Ứng dụng mô hình Mike Basin trong quản lý tổng hợp tài nguyên nước lưu vực sông Ba

n cân bằng giữa nhu cầu về nước và lượng nước có sẵn theo cách tối ưu nhất, nó hỗ trợ các nhà quản lý trong việc lựa chọn các phương án phát triển, khai thác và bảo vệ tài nguyên nước. Việc tính toán cân bằng nước hệ thống, các phương án phân bổ nguồn nước lưu vực sông Ba, công cụ mô hình MIKE BASIN được sử dụng kết hợp với mô hình NAM để tính toán xác định dòng chảy đến và mô hình xác định nhu cầu nước của cây trồng CROPWAT 2. MÔ HÌNH MIKE BASIN Mô hình MIKE BASIN do Viện Thủy lực Đan Mạch (DHI) phát triển, đây là một mô hình toán học thể hiện một lưu vực sông bao gồm các sông chính và các sông nhánh, các yếu tố thuỷ văn của lưu vực theo không gian và theo thời gian, các công trình, hệ thống sử dụng nước hiện tại và tương lai và các phương án sử dụng nước khác nhau. MIKE BASIN được xây dựng trên nền của ArcView GIS, để các thông tin GIS có thể bao hàm trong mô phỏng tài nguyên nước. Mô hình hoạt động trên cơ sở một mạng lưới sông được số hoá và các thiết lập trực tiếp trên màn hình trong ArcView GIS. Tất cả 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 đều chỉnh sửa trên màn hình. Nhập liệu chủ yếu của mô hình bao gồm số liệu chuỗi theo thời gian của dòng chảy trên lưu vực của từng nhánh. Các tệp số liệu bổ trợ gồm các đặc tính hồ chứa và các quy tắc vận hành của từng hồ chứa, liệt số liệu khí tượng và số liệu tương ứng với hệ thống hoặc cấp nước như nhu cầu nước và các thông tin về dòng hồi quy. Trong trường hợp thiếu nước, sẽ có mâu thuẫn về phân bổ nguồn nước có sẵn tại một điểm cấp nước cho những hộ dùng nước, MIKE BASIN cho phép đề ra những quy tắc ưu tiên. Kết quả của mô hình sẽ cho ta thông tin về hoạt động của các hồ chứa và của các hộ sử dụng nước trong toàn bộ thời gian tính toán bao gồm cả mức độ thiếu nước và thời gian thiếu nước cũng như đánh giá ảnh hưởng của các công trình cũng như các khu tưới đối với dòng chảy trong sông. Việc tính toán khả năng nguồn nước có thể được xác định bằng nhiều mô hình thủy văn 2 khác nhau, ở đây nó được tính toán bằng mô hình mưa dòng chảy mặt NAM - là một mô đun RR (Rainfall Runoff) được tích hợp trong bộ mô hình MIKE BASIN. Mô đun RR có thể được sử dụng độc lập cho một lưu vực hoặc sử dụng cho một mạng lưới sông. Kết quả tính toán dòng chảy từ mô hình NAM sẽ là đầu vào cho mô hình MIKE BASIN. Điểm mạnh của MIKE BASIN là có một giao diện thân thiện, kết nối với mô hình mưa dòng chảy (NAM) và có mô đun chất lượng nước, tốc độ tính toán nhanh do đó có thể tính toán được nhiều phương án khai thác tài nguyên nước. 3. ỨNG DỤNG MÔ HÌNH MIKE BASIN TÍNH TOÁN CÁC PHƯƠNG ÁN KHAI THÁC TÀI NGUYÊN NƯỚC, CÁC PHƯƠNG ÁN PHÂN BỔ NƯỚC, CHUYỂN NƯỚC LƯU VỰC SÔNG BA a. Nhập liệu của mô hình Dữ liệu khí tượng thuỷ văn - Lượng mưa: Toàn bộ số liệu mưa các trạm trên lưu vực được thu thập và kiểm tra tính hợp lý, kéo dài bổ sung để được bộ số liệu mưa từ 1977-2002 - Bốc hơi: Lượng bốc thoát hơi tiềm năng ETo được tính toán từ các yếu tố khí tượng theo PENMAN - Lượng nước đến được tính toán từ mô hình NAM: Với yêu cầu là dòng chảy tự nhiên tại các lưu vực, căn cứ vào số liệu dòng chảy thực đo trên lưu vực, mô phỏng mô hình NAM cho các trạm thuỷ văn An Khê, Krông Hnăng, Sông Hinh và Củng Sơn, giai đoạn trước năm 1990. Kết quả mô phỏng tương đối tốt với chỉ số NASH dòng chảy tháng đạt từ 0.85-0.95. Sau đó tiến hành kéo dài tài liệu theo liệt từ 1977- 2002 để làm biên đầu vào cho mô hình MIKE BASIN - Nhu cầu nước của các ngành kinh tế: Căn cứ vào điều kiện tự nhiên chia lưu vực sông Ba thành 7 vùng cân bằng nước. Nhu cầu dùng nước được tính toán cho các ngành kinh tế : - Nông nghiệp (trồng trọt, chăn nuôi) - Công nghiệp - Dân sinh - ... Số liệu về diện tích canh tác, dân số ... ở giai đoạn hiện tại được lấy theo niên giám thống kê các địa phương trong lưu vực và điều tra thực địa, giai đoạn 2010 và 2020 được tính toán thông qua dự báo tăng dân số và quy hoạch các ngành kinh tế. - Tài liệu hiện trạng các công trình thủy lợi và các công trình dự kiến : Tài liệu hiện trạng các công trình được điều tra thu thập và dự 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 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 hiện trạng Sơ đồ tính toán cân bằng nước giai đoạn hiện trạng được thể hiện trong hình 1. Sơ đồ gồm 25 nút tưới, 12 nút hồ chứa và 1 nút thuỷ điện. Hình 1: Sơ đồ cân bằng nước hệ thống giai đoạn hiện trạng * Nhu cầu nước tại các nút tưới : Nhu cầu nước được tính toán dựa vào việc sử dụng đất tại các khu tưới và mức tưới cho các loại cây trồng tại các khu tưới. Bảng 4 : Các nút tưới giai đoạn hiện trạng Tổng Lúa Màu Cà phê I Nam Bắc An Khê 914 734 20 160 1 Các đập nhỏ thượng Sông Ba IRR1 232 182 50 2 Các hồ chứa nhỏ Bắc An Khê IRR2 201 201 0 3 Các đập nhỏ Tây Nam An Khê IRR3 156 106 50 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 TT Công trình cấp nước Ký hiệu nút Diện tích tưới (ha) Bảng 5: Nhu cầu nước tại các 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 IRR17 1.9 2.5 3.2 2.5 1.5 0.7 0.6 0.3 0 0 0 2.6 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 IRR21 0.1 0.1 0.1 0 0.1 0.1 0.1 0.1 0 0 0 0.1 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 IRR24 0.1 0.1 0.1 0 0.1 0.1 0.1 0 0 0 0 0 Dong Cam 25.2 24.4 29.5 22.8 33.7 33.7 31.9 30.8 16.5 0 0 21.9 Nút tưới Yêu cầu nước theo tháng ( m 3 /s ) 4 Bảng 6: Thông số của các hồ chứa giai đoạn hiện trạng TT Hồ chứa MNC MNBT Wc Whi Wtb m m 10 6 m 3 10 6 m 3 10 6 m 3 I Nam Bắc An Khê 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 II Vùng thượng Ayun 3 Cụm hồ Ha ra - - 0.4 2.7 3.1 III Vùng Ayun Pa 4 Hồ Ayun Hạ 195 204 52 201 253 5 Các hồ chứa nhỏ - - 0.2 1.6 1.8 IV Vùng Krông Pa 6 Cụm hồ Phú Cần Chư Gu - - 0.1 0.8 0.9 V Vùng KRông Năng 7 Các hồ chứa nhỏ - - 3.2 27.6 30.8 VI Vùng Thượng Đồng Cam 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 10 Các hồ chứa hạ sông Hinh - - 0.5 5 5.5 11 Hồ Sông Hinh 196 209 34 323 357 V Vùng Hạ lưu 12 Các hồ chứa vùng Sơn Thành - - 0.5 2.4 2.9 Ghi chú: (-) giả định (vì là một cụm hồ chứa nhỏ). b1. Mô phỏng giai đoạn sử dụng nước giai đoạn 1998-2002: Kết quả mô phỏng tại Củng Sơn được trình bày ở hình 2 Hình 2: Kết quả mô phỏng lưu lượng tính toán và thực đo tại Củng Sơn Kết quả kiểm định mô hình thể hiện qua đường quá trình lưu lượng tính toán và thực đo Củng Sơn cho thấy có thể sử dụng mô hình phục vụ cho tính toán các phương án phát triển nguồn nước. b.2. Kết quả tính cân bằng nước hệ thống giai đoạn hiện trạng trường hợp chưa có hồ Sông Hinh và Ayun Hạ Kết quả tính toán cho thấy tại các khu tưới: đập dâng tiểu vùng Ayun (IRR7), đập dâng tiểu vùng IaPet (IRR9), đập dâng vùng thượng Đồng Cam (IRR18) có mức đảm bảo cấp nước nhỏ hơn 75%. Ở các vùng này nguồn nước đến không đảm bảo vì vậy không có khả năng mở rộng, nâng cấp để đảm bảo diện tích tưới theo thiết kế. Cần có giải pháp xây dựng hồ chứa để nâng cao khả năng tưới đối với các vùng này. Các khu tưới khác có khả năng mở rộng, nâng cao khả năng tưới theo thiết kế. Kết quả cân bằng hệ thống tại đập Đồng Cam cho thấy trong tổng số 25 năm tính toán (từ 1978 đến 2002), có 3 năm bị thiếu nước là các năm 1983, 1987 và 1988. Mức đảm bảo cấp nước của công trình là 88%. Kết quả cân bằng nước hệ thống tại các nút như bảng 7: Bảng 7: Kết quả cân bằng nước tại các nút I Nam Bắc An Khê 914 1 Các đập nhỏ thượng Sông Ba IRR1 232 0 100 2 Các hồ chứa nhỏ Bắc An Khê IRR2 201 0 100 3 Các đập nhỏ Tây Nam An Khê IRR3 156 3 88 4 Các hồ nhỏ Tây Nam An Khê IRR4 115 1 96 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 16 Các đập dâng nhỏ IRR16 906 5 80 17 Các hồ chứa nhỏ IRR17 5479 1 96 VI Vùng Thượng Đồng Cam 1848 18 Các đập dâng nhỏ IRR18 261 9 64 19 Các hồ chứa nhỏ IRR19 710 1 96 20 Các trạm bơm trên sông Ba IRR20 279 0 100 21 Các hồ chứa nhỏ thượng S Hinh IRR21 298 0 100 22 Các hồ chứa hạ sông Hinh IRR22 62 0 100 23 Các trạm bơm hạ sông Hinh IRR23 238 0 100 V Vùng Hạ lưu 18130 24 Các hồ chứa vùng Sơn Thành IRR24 130 0 100 25 Đập Đồng Cam Dong Cam 18000 3 88 Số năm thiếu nước Mức bảo đảm cấp nước %Công trình cấp nước Ký hiệu nút DT tưới (ha) b.3. Trường hợp sau năm 1998, có hồ Ayun Hạ và Sông Hinh: Mức đảm bảo cấp nước tại hồ Ayun hạ và đập Đồng Cam là 100%. 5 c. Sơ đồ cân bằng hệ thống giai đoạn dự kiến sử dụng nước Sơ đồ này bao gồm 31 khu tưới, 4 khu cấp nước, 23 nút hồ chứa, 5 nút thuỷ điện và 4 nút kiểm soát dòng chảy kiệt và được tính toán cho các phương án sau: - Chuyển nước sang sông Kone qua thuỷ điện An Khê (c1). - Chuyển nước sang sông Bàn Thạch qua đập Sông Con (c2). Hình 3: Sơ đồ cân bằng nước hệ thống, giai đoạn dự kiến sử dụng nước * Nhu cầu nước tại các nút tưới như sau: Bảng 8 : Các nút tưới giai đoạn dự kiến sử dụng nước Tổng Lúa Màu Cà phê I Nam Bắc An Khê 22048 5385 15883 780 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 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 5 Các trạm bơm IRR5 1080 150 930 0 6 Các đập nhỏ TV KonCHro IRR6 1640 565 1075 0 7 Các hồ chứa TV KonCHro IRR61 4615 1675 2940 0 II Vùng thượng Ayun 21235 4624 5230 11381 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 TT Công trình cấp nước Ký hiệu nút Diện tích tưới (ha) * 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 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 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 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 Nút tưới Yêu cầu nước theo tháng ( m3/s ) 6 * Thông số các hồ chứa Bảng 10: Thông số của các hồ chứa giai đoạn dự kiến sử dụng nước TT Hồ chứa MNC MNBT Wc Whi Wtb m m 10 6m3 106m3 106m3 I Nam Bắc An Khê 1 Hồ Ka Nak 480 515 15.5 298.2 313.7 2 Các hồ chứa nhỏ Bắc An Khê - - 2.5 71.08 73.58 3 Các hồ nhỏ Tây Nam An Khê - - 3 15.9 18.89 4 Các hồ chứa TV KonCHro - - 2 17.76 19.76 II Vùng thượng Ayun 7 Các hồ chứa TV Ayun 3.5 37.5 41.03 8 Các hồ chứa TV IaPet 4 49.2 53.2 III Vùng Ayun Pa - - 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 IV Vùng Krông Pa 13 Cụm hồ vùng Krông Pa - - 5 86.6 91.62 V Vùng KRông Năng 14 Các hồ nhỏ thượng KRông Năng - - 1.5 5.7 7.2 15 Các hồ chứa nhỏ - - 5.4 50.41 55.81 16 Hồ Krông Năng 555 571 2 42 44 17 Hồ TĐ KRông Năng 250 265 113.7 242.9 356.6 VI Vùng Thượng Đồng Cam 18 Hồ Sông Ba hạ 103 110 256.2 484.4 740.6 19 Hồ Sông Hinh 196 209 34 323 357 20 Các hồ chứa nhỏ - - 5.6 49.604 55.204 21 Các hồ chứa nhỏ thượng S Hinh - - 2 31.5 33.5 22 Các hồ chứa hạ sông Hinh - - 2.5 41.72 44.22 V Vùng Hạ lưu 23 Các hồ chứa vùng Sơn Thành 0.5 2.4 2.9 Ghi chú: (-) giả định (vì là một cụm hồ chứa nhỏ). * Lượng nước duy trì dòng chảy môi trường ở hạ du Để đảm môi trường vùng hạ lưu, tránh tình trạng vào mùa khô dòng chảy cạn kiệt, xâm nhập mặn, ô nhiễm nguồn nước và bồi lấp cửa sông, cần thiết phải tính đến lượng nước trả lại dòng chảy tự nhiên trong các tháng mùa khô tại các vị trí An Khê, cửa sông Ayun, cửa sông Hinh và hạ lưu đập Đồng Cam. Lượng nước này được lấy bằng lượng dòng chảy tháng nhỏ nhất ứng với tần suất 90% tại các vị trí tính toán nhằm đảm bảo cho sông có dòng chảy thường xuyên (lưu lượng nước sinh thái hay còn gọi là lưu lượng nước nền, lưu lượng nước gốc). Cụ thể như bảng 13. 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: Bảng 11: Lượng nước tối thiểu phải trả lại hạ du sau thuỷ điện An Khê (m3/s) Qy/c \ Tháng 1 2 3 4 5 6 D/c kiệt 1.76 1.76 1.76 1.76 1.76 1.76 Cấp nước 0.46 0.46 0.46 0.46 0.46 0.46 Tưới 1.24 1.27 1.28 0.17 0.94 1.2 Tổng 3.46 3.49 3.5 2.39 3.16 3.42 Qy/c \ Tháng 7 8 9 10 11 12 D/c kiệt 1.76 1.76 0 0 0 0 Cấp nước 0.46 0.46 0.46 0.46 0.46 0.46 Tưới 1.05 0.81 0.14 0 0 0.26 Tổng 3.27 3.03 0.6 0.46 0.46 0.72 Kết quả tính toán cân bằng nước tại các vị trí sử dụng nước tại các bảng 12 đến bảng 14. - Kết quả cân bằng tại các nút sử dụng nước (bảng 12) Bảng 12: TT Khu cấp nước Ký hiệu nút Lượng nước yêu cầu m3/ngđ Mức đảm bảo cấp nước % 1 Cấp nước công nghiệp dân sinh khu An Khê WSankhe 40.000 100 2 Cấp nước công nghiệp dân sinh khu AyunPa WSayunPa 40.000 100 3 Cấp nước công nghiệp dân sinh khu KRôngPa WSKrongPa 15.000 100 4 Cấp nước công nghiệp dân sinh khu Sông Hinh WSsong Hinh 10.000 100 5 Cấp nước công nghiệp dân sinh khu TX Tuy Hoà WsTuyHoa 60.000 100 - Kết quả cân bằng tại các nút kiểm tra dòng chảy kiệt (bảng 13) Bảng 13: TT Vị trí Qyc (m3/s) Mức đảm bảo (%) 1 An Khê 1,76 96 2 Cửa S. Ayun 4.3 80 3 Cửa S. Hinh 3.1 0 4 Đồng Cam 21,7 92 - Kết quả cân bằng tại các nút tưới (bảng 14) 7 Bảng 14: Kết quả cân bằng tại các nút tưới Công trình cấp nước Ký hiệu nút DT tưới Số năm thiếu nước Mức bảo đảm cấp nước % I Nam Bắc An Khê 22048 1 Các đập nhỏ thượng Sông Ba IRR1 1539 3 88 2 Các hồ chứa nhỏ Bắc An Khê IRR2 8953 4 84 3 Các đập nhỏ Tây Nam An Khê IRR3 156 6 76 4 Các hồ nhỏ Tây Nam An Khê IRR4 4065 5 80 5 Các trạm bơm IRR5 1080 1 96 6 Các đập nhỏ TV KonCHro IRR6 1640 6 76 7 Các hồ chứa TV KonCHro IRR61 4615 5 80 II Vùng thượng Ayun 21235 8 Các đập dâng TV Ayun IRR7 1276 6 76 9 Các hồ chứa TV Ayun IRR8 7785 4 84 10 Các đập dâng TV IaPet IRR9 1474 6 76 11 Các hồ chứa TV IaPet IRR91 10700 4 84 III Vùng Ayun Pa 38475 12 Hồ Ayun Hạ Ayunha 13500 6 76 13 Các dập dâng IRR10 1465 5 80 14 Các hồ chứa nhỏ IRR11 8840 5 80 15 Cụm hồ ĐakPTo IRRpto 9130 4 84 16 Hồ EaThul EaThul 5540 5 80 IV Vùng Krông Pa 18950 100 17 Cụm hồ vùng Krông Pa IRR13 18450 4 84 18 Các trạm bơm trên sông Ba IRR14 500 0 100 V Vùng KRông Năng 32001 19 Các hồ nhỏ thượng KRông Năng IRR15 3270 6 76 20 Các đập dâng nhỏ IRR16 3436 6 76 21 Các hồ chứa nhỏ IRR17 13295 6 76 22 Hồ Krông Năng KRNang 12000 6 76 VI Vùng Thượng Đồng Cam 20441 23 Các đập dâng nhỏ IRR18 793 6 76 24 Các hồ chứa nhỏ IRR19 12138 4 84 25 Các trạm bơm trên sông Ba IRR20 625 0 100 26 Các hồ chứa nhỏ thượng S Hinh IRR21 3259 0 100 27 Các hồ chứa hạ sông Hinh IRR22 3445 4 84 28 Các trạm bơm hạ sông Hinh IRR23 181 1 96 V Vùng Hạ lưu 24120 29 Các hồ chứa vùng Sơn Thành IRR24 220 6 76 30 Đập Sông Con Scon 4100 0 100 31 Đập Đồng Cam Dong Cam 19800 1 96 Kết quả tính toán cho thấy, tại các khu tưới mức đảm bảo cấp nước đều lớn hơn 75%, các nút cấp nước mức đảm bảo lớn hơn 90%. Dòng chảy kiệt tại cửa sông Hinh và sông Ayun không đảm bảo do việc xây dựng 2 công trình ở thượng lưu là hồ Ayun hạ và hồ thuỷ điện sông Hinh. Tuy không có ảnh hưởng đến việc cấp nước ở hạ du 2 sông này, nhưng có những ảnh hưởng nhất định về mặt môi trường. Giải pháp bổ sung nước đảm bảo dòng chảy kiệt từ hồ Ayun hạ và sông Hinh sẽ ảnh hưởng đến hoạt động của 2 công trình này. c.2 Kết quả tính phương án chuyển nước sang sông Bàn Thạch qua đập Sông Con Lượng nước thừa tại Đồng Cam khá lớn, trong khi đó hạ lưu sông Bàn Thạch thường xuyên bị thiếu nước. Hiện nay đập sông Con đã được xây dựng để tưới tại chỗ 4100 ha và chuyển một phần lượng nước sau thuỷ điện Sông Hinh sang sông Bàn Thạch. Theo thiết kế đập Sông Con có 2 kênh Đông và kênh Tây. Lưu lượng thiết kế cống kênh Đông là 12,3 m3/s, cống kênh Tây là 2m3/s. Như vậy theo thiết kế Đập Sông Con có thể chuyển tải lưu lượng nước là 14,3 m3/s để tưới tại chỗ cho 4100 ha và chuyển nước qua sông Bàn Thạch. Cụ thể như bảng 15: Bảng 15: Lượng nước chuyển sang sông Bàn Thạch qua đập sông Con (m3/s) Tháng 1 2 3 4 5 6 Qtưới 4100 ha 4.52 4.27 4.21 1.28 4.99 5.14 Q chuyển sang sông Bàn Thạch 9.8 10 10.1 13 9.3 9.2 Tổng 14.3 14.3 14.3 14.3 14.3 14.3 Tháng 7 8 9 10 11 12 Qtưới 4100 ha 5.08 4.73 0.93 0 0 2.3 Q chuyển sang sông Bàn Thạch 9.2 9.6 0 0 0 0 Tổng 14.3 14.3 0.93 0 0 2.3 - Kết quả tính toán cho thấy: Trong trường hợp đập Sông Con chuyển nước với lưu lượng như bảng 15, đập đồng Cam vẫn đảm bảo đủ nước với mức đảm bảo về tưới và duy trì dòng chảy kiệt là 92%. 4. NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ Qua kết quả ứng dụng mô hình MIKE BASIN tính toán cân bằng nước cho lưu vực sông Ba cho thấy đây là một công cụ mạnh trong tính toán cân bằng, phân bổ nguồn nước, có thể đánh giá được các phương án khai thác tài nguyên nước. Kết quả tính toán cho thấy : Nguồn nước hệ thống sông Ba có thể thoả mãn được các yêu cầu phát triển kinh tế xã hội. Tuy nhiên do phân phối của dòng chảy không đều theo không gian và thời gian nên các vùng đều thiếu nước vào mùa khô. Như vậy giải pháp 8 cấp nước đối với các vùng này là xây dựng các hồ chứa để điều tiết dòng chảy tăng lượng dòng chảy mùa khô. Đặc biệt đối với vùng hạ lưu. Để có khả năng đáp ứng các nhu cầu nước cho dân sinh, các ngành kinh tế và nước cho môi trường, duy trì dòng chảy trên sông, cần thiết xây dựng các công trình lợi dụn