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

iii
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


iv
MỤC LỤC


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
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 70
PHỤ LỤC ........................................................... Error! Bookmark not defined.


vi

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


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


ix
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
50%.................................................................................................................. 60
Bảng 3.31. Lượng nước thiếu trên địa bàn tỉnh PA3 năm 2020 - 2030 tần
suất 85% ......................................................................................................... 61
Bảng 3.32. So sánh lượng nước thiếu với từng phương án ............................ 63
Bảng 3.33. Tổng hợp lựa chọn phương án theo các tiêu chí lựa chọn............ 65



xi
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
Hà Nội 60km với tổng diện tích tự nhiên là 86.192,7ha. Tài nguyên nước tỉnh Hà
Nam tương tối phong phú, phần lớn nguồn nước mặt từ bên ngoài chảy vào. Trong
tỉnh Hà Nam có 4 hệ thống sông lớn là: sông Hồng, sông Đáy, sông Châu Giang,
sông Nhuệ với tổng chiều dài 196km.
Trong quá trình phát triển kinh tế xã hội, thực hiện công nghiệp hóa, hiện đại
hóa nông nghiệp nông thôn, cơ cấu kinh tế tỉnh Hà Nam đã chuyển dịch theo hướng
tăng tỷ trọng công nghiệp – xây dựng – dịch vụ, những bước đi này đều phải sử
dụng nguồn nước với lượng khai thác rất lớn. Trong khi đó, nhu cầu nước sinh hoạt
của người dân cũng ngày càng tăng.
Trong những năm qua, việc đánh giá chất lượng, trữ lượng tài nguyên nước
trên địa bàn tỉnh chưa được làm rõ, lượng nước phân bố không đều, việc khai thác
và sử dụng tài nguyên nước không hợp lý. Tỉnh Hà Nam cũng đã và đang có sự
quan tâm đầu tư nhiều công trình cấp nước sinh hoạt nông thôn, sinh hoạt đô thị,
phục vụ công nghiệp, xây dựng nhiều công trình thủy lợi,…tuy nhiên, nhiều khu
vực vẫn xảy ra tình trạng thiếu nước, mặt khác, theo chính sách mới của tỉnh là hạn
chế sử dụng nước dưới đất, chú trọng đầu tư các công trình khai thác, sử dụng nước
mặt, vì vậy, tình trạng tranh chấp về mục tiêu sử dụng nguồn nước mặt của tỉnh bắt
đầu nảy sinh ở một số khu vực.
Một trong những nguyên nhần gây ra tình trạng nếu trên là do thiếu đánh giá

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


3
cơ sở hiện trạng của khu vực nghiên cứu, dựa trên sự thay đổi cơ cấu kinh tế, thủy
văn và tiến độ khoa học công nghệ của khu vực để lập ra một hay nhiều kịch bản
cho tương lai của khu vực đó.
6. Bố cục luận văn
Cấu trúc luận văn ngoài phần mở đầu và kết luận bao gồm 3 chương:
Chương I: Tổng quan về nghiên cứu phân bổ tài nguyên nước và khu vực
nghiên cứu
Chương II: Cơ sở số liệu và phương pháp nghiên cứu phân bổ tài nguyên nước
Chương III: Nghiên cứu phân bổ tài nguyên nước mặt tỉnh Hà Nam


4
Chương 1
TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU PHÂN BỔ TÀI NGUYÊN NƯỚC VÀ KHU
VỰC NGHIÊN CỨU
1.1. Tổng quan về phân bổ nguồn nước
1.1.1. Các khái niệm cơ bản trong phân bổ nguồn nước
Cân bằng nước là một vấn đề luôn được quan tâm bởi nó vừa là phương pháp

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].
Về cơ bản, mục đích phân bổ nguồn nước không có gì thay đổi, tuy nhiên, sự
gia tăng về nhu cầu dùng nước để đáp ứng sự gia tăng dân số, tăng trưởng kinh tế
cùng với sự xuống cấp của các hệ sinh thái và hệ thống sông dần mất đi chức năng
của nó dẫn đến những thay đổi về tính chất của các phương pháp tiếp cận hiện đại
trong phân bổ nguồn nước với các đặc điểm dưới đây.
Chú trọng hài hòa giữa các đối tượng sử dụng hơn phát triển xây dựng cơ
sở hạ tầng: Quy hoạch phân bổ nguồn nước hiện nay thường được thực hiện với
các lưu vực kín với trữ lượng nước hạn chế hoặc không có thêm trữ lượng. Vì vậy,
cần tập trung nhiều hơn về quản lý nhu cầu và tối ưu hóa việc sử dụng nguồn cấp
nước hiện tại.


6
Đảm bảo duy trì dòng chảy tối thiểu: Phân bổ nguồn nước đã phát triển từ
không xét đến nhu cầu nước cho môi trường đến đảm bảo dòng chảy tối thiểu. Việc

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
công nghiệp, sinh hoạt, tưới nông nghiệp và phát điện cho thấy có sự thay đổi đáng
kể từ việc phân bổ nguồn nước trong phương án tối ưu. Cụ thể, chuyển từ cấp cho
cây trồng có giá trị sử dụng nước thấp (mía, ngũ cốc) sang cấp cho cây trồng có giá
trị sử dụng nước cao ở vùng đất cao (đậu trong mùa khô, rau quả trong mùa mưa)
đã tăng giá trị kinh tế nông nghiệp. Với 1 m3 nước, hạt tiêu chỉ thu được 1,4 USD
trong khi với rau quả thu được 2 – 3 USD, ngoài ra diện tích tưới giảm khoảng
75.000 ha nhưng diện tích trồng ở vùng đất cao lại tăng lên. Một mô hình tương tự
được áp dụng với lưu vực sông MêKông (Ringler, 2001) đã tối ưu hóa việc phân bổ
nguồn nước cho thủy sản, thủy điện, nông nghiệp, đô thị, công nghiệp và các vùng
đất ngập nước đã đưa tổng lợi ích sử dụng nước sông MêKông lên khoảng 825 triệu
USD/năm. Việc đánh cá và các mục đích sử dụng không trực tiếp trên dòng chảy





9
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
thị, các dự án nông nghiệp đối với môi trường tự nhiên, có tác dụng cảnh báo các hộ
dùng nước biết trước và tôn trọng các tiêu chuẩn về số lượng, chất lượng nguồn
nước dùng.
1.1.3.2. Mô hình BASINS
Mô hình BASINS được xây dựng bởi Văn phòng Bảo vệ Môi trường (Hoa
Kỳ). Đây là một mô hình hệ thống phân tích môi trường đa mục tiêu, có khả năng
ứng dụng cho một quốc gia, một vùng để thực hiện các nghiên cứu về nước bao
gồm cả lượng và chất trên lưu vực.
Mô hình BASINS là một công cụ hữu ích trong công tác nghiên cứu về chất
và lượng nước. Với nhiều mô đun thành phần trong hệ thống, thời gian tính toán
được rút ngắn hơn, nhiều vấn đề được giải quyết hơn và các thông tin được quản lý

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


11

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.

Hình 1.1. Bản đồ hành chính tỉnh Hà Nam
1.2.1.2. Đặc điểm địa hình
Hà Nam có địa hình thấp dần từ Tây sang Đông, trên địa bàn tỉnh có ba dạng
địa hình: Địa hình núi đá vôi, địa hình đồi thấp và địa hình đồng bằng. Phía Tây của


12