Đồ án Tính toán cân bằng nước lưu vực Srêpok

án cân bằng nước hệ thông trên cơ sở xác định lượng nước đến (mưa + dòng chảy) và lượng nước yêu cầu của các ngành kinh tế tối ưu nhất cho công tác quy hoạch tổng hợp và quàn lý tài nguyên nước lưu vực sông do Viện Thủy lực Đan Mạch (DHI) xây dựng. Mô hình thuộc kiểu mô hình mạng lưới, trong đó sông và các nhánh hợp lưu chính được biểu diễn bằng một lưới bao gồm nhánh và các nút. MIKE BASIN được tính toán trên môi trường ArcView GIS để các thông tin số có thể tích hợp trong mô phỏng tài nguyên nước. Các thông tin về mạng lưới sông, vị trí các hộ dùng nước, hồ chứa, cửa lấy nước, các yêu cầu về chuyển dòng, dòng hồi quy và kết quả đầu ra đều được xác định trực tiếp từ các giao diện GIS. Ngoài hai mô hình trên còn có các mô hình cân bằng nước hệ thống khác như : Mô hình WEAP, Mô hình MITSIM, Mô hình GIBSI… Đối với bải toán cân bằng nước lưu vực Srêpok ta sẽ sử dụng mô hình cân bằng nước WEAP. II.2.3.Mô hình WEAP (Water Evaluation And Planning Sytem) WEAP (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. Phần mềm này có khả năng mô phỏng được hệ thống tà nguyên nước trong lưu vực một cách trực quan. Bằng việc đưa ra rất nhiều kịch bản về việc sử dụng nước trong tương lai cùng các định hướng giải quyết các vấn đề về tài nguyên nước, WEAP là một công cụ đắc lực cho công việc quy hoạch và quản lý tài nguyên nước. Giao diện sử dụng của WEAP rất thân thiện với người sử dụng, các Menu và các thanh công cụ bố trí hợp lý, tiện sử dụng. Sơ đồ hệ thống sử dụng nước trong WEAP rất đẹp và trực quan nhờ việc tích hợp các mô đun của phần mềm GIS. Tính năng của WEAP rất đa dạng, từ tính toán nhu cầu nước, quá trình ô nhiễm nước, tính toán thủy văn cho đến tính toán công suất phát điện và tính toán kinh tế cho các ngành sử dụng nước. II.2.3.1.Tổng quan về mô hình WEAP WEAP tính toán nhu cầu nước dựa vào nguyên lý cơ bản của Tính toán cân bằng nước. Thành phần cung cấp nước có thể là các dòng chảy mặt, kho nước ngầm, các hồ chứa hay từ các lưu vực khác. Thành phần sử dụng nước là các khu đô thị, khu công nghiệp, các khu tưới cho nông nghiệp…có tính đến các điều kiện thực tế như việc tái sử dụng nước, dòng chảy môi trường, năng suất máy móc, chi phí và việc phân phối ưu tiên trong sử dụng tài nguyên nước. Với khả năng lập kịch bản và tính toán nhu cầu nước, WEAP là một công cụ rất mạnh trong việc lựa chọn hướng phát triển và đề xuất các chiến lược quản lý tài nguyên nước trong khu vực. Sử dụng mô hình WEAP có thể tính toán cân bằng nước cho lưu vực trong đó có xét đến hiện trạng lưu vực và xây dựng kịch bản trong tương lai, trợ giúp đắc lực cho công việc quy hoạch và quản lý tài nguyên nước. * Nguyên lý của mô hình: Nguyên lý của mô hình dựa trên phương trình cân bằng nước: ( X + Z1 + Y1 +W1) – ( Z2+Y2+W2) = U2-U1 Trong đó: X: Là lượng nước mưa rơi xuống lưu vực. Z1: Là lượng nước ngưng tụ từ khí quyển và đọng lại trong lưu vực. Y1: Là lượng dòng chảy mặt vào lưu vực. W1: Lượng dòng chảy ngầm vào lưu vực. Z2: Là lượng nước bốc hơi khỏi lưu vực. Y2:Là lượng dòng chảy mặt ra khỏi lưu vực. W2: Là lượng dòng chảy ngầm chảy ra khỏi lưu vực. U1, U2: Là lượng nước trữ trên lưu vực đầu vào cuối thời khoảng tính toán. Bài toán phân bổ nước ứng dụng phương trình tuyến tính với hàm mục tiêu là tối đa sự thỏa mãn nhu cầu với những rang buộc về quyền tiên trong cung và cầu, phương trình cân bằng nước và những rang buộc khác (ví dụ như khả năng trữ của hệ thống). Quyền ưu tiên phân phối nước: Việc ưu tiên sử dụng nước cho các khu sử dụng nước, trữ nước của hồ chứa và yêu cầu dòng chảy cho môi trường được quy định bởi mức độ ưu tiên ( Demand Priorites). Mức độ ưu tiên có thể thay đổi từ 1 đến 99. Trong đó 1 là ưu tiên ở mức độ cao nhất, 99 là ưu tiên ở mức độ thấp nhất. Đối với hồ chứa ưu tiên mặc định là 99, tức là nước sẽ đáp ứng cho tất cả các nhu cầu khác sau cùng mới đến trữ cho hồ chứa. Thông thường ưu tiên cho các khu sử dụng nước quan trọng và dòng chảy môi trường ở mức cao nhất số 1. Trong một mô phỏng có rất nhiều các khu sử dụng nước cùng chung một mức độ ưu tiên. Mức độ ưu tiên rất quan trọng trong vấn đề áp dụng quyền sử dụng nước tại các khu dùng nước, đặc biệt là trong thời kỳ thiếu nước. Tại các khu vực có mức độ ưu tiên số 1 sẽ được đáp ứng trước tiên, sau đó mới lần lượt tới các khu vực có mức độ ưu tiên thấp hơn. Nếu mức độ ưu tiên là như nhau với các khu vực sử dụng nước thì lượng nước thiếu sẽ phân chia đều tại các lưu vực. Với mô phỏng cho sơ đồ tính toán cân bằng nước lưu vực sông Srepok trong đồ án này các mức độ ưu tiên được lựa chọn như sau: + Đối với nhu cầu nước cho sinh hoạt và các khu công nghiệp chọn mức độ ưu tiên là 1. + Đối với nhu cầu nước cho nông nghiệp và nuôi trồng thủy sản chọn mức độ ưu tiên là 2. - Quyền ưu tiên cấp nước: Hình 2- 1: Sơ đồ mô phỏng quyền ưu tiên cấp nước Khi khu sử dụng nước được cung cấp từ 2 nguồn trở lên, WEAP đưa ra chế độ cung cấp ưu tiên ( Supply Preferences) để xem xét khu sử dụng nước sẽ nhận nước từ nguồn nào trước, nguồn nào sau. Vấn đề cung cấp ưu tiên được áp dụng trong hệ thống thông qua đường dẫn nước ( Transmisssion Link ). Cung cấp ưu tiên cũng được đánh giá theo cấp độ từ 1 đến 99. Đường dẫn nước có mức độ ưu tiên cao nhất là số 1 sẽ được ưu tiên tính toán đầu tiên sau đó mới tính toán đến các đường dẫn nước khác có mức độ ưu tiên thấp hơn. II.2.3.2.Các chức năng chính của mô hình WEAP Phần trợ giúp (Help): Sử dụng chức năng trợ giúp Help để tìm kiếm những chỉ dẫn hữu ích trong khi sử dụng mô hình (phím tắt: F1). Các cửa sổ làm việc (Views): Khi nghiên cứu một khu vực trong WEAP sẽ có 5 cửa sổ làm việc chính là Schematic (Sơ đồ), Data (Dữ liệu), Results (Những kết quả), Overview (Tổng quan), Notes (Ghi chú). Những thành phần này thể hiện bằng biểu tượng thanh View Bar đặt ở phía bên tay trái màn hình. Hiện trạng khu vực cần nghiên cứu (Current Account): Đây là nền tảng cơ sở cho các kịch bản xây dựng cho tương lai của khu vực cần nghiên cứu. Các thành phần cơ bản của hệ thống tài nguyên nước đang tồn tại trong khu vực nghiên cứu được biểu diễn trong Current Account. Phân tích kịch bản (Scenario Analysis): Đây là phần quan trọng nhất của WEAP. Kịch bản mô tả sự biến đổi trong tương lai của hệ thống tài nguyên nước. Trong thời gian nghiên cứu định sẵn, các thành phần kinh tế xã hội, các chính sách phát triển và các điều kiện kỹ thuật biến đổi của hệ thống tài nguyên nước. Các kịch bản sau khi phân tích sẽ được so sánh với nhau và lựa chọn ra một kịch bản tối ưu nhất, phù hợp với việc phát triển hệ thống tài nguyên nước trong khu vực. Giao diện: Giao diện chính của Weap bao gồm View Bả nằm ở bên tay trái màn hình, thanh Menu chính ở trên cùng, thanh trạng thái (status bar) ở dưới cùng cho biết tên khu vực đang làm việc, thông tin đăng ký bản quyền sử dụng và một vài thông tin khác. Phần còn lại của màn hình hiển thị khu vực nghiên cứu được lựa chọn. Thuật toán: Bước thời gian tính toán trong mô hình WEAP có thể lưa chọn theo thới đoạn năm, quý, tháng, ngày…Nước từ đầu nguồn được dẫn tới các sông, suối, lưu vực khác đổ vào, tổn thất trong quá trình chảy truyền, đén những khu vực cần sử dụng nước. Số liệu mẫu (Sample Data): Trong mô hình WEAP có sắn một số ví dụ về lưu vực sông (Weaping River Basin). Sách hướng dẫn (WEAP User Guide) mô tả việc và số liệu cho lưu vực sông này và quá trình hoạt động đẻ tính ra kết quả cho lưu vực đó. Nhập dữ liệu (Importing Data): Nếu có đầy đủ số liệu hàng năm theo thời đoạn tháng (số liệu về dòng chảy, nhu cầu nước cho đô thị, khu tưới) thì Weap có chức năng nhập từ File (Read From File) dữ liệu dạng ASCII. II.2.3.3.Cấu trúc của mô hình WEAP Menu chính: ● Area: Đưa ra những lựa chọn về việc tạo một vùng mới (Create Area), mở một vùng làm việc đã tạo trước (Open), lưu giữ trình làm việc (Save, Save As, Save Version…), quạn lý các vùng làm việc (Manage Areas). Ngoài ra còn có chức năng quản lý các kịch bản (Manage Scenarios…), in ấn (Print Setup), chỉnh sửa thông tin người dùng (Edit User Info), thoát khỏi chương trình WEAP (Exit). Chọn Manage Areas đẻ xem toàn bộ những vùng làm việc đã tạo trong WEAP, thời đoạn tính toán, thời điểm lưu giữ mới nhất, có nén file lại hay không (Backup to)… ● Edit: Cho phép ta thực hiện những chỉnh sửa tương tù nhủ các chưng trình của Windows như Cắt (Cut), Dán (Paste), Copy, Thực hiện lại (Undo), chú ý khi sử dụng chức năng Undo chỉ thực hiện quay lại được một bước. Ngoài ra còn có chứ năng xuất dữ liệu sang file Excel hoặc nhập dữ liệu từ file Excel. ●View: Cho phép thay đổi 5 phần View cính trong WEAP (Schematic, Data, Results, Overviews, Notes) và cho ẩn hoặc hiện View Bar (mặc định ở phía tay trái màn hình) để có nhiều diện tích làm việc hơn. ● Schematic: Người dùng có thể khoanh vùng nghiên cứu, thay đổi kích cỡ chú thích, kích cỡ các biểu tượng trên bản đồ, ẩn tất cả các biểu tượng của WEAP, lựa chọn việc hiển thị quyền ưu tiên cho cung cấp, nhu cầu…Ngoài ra nó còn có chức năng quan trọng là Copy Schemate to Clipboard để tiện cho việc in ấn, trình diễn bản đồ. ● General: Giúp chỉnh sửa các thông số cơ bản như thời đoạn tính toán, đơn vị thời gian, các thành phần để phân tích chất lượng nước (BOD, DO…) ● Help: Có chức năng để tìm kiếm những chỉ dẫn hữu ích trong khi sử dụng mô hình. View Bar: Được cấu tạo gồm có năm phần chính có chức năng quản lý khu vực nghiên cứu. Các phần này được thể hiện bằng các biểu tượng liệt kê nằm phía tay trái màn hình, khi cần hiển thị phần nào thì ta nhấn nút vào biểu tượng tương ứng. Riêng trong phần Results và phần OverViews, WEAP sẽ tính toán kịch bản trước khi hiển thị nội dung. ● Schematic (Sơ đồ hệ tống Tài nguyên nước): Là phần khởi đầu của tất cả các hoạt động trong mô hình WEAP. Những chức năng chính nằm trong phần này rất dễ sử dụng. Trong Schematic View ta có thể thêm, bớt, chính sửa sỏ đò của hệ thống tài nguyên nước khu vực nghiên cứu. ngoải ra các layer ở dạng vector trong GIS cũng có thể thêm vào một cách dễ dàng. Data view Đây chính là nơi thành lập các cấu trúc dữ liệu, mô hình hoá, tạo các giả thiết cho khu vực nghiên cứu. Trong phần Data View này mà hình được chia thành 4 cửa sổ làm việc chính. Cửa sổ làm việc thứ nhất ở trên cùng bên tay trái, cửa sổ này chứa dữ liệu dạng Cây thư mục, rất dễ dàng cho việc tổ chức, sắp xếp dữ liệu một cách khoa học và hợp lý. Trong cây thư mục này có 6 mục chính được đề cập tới, đó là: Key assumptions (những yếu tố giả thiết), Demand Sites (các điểm nhu cầu) hydrology (chế độ thủy văn), Supply and resources (các nguồn cung cấp nước), Environment (vấn đề môi trường) và Other Assumption (những giả định khác). Có thể chỉnh sửa các số liệu đầu vào trong case dữ liệu này ở phần cửa sổ trên cùng bên tay phải. Phía dưới cùng, bên tay trái là phần cửa sổ hiển thị sơ đồ vùng nghiên cứu. Từ sơ đồ này, có thể chọn bất cứ điểm nhu cầu hay cung cấp nào thì trên case thư mục tương ứng cũng sẽ xuất điểm đó, đồng thời cửa sổ trên cùng bên phải cũng sẽ hiển thị số liệu của điểm đó. Phần cửa sổ dưới cùng bên tay phải là vùng hiển thị biểu đồ tương ứng với số liệu đâu vào. ● Data (Cơ sở dữ liệu lưu vực nghiên cứu): Đây chính là nơi thành lập các cầu trúc dũ liệu, mô hình hóa, tạo các giả thiết cho khu vực nghiên cứu. ● Results: Đây là khung kết quả cho phép trình bày hiển thị chi tiết và linh hoạt tất cả các dạng kết quả dưới các dạng biểu đồ, bảng biểu sau khi mô hình phân tích các kịch bản. Phần này hiển thị rất nhiều các loại bảng, biểu đồ tương ứng với các thành phần của hệ thống như: nhu cầu sử dụng, thành phần cung cấp, chi phí, sức tải của môi trường. Trong phần kết quả này có thể hiển thị kết quả của một hay nhiều kịch bản khác nhau. Người dùng có thể sử dụng chức năng Favorites để lưu giữ lại các dạng biểu đồ hữu ích trong quá trình phân tích. Sau khi đã nhập số xong thì kích vào Results . WEAP sẽ chạy mô hình mô phỏng theo thời đoạn tháng và ra kết quả cho tất cả các thành phần hệ thống của khu vực nghiên cứu bao gồm : nhu cầu nước của nơi sử dụng và mức độ cung cấp được, dòng chảy, thỏa mãn nhu cầu dòng chảy đến, dung tích hồ chứa và kho nước ngầm, phát điện, bốc hơi, tổn thất dòng chảy, xử lý nước thải, ô nhiễm và chi phí. Mô hình sẽ ngừng phân tích kết quả khi nhấn nút Cancel. ●Overviews: Là phần tổng quan các kết quả đạt được, nó được sử dụng để nhóm các biểu đò trong “Favorites” lại với nhau (những biểu đồ này đã được tạo ra trong phần Results). Các biểu đồ này có thể được hiển thị đồng thời cùng một lúc trên màn hình. Có thể tạo ra nhiều Overview, mỗi Overview có thể hiển thị 25 bảng, biểu đồ khác nhau. Trong lần sử dụng đầu tiên , WEAP mặc định hiển thị dưới dạng biểu đồ chuẩn. Sau đó thì người sử dụng có thể thiết lập lại dựa vào Favorites của mình bằng cách vào phần Overview Manager để chọn những loại biểu đồ, bảng biểu riêng và sắp xếp chúng trong Overview. Overview Manager còn có chức năng tạo mới, đổi tên, xos bớt các Overview. Có thể kích đúp hoặc nhấn vào nút Zoom để phóng to một đồ thị trong một Overview, sau đó thì đồ thị sẽ được hiển thị trong phần Results . Nếu người sử dụng thay đổi dạng đồ thị hoặc muốn lưu lại những thay đổi thì chọn Favorites à Save Chart As Favorites. Ngoài ra người sử dụng có thể thay đổi một số định dạng cho toàn bộ các đồ thị trong Overview như click vào 3D để tạo cho các đồ thị có dạng không gian 3 chiều, hoặc Legend để ấn hoặc hiện các chú giải. ● Notes: Là phần ghi chú giải cho các thành phần của cây dữ liệu, có chức năng in ấn hoặc xuất văn bản ra dạng file Microsoft Word. Notes rất quan trọng trong việc ghi chú cho từng kịch bản đã lập ra. II.2.3. Khả năng ứng dụng của mô hình: Khả năng phân tích tính toán dòng chảy cho các lưu vực bộ phận từ đơn giản tới phức tạp. Phân tích nhu cầu nước theo ngành. Phân tích bảo toàn nước. Phân tích quyền nước và quyền ưu tiên phân bổ nước. Mô phỏng nước ngầm và dòng chảy trong sông. Vận hành hồ chứa. Phân tích tính toán thủy điện. Phân tích tính toán chất lượng nước và yêu cầu sinh thái. Trong việc Quản lý và Quy hoạch khả mô hình có khả năng ứng dụng như: Cung cấp một khung chung cho dữ liệu tài nguyên nước có cấu trúc rõ rang tại bất cứ tỷ lệ mong muốn: vùng, quốc gia, sông quốc tế… Kịch bản phát triển có thể để lộ ra những chiều hướng tương lai có thể như: kịch bản thay đổi khí hậu và những giả sử; giả sử về nhu cầu nước tương lai; những giả sử về phát triển lưu vực trong tương lai… Khả năng ứng dụng của WEAP cho quy hoạch ( về mặt số lượng nước mặt): Có thể giải quyết được tại bất kỳ tỷ lệ quy hoạch theo không gian như mong muốn. Có thể quản lý các nhu cầu. Có thể tính toán thủy điện, phân bổ nước và đánh giá ảnh hưởng của các công trình thủy vào phân bổ nước. Tuy nhiên WEAP vẫn còn một số hạn chế trong quy hoạch như: Chưa thể giải quyết được bước thời gian nhỏ hơn 1 ngày; Tối ưu phân bổ dựa trên hàm kinh tế (tối thiểu chi phí hoặc tối đa lợi nhuận). CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NƯỚC LƯU VỰC SRÊPOK III.1.Tính toán mưa bình quân tháng Để tính toán lượng mưa bình quân tháng trên lưu vực Srêpok ta chia lưu vực ra thành nhiều tiểu lưu vực và tính toán mưa trung bình tháng cho các tiểu lưu vực này. Lượng mưa tháng này góp phần lớn vào việc hình thành dòng chảy trên sông Srêpok và các nhánh của nó. Việc phân chia tiểu lưu vực được thực hiện bằng mô hình SWAT (Soil and Water Assement Tools) – là một phần mềm khá tiện dụng trong phân chia các tiểu lưu vực được xây dựng liên kết trong môi trượng giao diện của phần mềm ARCVIEW. III.1.1.Phân chia tiểu lưu vực bằng SWAT 1. Dữ liệu đầu vào cho mô hình Để phân chia tiểu lưu vực bằng phần mềm SWAT cần phải sử dụng các dữ liệu đầu vào sau: + Mô hình số độ cao UTM – DEM 90 cho khu vực Việt Nam + Bản đồ lưu vực Srêpok (Atlát Việt Nam) dạng Shape ESRI + Bản đồ lưới trạm thủy văn (dạng Shape ESRI) 2. Sử dụng SWAT phân chia thành các tiểu lưu vực Khởi động ARCVIEW chọn Extensions “AVSWATX”, giao diện của SWAT sẽ được mở ra. Hình 3.1: Giao diện phần mềm SWAT Sau khi đưa bản đồ DEM, bản đồ lưu vực Srêpok và bản đồ lưới trạm thủy văn vào mô hình SWAT sẽ tự động khoanh lưu vực bằng công cụ “Watershed Delineation”. Ta được kết quả là các tiểu lưu vực và mạng lưới sông trên lưu vực. Hình 3.2: Các tiểu lưu vực đã phân chia Như vậy ta đã chia lưu vực Srêpok ra thành 8 tiểu lưu vực được đánh số thứ tự từ 1 đến 8. Trong đó tiểu lưu vực 1 chứa dòng chính sông Srêpok, tiểu lưu vực 2 chứa dòng chính sông Krông Buk, tiểu lưu vực 3 chứa dòng chính sông Krông Pach, tiểu lưu vực 4 chứa dòng chính sông Krông Bông, tiểu lưu vực 6 và 7 chứa dòng chính sông Krông Ana và tiểu lưu vực 8 chứa dòng chính sông Krông Knô. Sau khi đã phân chia tiểu lưu vực xong ta khởi động lại ARCVIEW, mở lưu vực đã phân chia rồi vào bảng thuộc tính của nó để tính lại diện tích các tiểu lưu vực bằng công cụ “Calculate” (máy tính). Kết quả tính toán diện tích các tiểu lưu vực được thể hiện trong bảng sau. Bảng 3.1: Diện tích các tiểu lưu vực Tiểu lưu vực Tên sông chính Diện tích (km²) 1 Srêpok 3297,54 2 Krông Buk 606,32 3 Krông Pach 609,98 4 Krông Bông 756,37 5 657,82 6 Krông Ana 191,80 7 Krông Ana 1683,70 8 Krông Knô 3608,28 III.1.2.Tính toán mưa bình quân tháng các tiểu lưu vực Trên lưu vực ta có số liệu mưa bình quân tháng của 3 trạm Bản Đôn, Đức Xuyên và Giang Sơn, để tính toán mưa bình quân tháng cho các tiểu lưu vực ta áp dụng phương pháp đa giác Theissen. 1. Phương pháp đa giác Theissen Cơ sở của phương pháp là nếu một lưu vực có nhiều trạm mưa thì mưa tại một điểm bất kì trên lưu vực sẽ coi bằng lượng mưa đo đạc được tại trạm mưa gần nhất đó. Trên bản đồ lưu vực có nhiểu trạm mưa ta có thể kẻ các đường trung trực giữa tất cả các cặp trạm mưa lân cận nhau. Tập hợp các đường trung trực này cùng với biên của lưu vực tạo thành các đa giác Theissen. Trong trường hợp tổng quát trạm mưa không nhất thiết phải nằm trong lưu vực, miễn là đa giác chứa trạm đó có một phần diện tích nằm trong lưu vực. Như vậy với một lưu vực có trạm đo mưa gần hay nằm trong lưu vực thì lượng mưa bình quân trên lưu vực là trung bình có trọng số của các lượng mưa tại các trạm thành phần với trọng số tỉ lệ diện tích của đa giác chứa tram mưa đó. Trong đó: f1, f2... là các diện tích đa giác thành phần (đơn vị diện tích) X1, X2... là lượng mưa các trạm thành phần (mm) F: diện tích toàn bộ lưu vực (đơn vị diện tích) X: lượng mưa trung bình của lưu vực (mm) 2.Vẽ đa giác Theissen Ta sử dụng Extenssion “Create Thiessen Polygon v2.0” trong ARCVIEW để vẽ đa giác Theissen. Hình 3.3: Đa giác Theissen cho lưu vực Srêpok Sau khi đã vẽ xong đa giác Theissen ta mở bảng thuộc tính và tính toán lại diện tích phần giao nhau giữa các đưởng trung trực và đường bao của các tiểu lưu vực bằng công cụ “Calculate” (máy tính). Kết quả tính toán được thể hiện trong bảng sau. Bảng 3.2: Diện tích phần giao Tên trạm Tiểu lưu vực Diện tích tiểu lưu vực (km²) Diện tích phần giao (km²) Kí hiệu diện tích phần giao Bản Đôn 1 3297,54 2468,77 S1 Đức Xuyên 1 3297,54 155,97 S2 Giang Sơn 1 3297,54 672,80 S3 Bản Đôn 2 606,32 115,97 S4 Giang Sơn 2 606,32 490,35 S5 Giang Sơn 3 609,98 609,98 S6 Giang Sơn 4 756,37 756,37 S7 Đức Xuyên 5 657,82 657,82 S8 Đức Xuyên 6 191,80 56,99 S9 Giang Sơn 6 191,80 134,81 S10 Đức Xuyên 7 1683,70 121,35 S11 Giang Sơn 7 1683,70 1562.35 S12 Đức Xuyên 8 3608,28 2644.64 S13 Giang Sơn 8 3608,28 963.64 S14 3.Cách tính mưa bình quân tháng (MBQT) các tiểu lưu vực (TLV) Dựa vào phương pháp tính mưa bình quân lưu vực theo đa giac Theissen và bảng 2 ở trên ta có thể tính toán mưa bình quân tháng các tiểu lưu vực như sau: ▪ MBQT TLV1 = (MBQT trạm Bản Đôn * S1 + MBQT trạm Đức Xuyên * S2 + MBQT trạm Giang Sơn * S3) / (S1 + S2 + S3) ▪ MBQT TLV2 = (MBQT trạm Bản Đôn * S4 + MBQT trạm Giang Sơn * S5) / (S4 +S5) ▪ MBQT TLV3 = MBQT TLV4 = MBQT trạm Giang Sơn ▪ MBQT TLV5 = MBQT trạm Đức Xuyên ▪ MBQT TLV6 = (MBQT trạm Đức Xuyên * S9 + MBQT trạm Giang Sơn * S10) / (S9 + S10) ▪ MBQT TLV7 = (MBQT trạm Đức Xuyên * S11 + MBQT trạm Giang Sơn * S12) / (S11 + S12) ▪ MBQT TLV8 = (MTBQ trạm Đức Xuyên * S13 + MBQT trạm Giang Sơn * S14) / (S13 + S14) Theo cách tính trên ta có kết quả tính toán mưa bình quân tháng các tiểu lưu vực của lưu vực Srêpok (từ phụ lục 1 đến phụ lục 8) III.2.Tính toán nhu cầu sử dụng nước Do những hạn chế về mặt tài liệu nên ta sử dụng các giả thiết để tính toán nhu cầu sử dụng nước: 1-Chỉ tính toán nhu cầu tưới cho 5 loại cây trồng chính là: Lúa đông xuân, Lúa mùa, Ngô, Rau đậu và Cà phê. 2-Nhu cầu tưới của mỗi loại cây trồng không thay đổi trên toàn bộ diện tích lưu vực. 3-Nhu cầu nước cho chăn nuôi, sinh hoạt, công nghiệp vả thủy sản theo từng tháng được tính bằng giá trị trung bình của nhu cầu nước trong một năm. III.2.1.Nhu cầu tưới cho cây trồng 1. Phân vùng tưới Việc phân vùng khu tưới dựa trên rất nhiều yếu tố cũng như đặc điểm cụ thể của lưu vực nghiên cứu. Tuy nhiên về cơ bản là dựa trên những tiêu chí chính sau: + Căn cứ vào đặc điểm tự nhiên, sự phân cách của địa hình tạo nên các tiểu vùng độc lập tương đối được bao bọc bởi các dòng sông hoặc có đường phân thủy tĩnh. + Căn cứ theo ranh giới hành chính được xem xét theo góc độ quản lý của nhà nước và quản lý khai thác hệ thống công trình thủy lợi. + Căn cứ theo tính hệ thống của nguồn nước để có được những thuận tiện cho việc quản lý khai thác hệ thống công trình thủy lợi. + Căn cứ theo nguồn nước cung cấp và hướng tiêu thoát chính để cân bằng giữa khả năng nguồn nước tự nhiên với yêu cầu về nước hiện tại cũng như trong tương lai. Đối với lưu vực Srêpok ta phân vùng khu tưới theo ranh giới hành chính huyện của tỉnh Đăk Lăk, tức là mỗi huyện của Đăk Lăk là một khu tưới độc lập nhau và lượng nước tưới sẽ được lấy từ con sông chính trên lưu vực có chứa huyện đó. Bảng 3.3: Bảng phân chia khu tưới trên lưu vực Srêpok Khu tưới Tên sông chính cung cấp nước cho khu tưới Buôn Đôn Srêpok Cư M Gar Srêpok TP Buôn Ma Thuật Srêpok Krông Ana Krông Ana Cư Kuin Krông Ana Lăk Krông Ana & Krông Knô Krông Buk Krông Buk Krông Pach Krông Pach Ea Kar Krông Pach Krông Bông Krông Bông 2. Diện tích loại cây trồng chính Bảng 3.4: Diện tích Lúa, Ngô, Rau đậu và Cà phê phân theo huyện (ha) Tên huyện Lúa đông xuân Lúa mùa Ngô Rau đậu Cà phê TP Buôn Ma Thuật 1060 1988 3557 2034 13823 Krông Buk 319 1285 11390 822 37337 Buôn Đôn 718 1378 4472 2643 2721 Cư M Gar 1019 2030 9798 1667 33819 Ea Kar 4004 4346 20641 11322 6954 Krông Pach 3928 6685 14815 3215 17300 Krông Bông 2115 3705 10310 2088 1693 Krông Ana 4273 4552 3341 568 8112 Cư Kuin 1447 2244 2996 496 10964 Lăk 3431 4764 7656 374 1190 (Theo niên giám thống kê tỉnh Đăk Lăk năm 2008) 3.Tính toán nhu cầu tưới cho cây trồng Để tính toán nhu cầu tưới cho cây trồng ta sử dụng phần mềm CROPWAT 8.0 for WINDOWS được Tổ chức Nông nghiệp và Lương thực thế giới (FAO) khuyến cáo sử dụng. Theo giả thiết ban đầu thì nhu cầu tưới của từng loại cây trồng trên là giống nhau ở các huyện nên ta sẽ tính toán mức tưới của 5 loại cây trồng trên cho huyện Buôn Đôn rồi sử dụng mức tưới đó cho 5 loại cây trồng ở các huyện còn lại. a. Số liệu đầu vào của CROPWAT ▪ Số liệu khí tượng (Climate/ETo) Hình 3.4: Số liệu khí tượng huyện Buôn Đôn → Radiation và ETo là kết quả tính toán Bức xạ mặt trời và Bốc hơi của huyện Buôn Đôn trong 12 tháng. ▪ Số liệu mưa (Rain) Hình 3.5: Số liệu mưa huyện Buôn Đôn → “Eff. Rain” là kết quả tính toán lượng mưa hiệu quả trong 12 tháng của huyện Buôn Đôn. ▪ Dữ liệu về cây trồng (Crop): Ở đây ta nhập dữ liệu cho cây ngô, các cây trồng khác làm tương tự. Hình 3.6: Dữ liệu về cây ngô của huyện Buôn Đôn ▪ Dữ liệu về đất trồng Hình 3.7: Dữ liệu về cây trồng huyện Buôn Đôn b. Kết quả của mô hình Hình 3.8: Kết quả mức tưới cho ngô ở Buôn Đôn → “Irr.req. for actual area” là kết quả mức tưới cho cây ngô theo từng tháng, ta sẽ dùng số liệu này để tính toán nhu cầu nước cho cây ngô theo từng tháng. Ta có thể copy bảng này (Vào Edit→Copy Table→Data and Headers) rồi chuyển sang file Excel để thận tiện cho việc tính toán. Làm tương tự cho các cây trồng khác ta sẽ tính toán được mức tưới theo từng tháng của 5 loại cây trồng ở huyện Buôn Đôn (phụ lục 9). Để tính mức tưới cho từng tháng và cả năm (theo đơn vị m³/ha) ta làm như sau: Mức tưới (m³/ha) = Mức tưới (l/s/ha)*30*24*60*60/1000 Theo cách tính này ta được kết quả mức tưới cho cây trồng (m³/ha) của các huyện của tỉnh Đăk Lăk (phụ lục 10) III.2.2.Nhu cầu nước cho chăn nuôi Nhu cầu nước cho chăn nuôi gồm nhu cầu nước cho ăn uống và vệ sinh chuồng trại, nước tạo môi trường sống…Để tính toán nhu cầu nước cho chăn nuôi ta dựa theo tiêu chuẩn dùng nước cho các loại vật nuôi (TCVN 4454:1987) và giả thiết trong lưu vực chỉ có trâu, bò và lợn là vật nuôi chính và nhu cầu nước cho chăn nuôi trâu, bò là 80 (l/con/ngày), cho chăn nuôi lợn là 8 (l/con/ngày). Bảng 3.6: Số lượng vật nuôi phân theo huyệ