Đánh giá tài nguyên nước hệ thống sông cái phan rang và xây dựng cơ sở dữ liệu phục vụ quản lý lưu vực

Đánh giá tài nguyên nước hệ thống sông cái phan rang và xây dựng cơ sở dữ liệu phục vụ quản lý lưu vực Đánh giá tài nguyên nước hệ thống sông cái phan rang và xây dựng cơ sở dữ liệu phục vụ quản lý lưu vực luận văn tốt nghiệp thạc sĩ

-

NGUYỄN BẢO TRIỀU

ĐÁNH GIÁ TÀI NGUYÊN NƯỚC HỆ THỐNG SÔNG CÁI PHAN RANG VÀ XÂY DỰNG CƠ SỞ

DỮ LIỆU PHỤC VỤ QUẢN LÝ LƯU VỰC

Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường

Mã ngành: 60520320

TP HỒ CHÍ MINH, tháng 03 năm 2014

-

NGUYỄN BẢO TRIỀU

ĐÁNH GIÁ TÀI NGUYÊN NƯỚC HỆ THỐNG

SÔNG CÁI PHAN RANG VÀ XÂY DỰNG CƠ SỞ

DỮ LIỆU PHỤC VỤ QUẢN LÝ LƯU VỰC

Cán bộ hướng dẫn khoa học : TS VŨ VĂN NGHỊ

(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký)

Luận văn Thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Công nghệ TP HCM ngày

25 tháng 4 năm 2014

Thành phần Hội đồng đánh giá Luận văn Thạc sĩ gồm:

(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ Luận văn Thạc sĩ)

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận sau khi Luận văn đã được sửa chữa (nếu có)

Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV

PHÒNG QLKH – ĐTSĐH -

TP HCM, ngày 22 tháng 3 năm 2014

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên: Nguyễn Bảo Triều Giới tính: Nam

Ngày, tháng, năm sinh: 15/02/1982 Nơi sinh: Bình Thuận

Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường MSHV: 1241810030

I- Tên đề tài:

Đánh giá tài nguyên nước hệ thống sông cái Phan Rang và xây dựng cơ sở dữ liệu phục vụ quản lý lưu vực

II- Nhiệm vụ và nội dung:

- Nghiên cứu đặc điểm tự nhiên – kinh tế xã hội tác động đến sự hình thành dòng chảy và tài nguyên nước lưu vực sông Cái Phan Rang

- Nghiên cứu ứng dụng mô hình thủy văn FRASC cho lưu vực sông Cái Phan Rang nhằm mô phỏng dòng chảy theo các phương án thiết kế

- Đánh giá tiềm năng trữ lượng nước phân bố chi tiết theo không gian và thời gian: tính toán dòng chảy năm, dòng chảy mùa (lũ, kiệt), dòng chảy thiết kế theo các tần suất khác nhau (năm nhiều nước, năm nước trung bình và năm ít nước)

- Xây dựng cơ sở dữ liệu tài nguyên nước mặt tích hợp với công nghệ GIS (DatabaseGIS) bao gồm theo dữ liệu thuộc tính và dữ liệu không gian (bản đồ) nhằm mang lại hiệu quả cho quản lý và khai thác nguồn tài nguyên này

III- Ngày giao nhiệm vụ: 07/08/2013

IV- Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 20/3/2014

V- Cán bộ hướng dẫn: TS Vũ Văn Nghị

TS Vũ Văn Nghị

LỜI CAM ĐOAN

Đề tài “ Đánh giá tài nguyên nước hệ thống sông cái Phan Rang và xây dựng

cơ sở dữ liệu phục vụ quản lý lưu vực” được xây dựng dựa trên các số liệu thống kê,

các tài liệu, báo cáo từ các sở, ban ngành trong tỉnh Ninh Thuận và Công ty Nước

và Môi trường Binh Minh và được cập nhật trên cơ sở khảo sát thực địa

Luận văn là công trình nghiên cứu của tác giả và là một nhánh của đề tài

KH&CN “Nghiên cứu đánh giá tài nguyên nước lưu vực sông Cái và khả năng đáp

ứng cho nhu cầu phát triển kinh tế-xã hội tỉnh Ninh Thuận đến năm 2020 và tầm nhìn 2030” do Vũ Văn Nghị làm chủ nhiệm; tài liệu và kết quả nghiên cứu được sự

hướng dẫn và cho phép của Chủ nhiệm để trích dẫn và công bố

Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện Luận văn này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong Luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc

Học viên thực hiện luận văn

Nguyễn Bảo Triều

Sau cùng, tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến gia đình đã luôn tạo điều kiện tốt nhất cho tôi trong suốt quá trình học cũng như thực hiện luận văn

Chân thành cảm ơn tất cả!

Học viên thực hiện luận văn

Nguyễn Bảo Triều

TÓM TẮT

Tài nguyên nước lưu vực sông Cái Phan Rang đóng vai trò đặc biệt quan trọng đối với sự phát triển kinh tế xã hội của tỉnh Ninh Thuận Trong bối cảnh nhu cầu khai thác sử dụng nước ngày càng tăng, quản lý khai thác và sử dụng bền vững nguồn nước lưu vực sông trở thành một yêu cầu cấp thiết Để làm cơ sở khoa học cho vấn đề này, luận văn đã ứng dụng mô hình toán thủy văn FRASC đánh giá tài nguyên nước lưu vực sông Cái Phan Rang Dựa vào các tiêu chí đánh giá như R2 -

hệ số hiệu quả mô hình, r - hệ số tương quan Pearson và Bias - sai số tổng lượng, kết quả hiệu chỉnh và kiểm định mô hình cho thấy sự phù hợp giữa số liệu thực đo

và mô phỏng, sau đó dòng chảy tại từng ô lưới với độ phân giải 30's được xác định cho toàn bộ lưu vực từ 1985-2011 Từ các dữ liệu trích xuất từ mô hình, tiềm năng nguồn nước sông Cái Phan Rang được đánh giá qua việc tính toán các đặc trưng dòng chảy như dòng chảy năm/mùa (lũ, kiệt) theo các tần suất thiết kế khác nhau: P=5% - năm nhiều nước, P=50% - năm nước trung và P=90% năm ít nước Kết quả cho thấy tiềm năng tài nguyên nước lưu vực sông Cái thuộc loại khan hiếm, dòng chảy hàng năm có sự biến động lớn và phân bố không đều theo không-thời gian, đòi hỏi phải có các giải pháp điều phối hợp lý Đồng thời, cơ sở dữ liệu tài nguyên nước tích hợp với công nghệ GIS bao gồm dữ liệu thuộc tính và dữ liệu không gian đã được xây dựng, hỗ trợ hữu ích cho công tác quản lý tài nguyên nước trên lưu vực

ABTRACT

Water resources on Cai Phan Rang river basin plays an important role for the socio-economic development of Ninh Thuan province Under circumstance in increasing water demand of users the management, exploitation and sustainable use

of this river system's water resources become urgently required issues To solve these issues, as one of main contents the hydrological model FRASC was applied to simulate discharges on Cai Phan Rang river basin Based on the criteria as R2 - model efficiency coefficient, r - Pearson coefficient and Bias – overall volume error, results from model calibration and verification show the suitability between observational and simulated hydrographs, and then discharges anywhere on Cai Phan Rang river basin at 30' resolution were simulated from rainfall in the period 1985-2011 With the simulated discharges data from the model, water resources on Cai Phan Rang river was assessed by calculating hydrological characteristics, and discharges in various design years: P = 5% - wet year, P = 50% - average year and P

= 90% - dry year The results show that the potential water resources of Cai Phan Rang river basin is scarce and distributes unevenly in the space and time, and thus reasonable water allocation solutions should be given In addition, the database (i.e attribute data and spatial data) of water resources initially built up in combination with GIS technique have been built that support powerfully for the integrated management of Cai Phan Rang river basin

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CÁM ƠN ii

TÓM TẮT iii

ABTRACT iv

MỤC LỤC v

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT viii

DANH MỤC BẢNG BIỂU ix

DANH MỤC HÌNH x

MỞ ĐẦU 1

1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1

2 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI 2

3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 3

Đối tượng nghiên cứu 3

Phạm vi nghiên cứu 3

4 NỘI DUNG THỰC HIỆN 3

5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 4

Cách tiếp cận 4

Phương pháp nghiên cứu, kỹ thuật sử dụng 5

6 TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU 6

Về lĩnh vực mô hình toán trong nghiên cứu tài nguyên nước 7

Ngoài nước 7

Trong nước 8

CHƯƠNG 1: MÔ TẢ LƯU VỰC SÔNG CÁI PHAN RANG 11

1.1 GIỚI THIỆU 11

1.2 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 11

1.2.1 Vị trí địa lý 11

1.2.2 Địa hình 11

1.2.3 Thổ nhưỡng 13

1.2.4 Thảm thực vật 14

1.2.5 Khí tượng thủy văn 15

1.2.5.1 Khí tượng 15

1.2.5.2 Hệ thống sông ngòi 18

1.2.5.3 Chế độ dòng chảy 19

1.3 ĐIỀU KIỆN KINH TẾ XÃ HỘI 20

1.3.1 Dân số 20

1.3.2 Các hoạt động kinh tế 21

1.3.2.1 Công nghiệp 21

1.3.2.2 Nông nghiệp – lâm nghiệp – thủy sản 22

1.3.2.3 Du lịch dịch vụ 23

1.3.3 Cơ sở hạ tầng 24

1.3.3.1 Mạng lưới giao thông 24

1.3.3.2 Mạng lưới điện 25

1.4 HIỆN TRẠNG KHAI THÁC VÀ QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN NƯỚC 25

1.4.1 Công tác quản lý 25

1.4.2 Hiện trạng các công trình khai thác nguồn nước 26

1.5 KẾT LUẬN 29

CHƯƠNG 2: ĐÁNH GIÁ TÀI NGUYÊN NƯỚC HỆ THỐNG SÔNG CÁI 30

2.1 GIỚI THIỆU 30

2.2 TÀI LIỆU TÍNH TOÁN 31

2.3 ỨNG DỤNG MÔ HÌNH FRASC MÔ PHỎNG DÒNG CHẢY 31

2.3.1 Giới thiệu mô hình FRASC 31

2.3.1.1 Khái quát mô hình FRASC 31

2.3.1.2 Cấu trúc mô hình FRASC 32

2.3.1.3 Cơ sở lý thuyết và phương pháp tính 34

2.3.2 Thiết lập mô hình FRASC cho lưu vực sông Cái Phan Rang 42

2.3.2.1 Xử lý số liệu đầu vào cho mô hình FRASC 42

2.3.2.2 Hiệu chỉnh mô hình 47

2.3.2.3 Kiểm định mô hình FRASC cho lưu vực sông Cái – Phan Rang 52

2.3.2.4 Mô phỏng dòng chảy hệ thống sông Cái Phan Rang 54

2.3.2.5 Kết quả mô phỏng 60

2.4 ĐÁNH GIÁ TIỀM NĂNG NGUỒN NƯỚC HỆ THỐNG SÔNG CÁI 63

2.4.1 Tính toán đặc trưng dòng chảy 63

2.4.2 Dòng chảy năm 65

2.4.3 Dòng chảy theo mùa 66

2.4.4 Tính toán dòng chảy năm, mùa thiết kế 67

2.4.5 Phân bố dòng chảy theo không gian 69

2.4.6 Kết luận 69

CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG CSDL TÀI NGUYÊN NƯỚC LƯU VỰC SÔNG CÁI PHAN RANG ……….70

3.1 GIỚI THIỆU CHƯƠNG 70

3.2 NGUỒN TÀI LIỆU 71

3.2.1 Tài liệu bản đồ 71

3.2.2 Số liệu đo đạc và quan trắc thủy văn 71

3.2.3 Dữ liệu kết quả mô phỏng dòng chảy lưu vực sông Cái Phan Rang 72

3.3 YÊU CẦU CHUNG VỀ XÂY DỰNG CSDL 72

3.4 NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH DỮ LIỆU KHÔNG GIAN 72

3.4.1 Phân tích và xác định đối tượng 73

3.4.2 Khối lượng dữ liệu đưa vào cơ sở dữ liệu 77

3.5 NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH DỮ LIỆU THUỘC TÍNH 78

3.6 MÔ HÌNH CSDL TÀI NGUYÊN NƯỚC SÔNG CÁI PHAN RANG 85

3.7 MÔ HÌNH QUẢN LÝ CSDL 92

3.8 LẬP TRÌNH PHẦN MỀM ỨNG DỤNG QUẢN LÝ CSDL 94

3.8.1 Giới thiệu thư viện lập trình ArcGIS Engine 94

3.8.2 Ứng dụng phần mềm quản lý CSDL tài nguyên nước sông Cái 96

3.9 KẾT LUẬN 101

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 102

PHỤ LỤC 108

Tp PR-TC Thành phố Phan Rang Tháp Chàm

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Tổng hợp diện tích theo các nhóm đất 14

Bảng 1.2 Thảm phủ thực vật của lưu vực sông Cái Phan Rang 14

Bảng 1.3 Các đặc trưng khí tượng trung bình tháng nhiều năm tại trạm Phan Rang 16

Bảng 1.4 Lượng mưa trung bình tháng nhiều năm (mm) vùng nghiên cứu 17

Bảng 1.5 Hệ thống sông Cái Phan Rang 19

Bảng 1.6 Diện tích, dân số và mật độ dân số năm 2011 phân theo huyện 21

Bảng 1.7 Các nhà máy thủy điện trên địa bàn tỉnh Ninh Thuận 27

Bảng 2.1 Giá trị các thông số mô hình FRASC áp dụng cho lưu vực sông Cái 55

Bảng 2.2 Đặc trưng dòng chảy trung bình nhiều năm (1985-2011) 64

Bảng 2 4 Lưu lượng dòng chảy trung bình tại lưu vực sông Cái theo tần suất 68

Bảng 3 3 Danh sách dữ liệu chưa có ở dạng số 78

Bảng 3.4 Danh sách thuộc tính của cac đối tượng trong cơ sở dữ liệu 78

Bảng 3.5 Mô tả về bảng dữ liệu khí tượng 84

Bảng 3.6 Mô tả về bảng dữ liệu thủy văn 85

Bảng 3.7 Các lớp đối tượng và thông tin mô tả trong cơ sở dữ liệu tài nguyên nước sông Cái Phan Rang 86

Bảng 3.8 Mô hình quản lý cơ sở dữ liệu tài nguyên nước sông Cái Phan Rang 93

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Bản đồ địa hình và cao độ Ninh Thuận độ phân giải 30 m x 30m 12

Hình 1.2 Phân bố lượng mưa trung bình tháng nhiều năm vùng nghiên cứu 17

Hình 1.3 Hệ thống sông ngòi lưu vực sông Cái Phan Rang 18

Hình 2.1 Sơ đồ tính toán mô hình FRASC 33

Hình 2.2 Phân bố sức chứa nước ứng suất trong lưu vực 35

Hình 2.3 Đường phân phối sức chứa nước tự do 38

Hình 2.4 Ảnh raster phân vùng các tiểu lưu vực tính toán 43

Hình 2.5 Ảnh thảm phủ thực vật lưu vực sông Cái 44

Hình 2.6 Ảnh lưới hướng dòng chảy trên lưu vực sông Cái 45

Hình 2.7 Lũy tích dòng chảy lưu vực sông Cái 46

Hình 2.8 Tiểu lưu vực Phước Hòa của lưu vực sông Cái 47

Hình 2.9 Biểu đồ lưu lượng thực đo trạm thủy văn Phước Hòa từ năm 2006-2008 48 Hình 2.10 Biểu đồ lượng mưa tại trạm đo Phước Hòa từ năm 2006-2008 48

Hình 2.11 Biểu đồ lượng mưa tại trạm đo Khánh Sơn từ năm 2006-2008 49

Hình 2.12 Biểu đồ nhiệt độ ngày tại trạm đo Phan Rang từ năm 2006-2008 49

Hình 2.13 Biểu đồ độ ẩm trung bình ngày tại trạm Phan Rang từ năm 2006-2008 50 Hình 2.14 Biểu đồ số giờ nắng theo ngày tại trạm Phan Rang từ năm 2006-2008 50

Hình 2.15 Biểu đồ tốc độ gió theo ngày tại trạm đo Phan Rang từ năm 2006-2008 50 Hình 2.16 Đường quá trình lưu lượng mô phỏng và thực đo tại trạm Phước Hòa 51

Hình 2 17 Tiểu lưu vực Tân Mỹ của lưu vực sông Cái 52

Hình 2.18 Quá trình lưu lượng mô phỏng và thực đo tại trạm Tân Mỹ từ 2001-2003 53

Hình 2.19 Quá trình lưu lượng mô phỏng và thực đo tại trạm Tân Mỹ từ 2005-2006 54

Hình 2.20 Lượng mưa tại trạm đo Khánh Sơn từ năm 1985 đến năm 2011 56

Hình 2.21 Lượng mưa tại trạm đo Tân Mỹ từ năm 1985 đến năm 2011 56

Hình 2.22 Lượng mưa tại trạm đo Nha Hố từ năm 1985 đến năm 2011 57

Hình 2.23 Lượng mưa tại trạm đo Phan Rang từ năm 1985 đến năm 2011 57

Hình 2.24 Lượng mưa tại trạm đo Nhị Hà từ năm 1985 đến năm 2011 57

Hình 2.25 Nhiệt độ tại trạm đo Phan Rang từ năm 1985 đến năm 2011 58

Hình 2.26 Độ ẩm trung bình tại trạm đo Phan Rang từ năm 1985 đến năm 2011 58

Hình 2.27 Số giờ nắng tại trạm đo Phan Rang từ năm 1985 đến năm 2011 59

Hình 2.28 Tốc độ gió tại trạm đo Phan Rang từ năm 1985 đến năm 2011 59

Hình 2.29 Đường quá trình lưu lượng mô phỏng tại cửa ra lưu vực 60

Hình 2.30 Đường quá trình lũy tích lưu lượng mô phỏng tại cửa ra lưu vực 60

Hình 2.31 Các nhánh sông tính toán-trích xuất từ mô hình DEM lưu vực sông Cái 61 Hình 2.32 Tập tin lưu trữ lưu lượng của 3 thành phần dòng chảy tại trạm Tân Mỹ 62 Hình 2.33 Quá trình lưu lượng ngày mô phỏng cửa ra sông Cái từ năm 1985-2011 63

Hình 2 34 Biểu thị phân phối dòng chảy năm theo lưu lượng bình quân tháng nhiều năm tại cửa ra lưu vực sông Cái 65

Hình 2 36 Diễn biến lưu lượng trung bình năm tại lưu vực Sông Cái (1985-2011) 65 Hình 2 37 Biểu đồ diễn biến Qtb mùa lũ tại sông Cái 1985-2011 66

Hình 2 38 Biểu đồ diễn biến Qtb mùa kiệt tại sông Cái 1985-2011 67

Hình 3.2 Giao diện phần mềm ứng dụng quản lý CSDL TNN sông Cái Phan Rang 96

Hình 3.3 Hình Cửa sổ truy vấn tìm kiếm các đối tượng trạm bơm 97

Hình 3.4 Cửa sổ mô tả thông tin chi tiết của một đối tượng trạm bơm 98

Hình 3.5 Hộp thoại thông kê hồ chứa 98

Hình 3.6 Tập tin exel chứa danh sách các hồ chứa nhân tạo 99

Hình 3.7 Hộp thoại nhập thông tin cho một điểm xả thải vừa được tạo mới 99

Hình 3.8 Cửa sổ hiển thị thông tin lưu lượng dòng chảy trạm Tân Mỹ 100

Hình 3.9 Cửa sổ hiển thị thông tin lưu lượng dòng chảy tại trạm Tân Mỹ 100

MỞ ĐẦU

1 Đặt vấn đề

Nước là tư liệu quan trọng hàng đầu của nhiều hoạt động sản xuất; ở đâu có nước, ở đó có sự sống, văn hóa và văn minh Nhưng hiện nay, thế giới đang phải đối mặt với khủng hoảng tài nguyên nước, thiếu nước đang đe dọa đến an ninh lương thực, sức khỏe cộng đồng và là nguyên nhân bùng nổ các cuộc xung đột trong

sử dụng nguồn nước

Việt Nam là quốc gia dồi dào tài nguyên nước với tổng lượng nước mặt bình quân hàng năm ở Việt Nam có khoảng 830 tỷ m3 trong đó hơn 60% nguồn nước ngoài biên giới chảy vào [19] Tuy nhiên nguồn nước phân bổ không đồng đều theo không gian cũng như theo thời gian làm ảnh hưởng tiêu cực đến đời sống sinh hoạt của người dân và các mục tiêu phát triển xã hội Có những vùng mưa rất lớn lượng mưa đạt gần 5.000 mm/năm (Bắc Quang, Tuyên Quang), nhưng có những vùng mưa rất thấp lượng mưa trung bình chỉ đạt 800 – 1000 mm (Phan Rang, Ninh Thuận) Lượng dòng chảy thường tập trung 70-80% vào 5 tháng mùa lũ gây ra ngập lụt thường xuyên, trong khi đó chỉ còn 20-30% vào 7 tháng mùa cạn dẫn đến tình trạng thiếu nước cho sinh hoạt, sản xuất nông nghiệp, công nghiệp… Hơn nữa, trong những năm gần đây, khi sức ép gia tăng dân số tại các khu đô thị cùng với mức tăng trưởng kinh tế mạnh mẽ thì mức độ ảnh hưởng đến nguồn tài nguyên nước cũng tăng theo Điều này gây sức ép lớn đến tài nguyên nước không chỉ về số lượng do nhu cầu sử dụng nước ngày càng tăng mà còn đẩy nhanh mức độ suy giảm chất lượng do các hoạt động gây ô nhiễm nguồn nước đang tỷ lệ thuận với phát triển kinh tế

Đặc biệt, đối với tỉnh Ninh Thuận, như trên đã nêu, là một tỉnh duyên hải Nam Trung Bộ với lượng nước mặt được đánh giá là khan hiếm nhất trong cả nước, lượng mưa hàng năm thấp (trung bình 800-1000 mm/năm) nhưng lượng bốc hơi cao khoảng 1600 - 1800 mm/năm [12] Do địa hình ngắn, dốc, đặc biệt là thảm thực vật nghèo nàn nên phần lớn lượng nước mặt trong mùa mưa đều đổ ra biển Vì vậy, số lượng nước mặt trong tỉnh càng bị hạn chế Đối với tài nguyên nước dưới đất, số

lượng nước dưới đất khu vực tỉnh Ninh Thuận cũng thuộc loại nghèo, tầng chứa nước mỏng, mực nước tĩnh nằm cạn Tài nguyên nước đang chịu sức ép rất lớn trước sự phát triển kinh tế của tỉnh và sự gia tăng nhu cầu sử dụng nước của các ngành Vấn đề đặt ra là phải làm thế nào để quản lý và bảo vệ nguồn tài nguyên này

cả về số lượng lẫn chất lượng, làm thế nào để đảm bảo phát triển kinh tế gắn liền với bảo vệ tài nguyên và phát triển bền vững

Đã có nhiều nghiên cứu về tài nguyên nước cũng như vấn đề sử dụng tài

nguyên nước lưu vực sông Cái Phan Rang cũng như tỉnh Ninh Thuận, dự án “Điều

chỉnh bổ sung quy hoạch thủy lợi tỉnh Ninh Thuận đến 2010 và định hướng đến năm 2020”, “Báo cáo hiện trạng tài nguyên nước năm 2010-2011”[12] Mặc dù đã có

nhiều đóng góp thực tiễn các hoạt động kinh tế xã hội tỉnh Ninh Thuận, các nghiên cứu này sử dụng phương pháp và kỹ thuật cổ điển chủ yếu bằng điều tra khảo sát, thu thập tổng hợp và phân tích thống kê bằng công thức giải tích kinh nghiệm, và nguồn tài liệu còn hạn chế

Trong những năm gần đây, vấn đề khoa học công nghệ, cụ thể mô hình toán thủy văn kết hợp với hệ thống thông tin địa lý (GIS), phục vụ nghiên cứu tài nguyên nước ngày càng phát triển và tiếp cận thực tế sản xuất tốt hơn, thêm vào đó cùng với

sự phát triển kinh tế xã hội dẫn đến thay đổi chế độ dòng chảy và cơ cấu sử dụng nguồn nước trong lưu vực sông Cái Phan Rang; nên việc cập nhật nghiên cứu đánh giá một cách đầy đủ về tài nguyên nước và nhu cầu về nước trên lưu vực của các hộ dùng nước hiện trạng cũng như các phương án theo các giai đoạn phát triển kinh tế

xã hội khác nhau trong tương lai phục vụ công tác quản lý tổng hợp và sử dụng hợp

lý tài nguyên nước lưu vực vẫn là vấn đề thời sự và rất cần thiết

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu của đề tài là tài nguyên nước hệ thống sông Cái Phan

Rang Mặc dù đánh giá tài nguyên nước được đánh giá cả trữ lượng, chất lượng và động thái, tuy nhiên trong khuôn khổ luận văn này, do hạn chế về thời gian học viên

đi sâu nghiên cứu về trữ lượng và sự biến đổi của nó theo không thời gian

Phạm vi nghiên cứu

Phạm vi nghiên cứu được giới hạn trong lưu vực sông Cái Phan Rang thuộc khu vực Nam Trung bộ Việt Nam có vị trí địa lý vào khoảng 11o23’00” - 12o10’00” vĩ Bắc và 108o20’30” - 109o30’00” kinh Đông, diện tích tự nhiên khoảng 3.109 km² Lưu vực sông Cái Phan Rang được liệt kê vào danh mục lưu vực sông liên tỉnh, tuy nhiên phần lớn diện tích lưu vực thuộc địa phận tỉnh Ninh Thuận (chiếm 82%) và diện tích lưu vực sông Cái chiếm 74% diện tích toàn tỉnh Ninh Thuận

4 Nội dung thực hiện

Nội dung 1: Nghiên cứu đặc điểm tự nhiên tác động đến quá trình hình thành dòng

chảy hệ thống sông Cái Phan Rang: vị trí địa lý, địa hình (bản đồ số và mô hình cao

độ số DEM), diện tích lưu vực, đặc điểm địa chất, thổ nhưỡng, thảm phủ thực vật, các yếu tố khí tượng: gió, mưa, bốc hơi, số giờ nắng, nhiệt độ, áp suất không khí, độ ẩm; các yếu tố thủy văn: các tài liệu quan trắc dòng chảy (mực nước, lưu lượng), mạng lưới sông suối;

Nội dung 2: Nghiên cứu đặc điểm kinh tế xã hội tác động đến tài nguyên nước lưu

vực: các công trình khai thác nguồn nước, các hộ sử dụng nước trên lưu vực; hiện trạng quản lý nhà nước về tài nguyên nước lưu vực sông Cái;

Nội dung 3: Nghiên cứu ứng dụng mô hình thủy văn FRASC cho lưu vực sông Cái

Phan Rang: phân tích và xử lý tài liệu GIS (Geograpical Information System – hệ thống thông tin địa lý) lưu vực sông Cái Phan Rang từ dữ liệu DEM (Digital Elevation Model – Mô hình cao độ số); thiết lập mô hình cho lưu vực sông Cái;

phân tích và xử lý số liệu khí tượng thủy văn chuẩn bị đầu vào cho mô hình mô phỏng; phân tích các điều kiện lưu vực nghiên cứu để ước lượng thông số mô hình; hiệu chỉnh, kiểm định mô hình; mô phỏng dòng chảy theo các phương án thiết kế;

Nội dung 4: Đánh giá tiềm năng trữ lượng nước phân bố chi tiết theo không gian và

thời gian: tính toán dòng chảy năm, dòng chảy mùa (lũ, kiệt), dòng chảy thiết kế theo các tần suất khác nhau (năm nhiều nước, năm nước trung bình và năm ít nước);

Nội dung 5: Thiết kế và xây dựng cơ sở dữ liệu tài nguyên nước mặt tích hợp với

công nghệ GIS (DatabaseGIS) bao gồm theo dữ liệu thuộc tính và dữ liệu không gian (bản đồ) với các tính năng: xem, thêm, xóa, cập nhật dữ liệu, truy vấn nhanh, xuất báo cáo, vẽ biểu đồ, phân quyền, thao tác trên bản đồ (phóng to/thu nhỏ, di chuyển, xem, chỉnh sửa thông tin), v.v… nhằm mang lại hiệu quả cho quản lý và khai thác nguồn tài nguyên này

5 Phương pháp nghiên cứu

Cách tiếp cận

 Tiếp cận toàn diện, hệ thống, thực tiễn và tổng hợp: Khu vực nghiên cứu là

một hệ thống lưu vực trong đó các điều kiện cấu thành hệ thống gồm: địa hình, địa chất, khí hậu, nước, sinh vật, con người, phương thức quản lý, khai thác, v.v…, là các thành phần của hệ tương tác có quan hệ ràng buộc, tác động lẫn nhau Để đạt được mục tiêu của đề tài đòi hỏi phải xem xét một cách toàn diện, hệ thống, thực tiễn và tổng hợp để đề xuất các yêu cầu sử dụng nước, trên cơ sở đó tính toán cân bằng nước, đề xuất các giải pháp thích ứng nhằm quản lý tổng hợp lưu vực và sử dụng tài nguyên nước một cách hợp lý, bảo vệ môi trường, phòng chống thiên tai phục vụ các mục tiêu phát triển kinh tế-xã hội trong vùng

 Tiếp cận tích hợp thông tin (ảnh viễn thám, bản đồ số và công nghệ GIS):

Vùng nghiên cứu có cấu trúc địa hình phức tạp, điều kiện tự nhiên biến động

Do vậy để nắm bắt thông tin cập nhật về tài nguyên về đất, nước phục vụ công tác tính toán dòng chảy đến, cân bằng nước và đánh giá tài nguyên

nước đòi hỏi phải tích hợp các nguồn thông tin như ảnh vệ tinh; khai thác bản đồ chuyên ngành (bản đồ số, bản đồ đẳng trị mưa, mo đuyn dòng chảy ), hệ thống thông tin địa lý (GIS) và so sánh, đối chiếu với tài liệu khảo sát mặt đất

 Tiếp cận kế thừa có chọn lọc kinh nghiệm, tri thức, cơ sở dữ liệu đã có liên

quan đến đề tài và tiếp thu công nghệ: Đối với một số công nghệ tiến tiến ở

nước ngoài: xem xét, chọn lọc một số công nghệ tiên tiến phù hợp với điều kiện Việt Nam nói chung và vùng nghiên cứu nói riêng, qua đó tiếp thu, ứng dụng; Kế thừa các kết quả nghiên cứu trong nước: tập trung phân tích, chọn lọc và kế thừa những kết quả đã nghiên cứu sử dụng cho đề tài, tạo nền tảng

và điểm xuất phát thực hiện những phương pháp và công nghệ tính toán mới

Phương pháp nghiên cứu, kỹ thuật sử dụng

Nghiên cứu đánh giá tài nguyên nước và xây dựng cơ sở dữ liệu phục vụ công tác quản lý lưu vực sông Cái, các phương pháp nghiên cứu và kỹ thuật sử dụng chủ yếu sẽ được sử dụng gồm:

 Thu thập và tổng hợp tài liệu

- Thu thập các tài liệu điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội, đặc biệt tài liệu chuyên môn về khí tượng thủy văn từ các nghiên cứu đã có trong vùng nghiên cứu;

- Tổng hợp và phân tích thống kê: tổng hợp các tài liệu và số liệu; phân tích tài liệu, số liệu liên quan và thống kê tài liệu;

- Sử dụng kĩ thuật thu thập khai thác thông tin từ các kết quả đề tài, dự án,

từ internet

 Điều tra thực địa và nghiên cứu hiện trường với các mục đích

- Làm việc với địa phương vùng nghiên cứu về mục tiêu, nhiệm vụ và nội dung nghiên cứu; thu thập bổ sung các tài liệu có liên quan đến phát triển kinh tế - xã hội của địa phương khảo sát;

- Khảo sát thực địa bổ sung tài liệu về mạng lưới sông, địa hình, địa mạo,

địa chất, địa chất thuỷ văn, thổ nhưỡng các công trình khai thác nguồn nước chính phục vụ cho việc nghiên cứu tính toán mô hình toán

 Giải tích và phân tích thống kê: chỉnh lý và xử lý dữ liệu

- Thống kê, tổng hợp và phân tích các loại dữ liệu bằng lý thuyết xác suất thống kê, các hàm tương quan;

- Tổng hợp, phân tích số liệu, dữ liệu về khí tượng, thuỷ văn, dân sinh kinh

tế dựa trên phương pháp thống kê và giải tích đang được ứng dụng để đánh giá biến động của chúng theo không gian và thời gian

 Mô hình hóa kết hợp với công nghệ GIS

- Ứng dụng mô hình thủy văn FRASC để tính dòng chảy đến từ mưa: Mô hình FRASC là mô hình thủy văn khái niệm phân bố (distributed conceptual hydrological model) Bên cạnh việc mô phỏng dòng chảy từ mưa tại cửa ra lưu vực như các mô hình thủy văn khái niệm thông số tập trung, FRASC còn có khả năng cho biết thông tin về tài nguyên nước ở bất

cứ nơi nào trong lưu vực, thêm vào đó từ kết quả mô phỏng lũ kết hợp với DEM (Digital Elevation Model-mô hình cao độ số) bản đồ cũng như video ngập lụt được xây dựng Do đó FRASC có thể coi là công cụ cần thiết và hữu ích cho công tác kiểm soát lũ và quản lý tổng hợp tài nguyên nước lưu vực nói chung, đặc biệt là đối với lưu vực không đo đạc (ungauged basin)

Mô hình FRASC đã ứng dụng ở các lưu vực như Baohe (Trung Quốc), Nông Sơn và Thác Mơ (Việt Nam) cho kết quả đáng tin cậy [13][15]

- Ứng dụng công nghệ GIS xây dựng cơ sở dữ liệu (Database-GIS) phục vụ quản lý, khai thác dữ liệu và cung cấp số liệu cho nghiên cứu tính toán trong quá trình thực hiện đề tài và chuyển giao kết quả trên cơ sở sử dụng các phần mềm MapInfo, ArcView, ArcGIS [1][5][6][27]

6 Tổng quan về lĩnh vực nghiên cứu

Nghiên cứu đánh giá tiềm năng nguồn nước là một trong những chuyên mục thiết yếu và cơ bản nhất đối với quản lý tổng hợp lưu vực và sử dụng hợp lý nguồn

nước hệ thống sông ngòi nói chung và hệ thống sông Cái Phan Rang nói riêng phục

vụ phát triển bền vững kinh tế xã hội hiện trạng cũng như quy hoạch phát triển đến năm 2020 và tầm nhìn 2030

Những năm gần đây, nghiên cứu về kiểm soát lũ, tưới, thủy điện, cấp nước sinh hoạt và công nghiệp ngày càng nhiều Trong những nghiên cứu đó, mô hình thủy văn thường được sử dụng để bổ sung thông tin, số liệu thiếu; đó là cơ sở để quyết định đến quản lý và phát triển tài nguyên đất và nước Trong bối cảnh hiện nay, vai trò của mô hình thủy văn đã và đang tiến xa khỏi định hướng ban đầu của nó, trong một kỷ nguyên của nhận thức môi trường đa khía cạnh mà trong đó tác động của con người mở rộng từ sự đô thị hóa đến suy thoái đất đai, từ kiểm soát lũ đến xâm nhập mặn, từ biến đổi khí hậu toàn cầu thông qua phát thải khí nhà kính đến khả năng nắm bắt sự phân bố theo không gian và thời gian của những hiện tượng thủy văn bằng vệ tinh, và tương tự mô hình thủy văn đã đảm nhiệm một quy mô mới

Về lĩnh vực mô hình toán trong nghiên cứu tài nguyên nước

Ngoài nước

Cuộc cách mạng kỹ thuật số bắt đầu với sự ra đời của máy vi tính thập niên 60 của thế kỷ XX Sức mạnh của máy vi tính đã và đang gia tăng theo hàm mũ Cuộc cách mạng kỹ thuật số cũng dẫn đến hai cuộc cách mạng khác, đó là mô phỏng số học và mô phỏng thống kê Kết quả là xuất hiện những tiến bộ chưa từng thấy trong lĩnh vực mô hình thủy văn từ khi sự phát triển đột phá của Mô hình Lưu vực Stanford – Stanford Watershed Model (SWM) bởi Crawford và Linsley vào năm1966 SWM là thử nghiệm đầu tiên mô hình hóa hầu như toàn bộ chu trình thủy văn Trong suốt thập niên 1970 và 1980, một số lượng lớn mô hình toán đã được phát triển Từ đó những mô hình thủy văn gia tăng nhanh chóng, với tầm quan trọng

về mô hình dựa trên vật lý Có các thí dụ về mô hình thủy văn như Storm Water Management Model (SWMM), Nation Weather Service (NWS) River Forecast System, Nedbør Afstrømnings Model (NAM), TOPMODEL, Institute of Hydrology Distributed Model (IHDM), Xinanjiang, Streamflow Synthesisand Reservoir

Regulation (SSARR), Precipitation-Runoff Modeling System (PRMS), v.v…Tất cả những mô hình này đều đã được cải tiến đáng kể SWM, giờ được gọi là Hydrological Simulation Program-Fortran (HSPF), đã tiến khá xa so với nguyên bản của nó SHE đã được mở rộng bao gồm tính vận chuyển trầm tích và khả năng ứng dụng ở quy mô lưu vực sông TOPMODEL đã được mở rộng để chứa thông tin lưu vực nhiều hơn, các tiến trình dựa trên vật lý nhiều hơn, và cải tiến sự đánh giá thông số Ngày nay sự phát triển của những mô hình mới hay cải tiến những mô hình đã phát triển vẫn còn tiếp tục [13][15][24]

có nhiều khả năng ứng dụng tốt trong nhiều bài toán khác nhau phục vụ cho quy hoạch, thiết kế và điều hành khai thác nguồn nước Do vậy để nâng cao hơn nữa khả năng ứng dụng của các mô hình cần có những nghiên cứu bổ sung hoàn thiện cho phù hợp với điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội cả nước ta

Trong quá trình nghiên cứu và phát triển, Xinanjiang đã được cải tiến và phát triển qua việc: (i) tích hợp công nghệ GIS (Geographical Information System – Hệ thống thông tin địa lý); (ii) dữ liệu đầu vào bốc thoát hơi nước tiềm năng được tính toán trực tiếp bằng phương pháp Penman-Monteith theo số liệu các yếu tố khí tượng

thực đo như nhiệt độ, độ ẩm không khí, áp suất khí quyển, số giờ nắng, tốc độ gió, thảm phủ và các tham số liên quan đến chúng trên cơ sở của AVHRR (National Oceanic and Atmospheric Administration-Advanced very High Resolution Radiometer – thiết bị đo bức xạ độ phân giải rất cao quản trị tiên tiến khí quyển và đại dương quốc gia) và LDAS (Land Data Assimilation System-hệ thống đồng hóa

dữ liệu đất) để thay thế cho tài liệu bốc hơi quan trắc bằng chậu mà theo tác giả có nhiều sai số; và (iii) phương pháp diễn toán dòng chảy linh động Mô hình cải tiến Xinanjiang đó được đặt tên gọi là FRASC, nó viết tắt từ chữ cái đầu của cụm từ Flow Routed Accumulation Simulation in a Catchment – mô phỏng lũy tích diễn toán dòng chảy trên lưu vực [13][26]

Ngày nay công cuộc phát triển kinh tế của đất nước đang đòi hỏi phải có những chiến lược khai thác tài nguyên (trong đó có tài nguyên nước) một cách hợp lý, đem lại hiệu quả kinh tế cao Nhưng trong thực tế, độ dài chuỗi số liệu thực đo về các yếu tố khí tượng thủy văn trên các lưu vực vừa và nhỏ ở nước ta chưa đáp ứng yêu cầu Từ đó các bài toán đang cần nghiên cứu giải quyết là tính toán dòng chảy từ mưa, tính toán khôi phục các chuỗi số liệu dòng chảy, dự báo tình hình dòng chảy trong tương lai… Đó là những bài toán cơ bản đầu tiên trong tính toán quy hoạch, thiết kế và điều hành khai thác tối ưu nguồn nước trước mắt cũng như lâu dài

Đối với vấn đề nghiên cứu đánh giá tài nguyên nước lưu vực sông Cái, danh mục các công trình nghiên cứu có liên quan bao gồm:

(1) Đề tài cấp bộ “Nghiên cứu các giải pháp kinh tế, kỹ thuật trữ nước cho

vùng hạn hán sa mạc hóa các tỉnh Nam Trung Bộ” – Viện Khoa học Thủy

lợi miền Nam 2006-2008 [16] thực hiện, GS.TS Lê Sâm làm chủ nhiệm

Đề tài này đã đề xuất được các biện pháp trữ nước hợp lý cho các vùng hạn,

sa mạc hóa Đề xuất được biện pháp sử dụng đất, nước tiết kiệm, hiệu quả

và phòng chống sa mạc hóa các tỉnh Nam Trung Bộ

(2) “Báo cáo hiện trạng tài nguyên nước tỉnh Ninh Thuận năm 2010” [12]

thuộc Dự án “Nâng cao năng lực đánh giá và quản lý tài nguyên nước Việt Nam” do Công ty TNHH MTV Nước và Môi trường Bình Minh thực hiện

nhằm khái quát một bức tranh tổng thể về tài nguyên nước tỉnh Ninh Thuận bao gồm nước mặt và nước dưới đất cũng như khái quát các yếu tố gây tác động đến chất lượng nước trong khu vực… trên cơ sở thu thập các tài liệu,

dữ liệu từ các nguồn đề tài, dự án thực hiện trước đó, chưa chuyên sâu tính toán và đánh giá chi tiết theo không gian và thời gian và vấn đề đáp ứng khả năng nguồn nước của lưu vực sông Cái

(3) Đề tài cấp Tỉnh “Nghiên cứu đánh giá tình hình hạn hán, thiếu nước trong

mùa khô, xây dựng phương án cảnh báo và bản đồ phân vùng hạn hán tỉnh Ninh Thuận”, giai đoạn 2006-2009 [17] do Viện khoa học Thủy lợi miền

Nam chủ trì Đề tài đã đánh giá thực trạng tình hình hạn hán, thiếu nước trong mùa khô, phân tích nguyên nhân gây hạn hán, sa mạc hóa ở tỉnh Ninh Thuận, xây dựng được các bản đồ phân vùng đẳng khô hạn các tháng và bản đồ dự báo hạn theo các chỉ số khô hạn trên địa bàn tỉnh Ninh Thuận; đề xuất được một số giải pháp công trình và phi công trình nhằm tăng cường khả năng đảm bảo cấp nước và giảm nhẹ hạn hán cho khu vực

Đã có nhiều nghiên cứu về tài nguyên nước cũng như vấn đề sử dụng tài nguyên nước lưu vực sông Cái Phan Rang cũng như tỉnh Ninh Thuận, tuy nhiên vấn

đề khoa học công nghệ phục vụ nghiên cứu tài nguyên nước ngày càng phát triển và tiếp cận thực tế sản xuất tốt hơn, thêm vào đó cùng với sự phát triển kinh tế xã hội dẫn đến thay đổi chế độ dòng chảy và cơ cấu sử dụng nguồn nước trong lưu vực sông Cái Phan Rang; do đó, việc cập nhật nghiên cứu đánh giá về tài nguyên nước trên lưu vực của các hộ dùng nước phục vụ công tác quản lý tổng hợp và sử dụng hợp lý tài nguyên nước lưu vực vẫn là vấn đề thời sự và rất cần thiết

CHƯƠNG 1: MÔ TẢ LƯU VỰC SÔNG CÁI PHAN RANG

1.1 Giới thiệu

Lưu vực sông Cái Phan Rang nằm trong vùng khí hậu khô hạn nhất Việt Nam Dòng chảy trên lưu vực chịu tác động của nhiều nhân tố bao gồm các nhân tố tự nhiên như khí hậu, địa hình, địa chất, thổ nhưỡng, lớp phủ thực vật… và các nhân tố kinh tế xã hội như dân số, lao động, trình độ văn hóa, hoạt động của các ngành kinh

tế trên địa bàn và hiệu quả của công tác quản lý tài nguyên nước… Vì vậy, cần xem xét phân tích các đặc điểm tự nhiên, kinh tế xã hội trên lưu vực để đánh giá các khía cạnh ảnh hưởng đến tài nguyên nước

1.2 Điều kiện tự nhiên

1.2.1 Vị trí địa lý

Lưu vực sông Cái Phan Rang thuộc khu vực Nam Trung bộ Việt Nam có vị trí địa lý vào khoảng 11o23’00” - 12o10’00” vĩ Bắc và 108o20’30” - 109o30’00” kinh Đông, diện tích tự nhiên khoảng 3.043 km² thuộc địa bàn các tỉnh:Ninh Thuận chiếm 82%, Khánh Hoà (11%), Lâm Đồng (6%) và Bình Thuận (2%) Lưu vực sông Cái Phan Rang được liệt kê vào danh mục lưu vực sông liên tỉnh tuy nhiên, phần lớn diện tích lưu vực thuộc địa phận tỉnh Ninh Thuận, và diện tích lưu vực sông Cái chiếm 74% diện tích toàn tỉnh Ninh Thuận, chỉ trừ một số vùng ven biển thuộc các huyện Thuận Bắc, Ninh Hải và Ninh Phước có các sông độc lập chảy thẳng ra biển như: sông Trâu, suối Nước Ngọt, suối Bà Râu, suối Kiền Kiền, suối Vĩnh Hy, suối Quán Thẻ,…

Hệ thống sông Cái Phan Rang có dạng hình cành cây với dòng chính sông Cái

và nhiều nhánh sông, suối: phía bờ tả đáng kể có sông Sắt, Cho Mo và suối Ngang,…; phía bờ hữu có sông Ông, sông Cha - Than, sông Quao và sông Lu,…

1.2.2 Địa hình

Lưu vực Sông Cái Phan Rang có địa hình đa dạng: núi cao, đồi thấp và đồng bằng Địa hình tương đối dốc, có hướng thấp dần từ Tây sang Đông và từ Tây Bắc

xuống Đông Nam Sông bắt đầu từ sườn Đông của dãy núi Gia Rích với cao độ khoảng 1.923 m giáp ranh với tỉnh Lâm Đồng, sông chảy theo hướng Bắc - Nam đổ

ra biển Đông tại vịnh Phan Rang Chiều dài dòng chính sông Cái khoảng 120 km Mặt cắt dọc sông Cái có dạng bậc thềm Ở thượng nguồn sông chảy ven theo các sườn núi cao trên 1.500 m, lòng sông nhiều đá tảng, độ dốc lòng sông lớn, sườn dốc ngắn, đất đai chủ yếu là tổ hợp đất núi Feralít

Hình 1.1 Bản đồ địa hình và cao độ Ninh Thuận độ phân giải 30 m x 30m

Địa hình núi cao bao bọc gần như toàn bộ lưu vực ở các hướng: phía Bắc là Núi Đào (1.451 m), núi Chúa (1.040 m); phía Tây là dãy Nam Trường Sơn với hàng loạt các đỉnh cao hơn 1.500 m, đỉnh Bi - Đúp cao nhất 2.280 m; phía Nam là các núi thấp hơn như Đa Khum (898 m), Cà Ná (644 m) Vùng đồng bằng trũng hạ du có cao độ trên dưới 10 m Độ cao bình quân lưu vực là 483 m

Đoạn lòng sông chảy qua vùng trung lưu từ Tân Sơn đến Tân Mỹ lưu vực sông

mở rộng, độ dốc lòng sông còn cao, lòng sông nhiều đá tảng, một số nơi có các bãi bồi giữa sông như một sự pha trộn giữa kiểu sông miền núi và đồng bằng

Từ Tân Mỹ về xuôi, sông chảy êm trong một vùng đồi thấp và đồng bằng Phan Rang nhỏ hẹp Đoạn sông từ Tân Mỹ đến Đồng Mé lòng sông còn có đá lởm chởm,

từ Đồng Mé ra biển thì lòng sông đầy bãi cát, có nơi bãi cát rộng tới 300-400 m như

ở Phước Thiện, cầu Đạo Long

 Nhóm đất mặn, phèn: Tập trung chủ yếu ven biển, có 4 loại đất Đất được hình thành bởi quá trình lắng đọng của các sản phẩm trầm tích, chịu ảnh hưởng của nước biển và các sản phẩm biển

 Nhóm đất phù sa: Phân bố chủ yếu ở hạ lưu các sông, nhất là sông Cái Phan Rang, có 6 loại đất, thích hợp trồng cây lương thực, hoa màu, cỏ chăn nuôi

 Nhóm đất xám: Phân bố ở bậc thềm chuyển tiếp ở độ cao 50-100 m, có 13 loại đất Do có độ phì thấp, chua, nghèo mùn nên chỉ thích hợp cho trồng rừng và có thể cải tạo để trồng mía

 Nhóm đất vàng đỏ: Đây là đất có diện tích lớn nhất được phân thành 4 loại Nhóm đất này có độ phì thấp, tầng canh tác mỏng, độ dốc lớn, ít thuận lợi cho phát triển nông nghiệp Cần cải tạo và bảo vệ bằng trồng rừng phủ xanh

 Nhóm đất vàng đỏ trên núi: Phân bố ở độ cao lớn, độ dốc lớn, có 2 loại đất, không sử dụng cho sản xuất nông nghiệp

Theo kết quả nghiên cứu của Phân viện Quy hoạch và Thiết kế Nông nghiệp, trên địa bàn tỉnh Ninh Thuận được phân ra 8 nhóm đất cơ bản Diện tích và tỉ lệ

diện tích của các nhóm đất được tổng hợp trong Bảng 1.1

Bảng 1.2 Thảm phủ thực vật của lưu vực sông Cái Phan Rang

Thảm phủ thực vật nhìn chung nghèo nàn, diện tích rừng tự nhiên thưa, chủ yếu

là cỏ xen lùm bụi, cỏ lùm bụi xen cây gỗ rải rác nên không có tác dụng giảm tốc độ tập trung dòng chảy cũng như khả năng thấm để bổ cập nước ngầm

1.2.5 Khí tượng thủy văn

1.2.5.1 Khí tượng

Lưu vực nghiên cứu nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa nhưng khô hạn nhất Việt Nam với những đặc điểm khí tượng đặc trưng như nắng nóng, độ ẩm thấp, nhiều gió và lượng bốc hơi lớn

Nhiệt độ

Lưu vực sông Cái Phan Rang có nhiệt độ trung bình nhiều năm là 270C Nhiệt

độ cao nhất lên đến 40,50C rơi vào các tháng 5-7 và thấp nhất là 160C vào các tháng 1, 12 Chênh lệch nhiệt độ trung bình giữa tháng nóng nhất và tháng lạnh nhất

từ 8-100C, và biên độ nhiệt độ ngày trung bình 7-90C

Gió

Lưu vực sông Cái Phan Rang nằm trong khu vực có chế độ gió theo hai hướng chính là Đông Bắc và Tây Nam với tốc độ trung bình năm là 2,6 m/s Từ tháng 11 đến tháng 3 tốc độ gió cao, đạt giá trị lớn nhất vào khoảng tháng 12 với tốc độ 3,9 m/s Trong những tháng này, ngoài gió Đông-Bắc thổi về ban ngày thường xuất hiện gió thung lũng về ban đêm theo hướng Tây- Bắc Từ tháng 3 trở đi, về ban ngày gió Đông-Nam dần thay thế gió Đông-Bắc, về ban đêm gió thung lũng vẫn chế ngự theo hướng Tây-Bắc Vận tốc gió thấp nhất trung bình đạt 1,8 m/s vào tháng 9

Độ ẩm

Độ ẩm không khí (RH%) trung bình năm trên lưu vực thấp, chỉ khoảng 76% Vào mùa mưa, độ ẩm đạt 78% (cao nhất 80% vào tháng 10); vào mùa khô, độ ẩm chỉ khoảng 74% (thấp nhất 72% vào tháng 1 và 2)

Bốc thoát hơi nước

Do nền nhiệt độ cao, nắng nhiều, tốc độ gió lớn và độ ẩm không khí thấp nên lượng bốc thoát hơi nước lưu vực sông Cái Phan Rang hàng năm rất cao Lượng bốc thoát hơi đo bằng ống piche tại trạm Phan Rang khoảng 1.600-2.200 mm/năm Vào các tháng mùa khô, lượng bốc hơi đo được đạt 160-195 mm, thường đạt cực đại vào tháng 1 và giảm còn 108-133 mm trong các tháng mùa mưa và thường đạt cực tiểu vào tháng 10 Chênh lệch lượng bốc thoát hơi nước giữa tháng thấp nhất và cao nhất khoảng 86 mm

Bảng 1.3 Các đặc trưng khí tượng trung bình tháng nhiều năm tại trạm Phan Rang

bố không đồng đều theo thời gian, khoảng 55-65% lượng mưa năm tập trung vào 4

tháng cuối năm, là thời kỳ mùa mưa ở Ninh Thuận Ngược lại, trong 8 tháng mùa khô từ tháng 1-8, tổng lượng mưa chỉ bằng khoảng 35-45% lượng mưa cả năm

Hình 1.2 Phân bố lượng mưa trung bình tháng nhiều năm vùng nghiên cứu Bảng 1.4 Lượng mưa trung bình tháng nhiều năm (mm) vùng nghiên cứu

BaTháp 6 2 17 16 60 49 54 51 128 183 178 85 831

Cà Ná 10 2 9 21 93 74 63 58 148 172 118 60 841 Nha Hố 6 2 15 21 80 71 76 61 144 175 144 57 850 Nhị Hà 6 2 13 25 90 71 74 66 181 177 136 63 902 Phan Rang 6 3 12 18 67 56 51 51 142 166 153 65 787 Quan Thẻ 10 2 12 18 93 65 53 60 135 180 137 69 832 Sông Pha 19 3 45 90 248 180 177 131 321 334 169 101 1.914 Tân Mỹ 7 2 20 40 115 99 101 118 210 221 152 71 1.154 Khánh Sơn 14 7 30 38 173 166 142 160 302 216 265 185 1.698 Phước Đại 9 5 11 27 159 140 110 133 285 198 220 97 1.364 Phước Hà 8 2 14 5 118 77 107 103 223 186 160 89 1.044 Phước Hữu 0 22 14 7 116 37 53 51 131 172 156 71 830 Phương Cựu 5 4 16 3 90 45 61 46 125 212 193 75 874 Quảng Ninh 1 0 5 2 80 82 106 114 236 237 173 94 1.131

(Nguồn: Trung tâm khí tượng thủy văn Ninh Thuận)

Lượng mưa vùng nghiên cứu phân bố không đều theo không gian, cụ thể giảm dần từ hướng Tây sang Đông (từ vùng núi xuống vùng đồng bằng ven biển) Điều kiện địa hình chi phối lượng mưa hàng năm Tại trạm Sông Pha, ở độ cao 146 m, lượng mưa năm lớn nhất đạt 1.914,2 mm/năm, gấp 2,4 lần so với lượng mưa năm tại trạm Phan Rang ở độ cao 7 m

1.2.5.2 Hệ thống sông ngòi

Theo các nghiên cứu trước đây, trên lưu vực sông Cái, ngoài dòng chính sông Cái còn có nhiều sông, suối nhánh khống chế diện tích lưu vực khá lớn 3.043 km2 Trong đó: phần thuộc tỉnh Ninh Thuận là 2.488 km2, phần thuộc tỉnh Khánh Hòa là

336 km2, phần thuộc tỉnh Lâm Đồng là 172 km2 và phần thuộc tỉnh Bình Thuận là

47 km2 Hệ thống sông Cái Phan Rang được trình bày tóm tắt theo sơ đồ Hình 1.3

Mạng lưới sông suối của lưu vực có dạng hình nhánh cây, phần thượng du là tập hợp các nhánh sông chảy theo nhiều hướng khác nhau, tập trung vào dòng chính cách cửa sông khoảng 25 km

Hình 1.3 Hệ thống sông ngòi lưu vực sông Cái Phan Rang

Bảng 1.5 Hệ thống sông Cái Phan Rang

TT Sông suối Địa phận Diện tích lưu vực (km 2 ) Chiều dài (km)

1 Sông Cái Ninh Thuận, Khánh

Hòa, Lâm Đồng 3.043 120

2 Sông Sắt Bác Ái, Ninh Sơn 409 32

3 Sông Trà Co Bác Ái, Ninh Sơn 154 25

4 Sông Cho Mo Bác Ái, Ninh Sơn 86 19,5

5 Suối Ngang Bác Ái, Ninh Sơn 59 14

6 Sông Ông Ninh Sơn 215 28

7 Sông Than Tuy Phong (Bình

Thuận), Ninh Sơn 352 30

8 Sông Quao Tuy Phong (Bình

Thuận), Tp PR-TC 154 39,5

9 Sông Lu Tuy Phong (Bình

Thuận), Ninh Phước 504 34

1.2.5.3 Chế độ dòng chảy

Dòng chảy năm trên lưu vực sông Cái Phan Rang chịu sự chi phối trực tiếp của mưa năm Lượng mưa trên lưu vực phân bố không đều theo không gian và thời gian, do đó, chế độ dòng chảy cũng biến động theo không gian và thời gian Mô đun dòng chảy năm trung bình lưu vực chỉ khoảng 20 l/s.km2, khu vực ven biển chỉ khoảng 5 l/s.km2 Các vùng núi cao sườn dốc ở thượng nguồn có mô đun dòng chảy lớn hơn nhiều so với vùng hạ du từ 4 đến 5 lần

Ảnh hưởng của thuỷ triều vịnh Phan Rang lên chế độ thủy văn sông Cái không lớn, chỉ vào sâu 4-6 km tính từ cửa biển Hàng năm, mùa lũ trên lưu vực thường bắt đầu chậm hơn mùa mưa khoảng 2 đến 3 tháng, từ tháng 9 đến tháng 12, với lượng dòng chảy chiếm khoảng 70-80% lượng nước cả năm Đáng lưu ý là sông Cái Phan Rang có một hệ thống các sông nhánh phân bố theo dạng chùm rễ cây khiến lũ tập trung nhanh Ngoài dòng chảy tự nhiên sinh ra từ mưa, từ năm 1962, sông Cái còn nhận thêm lượng nước xả từ nhà máy thủy điện Đa Nhim liên tục cho đến nay

Theo Báo cáo “Điều chỉnh bổ sung quy hoạch thủy lợi tỉnh Ninh Thuận” của

Viện Quy hoạch Thủy lợi Miền Nam (2008) thì tổng lượng nước mặt bình quân trên toàn lưu vực sông Cái là 2.369 triệu m3/năm, trong đó:

- Lượng nước lưu vực sông Cái thuộc Ninh Thuận: 1.580 triệu m3/năm;

- Lượng nước thủy điện Đa Nhim chuyển vào: 537 triệu m3/năm;

- Lượng nước lưu vực sông Cái thuộc tỉnh khác: 252 triệu m3/năm

Nguồn nước mặt sau nhà máy thuỷ điện Đa Nhim được điều tiết thông qua hồ Đơn Dương Tuy nhiên, nhiệm vụ chính của nó là phát điện nên nguồn nước bổ sung cho lưu vực sông Cái Phan Rang hiện nay còn phụ thuộc chủ yếu vào sự vận hành của ngành điện Do đó, về động thái, nguồn nước mặt trên lưu vực phụ thuộc vào chế độ mưa trong khi dòng chảy về mùa mưa đáp tương đối đủ cho các hộ dùng nước hiện tại nhưng ngược lại mùa khô dòng chảy nhiều sông suối bị khô kiệt gây

ra hiện tượng thiếu hụt nguồn nước phục vụ hoạt động dân sinh, kinh tế

1.3 Điều kiện kinh tế xã hội

1.3.1 Dân số

Theo số liệu Niên giám thống kê năm 2011 của tỉnh Ninh Thuận, toàn tỉnh có 570.078 người, mật độ dân số là 170 người/km2, tỉ lệ tăng dân tự nhiên là 1,2% Trong đó, nam là 285.202 người, chiếm tỷ lệ 50,03%; nữ là 284.876 người, chiếm

tỷ lệ: 49,97% Dân số ở thành thị là 205.226 người, chiếm 36,0%, nông thôn là 364.852 người, chiếm 64,00 %; cụ thể TP Phan Rang – Tháp Chàm chiếm 28,3%, huyện Ninh Phước chiếm 23,4%, ít nhất là huyện Bác Ái chỉ chiếm 3,7%, mật độ dân số trung bình là 170người/km2 Dân số và mật độ dân số phân theo huyện, thành phố thuộc tỉnh Ninh Thuận được trình bày trong Bảng 1.6

Dân cư phân bố không đồng đều giữa các huyện và giữa khu vực nông thôn với thành thị Tỷ lệ cư dân nông thôn chiếm 64%, trong khi đó khu vực thành thị là 36% Mật độ dân số trung bình là 170 người/km2 TP Phan Rang-Tháp Chàm là nơi

có mật độ dân số cao nhất với 2.055 người/km2, trong khi đó huyện Bác Ái mật độ

dân số thấp nhất, chỉ có 24 người/km2 Cơ cấu dân số, nam là 285.202 người, chiếm

tỷ lệ 50,03 %; nữ là 284.876 người, chiếm tỷ lệ 49,97%

Bảng 1.6 Diện tích, dân số và mật độ dân số năm 2011 phân theo huyện

Huyện/TP Diện tích (km 2 ) Dân số (người) Mật độ (người/km 2 )

Tổng số 3.357,99 570.078 170

TP PR-TC 79,38 163.120 2.055

Huyện Bác Ái 1.027,30 24.567 24

Huyện Ninh Sơn 771,33 72.049 93

Huyện Ninh Hải 253,87 90.209 355

Huyện Ninh Phước 342,34 126.779 370

Huyện Thuận Bắc 319,24 38.167 120

Huyện Thuận Nam 564,53 55.187 98

(Nguồn: Cục thống kê Ninh Thuận 2012)

1.3.2 Các hoạt động kinh tế

Năm 2011, Tốc độ tăng GDP ước đạt 10,6%, GDP bình quân đầu người đạt 16,3 triệu đồng Giá trị gia tăng các ngành: Nông, lâm nghiệp tăng 6,2%; thủy sản tăng 4,8%; công nghiệp - xây dựng tăng 13,5%; dịch vụ tăng 13,7% Cơ cấu kinh tế: Nông, lâm nghiệp và thủy sản chiếm 43,1 %, công nghiệp - xây dựng chiếm 21,9%, dịch vụ chiếm 35% GDP của tỉnh Tổng thu ngân sách trên địa bàn ước đạt 1.156 tỷ đồng Giá trị kim ngạch xuất khẩu ước đạt 72 triệu USD

1.3.2.1 Công nghiệp

Giá trị sản xuất công nghiệp năm 2011 ước đạt 1.705 tỷ đồng, một số sản phẩm chủ yếu tăng khá như tinh bột mì, may công nghiệp, đường RS, một số cơ sở sản xuất đầu tư mở rộng qui mô sản xuất, nâng cao chất lượng sản phẩm, một số dự án đầu tư hoàn thành phát huy được năng lực sản xuất đóng góp cho tăng trưởng ngành công nghiệp như chế biến muối cao cấp, chế biến nước Yến, nhà máy sản xuất thuốc lá điếu, chế biến đá granite

Lĩnh vực xây dựng: Tăng cường công tác quy hoạch xây dựng đô thị, hoàn thành quy hoạch chi tiết 1/500 phục vụ xây dựng nhà máy điện hạt nhân, quy hoạch chi tiết các khu đô thị, khu du lịch để triển khai các dự án đầu tư, triển khai quy hoạch chi tiết một số trung tâm hành chính huyện, thị trấn; tập trung triển khai đầu

tư 05 khu đô thị mới, cơ bản hoàn thành dự án cải tạo hệ thống thoát nước thành phố Phan Rang-Tháp Chàm và thoát nước thị trấn Khánh Hải; công tác quản lý trật

tự xây dựng được tăng cường, trong 10 tháng đã tổ chức kiểm tra 166 công trình, nhà ở đang xây dựng, phát hiện và xử lý 54 trường hợp vi phạm Hạn chế đó là tiến

độ đầu tư các khu đô thị mới và một số công trình giao thông nội thị còn chậm; tình trạng xây dựng không phép, trái phép vẫn còn diễn ra

1.3.2.2 Nông nghiệp – lâm nghiệp – thủy sản

Giá trị sản xuất toàn ngành ước đạt 2.685,2 tỷ đồng, tăng 7,3%, trong đó nông, lâm nghiệp tăng 7,4%, thủy sản tăng 7,2%

Trồng trọt

Sản xuất phát triển khá, tăng trên cả trên 3 yếu tố về qui mô sản xuất, năng suất

và hiệu quả; cơ cấu cây trồng chuyển dịch tích cực, mô hình sản xuất có hiệu quả được nhân rộng; các chính sách hỗ trợ phát triển nông nghiệp, nông thôn được triển khai kịp thời, có hiệu quả Diện tích gieo trồng năm 2011 đạt 78.233 ha tăng 4,8%; năng suất một số cây trồng chính tăng khá: cây lúa đạt 55,9 tạ/ha, tăng 12,2%, cây bắp đạt 35,6 tạ/ha tăng 10,6%; sản lượng một số cây công nghiệp ngắn ngày tăng cao, như cây mía 122 nghìn tấn tăng 40%; mỳ 53 nghìn tấn, tăng 26,2%

Chăn nuôi

Giá cả tiêu thụ thuận lợi, công tác phòng chống dịch bệnh cho gia súc, gia cầm được thực hiện tốt hơn, tình hình đến nay tương đối ổn định, dịch heo tai xanh và dịch cúm gia cầm không tái phát, qui mô tổng đàn gia súc, gia cầm được duy trì ổn định Qui mô tổng đàn gia súc có sừng 252 ngàn con, tăng 1,4%, đàn gia cầm 1.748 nghìn con, tăng 19,1%

so với cùng kỳ; sản xuất diêm nghiệp gặp khó khăn do mưa nhiều, sản lượng muối giảm 36% so với cùng kỳ, giá cả tiêu thụ thiếu ổn định nên hiệu quả diêm dân đạt thấp; tiến độ triển khai quy hoạch xây dựng nông thôn mới còn chậm

1.3.2.3 Du lịch dịch vụ

Du lịch

Ninh Thuận có tiềm năng và lợi thế to lớn về biển Du lịch biển và du lịch sinh thái kết hợp với du lịch văn hóa và lịch sử đang kêu gọi đầu tư trong và ngoài nước Năm 2011, tỉnh đã triển khai nhiều hoạt động thu hút du khách, kết hợp tổ chức nhiều sự kiện lớn và các hội thảo quốc gia được tổ chức trên địa bàn, nên hoạt động

du lịch có sôi động, đã thu hút trên 820 ngàn lượt khách, tăng 17,2% so cùng kỳ

Dịch vụ

Năm 2011, Giá trị sản xuất của các ngành dịch vụ ước đạt 2.128 tỷ đồng Tổng mức bán lẻ hàng hóa ước đạt 7.873 tỷ đồng Dịch vụ vận tải hành khách công cộng được duy trì, năng lực vận tải được đầu tư mới theo hướng hiện đại, đáp ứng tốt hơn

nhu cầu lưu thông hàng hóa và đi lại của người dân; khối lượng luân chuyển hành khách tăng 26,1% và luân chuyển hàng hóa tăng 10% Mạng lưới dịch vụ bưu chính-viễn thông tiếp tục phát triển, lắp đặt mới 4.250 thuê bao điện thoại các loại

và 1.250 thuê bao internet, nâng tổng số thuê bao điện thoại trên toàn mạng lên 143.871 máy, đạt 24 máy/100 dân Quản lý nhà nước về xuất bản, báo chí và truyền hình được tăng cường, đã thẩm định và cấp mới 50 giấy phép xuất bản, 63 giấy phép tần số và máy phát vô tuyến điện cho ngư dân phục vụ hoạt động khai thác trên biển và phòng tránh thiên tai

1.3.3 Cơ sở hạ tầng

1.3.3.1 Mạng lưới giao thông

Giao thông đường bộ

Mạng lưới giao thông đường bộ gồm quốc lộ 1A (64 km), quốc lộ 27A (68 km), quốc lộ 27B (48 km) Tổng chiều dài các tuyến trên là 180 km được trải thảm bê tông nhựa và láng nhựa

- Tuyến tỉnh lộ (có 10 tuyến) với tổng chiều dài khoảng 322,54 km; đường huyện 189,9 km; đường đô thị 128,24 km; đường xã 238,3 km;

- Quốc lộ 1A: nối các tỉnh lân cận Khánh Hòa và Bình Thuận, là tuyến đường Bắc Nam quan trọng của toàn tỉnh;

- Quốc lộ 27A: liên kết Đông Tây trong phạm vi tỉnh, nối Thành phố Phan Rang - Tháp Chàm với tỉnh Lâm Đồng;

- Quốc lộ 27B: đóng vai trò liên kết chiến lược cho vùng Tây Bắc và nối đường 1A bên ngoài tỉnh

Trên địa bàn tỉnh có 24 xe buýt và 2 trạm xe buýt của công ty tư nhân, có 2 tuyến chính là Phan Rang – Vĩnh Hy và Phan Rang – Ninh Sơn Việc theo dõi mạng lưới giao thông công cộng do các công ty, xí nghiệp quản lý Phương thức giao thông công cộng ở tỉnh chưa phổ biến Xe gắn máy đặc biệt phổ biến, toàn tỉnh có

168.619 chiếc so với 1.439 xe hơi

Giao thông đường sắt

Đường sắt Thống Nhất đi qua tỉnh dài 67 km Đây không phải là mạng lưới giao thông công cộng phổ biến tại Ninh Thuận, chỉ có một tuyến đường sắt độc lập

sử dụng để vận chuyển cả khách và hàng hóa

Giao thông đường thủy

Kênh rạch tỉnh Ninh Thuận chủ yếu dùng cho thoát nước, không dùng cho giao thông vì chúng tương đối hẹp và không đủ sâu Một số cảng biển chính: Cảng Đông Hải: có cầu tàu dài 265 m; Cảng Cà Ná: dài 200 m; Cảng Ninh Chữ: có cầu tàu dài

120 m; Bến cá Mỹ Tân: là nơi trú đậu cho tàu thuyền đánh cá trú bão an toàn, có khả năng tiếp nhận tàu có quy mô công suất đến 500 CV

Đường hàng không

Ninh Thuận có sân bay Thành Sơn, cách Phan Rang – Tháp Chàm khoảng 8 km

về phía Tây Bắc, đây là sân bay quân sự, không sử dụng cho công cộng

1.3.3.2 Mạng lưới điện

Nguồn cấp trực tiếp là nhà máy thủy điện Đa Nhim công suất 160 MW từ mạng lưới lưới điện quốc gia 220 KV, 110 KV Ngoài ra còn được sự hỗ trợ của các nguồn điện địa phương là thủy điện Sông Pha công suất 7,5 MW, nhà máy thủy điện sông Ông công suất 8,1 MW đáp ứng nhu cầu điện sinh hoạt và sản xuất cho 100% phường, xã, thị trấn; 96% điểm dân cư và hơn 90% số hộ trong tỉnh

1.4 Hiện trạng khai thác và quản lý tài nguyên nước

1.4.1 Công tác quản lý

Trong những năm gần đây, được sự quan tâm của các cấp, ngành nên công tác quản lý tài nguyên nước đang dần được cải thiện trên địa bàn tỉnh Ninh Thuận UBND tỉnh Ninh Thuận đã thành lập được văn phòng điều phối lưu vực sông và 03 Ban quản lý dự án về môi trường - tài nguyên nước từ các nguồn vốn tài trợ nước ngoài nhằm tăng cường công tác quản lý và nâng cao năng lực cán bộ ngành tài nguyên nước; tuyên truyền, phổ biến pháp luật và nâng cao nhận thức về tầm quan