ĐÁNH GIÁ TÀI NGUYÊN NƯỚC SÔNG CU ĐÊ – THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG, PHỤC VỤ QUY HOẠCH CẤP NƯỚC SINH HOẠT LUẬN VĂN THẠC SĨ

 THÁI QUỐC PHONG ĐÁNH GIÁ TÀI NGUYÊN NƯỚC SÔNG CU ĐÊ – THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG, PHỤC VỤ QUY HOẠCH CẤP NƯỚC SINH HOẠT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH THỦY ĐÀ NẴNG – NĂM 20



THÁI QUỐC PHONG

ĐÁNH GIÁ TÀI NGUYÊN NƯỚC SÔNG CU ĐÊ – THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG,

PHỤC VỤ QUY HOẠCH CẤP NƯỚC SINH HOẠT

LUẬN VĂN THẠC SĨ

KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH THỦY

ĐÀ NẴNG – NĂM 2017



THÁI QUỐC PHONG

ĐÁNH GIÁ TÀI NGUYÊN NƯỚC SÔNG CU ĐÊ – THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG, PHỤC VỤ QUY HOẠCH CẤP NƯỚC SINH HOẠT

Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình thủy

Mã số: 60.58.02.02

LUẬN VĂN THẠC SĨ

KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH THỦY

Người hướng dẫn khoa học: TS Lê Hùng

ĐÀ NẴNG – NĂM 2017

Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào khác./

Người cam đoan

Thái Quốc Phong

LỜI CAM ĐOAN

MỤC LỤC1

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

DANH MỤC CÁC HÌNH

MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Mục tiêu nghiên cứu 3

Mục tiêu tổng quát 3

Mục tiêu cụ thể 3

3 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu 3

4 Nội dung nghiên cứu 4

5 Phương pháp nghiên cứu 4

6 Ý nghĩa khoa học và thực tế của đề tài 4

Ý nghĩa khoa học 4

Ý nghĩa thực tiễn 4

7 Cấu trúc luận văn 5

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TÀI NGUYÊN NƯỚC 6

1.1.1 Khái niệm tài nguyên nước 6

1.1.2 Các phương pháp đánh giá tài nguyên nước 6

1.1.2.1 Phương pháp cân bằng nước 6

1.1.2.2 Phương pháp tính toán tài nguyên nước 7

1.1.2.3 Phương pháp tính toán thủy văn 8

1.1.2.4 Phương pháp mô hình hóa 9

1.2 Tình hình nghiên cứu tài nguyên nước thế giới và Việt Nam 10

1.2.1 Tài nguyên nước thế giới 10

1.2.2 Tài nguyên nước ở Việt Nam 12

1.3 Các công trình nghiên cứu tài nguyên nước trên lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn và Cu Đê 14

1.3.1 Trên lưu vực Vu Gia – Thu Bồn 14

1.3.2 Trên lưu vực sông Cu Đê 15

CHƯƠNG II: ĐẶC ĐIỂM KHU VỰC NGHIÊN CỨU, ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN KHÔNG GIAN ĐÔ THỊ THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG VÀ DỰ BÁO NHU CẦU SỬ DỤNG NƯỚC SINH HOẠT 17

2.1 Tổng quan về khu vực nghiên cứu 17

2.1.1 Vị trí địa lý 17

2.1.2 Đặc điểm địa hình 17

2.1.3 Đặc điểm địa chất 17

2.1.4 Đặc điểm thổ nhưỡng 178

2.1.5 Đặc điểm khí hậu - thủy văn 18

2.1.6 Các sông thuộc hạ lưu sông Vu Gia 19

2.1.7 Lưu vực sông Cu Đê 20

2.1.7.1 Giới thiệu về lưu vực sông Cu Đê 20

2.1.7.2 Tình hình khai thác và sử dụng nước trên lưu vực sông Cu Đê 22

2.1.7.3 Chất lượng nước lưu vực sông Cu Đê 23

2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến nguồn nước sông Cu Đê 24

2.2.1 Yếu tố tự nhiên 24

2.2.2 Yếu tố nhân tạo 24

2.3 Định hướng phát triển đô thị thành phố Đà Nẵng 25

2.3.1 Mục tiêu phát triển và quy mô dân số 25

2.3.1.1 Mục tiêu phát triển 25

2.3.1.2 Quy mô dân số 25

2.3.2 Phân vùng khu vực phát triển đô thị 25

2.4 Dự báo nhu cầu sử dụng nước sinh hoạt 27

2.4.1 Quy mô dân số và mức tăng dân số 27

2.4.2 Quy mô các khu công nghiệp 28

2.4.3 Dự báo nhu cầu sử dụng nước 29

CHƯƠNG 3: THIẾT LẬP MÔ HÌNH THỦY VĂN THỦY LỰC CHO LƯU VỰC SÔNG CU ĐÊ 33 3.1 Phân tích, lựa chọn công cụ mô hình mô phỏng 33

3.2 Mô hình thủy văn MIKE-NAM 34

3.2.1 Giới thiệu mô hình thủy văn MIKE-NAM 34

3.2.2 Cơ sở và phương pháp hiệu chỉnh mô hình 37

3.2.3 Áp dụng mô hình MIKE-NAM tính toán dòng chảy lưu vực sông Cu Đê 38

3.2.3.1 Dữ liệu đầu vào 38

3.2.3.2 Xây dựng bộ thông số mô hình MIKE-NAM cho lưu vực Thượng Nhật 39 3.2.3.3 Xây dựng bộ thông số mô hình MIKE-NAM cho lưu vực sông Cu Đê 44

3.3 Mô hình thủy lực MIKE-11 cho lưu vực sông Cu Đê 46

3.3.1 Giới thiệu về mô hình MIKE-11 46

3.3.2 Dòng chảy một chiều trong sông 47

3.2.3 Phương trình khuyêch tán – đối lưu mô tả diễn biến mặn 49

3.2.3.1 Phương trình cơ bản 50

3.2.3.2 Các điều kiện ban đầu và điều kiện biên 50

3.2.3.3 Phương pháp giải 51

3.2.3.4 Các tiêu chuẩn ổn định của mô hình 51

3.2.4 Thiết lập sơ đồ tính toán xâm nhập mặn cho lưu vực sông Cu Đê 52

3.2.4.1 Sơ đồ tính 52

3.2.4.2 Điều kiện ban đầu và điều kiện biên của mô hình 54

3.2.4.3 Hiệu chỉnh thông số mô hình thủy lực, xâm nhập mặn 55

3.2.4.4 Kiểm định thông số mô hình thủy lực, xâm nhập mặn 56

CHƯƠNG 4: MÔ PHỎNG MÔ HÌNH ỨNG VỚI CÁC KỊCH BẢN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP THÍCH ỨNG 61

4.1 Lựa chọn kịch bản biến đổi khí hậu 61

4.2 Áp dụng mô hình MIKE-NAM tính toán lưu lượng sông Cu Đê theo các kịch bản BĐKH 62

4.2.1 Xây dựng kịch bản biến đổi khí hậu 52

4.2.2 Tính toán lưu lượng theo các kịch bản biến đổi khí hậu 63

4.3 Áp dụng mô hình MIKE 11 tính lan truyền mặn vùng hạ lưu sông Cu Đê theo các kịch bản BĐKH và NBD 65

4.3.1 Xây dựng kịch bản BĐKH và NBD 65

4.2.2 Tính toán xâm nhập mặn tương ứng với cá kịch bản BĐKH và NBD 66

4.4 Đề xuất quy hoạch các công trình phục vụ cấp nước sinh hoạt trên sông Cu Đê 67

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 70

Kết luận : 70

Kiến nghị: 70

Tài liệu tham khảo 72 PHỤ LỤC a

ĐÁNH GIÁ TÀI NGUYÊN NƯỚC SÔNG CU ĐÊ - THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG,

PHỤC VỤ QUY HOẠCH CẤP NƯỚC SINH HOẠT

Học viên: THÁI QUỐC PHONG Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công tình thủy

Mã số: 60.58.02.02 Khóa: K31 Trường Đại học Bách Khoa – ĐHĐN

Tóm tắt – Đà Nẵng là thành phố có tốc độ đô thị hóa nhanh, phát triển cơ sở hạ tầng đã

có những bước phát triển nhưng vẫn chưa đáp ứng được nhu cầu phát triển, đặc biệt là

hạ tầng ngành nước và vấn đề đảm bảo an ninh nguồn nước trong bối cảnh nguồn nước sông Cầu Đỏ đang bị nhiễm mặn Vì vậy, tác giả đề xuất nghiên cứu đánh giá tài nguyên nước sông Cu Đê dưới tác động của biến đổi khí hậu nhằm bổ sung nguồn nước thô phục vụ quy hoạch cấp nước sinh hoạt cho nhân dân thành phố Đà Nẵng Nghiên cứu

đã tính toán và dự báo được nhu cầu gia tăng về nước sinh hoạt trên địa bàn thành Đà Nẵng Tác giả đã ứng dụng mô hình MIKE để đánh giá sự thay đổi về lưu lượng và độ mặn trên sông Cu Đê dưới tác động của biến đổi khí hậu Từ kết quả nghiên cứu, tác giả

đã đề xuất vị trí xây dựng công trình thu nước trên sông Cu Đê phục vụ quy hoạch cấp

nước sinh hoạt thành phố Đà Nẵng

Từ khóa – Tài nguyên nước, sông Cu Đê, quy hoạch nguồn nước, mô hình MIKE, xâm

nhập mặn

ASSESS THE WATER RESOURCES OF CU DE RIVER – DA NANG CITY,

FOR PLANNING WATER SUPPLY Abstract – Danang is a dymanic city with rapid urbanization and development of

infrastructure Yet such development has not meet the demand of increasing population and economy, particularly the development of water supply in the context of serious salt instrusion in Cau Do river Thus, this research is conduted to assess the water resources

of Cu De river under the impact of climate change for planning water supply of Danang city The research firstly estimates the growth of water demand in the city, then it provides a predictation of flow and salinity of water resources in Cu De river under climate change impact by MIKE model From initial results allowed the author to propose position to construct a water collection work in Cu De river for a master plan

of water supply in Danang city

Key words – water resources, Cu De river, planning of water supply, MIKE model, salt instrusion

IWRA Hội tài nguyên nước Quốc tế

TEDI Công ty tư vấn xây dựng Cảng

TTCN Tiểu thủ công nghiệp

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Số hiệu

Bảng 1-2: Trữ lượng nước trên toàn lãnh thổ Việt Nam (m3/ngày) 13 Bảng 2-1: Quy mô dân số theo các khu vực cấp nước 28 Bảng 2-2: Qui mô các khu công nghiệp tập trung 28 Bảng 2-3: Nhu cầu dùng nước của thành phố Đà Nẵng năm 2020 29 Bảng 2-4: Nhu cầu dùng nước của thành phố Đà Nẵng năm 2030 30 Bảng 3-1: Các thông số chính trong mô hình NAM 37

Bảng 3-3 : Tiêu chuẩn đánh giá hệ số tương quan 38 Bảng 3-4: Chỉ số độ tin cậy của mô hình NAM trên lưu vực Thượng Nhật 40 Bảng 3-5: Chỉ số độ tin cậy của mô hình NAM khi hiệu chỉnh và kiểm định trên

lưu vực Thượng Nhật

44

Bảng 3-6: Diện tích, độ dốc và chiêu dài sông của các tiểu lưu vực 45 Bảng 3-7: So sánh lưu lựu lượng giữa thực đo và mô hình 46 Bảng 3-8: Kết quả bộ thông số hệ số nhám (n) của mô hình sau khi đã kiểm định 56 Bảng 3-9: Kết quả bộ thông số hệ số khếch tán D của mô hình sau khi đã kiểm định 57 Bảng 3-10: Số liệu thực đo và số liệu tính toán kiểm tra 59 Bảng 4-1: Mức thay đổi lượng mưa (%) so với thời kỳ 1986-2005 theo kịch bản

Hình 2-3: Các công trình khai thác nước trên lưu vực sông Cu Đê 22Hình 2.4: Quy hoạch chung TP Đà Nẵng đến năm 2030 tầm nhìn đến năm 2050 26

Hình 3-2: Kết quả chạy mô hình Nam cho lưu vực Thượng Nhật 39Hình 3-4: Kết quả bộ thông số mô hình Nam cho lưu vực Thượng Nhật 40Hình 3-5: Kết quả hiệu chỉnh lưu vực Thượng Nhật 41Hình 3-6: Hệ số tương quan hiệu chỉnh giữa thực đo và tính toán 42

Hình 3-8: Hệ số tương quan kiểm định giữa thực đo và tính toán 44Hình 3-9: Bản đồ phân chia các tiểu lưu vực sông Cu Đê – TP Đà Nẵng 45

Hình 3-13: Sơ đồ các bước thực hiện tính toán xâm nhập mặn Cu Đê 52Hình 3-14: Thiết lập sơ đồ thủy lực mạng lưới sông Cu Đê bằng mô hình MIKE-11 53

Hình 3-16: Vị trí các điểm lấy mẫu nước của lưu vực sông Cu Đê 55Hình 3-17: Kết quả đường mực nước dọc sông Cu Đê đoạn từ ngã ba suối Cậy ra cửa

Hình 4-2: Lưu lượng dòng chảy trung bình tại vị trí Phò Nam ứng với các KB

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Trong những năm qua, thành phố Đà Nẵng đã có những bước phát triển vượt bậc

về kinh tế - xã hội, sự phát triển đó đã làm thay đổi diện mạo của thành phố Tuy nhiên, những kết quả đạt được vẫn chưa đáp ứng được yêu cầu của quá trình đô thị hóa Xây dựng và phát triển đồng bộ về cơ sở hạ tầng là yêu cầu cấp thiết, đặc biệt là vấn đề đảm bảo an ninh nguồn nước, cấp nước sinh hoạt an toàn cho nhân dân thành phố

Việc đảm bảo cấp nước sinh hoạt an toàn không chỉ dùng lại ở việc cung cấp nước liên tục, đủ lưu lượng, duy trì đủ áp lực, chất lượng nước đúng quy định, góp phần nâng cao chất lượng cuộc sống, bảo vệ sức khỏe con người mà còn phải chú trọng đến quy hoạch nguồn nước, xây dựng phạm vi bảo hộ an toàn nguồn nước nhằm cung cấp nguồn nước thô đạt tiêu chuẩn cho các nhà máy xử lý nước

Nguồn nước mặt phục vụ cho sản xuất và sinh hoạt của thành phố Đà Nẵng được lấy chủ yếu từ sông Vu Gia và sông Cu Đê Đối với hệ thống cấp nước Đà Nẵng, nguồn nước thô phục vụ cho sinh hoạt được lấy tại hai vị trí: Cầu Đỏ và An Trạch nằm ở hạ lưu sông Vu Gia Do nhiều nguyên nhân khác nhau như ảnh hưởng của biến đổi khí hậu, các hiện tượng thời tiết cực đoan và vận hành của các thủy điện phía thượng nguồn sông

Vu Gia, đã làm cho hiện tượng xâm nhập mặn qua cửa sông Hàn lấn sâu vào đất liền với nồng độ mặn cao và tần suất xảy ra thường xuyên

Bảng 1: Độ mặn cao nhất và số ngày mặn tại cửa thu nước Cầu Đỏ

Chính vì vậy, việc xây dựng thêm nhà máy nước mới sử dụng nguồn nước sông

Cu Đê là hết sức cần thiết nhằm phục vụ nhu cầu cấp nước sinh hoạt đang gia tăng của thành phố, hạn chế sự phụ thuộc về nguồn nước trên lưu vực sông Vu Gia; cũng như cân bằng hệ thống cấp nước về phía Bắc, Tây Bắc thành phố Đà Nẵng

Hình 1: Vị trí các nhà máy cấp nước Công ty Cổ phần Cấp nước Đà Nẵng (DAWACO) cũng có kế hoạch xây dựng Nhà máy nước Hòa Liên công suất 120.000 m3/ngày vào năm 2020 và nâng công suất lên 240.000 m3/ngày vào năm 2030 trên lưu vực sông Cu Đê với nguồn nước thô được lấy từ hồ sông Bắc 2 thuộc dự án thủy điện sông Nam – sông Bắc Tuy nhiên, vì nhiều

lý do khác nhau, dự án thủy điện sông Nam – sông Bắc hiện nay đang tạm dừng Vì vậy, việc đánh giá lại trữ lượng và chất lượng nước sông Cu Đê là rất cần thiết cho việc xác định tổng công suất Nhà máy nước Hòa Liên; xác định vị trí các công trình thu nước phù hợp cho các giai đoạn nâng công suất Nhà máy nước Hòa Liên; đồng thời quy hoạch, quản lý và khai thác nguồn nước sông Cu Đê phục vụ quá trình phát triển đô thị thành phố Đà Nẵng

NMN Hòa Liên

NMN Cầu Đỏ NMN Sân Bay

Hình 2: Vị trí xây dựng thủy điện sông Nam – sông Bắc

Từ những cơ sở trên, tôi đề xuất đề tài “Đánh giá tài nguyên nước sông Cu Đê - Thành phố Đà Nẵng, phục vụ quy hoạch cấp nước sinh hoạt” Kết quả nghiên cứu sẽ

là cơ sở quan trọng để lựa chọn các vị trí lấy nước cho Nhà máy nước Hòa Liên, bên cạnh

đó, nghiên cứu sẽ cặp nhật số liệu mới nhất để các cấp chính quyền điều chỉnh quy hoạch, quản lý nguồn nước sông Cu Đê một cách hiệu quả; đảm bảo cấp nước an toàn

2 Mục tiêu nghiên cứu

- Xây dựng mô hình thủy văn thủy lực lưu vực sông Cu Đê

- Đề xuất vị trí công trình thu nước phù hợp cho các giai đoạn nâng công suất Nhà máy nước Hòa Liên

3 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu

• Đối tượng nghiên cứu

- Nhu cầu sử dụng nước sinh hoạt của thành phố Đà Nẵng

- Nguồn tài nguyên nước lưu vực sông Cu Đê

- Các đơn vị khai thác nước thuộc lưu vực sông Cu Đê, trong đó tập trung vào đơn vị khai thác nước phục vụ cấp nước thô cho Nhà máy nước Hòa Liên

• Phạm vi nghiên cứu

- Ranh giới hành chính thành phố Đà Nẵng

- Nghiên cứu ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến nguồn tài nguyên nước sông Cu Đê;

- Nghiên cứu được triển khai trên lưu vực sông Cu Đê thuộc xã Hòa Liên, Hòa Bắc huyện Hòa Vang và phường Hòa Khánh Nam, Hòa Khánh Bắc, quận Liên Chiểu

nằm khu vực phía Tây Bắc thành phố Đà Nẵng

4 Nội dung nghiên cứu

- Nhu cầu sử dụng nước sinh hoạt của thành phố Đà Nẵng trong tương lai

- Đánh giá hiện trạng nguồn tài nguyên nước sông Cu Đê và thành phố Đà Nẵng;

- Dự báo về nhu cầu dùng nước; khả năng cung cấp nước, trữ lượng nước và chất lượng nước (độ mặn ) có xét đến yếu tố biến đổi khí hậu cho các giai đoạn 2030, 2050,

2100

- Đề xuất các giải pháp thích ứng với biến đổi khí hậu về quản lý nguồn tài nguyên

nước cho các ngành và công trình thu nước Nhà máy nước Hòa Liên

5 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp thu thập dữ liệu

- Phương pháp phân tích thống kê

- Phương pháp mô hình toán

6 Ý nghĩa khoa học và thực tế của đề tài

- Trong điều kiện của biến đổi khí hậu như hiện nay, việc dự báo, đánh giá nguồn

nước trong tương lai là nhiệm vụ cấp thiết cho việc định hướng quy hoạch phát triển kinh tế xã hội của thành phố Đà Nẵng

- Kết quả nghiên cứu của đề tài là cơ sở cho các đơn vị quản lý nguồn nước, các đơn vị khai thác nước trên lưu vực sông Cu Đê có kế hoạch sử dụng nước hợp lý, đảm bảo an toàn cấp nước

- Giúp việc lựa chọn vị trí công trình thu nước trên sông Cu Đê phục vụ xây dựng Nhà máy nước Hòa Liên tương ứng với các giai đoạn nâng công suất

7 Cấu trúc luận văn

Luận văn gồm các phần sau:

• Mở đầu

• Nội dung

Chương 1: Tổng quan tài nguyên nước Chương 2: Đặc điểm khu vực nghiên cứu, định hướng phát triển không

gian đô thị thành phố Đà Nẵng và dự báo nhu cầu sử dụng nước sinh hoạt

Chương 3: Thiết lập mô hình thủy văn, thủy lực cho lưu vực sông Cu Đê Chương 4: Mô phỏng mô hình ứng với các kịch bản BĐKH và đề xuất

các giải pháp thích ứng

• Kết luận và kiến nghị

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TÀI NGUYÊN NƯỚC 1.1 Khái niệm và phương pháp đánh giá tài nguyên nước

1.1.1 Khái niệm tài nguyên nước

Nước là yếu tố chủ yếu của hệ sinh thái, là nhu cầu cơ bản của mọi sự sống trên trái đất và cần thiết cho các hoạt động kinh tế-xã hội của loài người Trong cơ thể sống, nước chiếm tỷ lệ hơn 70% khối lượng cơ thể con người trưởng thành Nước là thành phần cấu tạo nên sinh quyển, có khả năng tác động trực tiếp đến thạch quyển, khí quyển Cùng với các dạng tài nguyên thiên nhiên khác, nguồn nước là một trong những nguồn lực cơ bản để phát triển kinh tế-xã hội, là đối tượng lao động và là một yếu tố cấu thành lực lượng sản xuất

Nguồn nước bao gồm nước trong khí quyển, nước mặt, nước dưới đất, nước biển

và đại dương Các nguồn nước hầu hết là tài nguyên tái tạo, nằm trong chu trình tuần hoàn của nước, dưới các dạng: mây, mưa, trong các vật thể chứa nước: sông, suối, đầm,

ao, hồ

Mặc dù lượng nước trên trái đất là khổng lồ, song lượng nước ngọt cho phép con người sử dụng chỉ chiếm một phần rất nhỏ bé Hơn nữa sự phân bố của các nguồn nước ngọt lại không đều theo không gian và thời gian càng khiến cho nước trở thành một dạng tài nguyên đặc biệt, cần phải được bảo vệ và sử dụng hợp lý

1.1.2 Các phương pháp đánh giá tài nguyên nước

1.1.2.1 Phương pháp cân bằng nước

Phương pháp cân bằng nước thể hiện một đinh luật vật lý thông dụng nhất “định luật bảo toàn vật chất” trong thủy văn Phương trình cân bằng nước là công cụ rất hữu hiệu để đánh giá tài nguyên nước và phân tích tính toán dòng chảy sông ngòi Đánh giá tài nguyên nước bằng phương pháp cân bằng nước là xác định các thành phần của cán cân nước và cân bằng giữa các thành phần đó

Nguyên lý cân bằng nước xuất phát từ định luật bảo toàn vật chất, đối với một lưu vực có thể phát triển như sau: “Hiệu số lượng nước đến và ra khỏi lưu vực bằng sự thay đổi lượng nước trên lưu vực đó trong một thời đoạn tính toán bất kỳ” Phương trình cân bằng nước là sự diễn toán nguyên lý này

Phương trình cân bằng nước tổng quát có dạng:

X + Z1 + Y1 + W1 – (Z2 + Y2 + W2) = U2 - U1 Hoặc là: X + (Z1 – Z2) + (Y1 – Y2) + (W1 – W2) = ± ∆U

Trong đó ± ∆U = U2 - U1

- Phần nước đến bao gồm:

X: Lượng mưa bình quân trên lưu vực

Z1: Lượng nước ngưng tụ trên lưu vực

Y1: Lượng dòng chảy mặt đến

W1:Lượng dòng chảy ngầm đến

U1:Lượng nước trữ đầu thời kỳ ∆t

- Phần nước đi gồm có:

Z2: Lượng nước bốc hơi trên lưu vực

Y2: Lượng dòng chảy mặt chảy đi

W2:Lượng dòng chảy ngầm chảy đi

U2:Lượng nước trữ cuối thời kỳ ∆t

Để sử dụng phương trình trên cần đưa tất cả thành phần của cán cân nước về cùng một đơn vị thứ nguyên

1.1.2.2 Phương pháp tính toán tài nguyên nước

Tùy vào phương pháp đánh giá tài nguyên nước có thể chia ra:

- Phương pháp hệ số tổng cộng: Việc phân tách các yếu tố chủ đạo của quan hệ đang được nghiên cứu với các nhân tố tác động bằng cách đưa các hệ số tổng cộng theo quan hệ được thiết lập rồi bằng việc phân tích bóc dần các thành phần được xác định trong mối quan hệ toán – lý từ bản chất tác động của một số yếu tố chính để đưa ra công thức tính toán chung Cơ sở của phương pháp này là việc xem dòng chảy là sản phẩm của nhiều quá trình địa lý tự nhiên (khí hậu và mặt đệm) tác động lên nó Loại này thường gặp nhất ở nhóm các công thức triết giảm dòng chảy cực đại

- Phương pháp bản đồ và nội suy địa lý: Phương pháp này dựa trên cơ sở giả thiết rằng các đặc trưng của dòng chảy cũng như các yếu tố cảnh quan địa lý thay đổi từ từ theo lãnh thổ và tuân theo quy luật địa đới

- Phương pháp tương tự thủy văn: Phương pháp này phụ thuộc vào việc lựa chọn các lưu vực tương tự với lý luận rằng do dòng chảy là sản phẩm của khí hậu và chịu sự tác dộng các điều kiện địa lý tự nhiên nên với các lưu vực tương tự (có cùng một điều kiện địa lý cảnh quan giống nhau) thì dòng chảy của chúng cũng tương tự nhau Có các đặc trưng dòng chảy của lưu vực tương tự ta có thể xác định các đặc trưng dòng chảy của lưu vực đang xét qua việc xác định mức độ quan hệ giữa hai lưu vực để tính toán số hiệu chỉnh Phương pháp này rất hay dùng khi kéo dài các chuỗi số liệu ngắn về chuỗi

có thời kỳ nhiều năm

- Phương pháp xác suất thống kê: xem việc xuất hiện các đại lượng tài nguyên nước có tính ngẫu nhiên, sự hình thành cúng chịu sự tác động của đa nhân tố Mức độ định lượng chúng theo thời gian, không gian tuân theo các quy luật ngẫu nhiên Vận dụng phương pháp thống kê để xác định các mối quan hệ giữa đại lượng cần tìm và các nhân tố chi phối qua các tham số thống kê cơ bản

1.1.2.3 Phương pháp tính toán thủy văn

- Tính toán tài nguyên nước mưa: Khi nghiên cứu dòng chảy sinh ra trên một lưu vực do mưa thì việc tính lượng mưa bình quân lưu vực là rất cần thiết vì dòng chảy tại một của ra của một lưu vực nào đó là kết quả đo mưa gay ra trên toàn bộ diện tích lưu vực tạo nên chứ không phải do mưa ở một trạm đo mưa nào đó Để tính toán mưa trên toàn bộ lưu vực ta cần thu thập tài liệu đo mưa của tất cả các trạm đo trên tất cả các trạm

có trên lưu vực và trạm lân cận Vì tài liệu đo mưa có thời gian quan trắc không đồng nhất cho nên việc đầu tiên là phải tiến hành kéo dài bổ sung tài liệu cho các trạm thiếu tài liệu, sau đó mới tính toán lượng mưa bình quân trên lưu vực

- Tính toán chuẩn dòng chảy năm: chuẩn các đặc trưng chế độ thủy văn là giá trị trung bình nhiều năm của nó với thời đoạn tính toán đủ dài sao cho khi tăng chuỗi tính toán thì giá trị trung bình của chúng không thay đổi Thực tế để lấy chuẩn các đặc trưng chế độ thủy văn độ dài chuỗi cần khoảng 40 – 60 năm Chuẩn dòng chảy năm là một đặc trưng ổn định, là cơ sở để xác định khái quát về tài nguyên nước của một lưu vực hay một vùng lãnh thổ Nó là một chuẩn mực để xác định các đặc trưng thuỷ văn khác

- Tính toán phân phối dòng chảy năm: Dòng chảy trên sông khong những thay đổi hàng năm mà còn thay đổi theo các thời kỳ trong năm Quá trình thay đổi dòng chảy trong năm mang tính chất chu kỳ rõ rệt, hình thành các ph nước lớn nhỏ xen kẽ lẫn nhau, phụ thuộc tuần hoàn vào các yếu tố khí hậu Sự thay đổi có tính chu kỳ này được gọi là

sự phân phối dòng chảy năm Sự phân phối dòng chảy trong năm thường không phù hợp với yêu cầu dùng nước Chỉ có nắm vững quy luật tự nhiên của sự phân phối dòng chảy trong năm mới có thể tận dụng nguồn tài nguyên thủy lợi sông ngòi một cách có ích và hợp lý Vì vậy việc nghiên cứu phân phối dòng chảy trong năm có ý nghĩa thiết thực đối với việc thiết kế và khai thác các công trình thủy lợi, khi tính toán dung tích kho nước, công suất phát điện và cả trong giai đoạn vận hành kho nước Xác định phân phối dòng chảy trong năm còn có ý nghĩa nghiên cứu chế độ thủy văn chung, xác định mối quan

hệ giữa sự phân phối dòng chảy và các điều kiện địa lý tự nhiên để sử dụng trong trương hợp thiếu tài liệu

- Các công thức tính toán dòng chảy lũ: Lũ là một pha của chế độ dòng chảy sông ngòi có lượng cấp nước lớn nhất trong năm Ở vùng niệt đới nguồn cấp nước chủ yếu của sông ở pha nước này là mưa Dòng chảy lớn nhất là trị số lưu lượng tức thời hoặc trị số bình quân ngày đêm lớn nhất trong năm Lũ được tạo thành chịu nhiều chi phối của các điều kiện địa lý tự nhiên phức tạp, nên việc nghiên lũ cũng không thể bỏ qua việc nghiên cứu các thành tố tạo lũ, đặc trưng cho quá trình hình thành lũ

- Tính toán tài nguyên nước mùa cạn: Lưu lượng nước bé nhất là một tong những đặc trưng thủy văn cơ bản, thường được sử dụng trong các quy hoạch xây dựng, tưới tiêu, sử dụng nước trong sinh hoạt và bảo vệ môi trường Dòng chảy bé nhất là chỉ tiêu

để điều chỉnh sự phân phối dòng chảy trong năm đặc biệt là đối với các công trình đòi hỏi sự vận hành liên tục như cấp nước sinh hoạt, thủy điện…Như vậy, các thông tin về lưu lượng nước cực tiểu được đòi hỏi để đáp ứng nhu cầu đánh giá dòng chảy tự nhiên của sông ngòi cũng như để đánh giá mức độ hoạt động kinh tế qua dòng chảy sông ngòi

- Tính toán dòng chảy bé nhất khi không có tài liệu thủy văn cần phải đưa về một trong các phương pháp sau đây:

+ Xác định các đặc trưng cần tìm của dòng chảy bé nhất với việc sử dụng các quan trắc rời rạc về dòng chảy và tài liệu lưu vực sông tương tự

+ Xác định các giá trị tính toán dòng chảy trên cơ sở khái quát hóa ba tham số: chuẩn dòng chảy bé nhất, hệ số biến đổi và hệ số bất đối xứng theo các tài liệu sông đã được nghiên cứu

+ Sử dụng các hệ số biến đổi từ dòng chảy bé nhất của một tần suất đảm bảo xác định (cho trước) về đảm bảo dòng chảy cần tìm

1.1.2.4 Phương pháp mô hình hóa

Mô hình hóa đó là một phương pháp khoa học giúp con người xâm nhập sâu và bản chất của những hiện tượng tự nhiên hoặc xã hội phức tạp Mục đích mô hình hóa là tạo dựng hiện tượng sao cho thông qua việc nghiên cứu nó, con người thu nhận được những thông tin mới cần thiết Nếu việc dựng hiện tượng được thực hiện bởi tập hợp các hệ thức toán học (phương trình – bất đẳng thức, điều kiện logic, toán tử …) chúng

ta có mô hình toán hiện tượng đó

Trong những vấn đề then chốt của tính toán thủy văn là luôn luôn đánh giá lượng dòng chảy vì một lý do nào đó không trực tiếp đo đạc được Dự đoán chính xác điều này nâng cao đáng kể hiệu quả hoạt động của công trình Điểm chung của các vấn đề nêu trên là nhà thủy văn luôn luôn phải đánh giá có thể chờ đợi những gì ở tự nhiên? Tóm lại ta cần phải mô hình hóa những hiện tượng thủy văn

Trong việc mô hình hóa sự hình thành dòng chảy có hai cách tiếp cận:

Hình 1-1: Sơ đồ phân loại mô hình toán dòng chảy

1.2 Tình hình nghiên cứu tài nguyên nước thế giới và Việt Nam

1.2.1 Tài nguyên nước thế giới

Tổng lượng nước trên trái đất khoảng 1.386 triệu km3 Trong đó 97% lượng nước toàn cầu ở đại dương, 3% còn lại là nước ngọt, tồn tại ở dạng băng tuyết, nước ngầm, sông ngoài và hơi nước trong không khí Hệ thống nước khí quyển, nguồn động lực thủy văn nước mặt chỉ khoảng 12.900 km3, chưa đầy 1/100.000 lượng nước toàn cầu

Tổng số nước ngọt trên Trái đất khoảng 35x106 km3 chỉ chiếm có 3% tổng lượng nước trên Trái Đất Trong đó nước ngầm chiếm 30,1%, băng tuyết vĩnh cửu chiếm 68,7%, nước sinh vật chiếm 0,003%, nước trong khí quyển chiếm 0,04%, nước trong ao

hồ, đầm lầy và trong lòng sông chiếm chưa đầy 0,3%

Nguồn nước trên các sông là nguồn nước ngọt quan trọng, đáp ứng nhu cầu của con người và sinh vật trên cạn Theo Shiklomanov (1990), lưu lượng nước trên các dòng sông, thông qua chu trình nước toàn cầu, thể hiện sự biến động nhiều hơn lượng nước chứa trong các hồ, lượng nước ngầm và các khối băng

Những năm gần đây, rất nhiều Viện nghiên cứu, các nhà khoa học trên thế giới phát triển các mô hình số để đánh giá nuồn tài nguyên nước mà bắt đầu là các mô hình như MIKE, HEC-RAS, WEAP … để mô phỏng các quá trình mang tính bình quân hóa trên mặt cắt Khi nhu cầu tính toán phân bố theo không gian của các yếu tố thủy thạch động lực không chỉ theo chiều dòng chảy, mà còn cần trên cả độ sâu thì các mô hình 2D, 3D cũng lần lượt ra đời chẳng hạn như mô hình DELFT3D (Hà Lan), MECCA (Mỹ), Đây có thể xem là một bước tiến dài của khoa học công nghệ trong việc mô phỏng và xây dựng bức tranh đầy đủ hơn về đánh giá nguồn tài nguyên nước, sự biến đổi thủy

động lực, hình thái của lòng dẫn, bờ bãi sông biển cũng như dự báo sự biến đổi của nó

ở các giai đoạn khác nhau

Mô hình toán là một công cụ có tính tiện ích rất lớn, chính vì vậy nó được rất nhiều quốc gia quan tâm phát triển và đã có nhiều mô hình có tính thương mại cao, được sử dụng khá phổ biến ở nhiều nước, cho các dự án quan trọng ở các quốc gia khác nhau Tuy nhiên, cũng phải nói rằng mô hình toán không phải là một công cụ vạn năng vì tính đúng sai của nó phụ thuộc rất nhiều vào độ tin cậy của các điều kiện biên, các tập hàm vào mà chúng ta phải có trước khi áp dụng chúng

Chẳng hạn các mô hình thủy thạch động lực cần các số liệu mực nước, dòng chảy, sóng, bùn cát ở các biên cũng như các điểm trong hệ thống để hiệu chỉnh và kiểm định các thông số với độ chính xác cho phép khi mô phỏng Nhưng thực tế, các số liệu mà chúng ta có vừa ngắn, lại không đồng bộ, độ chính xác không cao thì khó có thể khẳng định mô hình sẽ cho kết quả có thể chấp nhận được

Việc ứng dụng các mô hình 2D hoặc 3D cũng còn gặp những trở ngại như khối lượng tính toán quá lớn, trong khi tốc độ tính toán của các máy tính thông thường hiện nay chưa đủ lớn dẫn tới thời gian mô phỏng quá dài Chẳng hạn việc mô phỏng trường dòng chảy thực 3 chiều cho một năm cần thời gian chạy máy tới 6 - 7 tháng với các máy tính có dung lượng bộ nhớ và tốc độ tính toán thông dụng như hiện nay Điều này không đáp ứng các nhu cầu của thực tế, đặc biệt là bài toán dự báo khi mà kết quả chạy ra đã lạc hậu về mặt thời gian

Mặt khác, về bản chất vật lý, mỗi yếu tố trong tập các thông số thủy động lực vừa mang tính địa đới phụ thuộc vào vùng địa lý, khí hậu, chẳng hạn như ở Việt Nam hết mùa lũ lại sang mùa cạn, vừa chịu tác động của các yếu tố phi địa đới hay còn gọi là các yếu tố địa phương Chẳng hạn cũng là lũ, nhưng lũ năm nay khác lũ năm sau cả về thời điểm xuất hiện, độ lớn và hình dạng … Do vậy, nếu chỉ sử dụng một công cụ riêng rẽ

sẽ rất khó có những kết luận chính xác và việc sử dụng đồng thời nhiều công cụ khác nhau, kiểm tra, so sánh dựa trên nguyên nhân và kết quả và được thực hiện với nhiều nghiên cứu khác nhau mới hy vọng phát hiện các qui luật và mới có các kết quả gần nhất với thực tế phản ánh đúng bản chất của hiện tượng

Hiện nay, các mô hình thủy văn đã được sử dụng rộng rãi để mô phỏng các thành phần và chế độ thủy văn của lưu vực Đặc biệt các khu vực không có hoặc thiếu dữ liệu; phục vụ cho việc đánh giá trữ lượng nước ngầm, nước mặt, các yếu tố thủy văn khác cũng như xây dựng các kịch bản về biến đổi khí hậu để có để phục vụ cho công tác quy hoạch, quản lý, khai thác… nguồn nước Có thể kể đến các nghiên cứu sau:

- Thompson et al (2004) sử dụng mô hình này để mô phỏng các hệ thống thủy văn trên đồng cỏ ướt của vùng đất thấp ở phía Đông Nam nước Anh;

- Nghiên cứu của McMichael et al (2006) chứng minh MIKE SHE sẽ là ưu việt

để mô phỏng thủy văn trong khu vực bán khô cằn;

- Hundecha, Y., Zehe, E., & Bárdossy, A (2002) Ước tính các tham số vùng từ các đặc tính của lưu vực để dự báo cho lưu vực không có dữ liệu;

- Ma, Y., Huang, Y., Chen, X., Li, Y., & Bao, A (2013) Mô hình hóa dòng chảy tuyết tan theo các kịch bản biến đổi khí hậu trong một lưu vực sông ở vùng núi không

có dữ liệu, ở Tây Bắc, Trung Quốc

- Graham & Butts (2005) áp dụng mô hình MIKE SHE để mô phỏng quá trình thủy văn của lưu vực sông Senegal, với diện tích 375.000 km2;

1.2.2 Tài nguyên nước ở Việt Nam

Việt Nam là nước có nguồn tài nguyên nước vào loại trung bình trên thế giới và

có nhiều yếu tố không bền vững Nước ta có khoảng 830 tỷ m3 nước mặt trong đó chỉ

có 310 tỷ m3 được tạo ra do mưa rơi trên lãnh thổ Việt Nam chiếm 37% còn 63% do lượng mưa ngoài lãnh thổ chảy vào Tổng trữ lượng tiềm tàng khả năng khai thác nước dưới đất ước tính khoảng 60 tỷ m3/năm Trữ lượng nước ở giai đoạn tiềm kiếm, thăm dò

sơ bộ mới đạt khoảng 8 tỷ m3/năm (khoảng 13% tổng trữ lượng)

Nếu kể cả nước mặt và nước dưới đất trên lãnh thổ thì bình quân đầu người đạt 4.400 m3/người/năm (thế giới 7.400 m3/người/năm) Theo chỉ tiêu đánh giá của Hội tài nguyên nước Quốc tế IWRA thì quốc gia nào dưới 4.000 m3/người/năm thì quốc gia đó thiếu nước Như vậy, nước ta là một trong những nước đang và sẽ thiếu nước trong tương lai gần (thực tế nếu kể cả lượng nước từ lãnh thổ nước ngoài chảy vào thì Việt Nam trung bình đạt khoảng 10.600 m3/người/năm)

• Tài nguyên nước mặt:

Việt Nam nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa có lượng mưa bình quân lớn

(1800-2000 mm) và có một hệ thống sông ngoài chằn chịt, tạo nên nguồn nước mặt phong phú Trên lãnh thổ Việt Nam có 2.360 sông dài trên 10 km có dòng chảy thường xuyên, 9 hệ thống sông có diện tích lưu vực trên 1000 km2 đó là: sông Mê Koong, sông Hồng, sông

Cả, sông Mã, sông Đồng Nai, sông Ba, sông Bắc Giang, sông Kỳ Cùng và sông Vu Gia – Thu Bồn [7] Sông ngòi Việt Nam chia làm 3 nhóm:

Bảng 1-1: Trữ lượng nước mặt các sông

Toàn

bộ

Trong nước

Ngoài nước

(Nguồn: Báo cáo hiện trạng môi trường Bộ NN&PTNN 2004)

• Tài nguyên nước ngầm:

Tổng hợp nước dưới đất đã được đánh giá và xét duyệt trên toàn bộ lãnh thổ đến cuối năm 1998 và các năm 2002, 2004 được thể hiện như sau:

Bảng 1-2: Trữ lượng nước trên toàn lãnh thổ Việt Nam (m3/ngày)

2 Nước ngầm 14.457.446 130.017.000 130.017.000

(Nguồn: Báo cáo hiện trạng môi trường Bộ NN&PTNN 2004)

Nhận thức rõ tầm quan trọng của nguồn tài nguyên nước, công tác nghiên cứu, đánh giá, quản lý nguồn tài nguyên nước ở nước ta được nhà nước hết sức coi trọng Có nhiều công trình nghiên cứu khoa học, các đề tài độc lập cấp Nhà nước, đề tài cấp Bộ,

đề tài của các địa phương và các ngành đã được thực hiện đã đề cập khá toàn diện đến các vấn đề như thoát lũ, xâm nhập mặn, giao thông thủy, quai đê lấn biển, phòng chống sạt lở bờ sông, bờ biển, bồi lấp cửa sông v.v…

Các nghiên cứu tiêu biểu theo hướng mô hình toán phải kể đến nhóm Bùi Hồng Long (Viện Hải dương học Nha Trang) nghiên cứu thủy động lực và bùn cát vùng Phan

Rí, Hàm Tiến, Phước Thế (Bình Thuận); Nhóm của Lê Ngọc Bích, Lương Phương Hậu

nghiên cứu vùng cảng Nhà Bè, Cần Giờ (TP Hồ Chí Minh), Gò Công (Tiền Giang) nhằm cung cấp các thông số kỹ thuật phục vụ xây dựng các phương án thiết kế và thi công đê, kè chống xói lở Nhóm của Nguyễn Mạnh Hùng, Viện Cơ học ứng dụng các

mô hình thủy thạch động lực mô phỏng bùn cát và biến đổi địa hình đáy vùng ven bờ, biến động đường bờ biển và cửa sông dưới tác động của sóng, mực nước, dòng chảy ngoài biển và bùn cát cung cấp từ trong sông cho các khu vực cửa Lạch Huyện, cửa Nam Triệu (Hải Phòng), vùng biển Hải Hậu (Nam Định), vùng bờ biển Cảnh Dương (Quảng Bình), Hồ Tàu, cửa Định An (Trà Vinh), Gành Hào (Bạc Liêu) Nhóm nghiên cứu của Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội gồm Nguyễn Thọ Sáo, Đinh Văn Ưu…nghiên cứu các quá trình động lực học của lớp gần đáy, chính xác hóa các hệ số trong các công thức bán kinh nghiệm của các tác giả nước ngoài để tính vận chuyển bùn cát ven bờ biển nước ta Nhóm nghiên cứu của công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Cảng, đường thủy (TEDI Port) mô phỏng chế độ sóng và dòng chảy khu vực Nam Đình Vũ (Hải Phòng), diễn biến hình thái cửa Định An, lan truyền sóng phục

vụ thiết kế kè chắn cát cảng Dung Quất (Quảng Ngãi), kè Mũi Né (Bình Thuận), kè biển Vũng Tàu (Bà Rịa, Vũng Tàu), Nha Trang (Khánh Hòa)…Nguyễn Hữu Nhân cùng một

số tác giả khác phát triển modul dự báo sóng VINAWAVE và ứng dụng phần mềm Hydro GIS mô phỏng lũ lụt và xâm nhập mặn vùng đồng bằng sông Cửu Long

1.3 Các công trình nghiên cứu tài nguyên nước trên lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn và Cu Đê

1.3.1 Trên lưu vực Vu Gia – Thu Bồn

Trên lưu vực Vu Gia – Thu Bồn cũng đã có những dự án, công trình, đề tài nghiên cứu liên quan đến lĩnh vực tài nguyên nước; đó là những tài liệu hết sức quý giá có giá trị về khoa học và thực tiễn nhằm phục vục cho quá trình phát triển kinh tế - xã hội tại khu vực Các nghiên cứu có thể liệt kê bao gồm:

- Đặng Văn Bào, Nguyễn Vi Dân, 1996 thực hiện đề tài “Lịch sử phát triển địa hình dải đồng bằng Huế - Quảng Ngãi” và đã công bố kết quả nghiên cứu trong Tạp chí Khoa học- Chuyên san Địa lý 1996 - Đại học Quốc gia Hà Nội

- Báo cáo đề tài cấp trường Đại học Bách Khoa - Đại học Đà Nẵng “Nghiên cứu xâm nhập mặn trên hạ lưu sông Vu Gia – Thu Bồn” do Tô Thúy Nga thực hiện năm

2011

- Viện Khoa học Công nghệ Môi trường (2011) đã thực hiện đề tài cấp nhà nước

về nghiên cứu đề xuất giải pháp quản lý sử dụng tổng hợp tài nguyên nước lưu vực sông

Vu Gia – sông Hàn đáp ứng nhu cầu phát triển bền vững thành phố Đà Nẵng Đề tài đã hoàn thành với khối lượng lớn, sử dụng các bộ công cụ mô hình HEC-RAS, MIKE để

mô phỏng đánh giá dòng chảy lũ, chất lượng nước v.v Tuy nhiên hạn chế lớn của đề

tài là các biên đầu vào cũng như sơ đồ thủy lực để mô phỏng chưa thật sự hợp lý, đề tài cũng chưa nghiên cứu sâu về các hoạt động vận hành của hồ chứa

- Dự án nghiên cứu sạt lở bờ sông của hệ thống sông Vu Gia -Thu Bồn do Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam thực hiện năm 2012

- Nguyễn Dương Quang Chánh (2013), Áp dụng mô hình MIKE trong mô phỏng chất lượng nước vùng hạ lưu Vu Gia- Hàn Thành phố Đà Nẵng, Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật – Đại học Đà Nẵng [13]

- Hà Văn Khối, Hồ Ngọc Dung (2013), “Xây dựng mô hình tính toán điều tiết phát điện và cấp nước cho hệ thống hồ chứa lợi dụng tổng hợp”, tuyển tập hội nghị khoa học thường niên, Đại học thủy lợi

- Lê Hùng, Tô Thúy Nga (2014), “Đánh giá sự ảnh hưởng điện năng của hồ chứa thủy điện trên hệ thống sông Vu Gia - Thu Bồn khi giao thêm nhiệm vụ phòng lũ”, Tạp chí Nông nghiệp và phát triển Nông thôn, Vol 2, Hà Nội

- Năm 2015 Tổ chức LUCCI (Đức), thực hiện dự án nghiên cứu quan hệ tương tác giữa sử dụng đất và biến đổi khí hậu tại Miền Trung Việt Nam, dự án này được thực hiện từ năm 2009 - 2015, là dự án có quy mô lớn nhất từ trước đến giờ được thực hiện trên lưu vực Vu Gia Thu Bồn, thực hiện khối lượng rất lớn, bao gồm nhiều trường Đại học của Đức tham dự thực hiện đề tài chia theo nhiều mảng, trong đó có mạng xâm nhập

và vận hành hồ chứa, cũng như Biến đổi khí hậu, tháng 3/2015 đã báo cáo kết thúc dự

án, tuy nhiên các kết quả nghiên cứu, sản phẩm nghiên cứu, chi tiết hoàn thiện, các báo cáo vẫn chưa áp dụng được vào thực tiễn [17] [20]

Trong những năm gần đây, việc nghiên cứu tài nguyên nước và xâm nhập mặn trên lưu vực vu Gia – Thu Bồn dưới tác động của biến đổi khí hậu đã được quan tâm nhằm đảm bảo cung cấp nước phục vụ nông nghiệp và cấp nước phục vụ sinh hoạt của nhân dân Việc nghiên cứu tài nguyên nước và xâm nhập mặn cũng đã mang lại những kết quả đáng kể, từ đó nâng cao hiệu quả khai thác, đưa ra các quy trình vận hành liên hồ chứa phía thượng nguồn nhằm khai thác nguồn nước một các hợp lý giữa các ngành, cải tạo cảnh quan, cải tạo hệ sinh thái ven bờ Bên cạnh đó, việc nghiên cứu cũng đưa ra các giải pháp phục vụ công tác quản lý, phát triển kinh tế xã hội, đảm bảo môi trường và phát triển bền vững thành phố Đà Nẵng

1.3.2 Trên lưu vực sông Cu Đê

Nhằm phục vụ cho mục tiêu phát triển kinh tế - xã hội, thành phố Đà Nẵng cũng

đã có nhiều đề tài, công trình nghiên cứu liên quan đến tài nguyên nước, trong đó phải

kể đến:

(i) Đề tài: “Đánh giá tài nguyên nước mặt hệ thống sông Cu Đê và sông Túy Loan phục vụ phát triển kinh tế xã hội thành phố Đà Nẵng” do Chi cục Thủy lợi và Phòng

chống lụt bão Đà Nẵng thực hiện năm 2004 Đề tài sử dụng mô hình MITSIM để tính toán cân bằng nước, nhu cầu dùng nước cho công nghiệp, nông nghiệp, sinh hoạt và thủy sản; nghiên cứu tính toán cân bằng nước cho lưu vực sông Cu Đê và sông Túy Loan Tại thời điểm năm 2004, chưa tính toán lưu lượng cấp nước thô cho Nhà máy nước Hòa Liên [2]

(ii) Dự án: “Đánh giá toàn diện nhằm hướng đến khả năng chống chịu BĐKH đối với nguồn tài nguyên nước thành phố Đà Nẵng” do Viện khoa học thủy lợi miền Trung – Tây Nguyên thực hiện năm 2015 Dự án sử dụng mô hình WEAP để đánh giá trữ lượng nguồn nước mặt trên các lưu vực sông thành phố Đà Nẵng Việc sử dụng mô hình WEAP là thiên về tính toán cân bằng nước, chưa tính toán về các thông số chất lượng nước đặc biệt là độ mặn [3]

(iii) Dự án: “Nghiên cứu khả thi Mở rộng hệ thống cấp nước Đà Nẵng giai đoạn 2012-2018.” Công ty tư vấn Black & Veatch thực hiện năm 2011 Dự án nghiên cứu xây dựng Nhà máy nước Hòa Liên với nguồn nước thô được lấy từ thủy điện sông Nam – sông Bắc Tuy nhiên, do nhiều nguyên nhân khác nhau, dự án thủy điện sông Nam – sông Bắc đã tạm dừng Vì vậy việc đánh giá lại tài nguyên nước sông Cu Đê và lựa chọn công trình thu nước cho Nhà máy nước Hòa liên là rất cần thiết [6]

(iv) Dự án: “Nghiên cứu tiền khả thi Xây dựng Nhà máy nước Hòa Liên theo hình thức hợp tác công - tư” Công ty Kajima – Nhật Bản thực hiện năm 2014 Dự án sử dụng máy đo lưu lượng để kiểm tra lưu lượng tại một số vị trí để lựa chọn công trình thu nước cho Nhà máy nước Hòa Liên Tuy nhiên thời gian đo ngắn (từ 11/2013 đến 3/2014; đo 6 lần) chưa thể hiện rõ được lưu lượng dòng chảy trên sông Cu Đê [8]

(v) Dự án: Xây dựng mô hình thủy văn thủy lực và phát triển đô thị thành phố

Đà Nẵng do Trung tâm nghiên cứu bảo vệ môi trường Đà Nẵng thực hiện năm 2013 Dự

án này sử dụng mô hình MIKE FLOOD để đánh giá mức độ ngập lụt của thành phố Đà Nẵng với các kịch bản phát triển đô thị Trong đề tài này, các số liệu đo đạc thuỷ lực thuỷ văn được thu thập bằng các phương pháp đo đạc ngoài thực tế nên độ chính xác cho mô hình tương đối cao Tuy nhiên, dự án này chỉ dừng lại ở việc mô tả ngập lụt chứ chưa sử dụng mô đun thuỷ lực để tiến hành mô phỏng chất lượng nước của lưu vực sông [9]

Do yêu cầu về mỗi dự án khác nhau nên mỗi dự án giải quyết các vấn đề khác nhau, việc đánh giá tài nguyên nước sông Cu Đê cũng đã được nhắc đến nhưng chưa gắn với các giải pháp công trình nhằm mục đích cung cấp nguồn nước thô phục vụ xây dựng Nhà máy nước Hòa Liên Ở đây, đề tài cũng sẽ tận dụng các số liệu từ các dự án

đã thực hiện trên lưu vực sông Cu Đê để làm cơ sở phân tích đánh giá tài nguyên nước

và đề xuất các giải pháp công trình phù hợp cho quá trình triển khai xây dựng Nhà máy nước Hòa Liên

CHƯƠNG II: ĐẶC ĐIỂM KHU VỰC NGHIÊN CỨU, ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN KHÔNG GIAN ĐÔ THỊ THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG VÀ DỰ BÁO NHU

CẦU SỬ DỤNG NƯỚC SINH HOẠT 2.1 Tổng quan về khu vực nghiên cứu

2.1.1 Vị trí địa lý

Thành phố Đà Nẵng có 06 quận và 2 huyện : quận Hải Châu, Thanh Khê, Sơn Trà, Ngũ Hành Sơn, Liên Chiểu, Cẩm Lệ, huyện Hòa Vang và huyện đảo Hoàng Sa Phía Bắc giáp tỉnh Thừa Thiên Huế, phía Nam và Tây giáp tỉnh Quảng Nam, phía Đông giáp biển Đông Thành phố Đà Nẵng có tọa độ địa lý từ 15°15' đến 16°40' Vĩ độ Bắc và

từ 107°17' đến 108°20' Kinh độ Đông nên Đà Nẵng nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa,

có lượng mưa hàng năm tương đối lớn

Đà Nẵng nằm ở trung độ của đất nước, trên trục giao thông Bắc - Nam về đường

bộ, đường sắt, đường biển và đường hàng không Thành phố Đà Nẵng là trung tâm kinh

tế trọng yếu của khu vực miền Trung và Tây Nguyên, có một vị trí địa lý đặc biệt thuận lợi cho sự phát triển kinh tế - xã hội nhanh chóng và bền vững

2.1.2 Đặc điểm địa hình

Địa hình thành phố Đà Nẵng vừa có đồng bằng, vừa có núi, vùng núi cao và dốc, tập trung ở phía tây và tây bắc nhiều dăy núi chạy dài ra biển, một số đồi thấp xen kẽ những đồng bằng hẹp, có thể chia thành 3 dạng địa hình chính:

- Địa hình núi cao: Phân bố ở phía tây của thành phố (Hoà Bắc, Hoà Ninh, Hoà Phú), có độ cao trung bình 500 ÷ 1000 m gồm nhiều núi nối tiếp nhau đâm ra biển Nhìn chung địa hình núi cao có hướng dốc từ tây nam xuống đông bắc

- Địa hình gò đồi : Phân bố ở phía tây, tây bắc thành phố gồm các xã Hoà Liên, Hoà Sơn, Hoà phong, Hoà Nhơn và một phần các xă Hoà Khương, Hoà Ninh của huyện Hoà Vang đây là khu vực chuyển tiếp giữa núi cao và đồng bằng, đặc trưng của vùng này là dạng đồi bát úp

- Địa hình đồng bằng: Phân bố chủ yếu ở phía đông thành phố, dọc theo các con sông lớn như sông Yên, sông Túy Loan, sông Cẩm Lệ, sông Cu Đê, sông Hàn và dọc theo biển Ngoài ra dọc theo bờ biển có nhiều cồn cát và bãi cát lớn như Xuân Thiều, Hoà Khánh, Bắc Mỹ An…Với dạng địa hình trên, Đà Nẵng sự phân bố mưa khác nhau

giữa các vùng

2.1.3 Đặc điểm địa chất

Thành phố Đà Nẵng nằm trong các giới địa tầng của đới kiến tạo A Vương - Sê Công Phía bắc đới giới hạn bởi đứt gẫy Sơn Trà - A Trép, và phía Nam bởi đứt gẫy Tam Kỳ - Phước Sơn Phức hệ này được đặc trưng bởi phức hệ Paleozoi hạ phức hệ Paleozoi trung và phức hệ Paleozoi thượng - Mesozoi hạ

2.1.4 Đặc điểm thổ nhưỡng

Thành phố Đà Nẵng có tổng diện tích đất tự nhiên 128.543 ha (1.285,43 km2), gồm 7165,31 ha đất nông nghiệp, 67037,80 ha đất lâm nghiệp Huyện Hòa Vang có diện tích lớn nhất- chiếm 57,17 % tổng diện tích tự nhiên của thành phố

Theo phân loại nguồn gốc phát sinh các loại đất, thành phố Đà Nẵng có 7 nhóm đất chính sau: đất cồn cát và đất cát ven biển, đất mặn, đất phèn mặn, đất phù sa, đất dốc

tụ, đất mùn vàng đỏ trên đá mác ma axit và đất đỏ vàng Lớp phủ thực vật, hệ số thấm trên mỗi nhóm đất khác nhau ảnh hưởng đến dòng chảy mặt của các sông suối trong vùng

2.1.5 Đặc điểm khí hậu - thủy văn

Khí hậu thành phố Đà Nẵng là nhiệt đới gió mùa, có 2 mùa khác nhau: Mùa đông

từ tháng 9 đến tháng 4, có nhiều đợt không khí lạnh Đông Bắc thổi về Mùa hạ từ tháng

5 đến tháng 8, là thời kỳ hoạt động của gió mùa mùa hạ hướng Tây Nam và Đông Nam

Lượng mưa: Lượng mưa trung bình nhiều năm trạm Đà Nẵng là 2201 mm, mùa mưa bắt đầu từ tháng 9 đến tháng 12, chiếm từ 65-80% Lượng mưa cả năm Thời kỳ mưa lớn nhất thường tập trung vào tháng 10 và tháng 11, vì vậy lũ lớn thường xuất hiện trong hai tháng mưa nhiều này Mùa khô thường bắt đầu từ tháng 1 đến tháng 8, thường có lũ tiểu mãn xảy ra

Bốc hơi: Lượng nước bốc hơi trung bình năm tại Đà Nẵng 1045,4 mm Lượng nước bốc hơi mạnh trong thời kỳ gió Tây Nam khô nóng Trong các tháng mùa mưa và đầu mùa ít mưa, lượng nước bốc hơi thấp

Độ ẩm: Vào các tháng mùa mưa, độ ẩm không khí vùng đồng bằng ven biển có thể đạt 85 ÷ 88%, vùng núi có thể đạt 90 ÷ 95% Các tháng mùa khô, vùng đồng bằng ven biển chỉ còn dưới mức 80%, vùng núi còn 80 85% Độ ẩm không khí vào những ngày thấp nhất có thể xuống tới mức 20 ÷ 30%

Nhiệt độ: Đà Nẵng có một nền nhiệt độ cao và phân bố khá đồng đều quanh năm Nhiệt độ chủ yếu biến đổi theo độ cao và thay đổi theo mùa Nhiệt độ bình quân hàng năm vùng núi là 24,5-25,5oC, vùng đồng bằng ven biển là 25,5-26,0oC

Số giờ nắng: Đà Nẵng có số giờ nắng phong phú, ở vùng núi cao số giờ nắng đạt trên 1.800 giờ/năm, ở vùng đồng bằng và bán đảo số giờ nắng trên 2.200 giờ/năm

Trên lưu vực sông Cu Đê không có trạm thủy văn nên việc tính toán các số liệu thủy văn thường mượn các số liệu thủy văn khu vực tương tự hoặc sử dụng số liệu thủy văn của trạm Thạnh Mỹ, Nông Sơn trên lưu vục sông Vu Gia – Thu Bồn

Vùng ven biển Thành phố Đà Nẵng có chế độ triều khá phức tạp, bờ biển không

dài nhưng triều ở phía Bắc không hoàn toàn giống triều ở phía Nam Tại mỗi cửa biển cũng có dạng triều khác nhau Nhìn chung, dạng bán nhật triều chiếm ưu thế nhưng mỗi tháng đều có xuất hiện một số ngày nhật triều Số lần xuất hiện nhật triều trong các tháng không đều nhau và tại mỗi cửa sông cũng khác nhau, có xu thế tăng dần từ Bắc vào Nam

Vùng phía Bắc chủ yếu là chế độ bán nhật triều Số ngày nhật triều trong tháng trung bình chỉ có 3 ngày, tháng nhiều nhất có 8 ngày và tháng ít nhất có 1 ngày Tại cửa sông Hàn, trung bình mỗi tháng có 2,9 ngày nhật triều

2.1.6 Các sông thuộc hạ lưu sông Vu Gia

Sông Yên: Cách thị trấn Ái Nghĩa khoảng 4 km về phía hạ lưu, sông Ái Nghĩa

có phân lưu là sông Yên và sông Lạc Thành Sông Yên xuất phát từ xã Đại Hiệp chảy theo hướng Bắc đến ngã ba sông Túy Loan và Cầu Đỏ Sông Yên có chiều dài 12,74

km, có độ dốc khoảng 0,4 %, lòng sông rộng, có chiều rộng trung bình 130 m Do có độ dốc lớn, lòng sông rộng nên phần lớn lưu lượng của sông Ái Nghĩa tập trung chảy vào nhánh sông này Phần hạ lưu sông Yên thuộc địa phận thành Phố Đà Nẵng, trên sông Yên có đập dâng An Trạch

Sông Lạc Thành: là sông đào thuộc địa phận tỉnh Quảng Nam, cũng là phân lưu của sông Ái Nghĩa, chảy theo hướng Đông đến ngã ba sông La Thọ và Quá Giáng (Bàu Sấu), dài khoảng 4,25 km, có độ dốc nhỏ 0,05%, chiều rộng lòng sông hẹp, trung bình 85m nên lưu lượng sông Lạc Thành chỉ chiếm một lượng nhỏ lưu lượng của sông Ái Nghĩa Sông Lạc Thành có hai phân lưu là sông La Thọ và sông Quá Giáng

Sông Quá Giáng là phân lưu của sông Lạc Thành, chảy theo hướng Đông Bắc dài khoảng 6,45 km, có hai nhánh là sông Quá Giáng Tả và Quá Giáng Hữu Trên sông Quá Giáng Tả có đập dâng Hà Thanh và trên sông Quá Giáng Hữu có đập dâng Bàu Nít

Ở hạ lưu hai nhánh sông này nhâp lại và chảy vào sông Vĩnh Điện

Sông La Thọ là phân lưu của sông Lạc Thành, chảy theo hướng Đông Nam dài 5,01 km Sông La Thọ có hai phân lưu là sông Thanh Quýt và sông Cổ Cò

Sông Thanh Quýt là phân lưu của sông La Thọ, trên sông Thanh Quýt có đập dâng Thanh Quýt, ở hạ lưu sông Thanh Quýt chảy vào sông Vĩnh Điện

Sông Tam Giác (sông Cổ Cò) là phân lưu của sông La Thọ, đổ vào sông Thu Bồn qua cống Bình Long

Sông Túy Loan : lưu vực nằm trọn trong địa phận thành phố Đà Nẵng, có dạng hình lông chim và liền kề với lưu vực sông Cu Đê Sông Túy Loan bắt nguồn từ sườn phía đông núi Mang (1708m) và núi Bà Nà (1.487m ) có chiều dài 30 km với diện tích

309 km2 Sông Túy Loan được hình thành bởi 3 nhánh sông chính: sông An Lợi, sông

Lỗ Trào và sông Lỗ Đông Sông Túy Loan chảy qua các xã Hoà Ninh, Hoà Phú, Hoà Phong, Hoà Nhơn Trên lưu vực sông Túy Loan có hồ Đồng Nghệ

Sông Cầu Đỏ: là hợp lưu của sông Yên và sông Túy Loan nên dòng chảy chịu ảnh hưởng rất lớn của quy trình vận hành các công trình ở thượng lưu, đồng thời còn chịu ảnh hưởng của chế độ thủy triều, vào mùa khô nước trên sông Cầu Đỏ bị nhiễm mặn Sông Cầu Đỏ ở hạ lưu có tên gọi là sông Cẩm Lệ

Sông Vĩnh Điện: là sông nối giữa sông Thu Bồn và sông Hàn Dòng chảy từ sông Thu Bồn theo sông Vĩnh Điện đổ về sông Hàn Dòng chảy sông Vĩnh Điện chịu ảnh hưởng bởi chế độ thủy triều vùng biển Cửa Đại và cửa Hàn Trên địa phận thành phố

Đà Nẵng, sông Vĩnh Điện chảy qua các xã Hoà Phước,Hòa Xuân, phường Hoà Quí, Bắc

Mỹ An

Sông Hàn: là sông tiếp nhận lượng dòng chảy của sông Cầu Đỏ và sông Vĩnh Điện, đổ ra biển qua cửa Hàn Chế độ dòng chảy sông Hàn chịu ảnh hưởng mạnh bởi chế độ thủy triều vùng biển Đà Nẵng

Hình 2-1: Mạng lưới sông thành phố Đà Nẵng

(Nguồn: Viện Khoa học thủy lợi Miền Trung – Tây Nguyên)

2.1.7 Lưu vực sông Cu Đê

2.1.7.1 Giới thiệu về lưu vực sông Cu Đê

Lưu vực Cu Đê thuộc sườn phía tây của đèo Hải Vân, phía đông giáp vịnh Đà Nẵng (hình 2-2), có diện tích lưu vực 425,2 km2 Địa hình núi đón gió Đông Nam và có lượng mưa phong phú Đây là vùng nằm ở rìa của trung tâm mưa lớn nhất của khu vực Quảng Nam - Đà Nẵng Độ dốc của lưu vực tương đối lớn, có hình nan quạt nên lũ tập

trung nhanh về tuyến công trình Trên lưu vực, có sông Nam đựợc xem là nhánh chính của sông Cu Đê, chảy về hợp với nhánh sông Bắc, sau đó tiếp tục chảy về hạ lưu và tiếp nhận thêm nhánh Suối Cậy cách Nam Ô khoảng 14 km, sông Cu Đê chảy qua các xã Hoà Bắc, Hoà Liên (huyện Hòa Vang), phường Hoà Hiệp Nam và Hoà Hiệp Bắc (quận Liên Chiểu) tổng chiều dài của sông Cu Đê là 38km Lượng mưa trung bình hàng năm của khu vực này là khá cao: 1800 mm Mặc dù vậy có sự khác nhau trong các mùa, 65%

- 80% lượng mưa hàng năm tập trung trong thời gian tháng 10 - tháng 12 Hơn nữa, khu vực này thường có bão xuất hiện vào mùa mưa Bão tạo gây ngập lụt xảy ra thường xuyên và nghiêm trọng hơn Ngược lại, hạn hán xảy ra thường xuyên trong những tháng còn lại Lưu lượng dòng chảy sông Cu Đê tập trung chủ yếu vào mùa mưa, còn về mùa khô lưu lượng nhỏ nên dòng chảy bị ảnh hưởng chế độ triều phía biển rất lớn Mặc dù

có những điều kiện khí hậu phức tạp, nhưng cơ sở hạ tầng mạng lưới quan trắc thủy văn trong lưu vực còn hạn chế Mật độ của các trạm đo là thưa thớt, nhất là đối với các trạm

đo lượng mưa và dòng chảy trong sông Với diện tích khoảng 425,2 km2, chỉ có một trạm đo dữ liệu lượng mưa là Hòa Trung Việc thiếu các dữ liệu và chất lượng dữ liệu mang lại khó khăn nhất định trong việc dự báo các hiện tượng tự nhiên ở hiện tại cũng như trong tương lai Trên lưu vực sông Cu Đê có hồ Hòa Trung với dung tích 10 triệu

Tổng lượng dòng chảy trung bình nhiều năm của sông Cu Đê tại cửa ra đạt

W0=1,24 tỷ m3, trong đó lượng dòng chảy năm của sông Nam chiếm đến 27,40 %, sông Bắc chiếm 33,64%, lưu vực hồ Hòa Trung chỉ chiếm 3,86 % tổng lượng dòng chảy của sông Cu Đê Lưu lượng trung bình mùa lũ (gồm 3 tháng: 10, 11 và 12) là 97,74 m3/s, lưu lượng trung bình mùa kiệt (gồm 9 tháng: từ tháng 1 đến tháng 9) là 19,01 m3/s (bằng gần 1/6 lưu lượng mùa lũ) Lưu lượng bình quân tháng lớn nhất là 123,86 m3/s (tháng 11), lưu lượng bình quân tháng nhỏ nhất là 9,62 m3/s (tháng 4) Tổng lượng trung bình mùa lũ là 0,88 tỷ m3, lớn gấp 2,5 lần so với tổng lượng mùa kiệt là 0,36 tỷ m3[3]

2.1.7.2 Tình hình khai thác và sử dụng nước trên lưu vực sông Cu Đê

Các hoạt động phát triển trên lưu vực sông Cu Đê chủ yếu là hoạt động sinh hoạt của cộng đồng dân cư, canh tác nông nghiệp, chăn nuôi, các loại cây trồng nông nghiệp trên các bãi bồi ven sông bao gồm: lúa, mía và ngô Trên lưu vực sông cu Đê đã xây dựng 9 công trình đập dâng nhỏ và 1 trạm bơm, có năng lực tưới 1.235,5ha, đã phát huy được 742,8 ha bằng 60,12% thiết kế.[10]

Hình 2-3: Các công trình khai thác nước trên lưu vực sông Cu Đê

Vùng gần cửa sông, khu vực thôn Trường Định và hạ lưu cầu Nam Ô Thượng có khoảng 10 hộ dân nuôi tôm nước lợ với diện tích 17 ha với năng suất 0,7 tấn/ha [10]

Vùng hạ lưu sông có hoạt động khai thác cát, sỏi cung cấp cho các hoạt động xây dựng

và đánh bắt hải sản tự nhiên của các hộ dân

2.1.7.3 Chất lượng nước lưu vực sông Cu Đê

Hiện tượng xâm nhập mặn: mùa khô do lưu lượng dòng chảy nhỏ, đoạn sông vùng hạ lưu từ Hội An Thượng đến cửa Nam Ô dài 16 km có độ dốc nhỏ thường xuyên

bị nhiễm mặn với nồng độ thay đổi theo lưu lượng dòng chảy từ thượng lưu và biên độ triều

Chất lượng môi trường nước sông Cu Ðê [4]: luôn bị tác động bởi nhiều hoạt động như công nghiệp, dịch vụ, thương mại, nông nghiệp và dân sinh Ðánh giá chung trong vòng 5 năm (2011 – 2015), chất lượng nước sông Cu Ðê đã được cải thiện hơn so với giai đoạn trước đó và diễn biến các chất gây ô nhiễm đang có xu hướng giảm dần theo thời gian Tại tất cả các vị trí quan trắc trên sông Cu Ðê trong 5 năm qua chưa có dấu hiệu ô nhiễm chất hữu cơ

Đối với hàm lượng DO trung bình hằng năm trên sông Cu Đê trong 5 năm qua cũng đạt quy chuẩn cho phép Hàm lượng chất rắn lơ lửng trung bình mỗi năm dao động

từ 11,67mg/l ÷ 37,47mg/l, đạt quy chuẩn cho phép theo QCVN 08:2008/BTNMT Chất dinh dưỡng, NH4+có hàm lượng trung bình dao động từ 0,03 ÷ 0,60 mg/l và hàm lượng

PO43- trung bình hàng năm dao động trong khoảng 0,01 ÷ 0,42 mg/l, vượt quy chuẩn cho phép vào năm 2009 Tuy nhiên, mức vượt quy chuẩn không lớn

Diễn biến ô nhiễm chất dinh dưỡng có xu hướng giảm theo thời gian Từ năm

2010 đến nay, hàm lượng các chất ô nhiễm đều nằm trong giới hạn cho phép của quy chuẩn Mật độ coliform trung bình hàng năm tại tất cả các vị trí quan trắc trên sông Cu

Đê đều đạt quy chuẩn quy định, mức dao động từ 350 MNP/100ml ÷ 6.318MNP/100ml, cao nhất tại vị trí cách cửa sông 1.000m vào năm 2009

Sông Cu Đê không xảy ra ô nhiễm kim loại nặng đối với các thông số: Thủy ngân (Hg), Chì (Pb), Đồng (Cu), Kẽm (Zn), Sắt (Fe), Asen (As) trong 5 năm qua Riêng hàm lượng Cadimi (Cd) tại các vị trí ở một số thời điểm vượt quy chuẩn, số lần vượt quy chuẩn từ 0,40 ÷12,74 lần vào giai đoạn 2010 đến 2012, cao nhất tại vị trí cách cửa sông 1.000m vào năm 2010 Hàm lượng dầu mỡ trên sông Cu Đê dao động từ 0 mg/l ÷ 0,4mg/l, tương đương với số lần vượt quy chuẩn từ 0,3 ÷ 3,0 lần, cao nhất tại vị trí cách cửa sông 1.000m vào năm 2009

Xét về mặt không gian, hàm lượng dầu mỡ có xu hướng gia tăng về phía hạ lưu Tuy nhiên, ô nhiễm dầu mỡ xảy ra từ thượng nguồn Đây là vấn đề cần quan tâm trên khu vực đầu nguồn của sông Cu Đê

2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến nguồn nước sông Cu Đê

- Địa hình: ảnh hưởng rất lớn đến quá trình rửa trôi, xói mòn (quyết định khả năng cuốn trôi muối, chất hữu cơ vào trong nước), ảnh hưởng đến chất lượng nước, tốc độ dòng chảy, thời gian tiếp xúc giữa nước và đất, tốc độ thấm, tốc độ hình thành đầm lầy

- Chế độ thủy văn: thành phần của nước, nồng độ các chất hóa học trong nước phụ thuộc vào dòng chảy, chiều dài dòng chảy, diện tích lưu vực

- Lũ lụt: Về mùa lũ, chất lượng nước trên sông suy giảm, độ đục, hàm lượng các

chất rắn, bùn cát, chất lơ lững trong nước rất cao Phá hủy các công trình cấp nước tự chảy ở xã Hòa Bắc Các công trình này chủ yếu được xây dựng ở các khe suối được lấy nước bằng đập tràn bê tông loại nhỏ Các khe suối này có độ dốc lớn khi có mưa lũ dòng chảy tập trung với lưu lượng lớn nên rất dễ gây hư hỏng, bồi lấp các hạng mục đầu mối

và tuyến ống chạy nổi của công trình cấp nước

- Hạn hán: do hạn hán, dòng chảy trong sông, suối thấp, suy giảm lượng nước cung cấp cho dòng chảy ngầm trong mùa khô và do chịu ảnh hưởng của hoạt động khai thác nên mực nước ngầm có thể giảm đáng kể Mực nước tại các vùng không bị ảnh hưởng của thuỷ triều có xu hướng hạ thấp hơn Một tác động rất lớn khác của hạn hán là gây

ra tình trạng xâm nhập mặn trên làm ảnh hưởng rất lớn đến hoạt động cấp nước cho sản xuất nông nghiệp và dân sinh Xâm nhập mặn làm giảm chất lượng nguồn nước, dẫn đến tình trạng khó khăn cho việc cấp nước cho hoạt động sản xuất Thời kỳ xâm nhập mặn ảnh hưởng mạnh nhất trong năm là từ tháng 3 đến tháng 8, khi dòng chảy trên sông suy giảm và mức nước trên sông bị hạ thấp

2.2.2 Yếu tố nhân tạo

Các yếu tố nhân tạo bao gồm các hoạt động sinh hoạt của cộng đồng dân cư, hoạt động phát triển kinh tế xã hội Đây là yếu tố chính tác động đến chất lượng nguồn nước

- Hoạt động sinh hoạt của cộng đồng dân cư: sự gia tăng dân số quá nhanh sẽ phát sinh ra lượng lớn nước thải sinh hoạt, rác thải sinh hoạt đây là nguyên nhân chính gây

ô nhiễm nguồn nước

- Hoạt động sản xuất nông nghiệp: phát sinh ra lượng lớn chất thải chăn nuôi gồm chất thải rắn (phân, thức ăn, xác gia súc, gia cầm chết), chất thải lỏng (nước tiểu, nước rửa chuồng, nước để tắm gia súc), chất thải khí (NH3, CO2…) Chất thải trồng trọt như

vỏ bao vì hóa chất, thuốc bảo vệ thực vật, rơm rạ

- Hoạt đông sản xuất công nghiệp, dịch vụ: phát sinh ra một lượng lớn nước thải công nghiệp chứa các chất ô nhiễm và độc hại gây ô nhiễm nguồn nước và một lượng chất thải thông thường (rác thải, nước thải sinh hoạt)

2.3 Định hướng phát triển đô thị thành phố Đà Nẵng

2.3.1 Mục tiêu phát triển và quy mô dân số

2.3.1.1 Mục tiêu phát triển

Phát triển thành phố Đà Nẵng trở thành thành phố cấp quốc gia, hiện đại; là đô thị trung tâm góp phần thúc đẩy phát triển kinh tế xã hội vùng Miền trung và Tây nguyên Phát triển không gian thành phố theo hướng toàn diện và bền vững; đảm bảo an ninh quốc phòng

Tầm nhìn đến năm 2050: Xây dựng và phát triển thành phố Đà Nẵng trở thành thành phố đặc biệt cấp quốc gia, hướng tới đô thị cấp quốc tế và phát triển bền vững

2.3.1.2 Quy mô dân số

Dân số năm 2015 khoảng 1,0 triệu người, trong đó dân số đô thị khoảng 822.630 người;

Dự báo đến năm 2020 dân số thành phố Đà Nẵng khoảng 1,6 triệu người, trong đó dân số đô thị khoảng 1,3 triệu người; đến năm 2030 dân số thành phố Đà Nẵng khoảng 2,5 triệu người (bao gồm dân số tạm trú và dân số quy đổi lượng khách du lịch ước tính năm 2030), trong đó dân số đô thị khoảng 2,3 triệu người [11]

2.3.2 Phân vùng khu vực phát triển đô thị

Khu vực đô thị cũ: Khu vực này là trung tâm lịch sử truyền thống, tập trung chủ yếu các cơ quan ban ngành; là trung tâm kinh tế, văn hóa, chính trị và giáo dục của thành phố Đà Nẵng; và các khu ở hỗn hợp, khu ở chỉnh trang, khu ở tập trung Xây dựng, cải tạo khu trung tâm đô thị tập trung theo hướng phát huy vai trò, vị trí, chức năng là trung tâm giao lưu của Đà Nẵng về thương mại dịch vụ, văn hóa du lịch, khoa học-công nghệ, giáo dục và đào tạo và thân thiện với môi trường Dự báo đến năm 2020 quy mô dân

số khoảng 466.000 người; quy mô đất xây dựng đô thị khoảng 2.800 ha Đến năm 2030 quy mô dân số khoảng 543.980 người; quy mô đất xây dựng đô thị khoảng 3.264 ha Khu ven biển Tây Bắc: Khu vực này phát triển du lịch, nghỉ dưỡng, trung tâm thương mại dịch vụ, giao thông vận tải và kinh tế biển, là khu vực phát triển các khu ở hỗn hợp, khu ở chỉnh trang, khu ở tập với trung mật độ trung bình Dự báo đến năm

2020 quy mô dân số khoảng 149.700 người; quy mô đất xây dựng đô thị khoảng 1.946

ha Đến năm 2030 quy mô dân số khoảng 280.000 người; quy mô đất xây dựng đô thị khoảng 3.647 ha

Khu ven biển phía Đông: Khu vực này có vị trí thuận lợi về phát triển kinh tế và

du lịch, nghỉ dưỡng; giữ vị trí chiến lược quan trọng về quốc phòng, an ninh của thành phố Khu vực ven biển Đông từ Sơn Trà đến Non Nước phát triển hệ thống khách sạn, nhà nghỉ, biệt thự, công viên nhà hàng ăn uống, các khu vui chơi giải trí Dự báo đến năm 2020 quy mô dân số khoảng 104.500 người; quy mô đất xây dựng đô thị khoảng 1.770 ha Đến năm 2030 quy mô dân số khoảng 195.930 người; quy mô đất xây dựng

đô thị khoảng 3.331 ha

Hình 2.4: Quy hoạch chung TP Đà Nẵng đến năm 2030 tầm nhìn đến năm 2050

(Nguồn: Viện Quy hoạch xây dựng ĐN)

Khu vực phía Tây: Phát triển khu vực phía Tây trở thành trung tâm công nghiệp công nghệ cao, công nghệ thông tin tập trung của thành phố Đà Nẵng Dự báo đến năm

2020 quy mô dân số khoảng 315.200 người; quy mô đất xây dựng đô thị khoảng 6.305

ha Đến năm 2030 quy mô dân số khoảng 680.300 người; quy mô đất xây dựng đô thị khoảng 13.606 ha

Khu vực bán đảo Sơn Trà: có diện tích khoảng 4.439 ha; thuộc phường Thọ Quang, quận Sơn Trà Khu vực này là khu bảo tồn thiên nhiên với nhiều động thực vật quý hiếm Phát triển du lịch đi đôi với bảo tồn tự nhiên tại các khu vực dưới chân bán đảo Sơn Trà

Khu vực phía Nam: Khu vực này hình thành và phát triển đô thị gắn với bảo tồn, lưu giữ các di tích lịch sử văn hoá, hình thành các khu nhà vườn, nhà cổ, giữ gìn cảnh quan thiên nhiên mang nét làng quê truyền thống cũng như khai thác được tiểu khí hậu của vùng sinh thái ngã ba sông; xây dựng phường Hoà Xuân là khu đô thị du lịch sinh thái, trung tâm đào tạo và thể dục thể thao cấp quốc gia Dự báo đến năm 2020 quy mô dân số khoảng 342.670 người; quy mô đất xây dựng đô thị khoảng 4.843 ha Đến năm

2030 quy mô dân số khoảng 797.050 người; quy mô đất xây dựng đô thị khoảng 9.076

ha

Khu vực đồi núi phía Tây và huyện đảo Hoàng Sa: có diện tích khoảng 91.181 ha,

là khu vực có rừng phòng hộ, rừng đặc dụng và rừng sản suất; có vai trò quan trọng trong việc bảo vệ môi trường, điều tiết các dòng chảy, bảo vệ các công trình hồ chứa nước, giảm lũ lụt, giảm xói mòn Đây là khu vực cần được bảo vệ nghiêm ngặt; Huyện đảo Hoàng Sa là khu vực có ý nghĩa quan trọng về kinh tế biển và quốc phòng an ninh quốc gia

2.4 Dự báo nhu cầu sử dụng nước sinh hoạt

Các nhu cầu cấp nước trong đô thị, bao gồm:

- Nước sinh hoạt cho người dân đô thị (gồm dân nội thị và ngoại thị);

- Nước sinh hoạt cho khách vãng lai;

- Nước cho các khu công nghiệp tập trung;

- Nước cho các công trình công cộng, dịch vụ;

- Nước tưới cây, rửa đường;

- Nước cho sản xuất nhỏ, tiểu thủ công nghiệp;

- Nước dự phòng, rò rỉ;

- Nước dùng cho chữa cháy;

- Nước cho bản thân khu xử lý

2.4.1 Quy mô dân số và mức tăng dân số

Thành phố Đà Nẵng đang phát triển nhanh chóng về mọi mặt; sự phát triển đó kéo theo sự gia tăng về dân số Sự gia tăng dân số của chủ yếu là tăng cơ học, mức tăng tự nhiên không cao

Tình hình phát triển dân số của thành phố Đà Nẵng theo các khu vực cấp nước được thể hiện trong sau:

Bảng 2-1: Quy mô dân số theo các khu vực cấp nước

2.4.2 Quy mô các khu công nghiệp

Qui mô các khu công nghiệp được trình bày trong bảng sau:

Bảng 2-2: Qui mô các khu công nghiệp tập trung

STT Các khu công nghiệp tập trung Năm 2020 Năm 2030

Diện tích (ha) Diện tích (ha)

STT Các khu công nghiệp tập trung

Năm 2020 Năm 2030 Diện tích (ha) Diện tích (ha) Hòa Vang

(Nguồn: Sở Xây dựng ĐN)

2.4.3 Dự báo nhu cầu sử dụng nước

Nhu cầu sử dụng nước được thể hiện theo bản sau:

Bảng 2-3: Nhu cầu dùng nước của thành phố Đà Nẵng năm 2020

Khu vực

cấp nước

Hải Châu

Thanh Khê Sơn trà

Ngũ Hành Sơn

Liên Chiểu Cẩm Lệ

Hòa Vang

Toàn Thành phố