Báo cáo Nghiên cứu xây dựng qui trình đánh giá tài nguyên nước mặt và áp dụng cho vùng kinh tế đông nam bộ

Bé tµi nguyªn vµ m«i tr−êng Côc qu¶n lý tµi nguyªn n−íc B¸o c¸o tæng kÕt ®Ò tµi cÊp bé Nghiªn cøu x©y dùng qui tr×nh ®¸nh gi¸ tµi nguyªn n−íc mÆt vµ ¸p dông cho vïng kinh tÕ ®«ng nam bé Chñ nhiÖm ®Ò tµi: TS. NguyÔn Lª TuÊn 7043 02/12/2008 Hµ Néi- 2008 BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG CỤC QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN NƯỚC ⎯⎯⎯⎯⎯œœœ⎯⎯⎯⎯ BÁO CÁO TỔNG KẾT KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH ĐÁNH GIÁ TÀI NGUYÊN NƯỚC MẶT VÀ ÁP DỤNG CHO VÙNG KINH TẾ ĐÔNG NAM BỘ Chỉ số phân loại: Số đăng ký: Chỉ số lưu trữ: Chủ nhiệm đề tài: TS. Nguyễn Lê Tuấn Các cộng tác viên chính: KS. Nguyễn Sĩ Khôi Cục Quản lý tài nguyên nước KS. Nguyễn Vũ Trung Cục Quản lý tài nguyên nước ThS. Nguyễn Thị Việt Hồng Cục Quản lý tài nguyên nước KS. Đỗ Văn Lanh Cục Quản lý tài nguyên nước PGS, TS. Trần Thanh Xuân Viện Khoa học KTTV và MT Hà Nội, ngày tháng năm 2008 Chủ nhiệm đề tài Nguyễn Lê Tuấn Hà Nội, ngày tháng năm 2008 Thủ trưởng cơ quan chủ trì Hà Nội, ngày tháng năm 2008 Chủ tịch Hội đồng đánh giá chính thức Lê Kim Sơn Hà Nội, ngày tháng năm 2008 Thủ trưởng cơ quan quản lý đề tài TL. BỘ TRƯỞNG Q. VỤ TRƯỞNG VỤ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ Lê Kim Sơn i MỤC LỤC MỞ ĐẦU .................................................................................................................................1 Chương 1 TỔNG QUAN VỀ TÀI NGUYÊN NƯỚC VÀ CÁC VẤN ĐỀ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN ĐÁNH GIÁ TÀI NGUYÊN NƯỚC MẶT ....................... 3 I. TÀI NGUYÊN NƯỚC VÀ VAI TRÒ CỦA TÀI NGUYÊN NƯỚC ĐỐI VỚI PHÁT TRIỂN KINH TẾ - Xà HỘI ...............................................................................................................................3 I.1 Các dạng tài nguyên nước và chu trình của nước trong tự nhiên .....................................3 I.2 Vai trò của nước đối với sự phát triển kinh tế xã hội .......................................................4 I.3 Nhận thức của con người về tài nguyên nước và mối quan hệ với đánh giá tài nguyên nước .......................................................................................................................................5 II. TỔNG QUAN VỀ ĐÁNH GIÁ TÀI NGUYÊN NƯỚC .................................................................7 II.1 Khái niệm chung về đánh giá tài nguyên nước ...............................................................7 II.2 Một số công trình đánh giá tài nguyên nước...................................................................7 III. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI .................................................................................12 III.1 Một số vấn đề chung trong công tác đánh giá tài nguyên nước ..................................12 III.2 Sự cần thiết xây dựng quy trình đánh giá tài nguyên nước mặt ..................................13 III.3 Phạm vi và các nội dung nghiên cứu của đề tài ...........................................................14 Chương 2 MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ PHẠM VI KHÔNG GIAN TRONG ĐÁNH GIÁ TÀI NGUYÊN NƯỚC MẶT ...................................................... 16 I. TỔNG HỢP MỘT SỐ KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ TÀI NGUYÊN NƯỚC VIỆT NAM Đà ĐƯỢC THỰC HIỆN.........................................................................................................................................16 I.1 Một số kết quả đánh giá tài nguyên nước mặt cho toàn quốc ........................................16 I.2 Một số vấn đề liên quan đến phạm vi không gian..........................................................19 II. MỘT SỐ VẤN ĐỀ LÝ LUẬN VỀ TỔ CHỨC LÃNH THỔ KINH TẾ - Xà HỘI Ở VIỆT NAM ......................................................................................................................................................20 III. ĐÁNH GIÁ TÀI NGUYÊN NƯỚC MẶT THEO VÙNG LÃNH THỔ....................................22 III.1 Những yêu cầu về đánh giá tài nguyên nước cho vùng lãnh thổ .................................22 III.2 Tính toàn diện của các thông tin đánh giá tài nguyên nước ........................................23 III.3 Yêu cầu về đánh giá tài nguyên nước của các hồ chứa ...............................................24 IV. SAI SỐ VÀ ĐỘ TIN CẬY TRONG ĐÁNH GIÁ TÀI NGUYÊN NƯỚC MẶT ......................26 IV.1 Chuẩn hoá ....................................................................................................................26 IV.2 Kiểm soát chất lượng...................................................................................................26 IV.3 Một số vấn đề về sai số................................................................................................28 IV.4 Đánh giá độ chính xác của các thông tin khái quát theo không gian ..........................31 V. MỘT SỐ NHẬN XÉT .....................................................................................................................40 Chương 3 CÁC KỸ THUẬT, CÔNG NGHỆ CHỦ YẾU SỬ DỤNG TRONG ĐÁNH GIÁ TÀI NGUYÊN NƯỚC MẶT....................................... 43 I. GIỚI THIỆU .....................................................................................................................................43 II. CÔNG CỤ MÔ HÌNH TRONG ĐÁNH GIÁ TÀI NGUYÊN NƯỚC MẶT ..............................43 ii II.1 Tổng quan về các mô hình mô phỏng lưu vực sông .....................................................43 II.2 Quá trình lựa chọn và áp dụng mô hình ........................................................................45 II.3 Về công cụ xử lý thống kê và một số mô hình ngẫu nhiên ..........................................50 II.4 Ứng dụng mô hình trong tính toán và đánh giá tài nguyên nước ở Việt Nam..............51 III. CÔNG NGHỆ GIS VÀ ỨNG DỤNG TRONG ĐÁNH GIÁ TÀI NGUYÊN NƯỚC MẶT ....53 III.1 Khái niệm công nghệ GIS (Geographic Information System) ....................................53 III.2 Ứng dụng công nghệ GIS trong đánh giá tài nguyên nước mặt ..................................54 IV. CƠ SỞ DỮ LIỆU VÀ HỆ QUẢN TRỊ CƠ SỞ DỮ LIỆU..........................................................57 IV.1 Định nghĩa hệ quản trị cơ sở dữ liệu ...........................................................................58 IV.2 Khái niệm người dùng (User)......................................................................................59 IV.3 Các mô hình dữ liệu.....................................................................................................59 IV.4 Đề xuất chương trình quản lý cơ sở dữ liệu sử dụng trong đề tài ...............................62 Chương 4 ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH ĐÁNH GIÁ TÀI NGUYÊN NƯỚC.. 67 I. TỔNG QUAN VỀ THỂ CHẾ, CHÍNH SÁCH LIÊN QUAN ĐẾN ĐÁNH GIÁ TÀI NGUYÊN NƯỚC....................................................................................................................................................67 I.1 Tại Việt Nam ..................................................................................................................67 I.2 Tại Trung Quốc ..............................................................................................................68 I.3 Tại Hoa Kỳ .....................................................................................................................68 I.4 Tại Ấn Độ .......................................................................................................................71 I.5 Tại Nam Phi....................................................................................................................71 II. XÂY DỰNG NHỮNG NỘI DUNG ĐÁNH GIÁ TÀI NGUYÊN NƯỚC MẶT.........................72 II.1 Cơ sở xây dựng nội dung đánh giá tài nguyên nước mặt..............................................73 II.2 Các nội dung đánh giá tài nguyên nước mặt .................................................................80 IV. ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH ĐÁNH GIÁ TÀI NGUYÊN NƯỚC MẶT.........................................81 IV.1 Đánh giá về hệ thống trạm đo, công tác quan trắc tài nguyên nước mặt.....................81 IV.2 Xử lý, khôi phục, bổ sung dữ liệu ...............................................................................85 IV.3 Xây dựng hệ cơ sở dữ liệu phục vụ đánh giá tài nguyên nước mặt.............................91 IV.4 Đánh giá về đặc trưng lưu vực sông và mạng lưới sông ngòi .....................................92 IV.5 Phân tích, tổng hợp, đánh giá về mưa .........................................................................93 IV.6 Phân tích, tổng hợp, đánh giá số lượng nước sông......................................................95 IV.7 Đánh giá chất lượng nước sông ...................................................................................97 IV.8 Đánh giá số lượng và chất lượng nước hồ chứa ..........................................................98 IV.9 Xây dựng các báo cáo đánh giá tài nguyên nước mặt .................................................99 IV.10 Xây dựng các bản đồ chuyên đề, các bảng biểu ........................................................99 V. TỔ CHỨC THỰC HIỆN VIỆC ĐÁNH GIÁ TÀI NGUYÊN NƯỚC ......................................100 V.1 Bảo đảm các nguồn lực thực hiện chương trình đánh giá tài nguyên nước................100 V.2 Huy động sự tham gia của các cơ quan, tổ chức, cá nhân có liên quan......................100 V.3 Yêu cầu về sản phẩm ..................................................................................................100 Chương 5 ỨNG DỤNG QUY TRÌNH ĐÁNH GIÁ TÀI NGUYÊN NƯỚC MẶT CHO VÙNG KINH TẾ ĐÔNG NAM BỘ .......................................... 101 I KHÁI QUÁT VỀ VÙNG KINH TẾ ĐÔNG NAM BỘ.................................................................101 iii I.1 Điều kiện tự nhiên ........................................................................................................101 I.2 Điều kiện kinh tế xã hội................................................................................................107 II. ỨNG DỤNG QUY TRÌNH ĐÁNH GIÁ TÀI NGUYÊN NƯỚC MẶT CHO VÙNG KINH TẾ ĐÔNG NAM BỘ ................................................................................................................................109 II.1 Mạng lưới sông suối, mạng lưới trạm đo....................................................................110 II.2 Tài nguyên nước mưa..................................................................................................115 II.3 Số lượng nước sông.....................................................................................................128 II.4 Phân phối lượng nước mặt của các sông trong vùng ..................................................133 II.5 Chất lượng nước sông .................................................................................................138 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................................ 144 TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................. 149 iv DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Chu trình của nước trong tự nhiên...............................................................................4 Hình 2.1 So sánh sự khác nhau của một số phép nội suy.........................................................37 Hình 2.1 So sánh sự khác nhau của cùng một phép nội suy.....................................................37 Hình 3.1 Mô tả quy trình mô hình hóa .....................................................................................48 Hình 3.2 Các bước ứng dụng SPSS trong phân tích thống kê tài liệu, số liệu thực nghiệm ...51 Hình 3.3 Các thành phần và chức năng của hệ thống thông tin địa lý (GIS) ...........................54 Hình 3.4 Mô tả một lưu vực bằng các lớp thông tin.................................................................57 Hình 3.5 Các lớp bản đồ trong mô hình dữ liệu Arc Hydro.....................................................58 Hình 3.6 Giao diện khởi động hệ cơ sở dữ liệu đề xuất ...........................................................62 Hình 3.7 Nhập liệu các thông tin hành chính ...........................................................................63 Hình 3.8 Nhập liệu các thông tin về trạm đo............................................................................64 Hình 3.9 Nhập thông tin lưu lượng ngày tại trạm đo ...............................................................65 Hình 3.10 Lập các thông tin báo cáo một số đặc trưng tài nguyên nước .................................66 Hình 3.11 Các báo cáo về đặc trưng tài nguyên nước..............................................................66 Hình 4.1 Mạng lưới quan trắc dòng chảy sông ngòi của Hoa Kỳ ............................................69 Hình 4.2 Bản đồ mạng quan trắc dòng chảy thời gian thực của Hoa Kỳ .................................70 Hình 4.3 Mô tả các thành phần cân bằng nước sử dụng trong đánh giá tài nguyên nước........75 Hình 4.4 Các bước chính trong đánh giá tài nguyên nước .......................................................80 Hình 5.1 Sơ đồ vị trí khu vực nghiên cứu ..............................................................................101 Hình 5.2 Bản đồ mạng lưới sông suối khu vực ĐNB.............................................................112 Hình 5.3 Bản đồ đẳng trị mưa trung bình nhiều năm khu vực ĐNB.....................................117 Hình 5.4 Bản đồ đẳng trị mưa bình quân tháng IV khu vực ĐNB........................................118 Hình 5.5 Bản đồ đẳng trị mưa bình quân tháng V khu vực ĐNB ..........................................119 Hình 5.6 Bản đồ đẳng trị mưa bình quân tháng VI khu vực ĐNB.........................................120 Hình 5.7 Bản đồ đẳng trị mưa bình quân tháng VII khu vực ĐNB........................................121 Hình 5.8 Bản đồ đẳng trị mưa bình quân tháng VIII khu vực ĐNB ......................................122 Hình 5.9 Bản đồ đẳng trị mưa bình quân tháng IX khu vực ĐNB.........................................123 Hình 5.10 Bản đồ đẳng trị mưa bình quân tháng X khu vực ĐNB ........................................124 Hình 5.11 Bản đồ đẳng trị mưa bình quân tháng XI khu vực ĐNB.......................................125 v DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Độ chính xác khuyến nghị (mức độ không chắc chắn) ở mức tin cậy 95%............27 Bảng 2.2 Tỷ lệ bản đồ dòng chảy phụ thuộc vào mật độ lưới trạm..........................................34 Bảng 2.1 - Các thành phần cần chú ý khi đánh giá tài nguyên nước theo những thông tin khái quát hóa theo không gian..........................................................................................................38 Bảng 3.1 Ví dụ về các mức chi tiết khác nhau khi mô phỏng dòng chảy ................................45 Bảng 3.2 Tổng hợp về một số mô hình mô phỏng lưu vực sông .............................................49 Bảng 4.1 Các hoạt động đánh giá chất lượng nước..................................................................76 Bảng 4.2 Mục tiêu, mục đích của các hoạt động đánh giá chất lượng nước ............................77 Bảng 4.3 Mức độ phức tạp của chương trình giám sát chất lượng nước đa mục đích ............83 Bảng 4.4 Tổng hợp về các thông số đánh giá theo các mức đánh giá và các vấn đề về chất lượng nước của hồ chứa ...........................................................................................................84 Bảng 4.5 Cấp lưu vực để xác định tiểu lưu vực/tiểu vùng trong đánh giá TNN mặt ...............86 Bảng 5.1 Phân bố địa hình vùng kinh tế Đông Nam Bộ ........................................................102 Bảng 5.2 Danh sách trạm khí tượng trong vùng ĐNB ..........................................................104 Bảng 5.3 Tốc độ gió trung bình tại một số vị trí trong vùng ĐNB.........................................105 Bảng 5.4 Nhiệt độ trung bình tại một số vị trí trong vùng ĐNB và phụ cận..........................105 Bảng 5.5 Lượng bốc hơi trên ống Piche tại một số vị trí vùng ĐNB và vùng phụ cận.........106 Bảng 5.6 Độ ẩm tương đối trung bình hàng tháng tại một số vị trí trong vùng ĐNB...........106 Bảng 5.7 Số giờ nắng trung bình tháng tại một số vị trí trong vùng ĐNB.............................107 Bảng 5.8 Tổng hợp diện tích, dân số các tỉnh vùng ĐNB......................................................108 Bảng 5.9 Cơ cấu diện tích, dân số các tỉnh so với toàn vùng ĐNB........................................108 Bảng 5.10 Tổng GDP phân theo thành phần kinh tế vùng ĐNB năm 2003...........................109 Bảng 5.11 Mạng lưới các sông chính vùng Đông Nam Bộ....................................................111 Bảng 5.12 Danh mục trạm đo mưa vùng ĐNB và vùng phụ cận ...........................................113 Bảng 5.13 Tổng hợp tài nguyên nước mưa các tỉnh vùng Đông Nam Bộ .............................116 Bảng 5.14 Thông số thống kê và lượng mưa năm ứng với các tần suất vùng Đông Nam Bộ và phụ cận....................................................................................................................................126 Bảng 5.15 Tỷ lệ giữa lượng mưa mùa mưa và mùa khô ở vùng ĐNB và vùng phụ cận vùng ĐNB và vùng phụ cận ............................................................................................................127 Bảng 5.16 Lượng mưa bình quân tháng tại một số vị trí trong .............................................127 Bảng 5.17 Số ngày mưa trong năm ở một vài điểm khống chế mưa......................................128 Bảng 5.18 Tổng lượng nước sông hàng năm của vùng tương ứng với các tần suất..............129 Bảng 5.19 Tổng lượng nước hàng tháng của các khu vực thuộc lưu vực sông Đồng Nai tương ứng với các tần suất ................................................................................................................129 Bảng 5.20 Phân bố dòng chảy trung bình năm trên khu vực nghiên cứu..............................131 vi Bảng 5.21 Dòng chảy năm trung bình, lớn nhất, nhỏ nhất theo các chuỗi năm thực đo tại một số vị trí trên các sông..............................................................................................................131 Bảng 5.22 Lưu lượng tức thời trên sông Đồng Nai từ 28/V đến 04/VI/1996 ........................137 Bảng 5.22 Lưu lượng tức thời trên sông Thị Vải từ 29/V đến 05/VI/1996............................137 Bảng 5.23 Lưu lượng tại một số vị trí qua các đợt đo............................................................137 Bảng 5.24 Đánh giá tổng hợp khả năng hiện nay về sử dụng tài nguyên nước các sông chính trong lưu vực Đồng Nai - Sài Gòn .........................................................................................142 1 MỞ ĐẦU Nước đóng vai trò hết sức quan trọng trong quá trình hình thành và phát triển của nền văn minh nhân loại, là yếu tố sống còn cho tất cả các loại hình của sự sống trên hành tinh. Sự gia tăng của dân số, phát triển kinh tế - xã hội và biến đổi khí hậu toàn cầu là những nguyên nhân chính làm cho nhu cầu nước ngày càng tăng lên. Với lượng dòng chảy sông ngòi hàng năm vào khoảng 850 tỷ m3, tương ứng với mức bảo đảm 2570.103 m3/km2 và 12700 m3/người.năm, Việt Nam được xếp vào loại quốc gia có tài nguyên nước dồi dào. Tuy nhiên, lượng nước đó ẩn chứa nhiều nguy cơ đe dọa tính bền vững. Thứ nhất, trên 60% được hình thành trên lãnh thổ nước ngoài và chảy vào Việt Nam. Thứ hai, sự phân bố rất không đều theo thời gian và không gian. Lớp dòng chảy trung bình năm của các vùng lãnh thổ có thể chênh lệch nhau tới hàng chục lần; lượng dòng chảy trong 3 – 5 tháng mùa lũ có thể chiếm tới 60 – 90% lượng dòng chảy năm. Thứ ba, tình trạng ô nhiễm nguồn nước dẫn đến sự suy thoái chất lượng nước đang diễn ra với phạm vi và mức độ đáng lo ngại. Chính vì thế, yêu cầu đánh giá tài nguyên nư