Sông Mã là một trong 10 con sông lớn nhất nước ta, và con sông lớn nhất miền Trung, nó đóng một vai trò quan trọng trong phát triển kinh tế & xã hội, bảo vệ môi trường sinh thái của tỉnh Thanh Hóa nói riêng và khu vực Bắc Trung Bộ nói chung. Trong những năm gần đây vào mùa kiệt tại một số vùng trên lưu vực sông Mã thường xuyên thiếu nước, mặn xâm nhập sâu vào đất liền ảnh hưởng không nhỏ đến hoạt động sản xuất và sinh hoạt của nhân dân trong trong vùng. Việc tính toán cân bằng nước trên lưu vực sông Mã làm cơ sở cho việc quy hoạch sử dụng tài nguyên nước một cách hợp lý, bảo đảm cân đối giữa cung và cầu là một việc làm cần thiết.
I. MỘT SỐ ĐÁNH GIÁ VỀ TÀI NGUYÊN LƯU VỰC SÔNG (LVS) MÃ
Sông Mã là một trong 10 con sông lớn nhất Việt Nam, là một trong những con sông lớn nhất miền Trung, bắt nguồn từ phía Nam tỉnh Điện Biên chảy qua huyện sông Mã của tỉnh Sơn La, qua Lào và vào Việt Nam tại huyện Bá Thước, tỉnh Thanh Hóa. Diện tích lưu vực là 28.400,0 Km2, trong đó phần diện tích trên lãnh thổ Việt Nam là 18.370Km2 và có nhiều sông nhánh lớn như sông Chu, sông Bưởi, sông Âm. Lưới sông Mã phát triển theo dạng hình cây, chiều dài dòng chính 512 km, chiều rộng bình quân lưu vực 66,8 km, hệ số hình dạng sông 0,17, hệ số không đối xứng của các lưu vực là 0,32, mật độ lưới sông 0,66 km/km2, độ dốc bình quân lưu vực 17,6%. Sông Mã có 39 phụ lưu lớn và 2 phân lưu. Các phụ lưu quan trọng của sông Mã là Nậm Thi, Nậm Khoai, Nậm Công, sông Luồng, sông Lò, sông Bưởi, sông Cầu Chày và sông Chu. Phân lưu chính là sông Lèn và sông Lạch Trường.
Vùng thượng nguồn sông Mã lượng mưa bình quân năm từ 1.134 mm đến 1.228 mm/năm. Trung lưu sông Mã từ Mường Lát đến Cẩm Thuỷ lượng mưa bình quân năm từ 1.677 -1.712 mm/năm, lượng mưa phía sông Chu 1.828-2.234 mm/năm, tâm mưa là huyện Thường Xuân. Lượng mưa ở đồng bằng Thanh Hoá bình quân 1.600-1.750 mm/năm. Mưa trên lưu vực có 2 mùa, mùa khô từ tháng 12 đến tháng 8, tổng lượng mưa chỉ chiếm 30-35%. Mùa mưa từ tháng 9 đến tháng 12, tổng lượng mưa chiếm tới 65-70%.
Tổng lượng nước bình quân năm lưu vực sông Mã chuyển tải ra biển khoảng 18 tỷ m3, tương đương với 570 m3/s. Trong phần dòng chảy sinh ra tại Việt Nam là 14,1 tỷ m3, tại Lào là 3,9 tỷ m3. Dòng chảy năm cũng biến động tương đối lớn, năm nhiều nước có thể tích đạt tới 22 tỷ m3 và năm ít nước chỉ đạt 14,5 tỷ m3. Phân phối dòng chảy năm cũng biến động mạnh, trong 8 tháng mùa khô tổng lượng dòng chảy đạt 25-30%, tương đương 4,8 tỷ m3, còn lại hầu hết dòng chảy sinh trong mùa mưa.
Hiện trạng sử dụng tài nguyên nước trên lưu vực sông Mã như sau:
- Sử dụng nguồn nước để giao thông thuỷ giao thông thuỷ chỉ phát triển ở hạ lưu sông Mã.
- Sử dụng nguồn nước để phát điện: công suất lắp đặt 2.911 KW, hàng năm sản xuất ra 5.822.000 KW/h với lưu lượng ước tính 39m3/s.
- Sử dụng nước cho sinh hoạt: Tổng lượng nước hiện tại sử dụng cho sinh hoạt trên lưu vực sông Mã khoảng 5,5 m3/s tương đương 170 triệu m3/năm (trong đó có khoảng 62 triệu m3 lấy từ nước ngầm).
- Sử dụng nước cho công nghiệp: Công nghiệp trên lưu vực sông Mã hầu hết là công nghiệp nhỏ lẻ và cũng tập trung chủ yếu ở TP Thanh Hoá.
- Sử dụng nước cho nuôi trồng thuỷ sản nước ngọt 15.000ha, nước cho các ao nuôi thuỷ sản nước lợ 1850 ha và chăn nuôi gia súc gia cầm.
- Nước cho sản xuất nông nghiệp: Tính đến 2010, diện tích đất canh tác nông nghiệp của lưu vực sông Mã là 290.796ha, trong đó có tới 60% diện tích đất canh tác lúa hai vụ. Trong diện tích canh tác lúa còn tới 12.602ha là lúa nương và tới 47.000ha là rẫy không thể bố trí tưới được.
Tổng diện tích tưới thiết kế bằng hồ chứa, đập dâng và trạm bơm: 230.368ha thực tưới ổn định 141.861ha đạt 61,58%. Diện tích tưới chủ động này hầu hết là tưới cho lúa, còn diện tích trồng màu hầu như chưa chủ động được tưới.
Mặt khác hiện nay, dưới tác động của biến đổi khí hậu, nước biển dâng, cùng với các ảnh hưởng của việc khai thác nguồn nước vùng thượng lưu nên nguồn nước sông Mã vào mùa kiệt ngày càng suy giảm, xâm nhập mặn vùng cửa sông ven biển gia tăng. Nồng độ mặn đo được tại một các cửa Báo Văn - sông Lèn, của Hà Mát - sông Lạch trường, cách cửa sông 10,5km, tại Hàm Rồng trên sông Mã, cách cửa sông 15 km lên đến 2&permil. Mặn xâm nhập vào sâu trong sông gây ảnh hưởng không nhỏ tới việc sử dụng nước vùng ven biển, nhất là vùng Nga Sơn, vùng biển Hậu Lộc, vùng biển Hoằng Hoá và khu vực thị xã Sầm Sơn.
Dự báo nhu cầu nước của các ngành kinh tế tới năm 2020 tăng đến 30%, trong khi hiện tại một số khu vực còn thiếu nước cục bộ, đặc biệt là mùa kiệt. Việc tính toán cân bằng nước trên lưu vực sông Mã từ đó đề xuất một số giải pháp khắc phục nhằm mục tiêu phát triển kinh tế - xã hội của các ngành trên lưu vực sông Mã một cách bền vững là rất cần thiết và cấp bách.
II. XÁC ĐỊNH NHU CẦU SỬ DỤNG NƯỚC CHO CÁC NGÀNH KINH TẾ LVS MÃ
2.1. Tính toán nhu cầu sử dụng nước
2.1.1. Phân vùng tính toán
Căn cứ vào các đặc điểm về điều kiện tự nhiên: Địa hình, đất đai, khí hậu thuỷ văn, mạng lưới sông ng̣òi, ranh giới hành chính, lưu vực sông Mã thành 10 vùng lớn như sau:
- Vùng thượng nguồn sông Mã - Vùng I: Bao gồm 14 xã thuộc huyện Tuần Giáo, toàn bộ huyện Điện Biên Đông (Trừ xã Pỳ Nhi), một xã của huyện Điện Biên thuộc Tỉnh Điện Biên Đông, huyện sông Mã, huyện Sốp Cộp, 14 xã huyện Thuận Châu, 3 xã huyện Mai Sơn thuộc tỉnh Sơn La.
- Vùng Mộc Châu - Mường Lát - Vùng II: Gồm toàn bộ huyện Mường Lát 4 xã huyện Mộc Châu
- Vùng Quan Hoá, Mai Châu - Vùng III: Gồm huyện Quan Hoá + huyện Quan Sơn + huyện Mai Châu.
- Vùng lưu vực sông Bưởi - Vùng IV
- Vùng bắc sông Mã - Vùng V
- Vùng lưu vực sông Cầu Chày - Vùng VI: Gồm một phần huyện Ngọc Lạc + huyện Thiệu Hoá + huyện Yên Định + một phần huyện Thọ Xuân.
- Vùng Bá Thước, Cẩm Thuỷ - Vùng VII
- Vùng lưu vực sông Âm - Vùng VIII: Gồm 11 xã huyện Lang Chánh + 5 xã huyện Ngọc Lạc.
- Vùng lưu vực sông Chu - Vùng IX
- Vùng Nam Sông Chu, Bắc Tĩnh Gia - Vùng X
2.1.2. Nhu cầu nước dùng cho tưới
a. Tài liệu tính toán:
- Mô hình mưa tuới vụ chiêm, hè thu, mùa, vụ đông theo tần suất P = 75%.
- Các trạm khí tượng, thuỷ văn dùng trong tính toán gồm: Tuần Giáo, Sông Mã, Mường Lát, Cẩm Thuỷ, Ngọc Lạc, Như Xuân, Nông Cống, Bái Thượng, Hồi Xuân, Thọ Xuân, Thạch Thành, Hoằng Hoá, Nhìn chung các trạm đều có liệt tài liệu đo đạc liên tục từ năm 1976 đến nay, liệt tài liệu dài, liên tục và tin cậy có thể sử dụng trong tính toán.
Căn cứ vào các nhân tố ảnh hưởng phân chia như sau: trạm Tuần Giáo dùng để tính tưới cho tiểu vùng 1, 2 (vùng I) Trạm Sông Mã tính cho tiểu vùng 3, 4, 5 (vùng I) Trạm Mường Lát dùng để tính toán tưới cho vùng II Trạm Hồi Xuân dùng để tính cho vùng III Trạm Thạch Thành tính cho tiểu vùng 1, 2 (vùng IV) Trạm Hoằng Hoá tính cho tiểu vùng 1, 2, 3, 4 (vùng V) Tram Thọ xuân dùng để tính cho (vùng VI ) Trạm Cẩm Thuỷ dùng để tính cho tiểu vùng 1, 2 (vùng VII) trạm Ngọc Lạc dùng để tính cho vùng VIII trạm Như Xuân dùng để tính cho vùng IX trạm Nông Cống dùng để tính cho tiểu vùng 1, 2, 4 (vùng X) trạm Bái Thượng dùng để tính cho tiểu vùng 3 (vùng X).
Nhu cầu nước của cây trồng được tính toán bằng phần mềm CROWAT. Trong đó lượng bốc hơi mặt ruộng (ETc) được tính theo công thức:
ETc = Kc x ETo (mm/ngày) (1)
Trong đó:
ETo: Lượng bốc hơi tiềm năng, tính theo công thức Penmam-Monteith
Kc: Hệ số cây trồng. Hệ số Kc được xác định theo bảng 2-1.
Bảng 2.1: Hệ số cây trồng Kc
|
Loại cây trồng |
Thời kỳ sinh trưởng |
|
Đầu vụ |
Phát triển |
Giữa vụ |
Cuối vụ |
Phát triển |
|
Lúa |
1,1 - 1,15 |
1,1 - 1,3 |
1,1 - 1,35 |
1,05 - 1,3 |
0,95 -1,05 |
|
Khoai lang |
0,4 - 0,5 |
0,7 - 0,9 |
1,05 -1,2 |
0,8 -1,05 |
0,7 - 0,8 |
|
Lạc |
0,4 - 0,5 |
0,7 - 0,85 |
0,95 - 1,1 |
0,95 - 0,8 |
0,85 - 0,7 |
|
Mía |
0,4 - 0,5 |
1,05 - 1,1 |
1,05 - 1,1 |
0,8 - 0,95 |
0,8 - 0,9
|
Nguồn : Quy hoạch sử dụng tổng hợp TNN lưu vực sông Mã 2006
- Diện tích gieo trồng được lấy theo quy hoạch phát kinh tế- xã hội đến năm 2020 của các vùng lưu vực sông Mã. Diện tích gieo trồng lúa 220.056,9ha. Vụ chiêm xuân có diện tích 99.460,8ha. Vụ mùa có diện tích 120.596,1ha. Kết quả tính toán nhu cầu nước tưới cho giai đoạn đến năm 2020 cho các vùng trên lưu vực sông Mã được thể hiện theo Bảng 2.2 sau:
Bảng 2.2: Nhu cầu nước tưới giai đoạn 2020
Đơn vị: 106m3
|
Tháng |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
|
Vùng |
Vùng I
|
19,533 |
18,039 |
27,278 |
26,506 |
28,024 |
18,509 |
5,979 |
8,064 |
12,045 |
15,108 |
12,446 |
19,561 |
Vùng II
|
1,490 |
1,184 |
1,843 |
2,611 |
3,350 |
4,559 |
1,851 |
1,247 |
0,755 |
0,763 |
0,738 |
1,715 |
|
Vùng III |
2,316 |
2,8324 |
3,243 |
5,108 |
3,967 |
7,764 |
5,719 |
3,2534 |
3,1191 |
1,039 |
2,705 |
5,54 |
|
Vùng IV |
11,866 |
10,114 |
11,971 |
20,242 |
14,762 |
6,227 |
18,626 |
10,622 |
8,984 |
5,941 |
0,607 |
0,5931 |
|
Vùng V |
35,005 |
33,95 |
35,977 |
31,666 |
45,663 |
40,467 |
34,025 |
36,982 |
1,429 |
2,748 |
68,444 |
39,959 |
|
Vùng VI |
30,002 |
31,908 |
35,694 |
12,242 |
39,645 |
49,414 |
53,802 |
9,048 |
4,009 |
0,496 |
49,954 |
31,596 |
|
Vùng VII |
9,76 |
10,36 |
16,84 |
15,54 |
7,17 |
14,17 |
8,43 |
8,68 |
5,96 |
8,42 |
6,02 |
22,81 |
|
Vùng VIII |
3,25 |
3,81 |
5,17 |
5,98 |
9,10 |
7,29 |
4,64 |
3,72 |
0,27 |
0,09 |
0,55 |
5,38 |
|
Vùng IX |
3,27 |
4,27 |
8,72 |
9,44 |
6,85 |
5,21 |
12,37 |
7,40 |
2,99 |
0,77 |
0,46 |
7,46 |
|
Vùng X |
52,20 |
50,11 |
75,72 |
68,09 |
82,45 |
35,76 |
76,79 |
34,50 |
3,12 |
1,12 |
5,71 |
113,73 |
2.1.3. Nhu cầu nước dùng cho chăn nuôi
Nhu cầu cấp nước cho sinh hoạt và chăn nuôi lấy theo tiêu chuẩn của Bộ Xây dựng: đến năm 2020 cho: người: khu vực nông thôn=70 (l/ng-đ/người) khu vực thành thị là 120 (l/ng-đ/người). Trâu, bò là 135 (l/ng-đ/người). Lợn là 60 (l/ng-đ/người). Gia cầm 11 (l/ng-đ/con).
Kết quả tính nhu cầu nước cho dân sinh và vật nuôi tại các khu sử dụng nước cho thấy: nhu cầu nước đến năm 2020 vùng V (Bắc Sông Mã) và vùng X (Nam sông Chu và Bắc Tĩnh Gia) lớn nhất, lần lượt là 2,9.106m3 và 1,22 x 106m3, tương đương 1-2% lượng nước dùng cho tưới.
2.1.4. Nhu cầu nước dùng cho thuỷ sản
Theo tính toán của Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn tỉnh Thanh Hóa lượng nước ngọt cần để nuôi trồng thuỷ sản nước lợ là 27.000 m3/ha 2 vụ, thời gian cần từ tháng III đến tháng IX hàng năm. Nhu cầu nước ngọt để giải quyết nuôi trồng thủy sản cao nhất vào tháng 4-6 10-11. Vùng X có nhu cầu sử dụng lớn nhất là 11,4 106m3/tháng, tương ứng với 7,6% nhu cầu nước dùng cho tưới.
2.1.5. Nhu cầu nước dùng cho công nghiệp
Theo định hướng phát triển kinh tế của tỉnh Thanh Hóa đến 2020, vùng X là vùng trọng điểm phát triển kinh tế của tỉnh, tập trung khu công nghiệp, cảng biển Nghi Sơn, vv... Nhu cầu nước vùng này cao nhất là 32,6 x 106m3/tháng, tương đương với 22% nhu cầu nước cho tưới của toàn lưu vực.
2.1.6. Nhu cầu nước cho duy trì dòng chảy môi trường hạ lưu
Nhu cầu nước cho duy trì dòng chảy môi trường trên lưu vực sông trong giai đoạn phát triển đến năm 2020, vùng IX có nhu cầu lớn nhất 24,37 x 106 m3/tháng, tương đương với 16% nhu cầu nước cho tưới của toàn lưu vực.
3. TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NƯỚC
3.1 Phương pháp tính
Dựa trên nguyên tắc cơ bản của phương trình cân bằng nước:
Q đến -Qdùng = ±DQ (2)
Wđến - Wdùng = ±DW (3)
Trong đó:
Qđến: Lưu lượng dòng chảy đến tại nút tính toán của lưu vực sông suối (m3/s).
Qdùng: Lưu lượng nước dùng tại nút tính toán (m3/s).
Wđến: Tổng lượng dòng chảy đến tại nút tính toán của lưu vực sông suối (m3).
Wdùng: Tổng lượng nước dùng tại nút tính toán (m3).
Trường hợp này chỉ tính nhu cầu dùng nước cho một số ngành là: nông nghiệp, chăn nuôi, công nghiệp, sinh hoạt, thuỷ sản đó là những ngành dùng nước tương đối nhiều, còn rất nhiều ngành khác cũng có nhu cầu dùng nước nhưng lượng nước không đáng kể nên không đưa nhu cầu đó vào tính toán cân bằng.
Wdùng = WN. nghiệp+Wc.nuôi+WS.hoạt+ WC.nghiệp+WT.sản (4)
Từ phương trình cân bằng nước và tài liệu liên quan, tiến hành tính toán cân bằng nước giai đoạn hiện tại, tương lai giai đoạn đến năm 2020 bao gồm:
+ Cân bằng giữa lượng nước đến và lượng nước dùng của tổng lượng W cho từng lưu vực sông suối, cho các khu thủy lợi và toàn bộ lưu vực nghiên cứu theo các giai đoạn hiện tại.
+ Cân bằng nước tại tuyến công trình dự kiến.
3.2. Công cụ tính toán
Mô hình toán NAM và MIKE BASIN đượ̣c sử dụng để tính toán cân bằng nướ́c trên cơ sở̉ lượng nước đến (mưa &ndash dòng chảy) và lượng nước yêu cầu của các ngành kinh tế. Mô hình được xây dựng theo kiểu mô hình mạng lưới trong đó sông và các nhánh sông chính được hiển thị bằng một mạng lưới các nhánh và nút. Nhánh sông biểu diễn cho các dòng chảy riêng lẻ trong khi đó các nút biểu diễn các điểm tụ hội của sông, điểm chuyển dòng hoặc là vị trí mà ở đó có diễn ra các hoạt động liên quan đến nước hay những vị trí quan trọng mà kết quả mô hình yêu cầu.
Mô hình Mike Basin giải quyết bài toán theo các bước thời gian trên toàn hệ thống mạng lưới. Ưu điểm của Mike Basin là tốc độ tính toán rất nhanh, do đó có thể thực hiện với nhiều kịch bản khác nhau.
Hình 3.1: Sơ đồ mạng lưới trong mô hình Mike Basin
Kết quả thể hiện dưới dạng bảng mô hình còn cho phép xem được dưới dạng hình hoạ, một cách tổng quát quá trình mô phỏng dòng chảy cho toàn lưu vực.
3.3. Sơ đồ tính toán
Dựa vào nguyên lý mô phỏng của mô hình Mike Basin và căn cứ vào đặc điểm hình thái mạng lưới sông, các khu dùng nước trong hiện tại, địa giới hành chính, sơ đồ tính toán cân bằng nước cho lưu vực được thiết lập như Hình 3.2. Trong đó:
- Các khu tưới và các điểm dân cư nằm rải rác trong mỗi vùng mô phỏng số được gộp chung vào điểm dùng nước nông nghiệp.
- Nhóm cấp nước đô thị và cấp nước công nghiệp thành một điểm lấy nước.
- Các hồ chứa có dung tích nhỏ được gộp thành 1 hồ
Tổng số các điểm sử dụng nước được đưa vào mô hình như sau:
- Điểm lấy nước nông nghiệp: 34 điểm
Điểm cấp nước đô thị và cấp nước cho công nghiệp và đô thị: 3 điểm
Hình 3.2: Sơ đồ tính toán cân bằng nước hiện trạng
3.4. Mô tả các điểm sử dụng nước trong sơ đồ tính toán
3.4.1. Các thông số công trình
Để mô phỏng hồ chứa trong mô hình cần đưa vào đặc tính hồ chứa (cao độ, dung tích và diện tích) và quy tắc vận hành hồ chứa. Những đường này xác định dung tích hồ chứa mong muốn, mực nước trong hồ và mức nước thoát tại từng thời điểm dưới một hàm số bao gồm mức nước hiện có, thời gian trong năm, nhu cầu về nước và dòng chảy vào dự tính.
Để mô phỏng việc sản xuất thuỷ điện trong mối quan hệ với vận hành hồ chứa. Dữ liệu đầu vào là: mục tiêu sản xuất điện, mức nước hạ lưu đập và công suất.
3.4.2. Số liệu đầu vào của các nút
Số liệu đầu vào của các nút trong mô hình MIKE BASIN được thể hiện như sau:
- Nút nông nghiệp bao gồm tài liệu về nhu cầu sử dụng nước cho tưới, nước cho chăn nuôi và nước sinh hoạt, dòng hồi quy cho nông nghiệp tính bằng 25% sinh hoạt 72% công nghiệp 81% thủy sản 60% của lượng nước cấp cho các đối tượng dùng nước đó. Tỷ lệ sử dụng nước ngầm 7%, lượng mưa và phần tỷ lệ sử dụng lượng mưa hiệu quả, lượng tổn thất hệ thống được tính thông qua hệ số “Demand Multiplier” của mô hình, thông thường hệ số này dao động từ 1,5 - 1,6 tuỳ theo mỗi hệ thống.
- Nút cấp nước chủ yếu là cấp nước cho công nghiệp và dân cư đô thị, lượng tổn thất hệ thống “Demand Multiplier” là 1,5, lượng nước hồi quy tính bằng 75% lượng nước tiêu thụ.
- Nút thuỷ điện bao gồm số liệu về lượng điện mục tiêu, công suất lắp đặt, hiệu suất máy, mực nước hạ lưu. Nút thuỷ điện được kết nối với hồ chứa.
- Nút hồ chứa bao gồm các số liệu về mưa, thấm, bốc hơi, quan hệ lòng hồ, qui trình vận hành, mức xả tối đa và tối thiểu xuống hạ lưu.
3.4.3. Kết nối và ưu tiên
- Nút hồ chứa được đặt tại vị trí nút trên sông có dòng chảy.
- Nút thuỷ điện được kết nối với hồ chứa.
- Nút nông nghiệp và nút cấp nước được kết nối từ hồ chứa hoặc từ các nút trên sông có dòng chảy vào.
- Thứ tự ưu tiên sử dụng nước tuỳ thuộc vào mục tiêu của mỗi hồ, thứ tự ưu tiên như sau: Cấp nước, tưới, thuỷ điện. Ngoài ra, trong vận hành hồ chứa mức ưu tiên còn được thông qua hệ số mức giảm đối với mỗi đối tượng sử dụng nước.
- Dòng hồi quy của các khu sử dụng nước được kết nối vào nút ngay sau nút cấp nước.
3.4.4 Thời gian mô phỏng
Thời gian mô phỏng từ 1980 - 2008.
3.4.5 Kết quả mô phỏng
3.4.5.1. Kiểm nghiệm mô hình
- Khu dùng nước cho nông nghiệp, sinh hoạt và công nghiệp: Kiểm nghiệm quá trình lấy nước, thải hồi nước.
- Hồ chứa: Kiểm nghiệm quá trình tích nước và xả nước của hồ.
- Kết nối dòng chảy: Kiểm nghiệm tại các vị trí hợp lưu.
- Kiểm nghiệm cho thấy mô hình đã mô phỏng tốt các hoạt động dùng nước cũng như sự kết nối dòng chảy giữa dòng nhánh và dòng chính. Mô phỏng được các phân quyền ưu tiên và vận hành hồ chứa. Mô hình đảm bảo độ tin cậy để tính toán cân bằng nước phục vụ mục tiêu quy hoạch sử dụng tổng hợp nguồn nước lưu vực sông Mã.
Hình 3.3 : Kết quả mô phỏng và thực đo (đã hiệu chỉnh) tại vị trí trạm Cẩm Thủy (trái) và Cửa Đạt (phải)
3.4.5.2. Kết quả tính toán cân bằng nước
- Vùng I (Thượng nguồn sông Mã): Đây là vùng có nguồn nước tương đối dồi dào, diện tích canh tác của vùng ít, phân tán, dân cư thưa thớt, công nghiệp trong vùng chưa phát triển. Do vậy nhu cầu dùng nước của vùng không lớn lắm. Nên khi tính cân bằng theo khả năng nguồn nước tự nhiên trong giai đoạn hiện tại, giai đoạn 2010, 2020 đều không bị thiếu nước.
- Vùng II (Mộc Châu, Mường Lát): Tương tự như vùng I vùng II không bị thiếu nước.
- Vùng III (Quan Hoá, Mai Châu): Nguồn nước đến vùng tương đối dồi dào, hiện tại, giai đoạn 2010 không bị thiếu nước. Giai đoạn 2020 tổng lượng nước thiếu là 0,528 x106m3 rơi vào tháng kiệt nhất (tháng 3).
- Vùng IV (Vùng sông Bưởi): Vùng thượng nguồn sông Bưởi: Hiện tại vùng không bị thiếu nước, giai đoạn 2020 tổng lượng nước thiếu 19,22 x106m3. Vùng hạ du sông Bưởi: Hiện tại chỉ thiếu nước 1 tháng (tháng 1), lượng nước thiếu 15,94 106m3.
- Vùng V (Vùng Bắc sông Mã): Giai đoạn 2010 tổng lượng nước thiếu là 112,5.106m3, giai đoạn 2020 là 120.106m3.
- Vùng VI (Lưu vực sông Cầu Chày): Giai đoạn 2010 tổng lượng nước thiếu của vùng 103,8 x106m3, giai đoạn 2020 là 107,39 x106m3.
- Vùng VII ( Bá Thước, Cẩm Thuỷ): Giai đoạn 2010 tiểu vùng VII-1 tổng lượng nước thiểu của vùng là 4,8 x106m3, tiểu vùng VII-2 tổng lượng nước thiếu 12,08 x106m3. Giai đoạn 2020 tiểu vùng VII-1 tổng lượng nước thiếu của vùng là 5,74 x106m3, tiểu vùng VII-2 tổng lượng nước thiếu là 19,9 x106m3.
- Vùng VIII (Lưu vực sông Âm): Nguồn nước đến vùng tương đối dồi dào nên không bị thiếu nước cả hiện tại lẫn tương lai.
- Vùng IX ( Lưu vực sông Chu): Giai đoạn 2010 tổng lượng thiếu 2,6 x106m3, giai đoạn 2020 tổng lượng nước thiếu 0,29 x106m3.
- Vùng X (Vùng Nam sông Chu, Bắc Tĩnh Gia): Giai đoạn 2010 tổng lượng nước thiếu 414,8 x106m3, giai đoạn 2020 là 341,2 x106m3.
Nhận xét: Kết quả cân bằng nước giai đoạn đến năm 2020 cho thấy lượng nước yêu cầu chủ yếu là cấp nước cho nông nghiệp trong vùng nghiên cứu là nhỏ hơn so với lượng nước đến. Tuy nhiên sự phân bố nguồn nước là không đều theo thời gian, những tháng mùa kiệt nhu cầu sử dụng nước lớn nhưng lượng nước đến lại ít, ngược lại những tháng mùa lũ lượng nước đến rất rồi rào, nhu cầu sử dụng nước ít. Do vậy vẫn còn những vùng thiếu nước về mùa kiệt, cụ thể các vùng đó như sau: Trong 10 vùng có 3 vùng thiếu ít như vùng IV VII và IX cần có các giải pháp tưới tiêu khoa học, nâng cao hiệu quả quản lý vận hành, khai thác các công trình, ngoài ra còn có biện pháp trữ nước, chôn nước. Đối với 3 vùng thiếu nước nhiều lớn nhất là V, VI và X cần có các biện pháp công trình và phi công trình để khắc phục cụ thể như sau.
3.5. Giải pháp khắc phục thiếu nước
Biện pháp công trình:
Hiện nay nguồn nước sông Mã được sử dụng chủ yếu là cho nông nghiệp và một phần ở hạ lưu là cho công nghiệp và các ngành khác. Nguồn nước sử dụng cho nông nghiệp trên lưu vực sông Mã chủ yếu vẫn là sử dụng nguồn nước mặt. Việc điều tiết nguồn nước để bổ sung cho mùa kiệt trên dòng chính hầu như không có mà chủ yếu là trên dòng nhánh và các suối nhỏ. Mức độ sử dụng nguồn nước ở các vùng trên lưu vực cũng khác nhau và hình thức lấy nước để sử dụng cũng khác nhau. Do vậy trong nghiên cứu này đã đưa ra các giải pháp công trình và phi công trình theo các đặc trưng nguồn nước và sử dụng nước của các khu vực.
- Xây dựng các công trình khai thác nước bậc thang: như công trình Mường Hinh, xây đập dâng sông Lèn ngăn mặn giữ ngọt, dâng nước tưới cho mùa kiệt.
- Cần đầu tư xây dựng hoàn thiện hệ thống tưới của công trình Cửa Đạt nhằm phát huy tối đa năng lực hoạt động của công trình.
- Nâng cấp các trạm bơm tưới, kênh mương nội đồng trên các hệ thống thủy nông Nam Sông Mã, Sông Chu nhằm khai thác hiệu quả nguồn nước khi mực nước sông cạn kiệt.
- Kết hợp các giải pháp trữ nước, chôn nước với các biện pháp quản lý khai thác hiệu quả nguồn tài nguyên nước.
Biện pháp phi công trình:
- Nâng cao năng lực quản lý vận hành các hệ thống thủy nông cơ sở, xây dựng thể chế, chính sách trong công tác quản lý có sự tham gia của người dân, nhằm mục tiêu sử dụng tài nguyên nước hiệu quả và bền vững hơn.
- Xây dựng quy trình vận hành tối ưu của các hồ chứa, đặc biệt là hồ chứa Cửa Đạt nhằm đảm bảo hài hòa lợi ích của các hộ dùng nước.
- Nâng cao nhận thức cộng đồng trong việc bảo vệ rừng đầu nguồn.
KẾT LUẬN
Lưu vực sông Mã trải dài theo các tỉnh Lai Châu, Sơn La, Hòa Bình, Thanh Hóa, nghệ An, đặc biệt diện tích đồi núi chiếm tỉ lệ lớn, đây là các dạng địa hình miền núi phức tạp, hiểm trở với những cánh đồng phân tán, manh mún... Nguồn nước đến tuy rất dồi dào song phân bố lại rất không đều theo không gian và thời gian đã gây nên nhiều khó khăn trong công tác khai thác quản lý nguồn tài nguyên nước trong khu vực &ndash hiệu quả khai thác nguồn nước còn thấp, tình trạng thiếu nước ở một số vùng vẫn thường xảy ra.
Tính toán cân bằng nước cho lưu vực sông Mã nhằm đánh giá khả năng của nguồn nước, xác định nhu cầu sử dụng nước của các ngành cho hiện tại và tương lai... Từ đó đề xuất những giải pháp công trình và phi công trình cho hoạt động sử dụng tổng hợp nguồn nước sông Mã một cách hiệu quả và bền vững.
Qua tính toán cân bằng nước cho thấy: Về nhu cầu nước của vùng nghiên cứu là không lớn so với nguồn nước đến. Song vẫn xảy ra hiện tượng thiếu nước vào mùa khô, đặc biệt là các tháng III, IV, V. Với tỉ lệ nước thiếu bình quân trên toàn vùng trong các tháng thiếu nước là 21,49%. Cấp nước cho công nghiệp, sinh hoạt và nông nghiệp ở một số vùng là không đảm bảo và chưa có biện pháp công trình để điều tiết nguồn nước cũng như đưa nước lên những vùng cao để tưới cho các cây trồng cạn như hoa màu, cây công nghiệp và cây ăn quả.
Để đảm bảo khai thác hiệu quả và bền vững nguồn nước lưu vực sông Mã, và sử dụng nguồn nước một cách tổng hợp, nhằm cung cấp đảm bảo nguồn nước cho sinh hoạt, nông nghiệp, công nghiệp, dịch vụ... cần xem xét các giải pháp sau:
- Xây dựng mới và cải tạo các công trình hiện có theo hướng sử dụng đa mục tiêu. Trong đó, đảm bảo các mục tiêu như cấp nước cho nông nghiệp, sinh hoạt, công nghiệp, nuôi trồng thủy sản, tăng dòng chảy mùa kiệt đẩy mặn.
- Tăng cường các giải pháp bảo vệ nguồn nước như trồng rừng, canh tác hợp lý trên đất dốc chống xói mòn và rửa trôi.
- Sử dụng nguồn nước phải đi đôi với hoạt động giảm tác hại do nước gây ra. Do vậy trong quy hoạch lưu vực sông Mã cần chú trong đến quy hoạch lũ, nhằm giảm một cách tối đa những tác hại do lũ gây ra đối với hạ lưu của lưu vực sông Mã.
- Bảo vệ môi trường nước bằng cách kiểm soát các nguồn xả thải xuống sông. Xây dựng các khu sử lý chất thải và nước thải.
- Hoàn thiện công tác thể chế trong hoạt động quản lý nước, từ đó nâng cao năng lực quản lý nước từ Trung ương đến địa phương. Phát huy vai trò tham gia của người dân trong hoạt động quản lý và bảo vệ công trình thủy lợi và môi trường sống.
TS. Lê Xuân Quang TS. Vũ Thế Hải PGS.TS Nguyễn Thế Quảng
Viện Nước, Tưới tiêu và Môi trường
|