7 IRR91 4.5 5.1 5.4 3.5 1.8 0.5 0.3 0 0 0 0 5.2 Ayunha 12.7 15.7 16.5 8.3 7.4 8 9.4 7 0.9 0 0 21.6 IRR10 0.7 0.9 1 0.6 0.3 0.3 0.4 0.3 0 0 0 1 IRR11 3.8 5.3 4.9 2.2 1 2 2.4 0.8 0.1 0 0 3.4 IRRpto 5.3 7.5 5.7 1 1.4 3.8 4.6 1.6 0.1 0 0 4.1 EaThul 3.9 5.2 4.7 1.7 1.7 2.6 3.1 1.7 0.2 0 0 5 IRR13 11 15.4 12.2 2.6 3.2 7.8 9.5 3.6 0.3 0 0 9.5 IRR14 0.8 0.9 0.9 0.7 0.8 0.7 0.7 0.7 0.4 0 0 0.9 IRR15 1 1.4 1.8 1.4 0.7 0.3 0.3 0.1 0 0 0 1.4 IRR16 1.2 2.2 2.4 0.5 0.8 1.1 0.6 0.7 0 0 0 0.8 IRR17 4.4 7.3 8.5 3.2 2.7 3.3 1.8 2 0 0 0 3.7 KR Nang 4 6.2 7.4 3.6 2.7 2.5 1.5 1.4 0 0 0 3.9 IRR18 0.4 0.7 0.7 0.3 0.6 0.5 0.9 0.5 0 0 0 0.3 IRR19 4.7 8.9 8.9 1.8 4.4 5.4 11.4 6.7 0.2 0 0 2.1 Hình 3: Sơ đồ cân bằng nước hệ thống, giai IRR20 1 1 1 0.8 1.2 1.1 1.2 1.1 0.5 0 0 0.7 IRR21 1.2 2.1 1.9 0.3 0.9 1.3 2.6 1.5 0 0 0 0.5 đoạn dự kiến sử dụng nước IRR22 1.3 2.5 2.5 0.4 1.1 1.5 3.2 1.9 0.1 0 0 0.5 IRR23 0.3 0.3 0.3 0.2 0.3 0.3 0.4 0.3 0.1 0 0 0.2 IRR24 0.1 0.1 0.2 0 0.2 0.2 0.2 0.1 0 0 0 0.1 Scon 4.5 4.3 4.2 1.3 5 5.1 5.1 4.7 0.9 0 0 2.3 DongCam 25.7 24.8 29.9 23 34.3 34.3 32.5 31.3 16.7 0 0 22.1 5
6. * Thông số các hồ chứa Bảng 11: Lượng nước tối thiểu phải trả lại 3 Bảng 10: Thông số của các hồ chứa giai hạ du sau thuỷ điện An Khê (m /s) đoạn dự kiến sử dụng nước Qy/c \ Tháng 1 2 3 4 5 6 TT Hồ chứa MNC MNBT Wc Whi Wtb D/c kiệt 1.76 1.76 1.76 1.76 1.76 1.76 6 3 6 3 6 3 m m 10 m 10 m 10 m Cấp nước 0.46 0.46 0.46 0.46 0.46 0.46 I Nam Bắc An Khê 1 Hồ Ka Nak 480 515 15.5 298.2 313.7 Tưới 1.24 1.27 1.28 0.17 0.94 1.2 2 Các hồ chứa nhỏ Bắc An Khê - - 2.5 71.08 73.58 Tổng 3.46 3.49 3.5 2.39 3.16 3.42 3 Các hồ nhỏ Tây Nam An Khê - - 3 15.9 18.89 Qy/c \ Tháng 7 8 9 10 11 12 4 Các hồ chứa TV KonCHro - - 2 17.76 19.76 D/c kiệt 1.76 1.76 0 0 0 0 II Vùng thượng Ayun 7 Các hồ chứa TV Ayun 3.5 37.5 41.03 Cấp nước 0.46 0.46 0.46 0.46 0.46 0.46 8 Các hồ chứa TV IaPet 4 49.2 53.2 Tưới 1.05 0.81 0.14 0 0 0.26 III Vùng Ayun Pa - - Tổng 3.27 3.03 0.6 0.46 0.46 0.72 9 Hồ Ayun Hạ 195 204 52 201 253 10 Các hồ chứa nhỏ - - 1.5 11.5 13 11 Cụm hồ ĐakPTo - - 4.2 44.7 48.9 12 Hồ EaThul 186 206 4.5 46.2 50.7 Kết quả tính toán cân bằng nước tại các vị trí sử IV Vùng Krông Pa dụng nước tại các bảng 12 đến bảng 14. 13 Cụm hồ vùng Krông Pa - - 5 86.6 91.62 V Vùng KRông Năng - Kết quả cân bằng tại các nút sử dụng nước 14 Các hồ nhỏ thượng KRông Năng - - 1.5 5.7 7.2 (bảng 12) 15 Các hồ chứa nhỏ - - 5.4 50.41 55.81 16 Hồ Krông Năng 555 571 2 42 44 Bảng 12: 17 Hồ TĐ KRông Năng 250 265 113.7 242.9 356.6 VI Vùng Thượng Đồng Cam TT Khu cấp nước Ký hiệu nút Lượng nước Mức đảm 18 Hồ Sông Ba hạ 103 110 256.2 484.4 740.6 yêu cầu bảo cấp 19 Hồ Sông Hinh 196 209 34 323 357 3 nước % 20 Các hồ chứa nhỏ - - 5.6 49.604 55.204 m /ngđ 21 Các hồ chứa nhỏ thượng S Hinh - - 2 31.5 33.5 1 Cấp nước công nghiệp dân WSankhe 40.000 100 22 Các hồ chứa hạ sông Hinh - - 2.5 41.72 44.22 sinh khu An Khê V Vùng Hạ lưu 2 Cấp nước công nghiệp dân WSayunPa 40.000 100 23 Các hồ chứa vùng Sơn Thành 0.5 2.4 2.9 sinh khu AyunPa Ghi chú: (-) giả định (vì là một cụm hồ chứa nhỏ). 3 Cấp nước công nghiệp dân WSKrongPa 15.000 100 sinh khu KRôngPa * Lượng nước duy trì dòng chảy môi trường ở 4 Cấp nước công nghiệp dân WSsong Hinh 10.000 100 hạ du sinh khu Sông Hinh 5 Cấp nước công nghiệp dân WsTuyHoa 60.000 100 Để đảm môi trường vùng hạ lưu, tránh tình sinh khu TX Tuy Hoà trạng vào mùa khô dòng chảy cạn kiệt, xâm nhập mặn, ô nhiễm nguồn nước và bồi lấp cửa - Kết quả cân bằng tại các nút kiểm tra dòng sông, cần thiết phải tính đến lượng nước trả lại chảy kiệt (bảng 13) dòng chảy tự nhiên trong các tháng mùa khô Bảng 13: tại các vị trí An Khê, cửa sông Ayun, cửa sông Hinh và hạ lưu đập Đồng Cam. Lượng nước TT Vị trí Qyc Mức đảm 3 này được lấy bằng lượng dòng chảy tháng nhỏ (m /s) bảo (%) nhất ứng với tần suất 90% tại các vị trí tính 1 An Khê 1,76 96 toán nhằm đảm bảo cho sông có dòng chảy 2 Cửa S. Ayun 4.3 80 thường xuyên (lưu lượng nước sinh thái hay 3 Cửa S. Hinh 3.1 0 còn gọi là lưu lượng nước nền, lưu lượng nước 4 Đồng Cam 21,7 92 gốc). Cụ thể như bảng 13. - Kết quả cân bằng tại các nút tưới (bảng 14) c1. Kết quả tính phương án chuyển nước sang sông Kone qua thuỷ điện An Khê: Lượng nước tối thiểu phải trả lại hạ du để đáp ứng yêu cầu của hạ du theo bảng 11, bao gồm cấp nước cho các ngành kinh tế và trả lại hạ du đảm bảo môi trường vùng hạ du: 6
7. c.2 Kết quả tính phương án chuyển nước sang Bảng 14: Kết quả cân bằng tại các nút tưới sông Bàn Thạch qua đập Sông Con Ký hiệu Số năm Mức bảo Lượng nước thừa tại Đồng Cam khá lớn, trong Công trình cấp nước DT nút thiếu đảm cấp khi đó hạ lưu sông Bàn Thạch thường xuyên bị tưới nước nước % thiếu nước. Hiện nay đập sông Con đã được I Nam Bắc An Khê 22048 xây dựng để tưới tại chỗ 4100 ha và chuyển 1 Các đập nhỏ thượng Sông Ba IRR1 1539 3 88 2 Các hồ chứa nhỏ Bắc An Khê IRR2 8953 4 84 một phần lượng nước sau thuỷ điện Sông Hinh 3 Các đập nhỏ Tây Nam An Khê IRR3 156 6 76 sang sông Bàn Thạch. Theo thiết kế đập Sông 4 Các hồ nhỏ Tây Nam An Khê IRR4 4065 5 80 Con có 2 kênh Đông và kênh Tây. Lưu lượng 5 Các trạm bơm IRR5 1080 1 96 thiết kế cống kênh Đông là 12,3 m3/s, cống 6 Các đập nhỏ TV KonCHro IRR6 1640 6 76 kênh Tây là 2m3/s. Như vậy theo thiết kế Đập 7 Các hồ chứa TV KonCHro IRR61 4615 5 80 Sông Con có thể chuyển tải lưu lượng nước là II Vùng thượng Ayun 21235 3 8 Các đập dâng TV Ayun IRR7 1276 6 76 14,3 m /s để tưới tại chỗ cho 4100 ha và 9 Các hồ chứa TV Ayun IRR8 7785 4 84 chuyển nước qua sông Bàn Thạch. Cụ thể như 10 Các đập dâng TV IaPet IRR9 1474 6 76 bảng 15: 11 Các hồ chứa TV IaPet IRR91 10700 4 84 III Vùng Ayun Pa 38475 Bảng 15: Lượng nước chuyển sang sông 12 Hồ Ayun Hạ Ayunha 13500 6 76 Bàn Thạch qua đập sông Con (m3/s) 13 Các dập dâng IRR10 1465 5 80 14 Các hồ chứa nhỏ IRR11 8840 5 80 Tháng 1 2 3 4 5 6 15 Cụm hồ ĐakPTo IRRpto 9130 4 84 16 Hồ EaThul EaThul 5540 5 80 Qtưới 4100 ha 4.52 4.27 4.21 1.28 4.99 5.14 IV Vùng Krông Pa 18950 100 Q chuyển sang 17 Cụm hồ vùng Krông Pa IRR13 18450 4 84 sông Bàn Thạch 9.8 10 10.1 13 9.3 9.2 18 Các trạm bơm trên sông Ba IRR14 500 0 100 Tổng 14.3 14.3 14.3 14.3 14.3 14.3 V Vùng KRông Năng 32001 19 Các hồ nhỏ thượng KRông Năng IRR15 3270 6 76 Tháng 7 8 9 10 11 12 20 Các đập dâng nhỏ IRR16 3436 6 76 Qtưới 4100 ha 5.08 4.73 0.93 0 0 2.3 21 Các hồ chứa nhỏ IRR17 13295 6 76 22 Hồ Krông Năng KRNang 12000 6 76 Q chuyển sang VI Vùng Thượng Đồng Cam 20441 sông Bàn Thạch 9.2 9.6 0 0 0 0 23 Các đập dâng nhỏ IRR18 793 6 76 Tổng 14.3 14.3 0.93 0 0 2.3 24 Các hồ chứa nhỏ IRR19 12138 4 84 25 Các trạm bơm trên sông Ba IRR20 625 0 100 - Kết quả tính toán cho thấy: Trong trường hợp 26 Các hồ chứa nhỏ thượng S Hinh IRR21 3259 0 100 đập Sông Con chuyển nước với lưu lượng như 27 Các hồ chứa hạ sông Hinh IRR22 3445 4 84 bảng 15, đập đồng Cam vẫn đảm bảo đủ nước 28 Các trạm bơm hạ sông Hinh IRR23 181 1 96 với mức đảm bảo về tưới và duy trì dòng chảy V Vùng Hạ lưu 24120 29 Các hồ chứa vùng Sơn Thành IRR24 220 6 76 kiệt là 92%. 30 Đập Sông Con Scon 4100 0 100 31 Đập Đồng Cam Dong Cam 19800 1 96 4. NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ Kết quả tính toán cho thấy, tại các khu tưới Qua kết quả ứng dụng mô hình MIKE BASIN mức đảm bảo cấp nước đều lớn hơn 75%, các tính toán cân bằng nước cho lưu vực sông Ba nút cấp nước mức đảm bảo lớn hơn 90%. cho thấy đây là một công cụ mạnh trong tính Dòng chảy kiệt tại cửa sông Hinh và sông toán cân bằng, phân bổ nguồn nước, có thể Ayun không đảm bảo do việc xây dựng 2 công đánh giá được các phương án khai thác tài trình ở thượng lưu là hồ Ayun hạ và hồ thuỷ nguyên nước. điện sông Hinh. Tuy không có ảnh hưởng đến Kết quả tính toán cho thấy : Nguồn nước hệ việc cấp nước ở hạ du 2 sông này, nhưng có thống sông Ba có thể thoả mãn được các yêu những ảnh hưởng nhất định về mặt môi cầu phát triển kinh tế xã hội. Tuy nhiên do trường. Giải pháp bổ sung nước đảm bảo dòng phân phối của dòng chảy không đều theo chảy kiệt từ hồ Ayun hạ và sông Hinh sẽ ảnh không gian và thời gian nên các vùng đều hưởng đến hoạt động của 2 công trình này. thiếu nước vào mùa khô. Như vậy giải pháp 7
8. cấp nước đối với các vùng này là xây dựng các hợp, đa mục tiêu trên dòng chính, ngoài các hồ chứa để điều tiết dòng chảy tăng lượng công trình đã và đang xây dựng như thủy điện dòng chảy mùa khô. Đặc biệt đối với vùng hạ sông Hinh, sông Ba hạ, An Khê - Kanak, đề lưu. Để có khả năng đáp ứng các nhu cầu nước nghị xây dựng thủy điện Krông Năng, thượng cho dân sinh, các ngành kinh tế và nước cho Sông Ba môi trường, duy trì dòng chảy trên sông, cần thiết xây dựng các công trình lợi dụng tổng Tài liệu tham khảo: 1. Ngô Đình Tuấn - Hoàng Thanh Tùng - Nguyễn Xuân Phùng. Đánh giá tổng hợp TNN và Quy hoạch Thuỷ lợi - Thuỷ điện lưu vực sông Ba - Sông Kone 2010 - 2020 - Đề tài KC-08.25.01. Hà nội tháng 12 - 2005. 2. Viện Quy hoạch Thuỷ lợi. Quy hoạch sử dụng tổng hợp và bảo vệ nguồn nước lưu vực sông Ba. Hà nội năm 2006. 3. DHI, 1999. NAM – Tài liệu tra cứu. 45 trang 4. Dự án Hỗ trợ Tăng cường Năng lực các Viện ngành nước (WRSI), 2003. Đĩa CD Tài liệu đào tạo- Hà Nội 10/2003. WAterSPS/MARD-DANIDA. APPLICATION OF MIKE BASIN MODEL IN INTEGRATED WATER RESOURCES MANAGEMENT OF BA RIVER BASIN PhD student, M.E NGUYEN XUAN PHUNG Institute of Water Resources Planning Abstract: MIKE BASIN is a robust modelling tool to quantify water resources development scenarios. The model supports managers and planners in planning development of water use and preservation, contributing to integrated water resources management process of river basins. This paper presents the application of the model in determination of water resources development alternatives with regard to water abstraction, water allocation and water conveyance in Ba river basin. 8