BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP PHÂN BỔ
TÀI NGUYÊN NƯỚC MẶT CHO CÁC NGÀNH
DÙNG NƯỚC TỈNH HÀ NAM

CHUYÊN NGÀNH: THỦY VĂN

HÀ THỊ HỒNG VÂN

HÀ NỘI, NĂM 2018


BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP PHÂN BỔ
TÀI NGUYÊN NƯỚC MẶT CHO CÁC NGÀNH
DÙNG NƯỚC TỈNH HÀ NAM
HÀ THỊ HỒNG VÂN
CHUYÊN NGÀNH: THỦY VĂN
MÃ SỐ: 60440224
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. TS. HOÀNG THỊ NGUYỆT MINH

HÀ NỘI, NĂM 2018

3

LỜI CẢM ƠN

Qua một thời gian nghiên cứu thực hiện, đến nay luận văn thạc sĩ đề tài
“Nghiên cứu giải pháp phân bổ tài nguyên nước mặt cho các ngành dùng nước tỉnh
Hà Nam” đã hoàn thành.
Học viên xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS.Hoàng Thị Nguyệt Minh,
người đã tận tình và hướng dẫn, góp ý chỉ bảo trong suốt quá trình học tập và hoàn
thành luận văn này.
Học viên xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy, cô giáo trong Khoa Khí
tượng – Thủy văn, Phòng Đào tạo sau Đại học – Trường Đại học Tài nguyên và
Môi trường Hà Nội đã tận tình giúp đỡ, truyền đạt kiến thức chuyên môn trong suốt
quá trình học tập.
Xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè, các đồng nghiệp ở Sở Tài nguyên và
Môi trường Hà Nam đã cổ vũ, động viên, tạo điều kiện thuận lợi trong quá trình học
tập và hoàn thành bản luận văn này.
Với thời gian và kiến thức còn hạn chế nên không thể tránh khỏi những khiếm
khuyết, học viên rất mong nhận được sự góp ý của các thầy, cô giáo, các cán bộ
khoa học và đồng nghiệp để luận văn được hoàn thiện hơn.
Hà Nội,

tháng 10 năm 2018
Học viên

Hà Thị Hồng Vân


4




5

2.1. Phương pháp tiếp cận bài toán ................................................................. 20
2.2. Phân vùng đánh giá tài nguyên nước ....................................................... 21
2.2.1. Cơ sở phân chia tiểu vùng ..................................................................... 21
2.2.2. Kết quả phân chia tiểu vùng.................................................................. 21
2.3. Cơ sở số liệu ............................................................................................. 24
2.3.1. Số liệu tính toán .................................................................................... 24
2.3.2. Công cụ tính toán .................................................................................. 28
2.4. Phương pháp nghiên cứu.......................................................................... 31
2.4.1. Nguyên tắc phân bổ nguồn nước .......................................................... 31
2.4.2. Xác định thứ tự ưu tiên ......................................................................... 32
2.4.3. Phương án phân bổ tài nguyên nước mặt.............................................. 33
Chương 3 NGHIÊN CỨU PHÂN BỔ TÀI NGUYÊN NƯỚC MẶT TỈNH
HÀ NAM ........................................................................................................ 35
3.1. Phân tích, đánh giá tài nguyên nước mặt ................................................. 35
3.1.1. Tài nguyên nước mưa............................................................................ 35
3.1.2. Tài nguyên nước mặt............................................................................. 39
3.2. Dự báo nhu cầu sử dụng nước.................................................................. 41
3.2.1. Các tiêu chuẩn và chỉ tiêu tính toán nhu cầu sử dụng nước.................. 41
3.2.2. Nhu cầu sử dụng nước các ngành sử dụng nước .................................. 43
3.2.3. Tổng hợp nhu cầu sử dụng nước các ngành hiện trạng 2016, 2020 định
hướng 2030...................................................................................................... 46
3.3. Ứng dụng mô hình WEAP phân bổ tài nguyên nước mặt ....................... 48
3.3.1. Tính toán cân bằng nước hiện trạng...................................................... 48
3.3.2. Tính toán cân bằng nước theo các kịch bản, phương án....................... 50
3.3.3. Lựa chọn phương án phân bổ tài nguyên nước mặt tỉnh Hà Nam ........ 64
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................................... 67


vii
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
TNN

Tài nguyên nước

HTX

Hợp tác xã

TNMT

Tài nguyên môi trường

KCN

Khu công nghiệp

KTSD

Khai thác sử dụng

TLV

Tiểu lưu vực NCSD

Nhu cầu sử dụng UBND
Ủy ban nhân dân KT – XH
Kinh tế - xã hội ATGT

Bảng 3.10. Tiêu chuẩn cấp nước cho các loại vật nuôi .................................. 42
Bảng 3.11. Dự báo nhu cầu sử dụng nước sinh hoạt, dịch vụ theo tiểu vùng 43
Bảng 3.12. Dự báo nhu cầu nước công nghiệp theo tiểu vùng ....................... 44
Bảng 3.13. Dự báo nhu cầu nước tưới theo tiểu vùng .................................... 44
Bảng 3.14. Dự báo nhu cầu nước chăn nuôi theo tiểu vùng ........................... 45
Bảng 3.15. Nhu cầu nước cho thủy sản .......................................................... 45
Bảng 3.16. Dự báo nhu cầu nước theo tiểu vùng............................................ 46


9

Bảng 3.17. Kết quả tính toán nhu cầu nước của các vùng theo thời đoạn
tháng ................................................................................................................ 47
Bảng 3.18. Lượng nước thiếu theo các tiểu vùng năm 2016 (triệu m3).......... 49
Bảng 3.19. Các phương án phân bổ tài nguyên nước tỉnh Hà Nam ............... 50
Bảng 3.20. Lượng nước được phân bổ PA1 ................................................... 52
Bảng 3.21. Mức độ đáp ứng của lượng nước phân bổ .................................... 52
Bảng 3.22. Lượng nước thiếu trên địa bàn tỉnh PA1 năm 2020 – 2030 tần
suất
50% .................................................................................................................. 53
Bảng 3.23. Lượng nước thiếu trên địa bàn tỉnh PA1năm 2020 – 2030 tần
suất 85%.......................................................................................................... 54
Bảng 3.24. Lượng nước được phân bổ PA2 ................................................... 55
Bảng 3.25. Mức độ đáp ứng của lượng nước phân bổ .................................... 56
Bảng 0.1. Lượng nước thiếu trên địa bàn tỉnh PA2 năm 2020 - 2030 tần suất
50%.................................................................................................................. 56
Bảng 3.27. Lượng nước thiếu trên địa bàn tỉnh PA2 năm 2020 tần suất 85% 57
Bảng 3.28. Lượng nước được phân bổ PA3 ................................................... 59
Bảng 3.29. Mức độ đáp ứng của lượng nước phân bổ PA3............................ 60
Bảng 3.30. Lượng nước thiếu trên địa bàn tỉnh PA3 năm 2020 - 2030 tần suất

Hình 3.5. Biểu đồ tổng lượng nước thiếu năm 2020 - 2030 đối với PA1 - 85%
.... 54
Hình 3.6. Biểu đồ tổng lượng nước thiếu năm 2020 - 2030 đối với PA2 - 50%
.... 57
Hình 3.7. Biểu đồ tổng lượng nước thiếu năm 2020 - 2030 đối với PA2 - 85%
.... 58
Hình 3.8. Biểu đồ tổng lượng nước thiếu năm 2020 - 2030 đối với PA3 - 50%
.... 61
Hình 3.9. Biểu đồ tổng lượng nước thiếu năm 2020 - 2030 đối với PA3 - 85% ..
62
Hình 3.10. Biểu đồ kết quả chạy mô hình WEAP với tần suất P=50%.......... 65
Hình 3.11. Tổng lượng nước thiếu trong giai đoạn 2020 – 2030 ứng với P =


11

50%.................................................................................................................. 66


12

Hình 3.12. Tổng lượng nước thiếu tiểu vùng Châu Giang trong giai đoạn 2020
– 2030 ứng với tần suất 50%........................................................................... 66


1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Hà Nam là một tỉnh nằm ở vùng đồng bằng sông Hồng Việt Nam, cách thủ đô

khoa học và thực tiễn đã được đề xuất thực hiện.
2. Mục tiêu của đề tài
Trên cơ sở phân tích, đánh giá tài nguyên nước mặt, khai thác và sử dụng tài
nguyên nước mặt tỉnh Hà Nam, mục tiêu của đề tài:
- Nghiên cứu tài nguyên nước mặt tỉnh Hà Nam, xây dựng và lựa chọn phương
án phân bổ tài nguyên nước mặt tỉnh Hà Nam.
3. Đối tượng nghiên cứu
Tài nguyên nước mặt tỉnh Hà Nam và các phương án khai thác, sử dụng tài
nguyên nước mặt.
4. Phạm vi nghiên cứu
Toàn bộ tỉnh Hà Nam, với diện tích 86.192,7ha.
5. Phương pháp nghiên cứu
Luận văn sử dụng các phương pháp nghiên cứu sau đây:
- Phương pháp kế thừa: Tham khảo và kế thừa một số tài liệu, kết quả có liên
quan đã được nghiên cứu trước đây của các tác giả, cơ quan, tổ chức khác. Dựa trên
các kết quả tính toán tiềm năng nguồn nước của dự án quy hoạch năm 2017, luận
văn đã kế thừa và tiếp cận phân bổ nguồn nước. Những tài liệu và kết quả này là
đặc biệt quan trọng trong việc định hướng, phân tích và đánh giá trong quá trình
nghiên cứu.
- Phương pháp phân tích thống kê: Thu thập và tổng hợp, phân tích các số liệu,
tài liệu hiện có liên quan như thủy văn, môi trường, phát triển kinh tế - xã hội của
tỉnh Hà Nam … từ đó phân tích xử lý dữ liệu để rút ra những kết luận cần thiết làm
cơ sở cho việc tính toán mô hình.
- Phương pháp ứng dụng mô hình: Phầm mềm WEAP tính toán nhu cầu dùng
nước dựa trên nguyên lý cơ bản của tính toán cân bằng nước. Luận văn lựa chọn mô
hình WEAP để tính toán bởi WEAP là công cụ tổng hợp các vấn đề tài nguyên
nước. Phân tích kịch bản là một trong những tính năng rất mạnh của WEAP. Trên


cơ sở hiện trạng của khu vực nghiên cứu, dựa trên sự thay đổi cơ cấu kinh tế, thủy

hiện trên các tiểu lưu vực hoặc các khu vực hành chính; (2) Phân bổ theo mục đích
sử dụng: được thực hiện với các nhóm đối tượng ngành hoặc theo các kế hoạch cấp
nước. Trong khuôn khổ luận văn, dựa trên các mục tiêu chính sách phát triển kinh tế
xã hội của các nhóm ngành, học viên đã sử dụng hình thức phân bổ theo khu vực
hành chính, cụ thể là tỉnh Hà Nam. Việc phân bổ nguồn nước ở đây là việc cân đối
giữa trữ lượng nước có thể phân bổ với các nhu cầu sử dụng nước, do đó, bản chất
và nhu cầu sử dụng nước của các đối tượng sử dụng nước sẽ ảnh hưởng đến lượng
nước có thể phân bổ trong khu vực [6].


1.1.2. Tổng quan các nghiên cứu và phương pháp phân bổ nguồn nước
1.1.2.1. Trên thế giới
Phân bổ nguồn nước đầu tiên trên thế giới xảy ra vào thế kỷ 19 do sự phát
triển mạnh mẽ của việc xây dựng các đập ngăn nước với sức chứa lớn, gây ảnh
hưởng đến các đối tượng sử dụng nước quy mô rộng rãi trên toàn lưu vực chứ
không chỉ ảnh hưởng cục bộ. Nước được phân bổ dựa trên thỏa thuận của các đơn
vị có liên quan, dựa trên lợi ích của người dùng phía hạ lưu đồng thời xét đến hệ
thống nông nghiệp thủy lợi. Tuy nhiên, các thỏa thuận phân bổ nguồn nước khi đó
vẫn tương đối đơn giản, chỉ lập ra các yêu cầu đối với các nguồn nước xuyên biên
giới hoặc hạn chế xây dựng các công trình ngăn nước, trữ nước trên sông.
Trong suốt thập niên 1990 và cho đến nay, việc phân bổ nguồn nước đã thay
đổi từ đơn giản đến phức tạp và cụ thể hơn với mục đích tối đa hóa các lợi ích kinh
tế, xã hội và môi trường. Nguyên nhân của việc phân bổ nguồn nước ngày càng
phức tạp bắt nguồn từ tình trạng khan hiếm nguồn nước và sự cạnh tranh về nguồn
nước ngày càng gia tăng. Các thỏa thuận và quy hoạch phân bổ nguồn nước được
thực hiện trong hơn một thế kỷ qua bao gồm các thỏa thuận trên các con sông
Colorado, Indus, Muray – Darling, Lerma – Chapala và sông Hoàng Hà, những thỏa
thuận này phản ánh sự chuyển đổi theo thời gian trong việc tiếp cận phân bổ nguồn
nước lưu vực, chỉ rõ sự nỗ lực trong việc giải quyết vấn đề áp lực giữa dân số - kinh
tế - môi trường [16].

quan tâm tại Việt Nam với mục tiêu phát triển kinh tế một cách bền vững. Để đạt
được mục tiêu đó đã có những chính sách xem xét phát triển bền vững và hiệu quả,
đồng thời có sự kết hợp giữa phát triển kinh tế và phát triển văn hóa, cải thiện từng
bước đời sống vật chất và tinh thần, đạt được sự tiến bộ và công bằng xã hội, bảo vệ
và cải thiện môi trường.
Đến nay, việc xây dựng phương pháp tiếp cận quản lý tổng hợp tài nguyên
nước ở Việt Nam đang được thực hiện theo các nguyên tắc: hiệu quả về kinh tế, bền
vững về môi trường và công bằng xã hội nhằm cụ thể hóa vai trò của quản lý tổng
hợp tài nguyên nước để hỗ trợ việc ra quyết định phân bổ và quản lý nguồn nước ở
cấp lưu vực sông hoặc tiểu lưu vực.


Trong Luật Tài nguyên nước 2012 [3] đã quy định nước cho sinh hoạt phải
được ưu tiên đã cho thấy việc đáp ứng các nhu cầu cơ bản của cuộc sống là quan
trọng nhất. Tại cuộc Hội thảo về quản lý dòng chảy môi trường tổ chức tại Tam Đảo
do USAEP tài trợ đã khẳng định: các nhu cầu, yêu cầu và giá trị con người sẽ quyết
định đến việc phân bổ nguồn nước.
Việt Nam đang trên đà phát triển, đồng nghĩa với việc các nhu cầu sử dụng
nước sẽ tăng lên tác động đến yêu cầu nguồn nước. Theo báo cáo của Ủy ban sông
MêKông dự đoán, nhu cầu nước cho sinh hoạt và công nghiệp thuộc lưu vực sông
MêKông (nằm trong phạm vi Việt Nam) sẽ tăng từ 900 triệu m3 (năm 1990) lên
2000 triệu m3 (năm 2020) trong khi nhu cầu nước cho thủy điện tăng gần sáu lần, từ
2 GW (năm 1993) lên 11,2 GW (năm 2020). Vì vậy, việc phân bổ nguồn nước cũng
cần phải thay đổi theo thời gian nhằm đáp ứng các nhu cầu của các đối tượng sử
dụng nước do nguồn tài nguyên nước có hạn, đặc biệt là giai đoạn mùa khô.
Hiệu quả kinh tế là yêu cầu quan trọng trong việc phân bổ nguồn nước để với
cùng một khối lượng nước phải đạt được hiệu quả kinh tế tối ưu nhất đồng thời vẫn
đáp ứng được yêu cầu dùng nước của các ngành và đảm bảo duy trì dòng chảy tối
thiểu. Theo báo cáo về mô hình kinh tế - thủy văn của Ringler và Huy (2004) với
lưu vực sông Đồng Nai trong việc tối ưu hóa phân bổ nguồn nước cho các mục đích

- Xây dựng phương án phân bổ nguồn nước;
- Đề xuất giải pháp công trình tạo nguồn.
Trên cơ sở phân tích các nghiên cứu trên khu vực, từ những kết quả các
nghiên cứu đã đạt được, những hạn chế và những kiến nghị trong những nghiên cứu
tiếp theo. Luận văn xác định nội dung nghiên cứu cụ thể như sau: Dựa trên các kết
quả tính toán tiềm năng nguồn nước của dự án quy hoạch năm 2017, luận văn đã kế
thừa và tiếp cận phân bổ nguồn nước theo hướng:
- Phân chia lưu vực thành các tiểu lưu vực nhỏ, có xét đến nguồn cấp nước
cho từng tiểu lưu vực.
Dựa vào đặc điểm tự nhiên, sự phân chia địa hình tương ứng của các dòng
sông, các nhánh sông tạo nên các tiểu vùng có tính độc lập tương đối về tiềm năng
nguồn nước và các yếu tố liên quan, căn cứ theo tính hệ thống của nguồn nước để


có được những thuận tiện cho việc quản lý khai thác tài nguyên nước, ngoài ra còn
xét đến nhu cầu, đặc điểm sử dụng nước và nguồn cấp nước kể cả hướng tiêu thoát
nước sau khi sử dụng, luận văn tiến hành phân chia tiểu lưu vực bằng phần mềm
Arcgis cụ thể trong mục 2.2. Phương pháp phân chia tiểu lưu vực có ưu điểm hơn
so với phương pháp phân theo địa giới hành chính do mỗi tiểu lưu vực sẽ có cùng
hướng tiêu thoát nước, dễ dàng tính được lượng nước hồi quy trong khi đó theo địa
giới hành chính sẽ có nhiều hướng thoát nước gây khó khăn cho việc tính toán.
Áp dụng mô hình WEAP để tính toán và xây dựng phương án phân bổ nguồn
nước trong điều kiện năm nước ít và năm nước trung bình.
1.1.3. Ứng dụng mô hình toán trong phân bổ nguồn nước
1.1.3.1. Mô hình GIBSI
Hệ thống mô hình GIBSI được áp dụng cho các lưu vực ở Canada có hệ sinh
thái và tình hình phát triển công nghiệp, nông nghiệp, đô thị phức tạp. GIBSI là một
hệ thống mô hình tổng hợp chạy trên máy PC cho các kết quả kiểm tra tác động của
nông nghiệp, công nghiệp, quản lý nước cả về lượng và chất đến tài nguyên nước.
Mô hình GIBSI cho khả năng dự báo các tác động của công nghiệp, rừng, đô

dựa trên phương trình cân bằng nước tổng quát. Mô hình cho phép xác định sự
phân bổ nguồn nước – mức độ can thiệp của con người.
1.1.3.5. Mô hình WEAP
Phầm mềm WEAP tính toán nhu cầu dùng nước dựa trên nguyên lý cơ bản của
tính toán cân bằng nước. Thành phần cung cấp nước có thể là các dòng chảy mặt,
kho nước ngầm, các hồ chứa nước hay từ các lưu vực khác. Thành sử dụng nước là
các khu đô thị, khu công nghiệp, các khu tưới cho nông nghiệp… có tính đến các
điều kiện thực tế như việc tái sử dụng nước, dòng chảy môi trường, năng suất máy
móc, chi phí và việc phân phối ưu tiên và sử dụng tài nguyên nước.
Với khả năng lập kịch bản và tính toán nhu cầu nước WEAP là một công cụ
rất mạnh trong việc lựa chọn hướng phát triển và đề xuất các chiến lược quản lý tài
nguyên nước trong lưu vực. Sử dụng WEAP có thể quản lý tài nguyên nước ở đô thị
cũng như nông thôn, cho một lưu vực nhỏ hay cả một hệ thống sông. Hơn nữa,
WEAP còn có nhiều tính năng khác như phân tích nhu cầu sử dụng nước cho các
ngành kinh tế, phân phối ưu tiên sử dụng nước, mô phỏng sự hoạt động của các
nguồn cung cấp nước (dòng chảy mặt, kho nước ngầm, hồ chứa …), theo dõi ô


nhiễm và nhu cầu sinh thái của từng vùng. Ngoài ra, phần mềm này còn có thể phân
tích và tính toán kinh tế các dự án quản lý tài nguyên nước.
1.2. Tổng quan về khu vực nghiên cứu
1.2.1. Đặc điểm địa lý tự nhiên
1.2.1.1. Vị trí địa lý
Hà Nam là một tỉnh thuộc vùng đồng bằng châu thổ sông Hồng, được giới hạn
trong tọa độ địa lý: từ 20o21' đến 20o43' vĩ độ bắc và từ 105o45’ đến 106o10’ kinh
độ đông. Là cửa ngõ phía Nam của Hà Nội, Hà Nam tiếp giáp với các vùng sau:
- Phía Đông giáp tỉnh Hưng Yên và Thái Bình;
- Phía Nam giáp tỉnh Ninh Bình;
- Phía Đông Nam giáp tỉnh Nam Định.
- Phía Tây giáp tỉnh Hòa Bình.