Luận văn Quy hoạch khai thác bền vững tài nguyên nước sông Lục Nam

4 Mở Đầu 2. Tính cấp thiết của đề tài nghiên cứu: Tài nguyên thiên nhiên nói chung, tài nguyên n•ớc nói riêng và môi tr•ờng đang trải qua những biến đổi sâu sắc trên phạm vi toàn cầu. Toàn thể nhân loại đang phải đối mặt tr•ớc những thách thức về sự suy giảm cạn kiệt tài nguyên thiên nhiên cùng hiểm họa hủy diệt môi tr•ờng. Nhiều công •ớc quốc tế để bảo vệ tài nguyên và môi tr•ờng đã đ•ợc quốc gia ký kết. Chiến l•ợc quốc gia về tài nguyên n•ớc (TNN) đến 2020 đ•ợc chính phủ phê duyệt ngày 14/04/2006 đã định h•ớng cho công tác quản lý, bảo vệ, phát triển bền vững TNN và phòng, chống có hiệu quả các tác hại do n•ớc gây ra trên lãnh thổ Việt Nam. Chiến l•ợc nhằm quản lý TNN một cách hiệu quả góp phần tích cực vào sự thành công của việc thực hiện các mục tiêu quốc gia về phát triển kinh tế, xã hội, xóa đói giảm nghèo, quốc phòng, an ninh và bảo vệ môi tr•ờng. Nội dung chiến l•ợc đặc biệt quan tâm đến việc phát triển bền vững và quản lý tổng hợp TNN, đó là: quản lý TNN phải thực hiện theo ph•ơng thức tổng hợp và thống nhất trên cơ sở l•u vực sông, phát triển kinh tế xã hội phải phù hợp với khả năng đáp ứng của TNN; khai thác sử dụng TNN phải đảm bảo tính toàn vẹn của vùng sinh thủy, các thủy vực, lòng, bờ sông; các vùng đất ngập n•ớc. Sông Lục Nam là một trong 3 con sông lớn của tỉnh Bắc Giang và là tuyến giao thông đ•ờng thuỷ huyết mạch của cả vùng Đông Bắc. Do đặc điểm địa hình, sông Lục Nam chảy giữa hai bên là núi và những cánh đồng phì nhiêu, khi qua trung tâm huyện Lục Nam, sông uốn l•ợn d•ới chân núi Huyền Đinh, tạo nên bức tranh sơn thuỷ hữu tình. Về mặt lịch sử sông Lục Nam gắn liền với tên gọi Lục đầu giang đã đi vào lịch sử oanh liệt của dân tộc ta. Tuy nhiên, thời gian qua, do nhận thức ch•a đầy đủ về ý nghĩa, tầm quan trọng của TNN nên việc sử dụng và bảo vệ nguồn n•ớc trên l•u vực sông Lục Nam còn nhiều bất cập. Nhiều ngành, nhiều địa ph•ơng khai thác, sử dụng TNN tùy tiện, không quan tâm tới lợi ích chung nên tài nguyên n•ớc và môi tr•ờng của nó bị vi phạm. Từ thực tiễn đó, tác giả đã thực hiện để tài: Quy hoạch khai thác bền vững tài nguyên n•ớc sông Lục Nam nhằm đánh giá l•ợng chất của dòng chảy, phục vụ quy hoạch tài nguyên n•ớc l•u vực sông Lục Nam một cách bền vững. 2. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu a) Mục tiêu: Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software For evaluation only. 5 - Tiếp cận các nghiên cứu về phát triển bền vững tài nguyên n•ớc ở trên thế giới, ở trong n•ớc, khái quát và hệ thống thành những cơ sở lý luận và thực tiễn của quy hoạch tài nguyên n•ớc và tính toán cân bằng n•ớc để vận dụng thực tế. - Nghiên cứu đặc điểm tài nguyên n•ớc và yêu cầu dùng n•ớc của l•u vực sông lục Nam làm cơ sở khoa học cho việc lập quy hoạch phát triển bền vững tài nguyên n•ớc của l•u vực. b) Nội dung: Thông qua tình hình tài liệu khí t•ợng thủy văn, tình hình quản lý và sử dụng tài nguyên n•ớc l•u vực sông Lục Nam, đánh giá chất l•ợng dòng chảy, tính toán cân bằng n•ớc từ đó đề xuất các biện pháp quy hoạch tổng hợp, phát triển bền vững l•u vực sông Lục Nam. 3. Nhiệm vụ nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài bao gồm: - Tổng quan về l•u vực sông Lục Nam. - Tìm hiểu cơ sở lý thuyết mô hình SWAT. - ứng dụng mô hình SWAT kéo dài tài liệu dòng chảy từ tài liệu m•a. - Tính toán cân bằng n•ớc cho l•u vực. - Đề xuất các giải pháp quy hoạch khai thác tài nguyên n•ớc sông Lục Nam. 4. Đối t•ợng và phạm vi nghiên cứu: Luận văn tập trung nghiên cứu l•u vực sông Lục Nam và chủ yếu là xét đến tính toán n•ớc mặt trong các tr•ờng hợp đủ, thiếu, tài liệu nghiên cứu, tính toán yêu cầu dùng n•ớc, tính toán cân bằng n•ớc và quy hoạch khai thác tài nguyên n•ớc. 5. Ph•ơng pháp nghiên cứu - Điều tra khảo sát, thu thập tài liệu - Ph•ơng pháp phân tích thống kê - Ph•ơng pháp tổng hợp địa lý - Ph•ơng pháp mô hình toán - Kỹ thuật viễn thám 6. Bố cục: Ngoài phần mở đầu và kết luận, luận văn gồm 4 ch•ơng chính: Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software For evaluation only. 6 Ch•ơng 1: Tổng quan và cơ sở lý luận về quy hoạch khai thác bền vững tài nguyên n•ớc sông Lục Nam Ch•ơng2: Đặc điểm địa lý tự nhiên kinh tế xã hội ở l•u vực sông Lục Nam Ch•ơng 3: ứng dụng mô hình toán thủy văn kéo dài tài liệu dòng chảy từ tài liệu m•a. Ch•ơng 4: Quy hoạch khai thác bền vững tài nguyên n•ớc l•u vực sông Lục Nam. Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software For evaluation only. 4 Ch•ơng 1. Tổng quan và cơ sở lý luận về quy hoạch khai thác bền vững tài nguyên n•ớc sông Lục Nam I. Tổng quan về quy hoạch khai thác bền vững tài nguyên n•ớc l•u vực sông Lục Nam. 1.1. Tổng quan về quy hoạch khai thác bền vững tài nguyên n•ớc trên thế giới N•ớc là một nguồn tài nguyên thiên nhiên quan trọng và quý giá, gắn liền với sự phát triển của các hệ sinh thái, đặc biệt là của xã hội loài ng•ời. Lịch sử của các nền văn minh cổ đại từ tr•ớc đến nay, phồn thịnh hay suy tàn đều gắn chặt với nguồn n•ớc đ•ợc cung cấp để sử dụng vào nhiều mục đích khác nhau. Nhận thức đ•ợc tầm quan trọng của tài nguyên n•ớc, từ lâu ở hầu hết các quốc gia khác nhau trên thế giới đã chú ý đến việc nghiên cứu đánh giá các nguồn n•ớc nhằm khai thác hợp lý và bảo vệ môi tr•ờng n•ớc. Nghiên cứu đánh giá tài nguyên n•ớc đ•ợc tiến hành không chỉ giới hạn trong phạm vi lãnh thổ quốc gia mà trở thành vấn đề lớn liên quốc gia. Nhiều tổ chức Quốc tế (Hội Thủy văn Quốc tế, Hội Địa chất Thủy văn Quốc tế, ủy ban Quốc tế sông Mê Kông, sông Dunai,...) và nhiều ch•ơng trình, đề án quốc tế về n•ớc đã ra đời. Năm 1992, Đại hội đồng Liên Hợp Quốc đã thông qua nghị quyết lấy ngày 22/3 hàng năm là ngày thế giới về n•ớc, trong khi đó các khoáng sản khác nh• vàng, sắt, dầu khí không có ngày quốc tế. Từ đây ta thấy mức độ quan trọng của n•ớc trong thế kỷ 20 và 21. Hiện này nhân loại đang đối mặt với nhiều vấn đề về tài nguyên n•ớc đó là hiện trạng thiếu n•ớc sạch cho nhân loại. Liên Hiệp Quốc •ớc tính vào thập kỷ tới dân số thế giới có 7 tỷ ng•ời thì mới có 5 tỷ đ•ợc dùng n•ớc sạch còn 2 tỷ ng•ời phải dùng n•ớc bẩn do đó kéo theo nhiều bệnh tất do thiếu n•ớc gây nên. Hơn nữa, việc tranh chấp nguồn n•ớc trên các dòng sông quốc tế nhất là sông Nil, sông Amazon, sông Danuyp,.... Trên sông Nil hiện có 5 quốc gia tranh giành nhau về tài nguyên n•ớc rất gay gắt. Vì vậy vấn đề an ninh về nguồn n•ớc đã đ•ợc tổng thống Nga Putin nhấn mạnh. Do đó việc nghiên cứu tài nguyên n•ớc phải hết sức đ•ợc chú trọng. Mức độ nghiên cứu đánh giá tài nguyên n•ớc ở các quốc gia khác nhau rất khác nhau, phụ thuộc vào trình độ phát triển kinh tế xã hội của mỗi n•ớc. Đối với các n•ớc phát triển nội dung đó là đánh giá tài nguyên n•ớc theo l•u vực sông và theo vùng lãnh thổ phục vụ Quy hoạch khai thác tối •u nguồn n•ớc và bảo vệ môi tr•ờng. Đối với các n•ớc đang phát triển thì ở mức độ đơn giản hơn là kiểm kê các nguồn n•ớc cả về l•ợng và chất một cách riêng rẽ, thậm chí còn rời rạc ch•a tổng hợp thành hệ thống. Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software For evaluation only. 5 Có thể thấy trong hơn thế kỷ qua đã có rất nhiều công trình nghiên cứu đánh giá tài nguyên n•ớc đ•ợc công bố. Đáng chú ý là công trình vòng tuần hoàn n•ớc trong thiên nhiên của A.I. Voiecov (1984). Ông đã có công đặt nền móng cho ph•ơng pháp nghiên cứu tài nguyên n•ớc bằng cân bằng n•ớc. Voiecov đã có câu nói nổi tiếng về n•ớc : ”Sông ngòi là sản phẩm của khí hậu”. Theo A.I. Voiecov thì dòng chảy sông ngòi là kết quả t•ơng tác từ m•a - mặt đệm - bốc hơi. Không phải tất cả n•ớc m•a rơi xuống l•u vực sông đều sinh dòng chảy mà mà một phần bốc hơi n•ớc trở lại khí quyển một phần giữ lại trong đất tạo nên độ ẩm tự nhiên cho phép hòa tan các hóa chất cho thực vật hấp thụ, một phần di chuyển xuống những lớp đất sâu hơn bổ sung cho n•ớc ngầm. M.I. Lvôvich là những ng•ời đ•a ra các khái niệm hiện đại về cân bằng n•ớc toàn cầu, phân biệt sự khác nhau giữa yếu tố khí hậu và mặt đệm với dòng chảy thực tế. Ông đã đi sâu đánh giá vai trò của các nhân tố phi khí hậu nh• địa hình, địa mạo, lớp phủ thực vật trong ph•ơng trình cân bằng n•ớc l•u vực sông. Trong những năm 60 của thế kỷ này, đứng tr•ớc tình hình phát triển KTXH ngày một gia tăng mà nguồn n•ớc sạch đang dần bị suy thoái và có nguy cơ cạn kiệt, UNESSCO đã đ•a ra một ch•ơng trình hoạt động có tính toàn cầu gọi là “M•ời năm Thủy văn Quốc tế (1965-1974) “với trên 100 n•ớc thành viên tham gia. Vấn đề trọng tâm của ch•ơng trình này là cân bằng n•ớc toàn cầu (The World water balance). Để tổng kết những kinh nghiệm nghiên cứu về TNN thế giới, một Hội nghị khoa học lớn về cân bằng n•ớc toàn cầu do UNESSCO phối hợp với Tổ chức Khí t•ợng thế giới (WMO) và Hội Thủy văn Quốc tế tổ chức đ•ợc họp nhóm từ ngày 15-23 tháng 6 năm 1970 ở Anh. Hội nghị đã tập trung nghiên cứu tính toán các yếu tố của cán cân n•ớc trong phạm vi toàn cầu, vùng và l•u vực ứng với các thời khoảng: tháng, mùa, năm, nhiều năm. Nếu nh• trong lĩnh vực nguồn n•ớc, tr•ớc những năm 60 các nghiên cứu chủ yếu tập trung vào các l•u vực vừa và nhỏ thì sau những năm 60 nhất là sau Hội nghị Quốc tế này các công trình phần lớn đề cập đến l•u vực lớn và mang tính toàn cầu. Trong thế kỷ qua ở các n•ớc nh• Trung Quốc, Liên Xô … đã tập trung nghiên cứu tài nguyên n•ớc trên cơ sở cân bằng n•ớc. 1.2. Tổng quan về quy hoạch khai thác bền vững tài nguyên n•ớc ở Việt Nam và khu vực nghiên cứu. Lịch sử nghiên cứu các nguồn n•ớc ở Việt Nam đã có từ lâu, có lẽ đã đ•ợc bắt đầu từ truyền thuyết “Sơn Tinh, Thủy Tinh”. Sử sách đã ghi lại từ triều đại phong kiến nhà Trần (Trần Nhân Tông 1248), ông cha ta đã chú trọng nghiên cứu sử dụng các nguồn n•ớc phục vụ quai đê lấn biển, khai khẩn đất đai miền duyên hải. Tiếp theo là các t• liệu của Lê Quý Đôn, Nguyễn Công Trứ... đã đề cập đến các trận lũ lớn và vấn đề sử dụng n•ớc m•a, n•ớc mặt và lợi dụng thủy triều ở vùng bán sơn địa và châu thổ sông Hồng. Các công trình nghiên cứu tài nguyên n•ớc ở n•ớc ta có thể chia ra làm 3 giai đoạn: Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software For evaluation only. 6 - Giai đoạn tr•ớc năm 1954 - Giai đoạn từ năm 1954 đến 1975 - Giai đoạn sau năm 1975. Trong giai đoạn tr•ớc năm 1954, các công trình công bố còn rời rạc, phần nhiều mang tính chất định tính, mô tả khái quát các nguồn n•ớc. Đáng chú ý trong giai đoạn này là các công trình nghiên cứu địa chất thủy văn, n•ớc khoáng n•ớc nóng, đặt trạm quan trắc khí t•ợng - thủy văn trên các triền sông. Tr•ớc năm 1945 n•ớc ta đã có 91 trạm khí t•ợng, 102 trạm thủy văn và 2 trạm hải văn ở Hòn Dáu và Vũng Tàu. Việc đánh giá n•ớc khoáng đ•ợc tiến hành từ những năm đầu thế kỷ XX bởi các nhà địa chất Pháp tên tuổi nh• J. Deprat (1929), R. Bouvite (1927), L. Dusault (1929), K. Partre và P. Colani (1931)... Từ sau năm 1954 ở miền Bắc đã tiến hành quy hoạch trạm khí t•ợng - thủy văn với 217 trạm trong đó có trên 100 trạm đo l•u l•ợng vùng không ảnh h•ởng triều. Mạng l•ới trạm KTTV này đã cung cấp số liệu điều tra cơ bản về nguồn n•ớc m•a, n•ớc mặt phục vụ cho việc quy hoạch khai thác các nguồn n•ớc và chỉ đạo phòng chống lụt bão có hiệu quả. Năm 1960 viện Quy hoạch Thủy lợi Hà Nội đ•ợc thành lập ở 23 Hàng Tre, Hà Nội đã đánh dấu một b•ớc quan trọng trong quy hoạch tài nguyên n•ớc ở Việt Nam. Tr•ớc năm 1975, hầu hết các l•u vực sông ở miền Bắc đã đ•ợc quy hoạch. Từ năm 1975 đến nay, một khối l•ợng lớn các công trình và đề tài nghiên cứu về tài nguyên n•ớc đã đ•ợc công bố. Hàng loạt các ch•ơng trình, đề tài, đề án đã thu đ•ợc kết quả có giá trị về mặt khoa học và thực tiễn, đã góp phần không nhỏ vào việc hoạch định các dự án phát triển KT-XH cho các địa ph•ơng ở n•ớc ta nói chung và ở vùng Đông Bắc nói riêng. Đáng chú ý là các công trình của Ngô Đình Tuấn, Nguyễn Viết Phổ, Trần Tuất, Nguyễn Đức Nhật, Phạm Quang Hạnh và đồng nghiệp, Nguyễn Văn C•... Có thể thấy rằng, các kết quả điều tra nghiên cứu của các công trình kể trên là rất to lớn, đã góp phần không nhỏ vào việc hoạch định các dự án phát triển KTXH ở quy mô toàn quốc, vùng lãnh thổ và một số địa ph•ơng. D•ới quan điểm phát triển bền vững, “khai thác tài nguyên n•ớc” thế hệ này không làm ảnh h•ởng đến khai thác tài nguyên n•ớc của thế hệ mai sau” và quan điểm mới của thủy văn môi tr•ờng là dòng chảy môi tr•ờng “khoa học nghiên cứu về tài nguyên n•ớc liên quan đến tồn tại của một con sông liên quan đến đến bảo vệ phát triển sinh thái thủy sinh và nhân sinh của con ng•ời”. Do đó nhiệm vụ cấp thiết cần đặt ra là cần phải nghiên cứu tài nguyên n•ớc một cách kỹ càng hơn. ở n•ớc ta tài nguyên n•ớc đã đ•ợc nghiên cứu và đánh giá trong nhiều công trình khoa học khác nhau nh•ng chủ yếu là cho các l•u vực lớn và trung bình nh• hệ thống sông Thái Bình, sông Hồng, sông Cả, sông Mã.... Đối với l•u vực sông Lục Nam là một l•u vực nhỏ nên hiện nay ch•a có nhiều nghiên cứu đánh giá về nó. Chủ yếu các nghiên cứu chỉ tập trung Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software For evaluation only. 7 xem xét một khía cạnh nào đó của đoạn sông theo địa giới hành chính nh• việc đánh giá tài nguyên n•ớc, xem xét ô nhiễm n•ớc, hay xói mòn l•u vực. Vì vậy, nhiệm vụ cấp thiết của luận văn đặt ra là tiếp cận quy hoạch khai thác tài nguyên n•ớc l•u vực sông Lục Nam trên quan điểm phát triển bền vững. Các tài liệu dùng để nghiên cứu l•u vực sông Lục Nam bao gồm hai loại tài liệu: tài liệu khí t•ợng và tài liệu thủy văn. Trên toàn bộ l•u vực sông Lục Nam có 6 trạm khí t•ợng và 5 trạm thủy văn do tỉnh Bắc Giang và tổng cục khí t•ợng thủy văn quản lý. Tình hình tài liệu cụ thể nh• trong bảng 1.2 và bảng 1.3. Các trạm khí t•ợng, thủy văn chính trên l•u vực gồm: 4 trạm khí t•ợng cơ bản: Bắc Giang, Lục Ngạn, Sơn Động, Đình Lập và 4 trạm thủy văn chính: Chũ, Lục Nam, Cẩm Đàn, Xuân D•ơng. Trong số các trạm trên thì chỉ trừ trạm Xuân D•ơng, 7 trạm còn lại đều có số liệu đo m•a. Để thuận lợi cho việc tính chuẩn m•a năm của l•u vực, luận văn đã sử dụng tài liệu đo m•a của trạm khí t•ợng lân cận l•u vực là trạm Uông Bí. Trạm này nằm ở tọa độ 106045’ kinh Đông, 21002’ vĩ Bắc, trạm bắt đầu quan trắc từ 01/01/1965, chuỗi số liệu đã thu thập đ•ợc là 42 năm (1965- 2006). Nh• vậy, trong quá trình tính toán luận văn sử dụng các chuỗi số liệu đo m•a của 8 trạm là: Cẩm Đàn, Chũ, Lục Nam, Sơn Động, Đình Lập, Bắc Giang, Lục Ngạn, và Uông Bí. a) Về tài liệu khí t•ợng : Nhìn chung, các trạm khí t•ợng đều bắt đầu quan trắc từ những năm 1960, 1961 đến nay. Các trạm này tiến hành đo đầy đủ các yếu tố: m•a, gió, bốc hơi, nhiệt độ không khí, nhiệt độ bức xạ, số giờ nắng và các hiện t•ợng thời tiết khác. Riêng trạm khí t•ợng Bắc Giang còn quan trắc cả yếu tố áp suất. (Xem bảng 1.1) Phần lớn các trạm đo m•a đều có chuỗi quan trắc m•a dài. Các trạm: Đình Lập, Lục Ngạn, Sơn Động đều có chuỗi quan trắc là 46 năm (1961-2006), trạm Bắc Giang có chuỗi quan trắc là 47 năm (1960-2006), trạm Uông Bí có chuỗi quan trắc là 42 năm (1965-2006), các trạm: Chũ, Lục Nam đều có chuỗi quan trắc là 46 năm (1961-2006), và trạm Cẩm Đàn có chuỗi quan trắc là 41 năm (1966-2006). Tuy nhiên trong các trạm này thì có 5 trạm: Chũ, Đình Lập, Bắc Giang, Lục Nam, Sơn Động là có chuỗi quan trắc liên tục từ khi bắt đầu cho đến nay, 3 trạm còn lại đều có tháng khuyết số liệu. Cụ thể nh• sau: ã Trạm Lục Ngạn khuyết số liệu m•a tháng I/1990 ã Trạm Uông Bí khuyết số liệu m•a tháng XII/2004 ã Trạm Cẩm Đàn khuyết số liệu m•a tháng II/1966, tháng VIII/1970, tháng XII/1979, tháng XI/1980, tháng XII/1990, tháng XI/2001. Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software For evaluation only. 8 Các trạm đo m•a phân bố t•ơng đối đồng đều trên l•u vực, đặc biệt có trạm đặt ở vùng trung tâm m•a lớn nh• trạm Sơn Động. Chất l•ợng số liệu đo m•a t•ơng đối tốt. b) Về tài liệu thủy văn Các trạm thủy văn trên l•u vực bắt đầu quan trắc vào các thời kỳ khác nhau và các yếu tố quan trắc cũng không hoàn toàn giống nhau. Trạm Chũ bắt đầu quan trắc từ năm 1908, các yếu tố đo gồm: mực n•ớc, l•u l•ợng, độ đục, nhiệt độ, m•a. Trạm Cẩm Đàn bắt đầu quan trắc từ năm 1961, các yếu tố đo gồm: mực n•ớc, l•u l•ợng, nhiệt độ, m•a. Trạm Lục Nam bắt đầu quan trắc từ năm 1960, chỉ đo 2 yếu tố: mực n•ớc và m•a. Tuy các trạm này có khác nhau về thời kỳ bắt đầu quan trắc các yếu tố nh•ng riêng thời kỳ quan trắc m•a thì t•ơng đối giống nhau, trạm Cẩm Đàn quan trắc m•a từ năm 1966 chỉ muộn hơn 2 trạm: Chũ và Lục Nam là 5 năm. (Xem bảng 1.2) Tài liệu đo đạc các yếu tố khí t•ợng, thủy văn của các trạm thuộc mạng l•ới trạm khí t•ợng thủy văn quốc gia là những tài liệu đáng tin cậy có thể sử dụng để đánh giá đặc điểm m•a năm của l•u vực sông Lục Nam. Tuy nhiên còn những chuỗi số liệu ch•a đầy đủ từ tài liệu đo m•a của các trạm nên cần bổ sung, kéo dài tài liệu m•a, đ•a các chuỗi quan trắc từ không liên tục thành liên tục. Khóa luận đã sử dụng mô hình toán để kéo dài tài liệu phục vụ cho việc đánh giá cân bằng n•ớc của l•u vực. Bảng 1.1.Tình hình nghiên cứu khí t•ợng của l•u vực sông Lục Nam và các tài liệu đã thu thập đ•ợc Vị trí trạm Tình hình tài liệu T T Tên trạm Kinh độ Đông Vĩ độ Bắc Các yếu tố đo Loại tài liệu Thời kỳ bắt đầu quan trắc 1 Đình Lập 107006’ 21032’ Gió, m•a, bốc hơi, số giờ nắng, nhiệt độ đất, bức xạ - Ngày - Tháng 01/01/1961 2 Lục Ngạn 106033’ 21023’ Gió, m•a, bốc hơi, số giờ nắng, nhiệt độ đất, bức xạ - Ngày - Tháng 01/01/1961 3 Sơn Động 106051’ 21020’ Gió, m•a, bốc hơi, số giờ nắng, nhiệt độ đất, bức xạ - Ngày - Tháng 01/01/1961 4 Bắc Giang 106013’ 21018’ Gió, m•a, bốc hơi, số giờ nắng, nhiệt độ đất, bức xạ, áp suất - Ngày - Tháng 01/01/1965 Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software For evaluation only. 9 Bảng 1.2 Tình hình nghiên cứu thuỷ văn của l•u vực sông Lục Nam và các tài liệu đã thu thập đ•ợc. Vị trí trạm Tình hình tài liệu TT Tên trạm Sông Kinh độ Đông Vĩ độ Bắc Các yếu tố đo Loại tài liệu Thời kỳ bắt đầu quan trắc Tài liệu thu thập đ•ợc Diện tích khống chế của trạm (km2) 1 Chũ Lục Nam 106036’ 21022’ - Mực n•ớc - L•u l•ợng - Độ đục - Nhiệt độ - M•a - Ngày - Tháng 1908 L•u l•ợng 1960-2005 M•a 1961-2005 2090 2 Cẩm Đàn Cẩm Đàn 106047’ 21020’ - Mực n•ớc - L•u l•ợng - Nhiệt độ - M•a - Ngày - Tháng 1/7/1961 L•u l•ợng 1962-1974 670 3 Lục Nam Lục Nam 106024’ 21017’ - Mực n•ớc - M•a - Ngày - Tháng 1960 M•a 1961-2005 2510 4 Xuân D•ơng Tam 106051’ 21036’ - Mực n•ớc - M•a - Ngày - Tháng 1/1/1970 51.4 Hệ thống trạm đo khí t•ợng thủy văn và l•u vực sông Lục Nam đ•ợc thể hiện trong hình sau. Hình 1.1. Bản đồ l•u vực sông Lục Nam và hệ thống trạm đo khí t•ợng thủy văn Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software For evaluation only. 10 II. Cơ sở lý luận quy hoạch khai thác bền vững tài nguyên n•ớc sông Lục Nam 1.1. Khái niệm quản lý l•u vực sông và các khía cạnh liên quan đến quản lý l•u vực sông 1.1.1 L•u vực sông N•ớc trên bề mặt đất theo quy luật chung đều chảy từ nơi cao xuống nơi thấp, lâu ngày các đ•ờng chảy là một nguyên nhân quan trọng tạo thành sông suối. Mỗi một dòng sông đều có phần diện tích hứng và tập trung n•ớc gọi là l•u vực sông. Một l•u vực sông có thể xem nh• một vùng địa lý đ•ợc giới hạn bởi đ•ờng chia n•ớc trên mặt và d•ới dất. Đ•ờng chia n•ớc trên mặt là đ•ờng nối các đỉnh cao của địa hình. Xung quanh l•u vực n•ớc từ đỉnh cao đó n•ớc chuyển động theo h•ớng dốc của địa hình để xuống chân dốc đó là các suối nhỏ rồi tập trung xuống các nhánh sông lớn hơn để chảy về biển. Cứ thế chúng tạo thành mạng l•ới sông. Trên l•u vực sông, ngoài các diện tích đất trên cạn còn có các phần đất chứa n•ớc thuộc dòng chảy sông, hồ và các vùng đất ngập n•ớc theo từng thời kỳ. Tất cả phần bề mặt l•u vực cả trên cạn và d•ới n•ớc đều là môi tr•ờng và nơi ở cho các loài sinh sống [Nancy D. và nnk, 1996] Về mặt hình thái, một con sông có thể chia thành các vùng th•ợng l•u, trung l•u và hạ l•u. - Vùng th•ợng l•u của sông th•ờng là các vùng núi cao với địa hình dốc, chia cắt phức tạp. Đây là nơi khởi nguồn của các dòng sông và bề mặt th•ờng bao phủ những “kho n•ớc xanh” có vai trò điều hòa dòng chảy, làm giảm dòng chảy đỉnh lũ và tăng l•ợng dòng chảy mùa cạn cho khu vực hạ l•u. - Trung l•u các sông th•ờng là vùng đồi núi hoặc cao nguyên có địa hình thấp và thoải hơn, là vùng trung gian chuyển n•ớc xuống vùng hạ l•u. Tại vùng trung l•u, các con sông th•ờng có độ dốc nhỏ hơn, lòng sông bắt đầu mở rộng hơn và bắt đầu có bãi, đáy sông có nhiều cát mịn. Các bãi ven sông th•ờng có nguy cơ bị ngập n•ớc tạo thành các bãi chứa lũ tạm thời. - Hạ l•u sông là vùng thấp nhất của l•u vực sông, phần lớn đất bồi tụ lâu năm có thể tạo nên các vùng đồng bằng rộng. Nói chung các sông khi chảy đến hạ l•u thì mặt cắt sông mở rộng, sông th•ờng phân thành nhiều nhánh đổ ra biển. Sông ở hạ l•u th•ờng có độ dốc nhỏ, dòng bùn cát chủ yếu ở đáy sông là cát mịn và bùn. Do mặt cắt sông mở rất rộng nên tốc độ n•ớc giảm nhỏ khiến cho quá trình bồi lắng là chủ yếu, còn xói lở chỉ xảy ra trong mùa lũ tại một số điểm nhất định. Tại hạ l•u gần biển các sông th•ờng dễ bị phân nhánh, lòng sông biến dạng uốn khúc theo hình sin và th•ờng Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software For evaluation only. 11 có sự biến đối về hình thái d•ới tác động của các quá trình bồi xói liên tục, nh• vùng hạ l•u gần của các sông Hồng và sông Cửu Long. L•u vực sông là một hệ thống mở và luôn t•ơng tác với tầng khí quyển bên trên thông qua hoạt động của hoàn l•u khí quyển và chu trình thủy văn, nhờ đó hàng năm l•u vực sông đều nhận đ•ợc một l•ợng n•ớc đến từ m•a để sử dụng cho các nhu cầu của con ng•ời và duy trì hệ sinh thái. 1.2.2. Chức năng của sông và l•u vực sông Sông, l•u vực hứng n•ớc và hệ sinh thái thủy sinh có vai trò và vị trí vô cùng quan trọng đối với con ng•ời, có thể ví nh• một cỗ xe sinh học của hành tinh cung cấp nguồn sống và nuôi d•ỡng sự sống của con ng•ời và các cộng đồng sinh học trên l•u vực sông [WDC, 2002]. Đối với tự nhiên, sông có chức năng chủ yếu là chuyển tải n•ớc và các loại vật chất từ nguồn tới vùng cửa sông, th•ờng là biển cả. Đối với con ng•ời và hệ sinh thái, sông còn các chức năng khác nh• là: - Sông cung cấp nơi ở cho các và các sinh vật của hệ sinh thái n•ớc, nơi diễn ra các hoạt động sinh sống, nghỉ ngơi và giải trí của ng•ời dân sống ven sông. - Sông cung cấp n•ớc cho các nhu cầu sử dụng của con ng•ời và cho duy trì hệ sinh thái n•ớc và các hệ sinh thái ven sông. - Sông có khả năng chuyển hóa các chất ô nhiễm thông qua sự tự làm sạch của n•ớc sông. - Sông có khả năng cung cấp nguồn thủy văn dồi dào phục vụ sự nghiệp công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất n•ớc. L•u vực sông là nơi c• trú của con ng•ời và thế giới sinh vật, cung cấp các tài nguyên đồng thời là nơi chứa đựng và đồng hóa các chất thải do quá trình sống của con ng•ời và các sinh vật thải ra tạo dựng sự cân bằng của các quá trình sinh thái. Trong sự phát triển của xã hội loài ng•ời, các nền văn minh lớn nh• ấn Độ, Ai Cập, Trung Quốc đều gắn liền với các l•u vực nh• sông ấn, sông Hằng, sông Nil. ở Việt Nam, nền văn mình của Đại Việt gắn liền với sông Hồng - văn minh sông Hồng. 1.2.3. Tài nguyên của l•u vực sông Trên l•u vực sông có các nguồn tài nguyên tự nhiên bao gồm tài nguyên n•ớc, năng l•ợng n•ớc, đất và các tài nguyên sinh thái (nh• rừng và các hệ động thực vật trên cạn và d•ới n•ớc). Trong l•u vực sông cũng chứa đựng các nguồn khoáng sản, các nguồn nặng l•ợng rất cần thiết cho cuộc sống và phát triển kinh tế xã hội của con ng•ời. Tất cả cá tài nguyên tự nhiên của l•u vực sông đều có mối liên quan với nhau Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software For evaluation only. 12 trong quá trình thành tạo cũng nh• biến đối d•ới tác động của các quy luật tự nhiên cũng nh• các hoạt động của con ng•ời. Tiềm năng về tài nguyên của l•u vực sông là cơ sở quan trọng tạo nên sự phát triển cũng nh• sự thịnh v•ợng về vật chất và văn hóa tinh thần của các cộng đồng dân c• sinh sống trên l•u vực sông. Trong các nguồn tài nguyên, n•ớc là tài nguyên quan trọng và thiết yếu nhất của con ng•ời và hệ sinh thái. Các tài nguyên khác đều tồn tại và biến đổi cũng trong mối liên quan đến n•ớc. Sự phát triển kinh tế, xã hội và cuộc sống của muôn loài trên l•u vực sông không thể bền vững nếu không có đủ l•ợng n•ớc cần thiết với chất l•ợng đảm bảo. N•ớc cũng có khả năng tạo nên “hình dáng” cho môi tr•ờng của con ng•ời thông qua năng lực xói mòn đất trên cá s•ờn núi dốc, sự vận chuyển bùn cát và tạo nên đồng bằng ở vùng hạ l•u, gây nên lũ lụt và hạn hán. Nó mang lại cho con ng•ời và các sinh vật sinh sống trên đó cả niềm vui lẫn sự lo âu. Ngoài tài nguyên n•ớc, đất cũng là một tài nguyên quan trọng khác của l•u vực sông, luôn gắn chặt với n•ớc trong quá trình quản lý và sử dụng. Các thay đổi trong sử dụng đất đều ảnh h•ởng đến biến đổi của n•ớc cả về số l•ợng và chất l•ợng. Trong mỗi l•u vực sông luôn tồn tại các mối quan hệ chặt chẽ giữa các thành phần tài nguyên, thí dụ nh• giữa đất và n•ớc, giữa đất, n•ớc và hệ sinh thái. Mối quan hệ này biểu hiện và diễn biến theo không gian và thời gian, đặc biệt là trong khai thác sử dụng tài nguyên các vùng th•ơng lựu, trong l•u tới vùng hạ l•u. Chính nhờ các mối quan hệ này khiến cho l•u vực sông từ một vùng địa lý đã trở thành một hệ thống luôn kết dinh với nhau [Bryan Bruns, D.J, 2001]. Tài nguyên sinh thái cũng có vai trò và vị trí rất quan trọng, là mọt phần đáng kể các giá trị môi tr•ờng của sông và l•u vực sông. Tài nguyên sinh thái chứa đựng trong các giống, loài của các hệ sinh thái trên cạn, d•ới n•ớc, trong các vùng đất ngập n•ớc ven sông và rừng ngập mặn ở vùng cửa sông. Nguồn lợi sinh thái đáng kể nhất trontg sông là nguồn lợi thủy sản, đặc biệt là nguồn lợi về cá, nhiều khi là nguồn sống và thu nhập chủ yếu của cộng đồng dân c• sống ven sông. Những phân tích trên đây cho thấy việc bảo vệ tính đa dạng sinh học và các tài nguyên sinh thái của sông và các khu vực trên l•u vực sông là vô cùng quan trọng nhằm duy trì các giá trị môi tr•ờng cho chính con ng•ời. Do đó, cần có quy hoạch và quản lý chặt chẽ l•u vực sông. 1.1.4. Quy hoạch và quản lý tổng hợp l•u vực sông a) Quy hoạch tài nguyên n•ớc Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software For evaluation only. 13 Quy hoạch tài nguyên n•ớc là lập một kế hoạch cho hiện tại và t•ơng lại một hệ thống công trình khai thác tài nguyên n•ớc. Quy hoạch tài nguyên n•ớc là dựa trên đặc tính, quy luật tự nhiên của dòng chảy, dựa vào yêu cầu dùng n•ớc của các ngành kinh tế và dựa vào các văn bản pháp quy của quốc gia nh• luật tài nguyên n•ớc, luật môi tr•ờng. Quy hoạch tài nguyên n•ớc phải đảm bảo tính khách quan, tránh chủ quan cục bộ và phải có tầm nhìn xa trông rộng. Bản quy hoạch đó phải đảm bảo nguyên tắc khai thác bền vững và thủy văn môi tr•ờng đảm bảo đời sống của con sông, của thủy sinh và đời sống con ng•ời phát triển. b) Quản lý tổng hợp l•u vực sông L•u vực sông có thể xem nh• một vùng địa lý đ•ợc giới hạn bởi đ•ờng chia n•ớc trên mặt và d•ới đất mà trong phạm vi đó n•ớc trên mặt và d•ới đất đều chảy một cách tự nhiên vào l•u vực sông. Trong l•u vực sông tồn tại các mối quan hệ chặt chẽ giữa n•ớc mặt và n•ớc ngầm, giữa số l•ợng và chất l•ợng n•ớc, giữa đất và n•ớc và giữa vùng th•ợng l•u và hạ l•u. Các mối quan hệ này đã khiến cho l•u vực sông từ một vùng địa lý đã trở thành một hệ thống luôn kết dính với nhau [Bryan Bruns, D.J, 2001]. L•u vực sông là một hệ thống mở và luôn t•ơng tác với tầng khí quyển bên trên thông qua hoạt động của hoàn l•u khí quyển và chi trình thủy văn để nhận đ•ợc một l•ợng n•ớc đến hàng năm sử dụng cho các nhu cầu của con ng•ời và cho hệ sinh thái. L•u vực sông là một hệ thống vô cùng quan trọng của tự nhiên với các chức năng cũng rất quan trọng đối với con ng•ời, thí dụ nh• cung cấp không gian sống cho con ng•ời và các sinh vật, cung cấp các tài nguyên tự nhiên cho con ng•ời, đặc biệt là n•ớc cho sinh hoạt, công nghiệp, nông nghiệp, giao thông, thủy sản, nghỉ ngơi giải trí… Trong l•u vực sông, n•ớc là một yếu tố môi tr•ờng thiết yếu, luôn liên quan tới đất và các yếu tố môi tr•ờng tự nhiên khác. Sự phát triển kinh tế, xã hội và cuộc sống của muôn loài trên l•u vực sông không thể bền vững nếu không đ•ợc cung cấp đúng và đủ n•ớc theo thời gian và không gian, đảm bảo cả số l•ợng và chất l•ợng. N•ớc cũng làm một tài nguyên có khả năng tạo nên “hình dáng” cho cho môi tr•ờng của con ng•ời đang sống thông qua năng lực xói mòn đất trên các s•ờn núi dốc, sự vận chuyển bùn cát và tạo nên đồng bằng ở vùng hạ l•u, gây nên lũ lụt và hạn hán. Nó mang lại cho con ng•ời và các sinh vật cả niềm vui lẫn sự lo âu. N•ớc luôn luôn gắn liền với hai thuộc tính thủy lợi và thủy hại. Thủy hại tạo nên niềm vui, thủy hại tạo nên nỗi lo âu và nguy hiểm cho con ng•ời. Theo ranh giới “thủy văn” của l•u vực sông thì trên một l•u vực sông, nhất là l•u vực sông lớn xuyên quốc gia, có thể tồn tại nhiều ngôn ngữ, tộc ng•ời, các hình Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software For evaluation only. 14 thái kinh tế, chính trị xã hội khác nhau. Trong một quốc gia thì một l•u vực sông có thể gồm ranh giới hành chính của nhiều tỉnh có trình độ phát triển khác nhau, trên đó tồn tại các điều kiện tự nhiên, các dạng tài nguyên, các hệ sinh thái, các điều kiện kinh tế xã hội không giống nhau. Quản lý l•u vực sông là quản lý tất cả những gì đã nêu ở trên, nó rộng hơn nhiều quản lý tài nguyên n•ớc truyền thống và bao gồm cả những phần vô cùng quan trọng của quản lý sử dụng n•ớc, quy hoạch sử dụng đất, các chính sách nông nghiệp và kiểm soát xói mòn, quản lý môi tr•ờng và nhiều chính sách khác nữa [Van Beek E., 2000]. Quản lý l•u vực sông bao trùm tất cả các hoạt động của con ng•ời cần phải sử dụng n•ớc và tác động tới hệ thống tài nguyên n•ớc mặt. Nó là quản lý các hệ sinh thái n•ớc nh• là một phần của môi tr•ờng tự nhiên rộng lớn và trong mối quan hệ với môi tr•ờng kinh tế xã hội của chúng. Quản lý tổng hợp l•u vực sông khác với cách quản lý theo địa giới hành chính thông th•ờng ở chỗ: - Phạm vi không gian của quản lý là bao quát trên toàn bộ l•u vực sông - Cách quản lý dựa trên nguyên tắc của quản lý tổng hợp các nguồn tài nguyên và bảo vệ môi tr•ờng l•u vực nhằm đạt đến mục tiêu bền vững, trong đó trọng tâm là quản lý tổng hợp tài nguyên n•ớc trong mối liên quan tới tài nguyên đất và các tài nguyên liên quan khác. Vì thế, quản lý tổng hợp l•u vực sông cần phải: - Chú ý quản lý các dạng khác nhau của n•ớc: n•ớc mặt và n•ớc ngầm. - Chú ý quản lý cả số l•ợng và chất l•ợng n•ớc trên l•u vực sông. - Chú ý các mối liên quan giữa các nguồn tài nguyên, đặc biệt là giữa tài nguyên đất và tài nguyên n•ớc. - Tổng hợp các giới hạn tự nhiên, các nhu cầu kinh tế xã hội. - Tổng hợp về luật pháp, chính sách và thể chế. Trong nhịp độ phát triển ngày nay, các l•u vực sông ở hầu hết các khu vực trên thế giới đều phải chịu áp lực rất lớn của các hoạt động phát triển kinh tế xã hội, nhất là các tác động lên bề mặt l•u vực do gia tăng tốc độ khai thác sử dụng tài nguyên tự nhiên, đặc biệt là sự phá rừng lấy gỗ, lấy đất canh tác, sự gia tăng các chất thải làm suy giảm chất l•ợng n•ớc do gia tăng tốc độ độ thị hóa và công nghiệp hóa. Một số l•u vực sông đã và đang bị suy thủy trầm trọng và ngày càng xa với các điều kiện bền vững Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software For evaluation only. 15 khiến cho năng lực của dòng sông ngày càng giảm sút, gia tăng các mâu thuẫn trong sử dụng n•ớc giữa các ngành dùng n•ớc khác nhau cũng nh• giữa th•ợng l•u và hạ l•u. Có thể thấy rõ một thực tế là các l•u vực sông ngày nay đáp ứng ngày càng khó khăn hơn các nhu cầu xã hội khác nhau, bao gồm nhu cầu cơ bản của con ng•ời nh• n•ớc dùng cho sinh hoạt, n•ớc cho các hoạt động sản xuất,… và cũng vì thế ngày nay càng cần phải tăng c•ờng hoạt động quản lý l•u vực sông. Sử dụng l•u vực nh• là đơn vị không gian phân tích tổng hợp và xác định quan hệ qua lại giữa các thành phần hệ thống thủy văn. Từ đó xác định các chính sách quản lý n•ớc một cách phù hợp là một khuynh h•ớng ngày nay quản lý l•u vực sông đ•ợc coi là một mục tiêu và sự quan tâm đặc biệt của hầu hết các n•ớc trên thế giới trong một hai thập kỷ gần đây. Việc tiếp cận quản lý tài nguyên n•ớc theo l•u vực sông để xây dựng các chính sách, chiến l•ợc, quản lý và bảo về tài nguyên n•ớc đã khiến cho tài nguyên n•ớc đ•ợc xem xét nh• một cách hệ thống, tránh đ•ợc thói quen sử dụng n•ớc một cách riêng rẽ và chỉ dựa chủ yếu vào nguồn n•ớc mặt đã có lâu đời ở n•ớc ta. Cách tiếp cận này cũng khuyến khích áp dụng ph•ơng pháp tự quản lý các nguồn tài nguyên khiến cho những ng•ời sử dụng n•ớc hiểu biết tốt hơn về các vấn đề thủy văn có liên quan [IWMI, 200]. Hiện nay có nhiều định nghĩa về quản lý tổng hợp l•u vực sông: Tổ chức Cộng tác vì n•ớc toàn cầu (GWP) thì cho rằng: “Quản lý tổng hợp l•u vực sông là một quá trình mà trong đó con ng•ời phát triển và quản lý tài nguyên n•ớc, đất và các tài nguyên khác nhằm đạt đ•ợc hiệu quả tối •u của các thành quả kinh tế xã hội một cách công bằng mà không đánh đổi bằng sự bền vững của các hệ sinh thái then chốt”. Theo J. Buston thì: “Quản lý tổng hợp l•u vực sông bao hàm việc nhà hoạch định chính sách xem xét tất cả các khía cạnh về các nguồn tài nguyên có trên l•u vực, nhu cầu sử dụng các nguồn tài nguyên đó theo cách tiếp cận hệ sinh thái nhằm đảm bảo những sự lựa chọn ph•ơng án phát triển kinh tế xã hội có hiệu quả lâu dài thông qua sự phát triển các mối quan hệ hài hòa giữa các hộ sử dụng tài nguyên và giữa cộng đồng dân c• sống trên l•u vực”. Tất cả các định nghĩa trên đều nhấn mạnh những khía cạnh nổi bật của quản lý tổng hợp l•u vực sông và cho thấy quản lý tổng hợp l•u vực sông là sự hợp tác trong quản lý và khai thác sử dụng các nguồn tài nguyên có trên toàn bộ l•u vực một cách hợp lý, hiệu quả và công bằng để đạt đ•ợc lợi ích kinh tế và xã hội mà không làm tổn hại đến sự bền vững của hệ sinh thái. Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software For evaluation only. 16 Mục đích của quản lý l•u vực sông: Theo quan điểm của phát triển bền vững thì quản lý l•u vực sông có ba mục đích chủ yếu sau: (i) Bảo vệ các chức năng của sông và l•u vực sông; (ii) Quản lý và sử dụng bền vững tài nguyên n•ớc trong mối quan hệ với đát và các tài nguyên sinh thái khác (iii) Hạn chế suy thoái và duy trì môi tr•ờng của sông và l•u vực sông bền vững cho các thế hệ hiện đại và t•ơng lai. Thực vậy, việc thực hiện quản lý l•u vực sông sẽ giúp cho con ng•ời có thể quản lý bảo vệ các chức năng của hệ sinh thái trên cạn và d•ới n•ớc, bảo vệ toàn bộ năng suất của các nguồn tài nguyen trong một thời gian lâu dài, bảo vệ và cải thiện chất l•ợng môi tr•ờng của l•u vực sông không cho nó suy thoái. Đồng thời, trong quản lý l•u vực sông ngoài quản lý tài nguyên n•ớc, các hoạt động quản lý còn phải v•ơn rộng hơn sang các tài nguyên liên quan khá nh• tài nguyên đất, rừng, quản lý và bảo vệ các hệ sinh thái l•u vực, quản lý các hoạt động của con ng•ời trên l•u vực có ảnh h•ởng dến các tài nguyên nh• là việc định c• dân số, phát triển dô thị, công nghiệp, nông nghiệp… N•ớc là một tài nguyên có thể tái tạo, sự hình thành và quy luật biến đổi cảu n•ớc phụ thuộc chặt chẽ vào chu trình thủy văn trên l•u vực sông. Việc khai thác và sử dụng n•ớc giữa các vùng khác nhau trên l•u vực đều tác động đến đến nhau. Thí dụ nh• lấy quá mức nguồn n•ớc ở th•ợng l•u sẽ ảnh h•ởng rõ rệt làm suy giảm dòng chảy tại hạ l•u. Vì thế, lấy tòan bộ l•u vực sông làm đơn vị quản lý sẽ tạo ra những điều kiện thuận lợi và cơ sở tốt xem xét các mối quan hệ trên và h•ớng tới quản lý tài nguyên n•ớc l•u vực một cách tổng hợp và bền vững. Với một l•u vực sông bao gồm nhiều vùng tài nguyên thì quản lý thống nhất theo l•u vực sông sẽ tạo cơ sở thuận lợi để giải quyết tốt công việc quản lý, nhất là khi cần giải quyết các mối quan hệ hay mẫu thuẫn nảy sinh trong quá trình sử dụng hay quản lý tài nguyên giữa các vùng khác nhau trên l•u vực nh• là giữa th•ợng l•u, trung l•u và khu vực hạ l•u của sông. Thông qua hoạt động của một cơ quan quản lý l•u vực sông, tất cả các hoạt động quản lý bảo vệ tài nguyên đ•ợc xem xét và xử lý một cách thống nhất và nhanh chóng thông qua bất cứ một cơ chế phối hợp phức tạp nào mà cơ chế quản lý theo địa giới hành chính th•ờng phải gặp. Quản lý theo l•u vực sông sẽ tạo nhiều điều kiện thuận lợi cho việc cải thiện việc lập kế hoạch, bảo tồn, phát triển và quản lý n•ớc, đất, rừng, và các nguồn lực d•ới n•ớc trong phạm vi l•u vực sông, nhằm tối đa hóa lợi ích kinh tế và phúc lợi xã hội Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software For evaluation only. 17 một cách công bằng mà không làm tổn hại đến tính bền vững của hệ thống môi tr•ờng trọng yếu của l•u vực sông. Xem xét một cách chi tiết thì quản lý l•u vực sông cần đạt đ•ợc những yêu cầu chủ yếu sau đây: o Phối hợp các chính sách, ch•ơng trình và các hoạt động trong mối quan hệ của quản lý tổng hợp l•u vực sông. o Khuyến khích sự tham gia của cộng đồng trong quản lý tổng hợp l•u vực o Khuyến khích sử dụng bền vững các tài nguyên thiên nhiên, đặc biệt là tài nguyên n•ớc trong mối quan hệ với đất và các tài nguyên tự nhiên khác. o Xác định và phục hồi những nguồn tài nguyên thiên nhiên bị suy giảm xuống cấp. o Cung cấp đất canh tác ổn định, cung cấp đủ n•ớc với chất l•ợng đảm bảo, bảo vệ lớp phủ thực vật trong l•u vực. Trong quá trình khai thác và sử dụng tài nguyên tự nhiên trên l•u vực sông từ thời xa x•a cho đến ngày nay, con ng•ời th•ờng chú trọng đến việc khai thác các nguồn lợi sẵn có của tự nhiên để sử dụng cho cuộc sống của mình, điều đó không thể tránh khỏi các sự tổn th•ơng đối với tài nguyên và hệ sinh thái. Làm thế nào vừa khai thác sử dụng mà vẫn quản lý bảo vệ và duy trì đ•ợc các nguồn tài nguyên tự nhiên của l•u vực sông? Để đạt đ•ợc mục tiêu trên, quản lý l•u vực phải h•ớng vào các hoạt động chủ yếu sau: - Ngăn ngừa chặn đứng sự xuống cấp của các tìa nguyên hiện có của l•u vực sông, trong đó chú trọng những tài nguyên thiên nhiên đã bị xuống cấp (thí dụ nh• tài nguyên n•ớc và đất), và tìm cách bảo tồn chúng cho sử dụng lâu dài của con ng•ời. - Tạo các ph•ơng thức phù hợp để sử dụng hợp lý các nguồn tài nguyên thiên nhiên trong khả năng của chúng. - Các biện pháp để giảm thiểu các tác động tiêu cực gây ra từ việc gia tăng sử dụng tài nguyên của con ng•ời trong các thập kỷ gần đây. Đây là một vấn đề rất phức tạp liên quan không những về mặt kỹ thuật mà còn cả việc tổ chức thể chế cần có một cách nhìn chiến l•ợc theo h•ớng tổng hợp, toàn diện và lâu dài thì mới có thể giải quyết nổi. 1.2. Quản lý tổng hợp tài nguyên n•ớc Khái niệm về quản lý tổng hợp tài nguyên n•ớc: Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software For evaluation only. 18 Quản lý tài nguyên n•ớc theo Savanije [1997] là “tập hợp tất cả các hoạt động thuộc về kỹ thuật, tổ chức, quản lý và vận hành cần thiết để quy hoạch, xây dựng các công trình sử dụng nguồn n•ớc cũng nh• thực hiện quản lý nguồn n•ớc của l•u vực sông”. Nh• vậy, quản lý tài nguyên n•ớc bao gồm tất cả các hoạt động từ quy hoạch, thiết kế, xây dựng và vận hành khai thác các hệ thống nguồn n•ớc và là hoạt động gồm nhiều thành phần, nhiều mục tiêu và có nhiều ràng buộc. Quản lý tổng hợp tài nguyên n•ớc: Quản lý tổng hợp tài nguyên n•ớc ra đời thay thế cho khái niệm quản lý nguồn n•ớc truyền thống. Khái niệm này đang tiếp tục đ•ợc bổ sung và phát triển, hiện vẫn đang còn những ý kiến tranh luận. Trong ch•ơng 18 của ch•ơng trình Nghị sự 21 có nêu rõ: “Quản lý tổng hợp tài nguyên n•ớc dựa trên nhận thức n•ớc là một bộ phân nội tại của hệ sinh thái, một nguồn tài nguyên thiên nhiên và một loại hàng hóa kinh tế và xã hội, mà số l•ợng và chất l•ợng quyết định bản chất của việc sử dụng. Vì mục đích này, tài nguyên n•ớc cần phải đ•ợc bảo vệ, có tính đến chức năng của các hệ sinh thái n•ớc và tính tồn tại mãi mãi của tài nguyên, để có thể thỏa mãn và dung hòa các nhu cầu về n•ớc cho các hoạt động của con ng•ời”. Sau đây là một số định nghĩa cụ thể của quản lý tổng hợp tài nguyên n•ớc. Mitchell [1999] đã đ•a ra định nghĩa “Quản lý tổng hợp tài nguyên n•ớc là một quá trình giải quyết vấn đề quản lý sử dụng n•ớc cắt ngang tất cả các thành phần của chu trình thủy văn, v•ợt trên biên giới giữa n•ớc, đất và môi tr•ờng, tạo lập mối liên hệ nội tại của n•ớc với các chính sách rộng lớn hơn phù hợp với đặc điểm phát triển kinh tế và quản lý môi tr•ờng khu vực”. Grig [1999] thì cho rằng “Quản lý tổng hợp tài nguyên n•ớc là một khuôn khổ đ•ợc tạo nên cho việc quy hoạch, tổ chức và kiểm soát hệ thống n•ớc nhằm làm cân bằng tất cả những quan điểm và mục tiêu của những ng•ời bị ảnh h•ởng”. Mạng l•ới cộng tác vì n•ớc toàn cầu [GWP, 2000] với mục đích đ•a ra một khuôn khổ chung trong quản lý tài nguyên n•ớc đã nêu lên định nghĩa “Quản lý tài nguyên n•ớc là một quá trình đẩy mạnh sự phối hợp phát triển và quản lý tài nguyên n•ớc, đất và các tài nguyên liên quan khác để tối •u hóa lợi ích kinh tế và phúc lợi xã hội một cách công bằng mà không tổn hại đến sự bền vững của các hệ sinh thái thiết yếu”. Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software For evaluation only. 19 Định nghĩa trên đã nhấn mạnh quản lý tài nguyên n•ớc là một quá trình, và trong đó khái niệm “quản lý phải đ•ợc hiểu theo nghĩa rộng bao gồm “phát triển và quản lý” nhằm đạt tới ba mục tiêu cơ bản về kinh tế, xã hội và môi tr•ờng. Trong quản lý tổng hợp tài nguyên n•ớc, hệ thống nguồn n•ớc đ•ợc coi nh• một hệ thống mở, biểu thị nh• hình 1.2, trong đó quản lý n•ớc phải xem xét các mối liên hệ với yêu cầu phát triển kinh tế xã hội, môi tr•ờng và với tất cả những ng•ời dùng n•ớc. Hình 1.2. Các thành phần và mối mối liên hệ của Quản lý tổng hợp tài nguyên n•ớc (Nguồn: Koustaal, Rijsberman, Savenije). So sánh quản lý tổng hợp tài nguyên n•ớc với quản lý n•ớc truyền thống Khái niệm quản lý tổng hợp tài nguyên n•ớc là một khái niêm mới. Khái niệm này đầy đầy đủ và toàn diện và nó ra đời để thay thế dần dần khái niệm quản lý tài nguyên n•ớc truyền thống mà các thế hệ cha ông chúng ta để lại. + Quản lý tài nguyên n•ớc truyền thống Quản lý tài nguyên thiên nhiên theo ph•ơng thức truyền thống có những hạn chế về mặt môi tr•ờng. Các tài nguyên đ•ợc nhìn d•ới góc độ riêng rẽ hoặc theo ngành kinh tế, các thành phân của môi tr•ờng hầu nh• đ•ợc xem xét trong sự cô lập với nhau. N•ớc, rừng và nguồn cá của sông th•ờng đ•ợc quản lý riêng rẽ và ít quan tâm đến hiệu quả và mối liên quan giữa chúng. Những thiếu sót trong quản lý tài nguyên theo ph•ơng thức truyền thống là: Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software For evaluation only. 20 - Tập trung vào quản lý các thành phần sinh học riêng rẽ, nh• đất và n•ớc, hơn là cho một quá trình của hệ sinh thái, nh• chu kỳ thủy văn hoặc là chu trình dinh d•ỡng. - Mục tiêu chỉ là những loài sinh vật cụ thể, đặc biệt là các loài có giá trị th•ơng mại. - Bỏ qua mối quan hệ hữu cơ trong hệ sinh thái. Quyết định quản lý đối với một loài có thể gây vấn đề cho các loài khác. - Bỏ qua các thành phân khó xác định và kiểm soát, thí dụ nh• quản lý việc sử dụng n•ớc ngầm. - Sự mâu thuẫn về luật pháp. chính sách của một n•ớc có thể khác với n•ớc khác và còn nhiều tài nguyên không nằm gọn trong vùng địa lý hay địa giới hành chính thì không xét đến. - ảnh h•ởng tích lũy từ nhiều ngành không trọng tâm th•ờng bị bỏ qua. + Quản lý tổng hợp tài nguyên n•ớc Quản lý tổng hợp tài nguyên n•ớc giải quyết một cách tổng thể các yếu tố kinh tế xã hội và môi tr•ờng xung quanh các vấn đề quản lý tài nguyên. Nó dựa trên quan điểm bảo vệ hệ sinh thái tự nhiên, tập trung vào mối quan hệ giữa yếu tố khác nhua của hệ cũng nh• ghi nhận động thái, sự thay đổi của các hệ sinh thái tự nhiên. Có sự khác nhau lớn giữa quản lý theo tập quán truyền thống và quản lý tổng hợp ở chỗ quản lý tổng hợp thiên về phòng chống hơn là chữa, trong khi đó quản lý theo tập quán truyền thống mang tính phản ứng lại, có nghĩa là các quyết định đ•ợc đ•a ra để ứng phó với sự cố. Quản lý tổng hợp mang tính đón đầu và các quyết định đ•ợc đ•a ra để ngăn chặn sự cố. Các ích lợi của quản lý tổng hợp bao gòm trong các khía cạnh: - Bảo vệ dài hạn tài nguyên n•ớc và môi tr•ờng - Tăng c•ờng khả năng không xuống cấp tài nguyên do sử dụng tổng hợp với nhiều mục đích. - Giảm chi phí về năng l•ợng và tài chính vào giải quyết các mâu thuẫn do có sự cạnh tranh trong sử dụng tài nguyên. - Khôi phục nhanh chóng và hiệu quả các hệ sinh thái bị h• hại do luôn coi trọng bảo vệ môi tr•ờng. Quản lý tổng hợp không phải việc chỉ sửa chữa những thiếu sót mà phải xác định sớm các vấn đề và kiểm soát những vấn đề đó tr•ớc khi nó trở nên trầm trọng, thí Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software For evaluation only. 21 dụ nh• phòng ngừa khong để làm ô nhiễm n•ớc của dòng sông trở nên trầm trọng ngay từ khi n•ớc sông mới có dấu hiệu bị ô nhiễm. 1.3. Phát triển bền vững Phát triển bền vững là một khái niệm mới nhằm định nghĩa một sự phát triển về mọi mặt trong hiện tại mà vẫn phải bảo đảm sự tiếp tục phát triển trong t•ơng lai xa. Khái niệm này hiện đang là mục tiêu h•ớng tới nhiều quốc gia trên thế giới, mỗi quốc gia sẽ dựa theo đặc thù kinh tế, xã hội, chính trị, địa lý, văn hóa... riêng để hoạch định chiến l•ợc phù hợp nhất với quốc gia đó. Thuật ngữ "phát triển bền vững" xuất hiện lần đầu tiên vào năm 1980 trong ấn phẩm Chiến l•ợc bảo tồn Thế giới (công bố bởi Hiệp hội Bảo tồn Thiên nhiên và Tài nguyên Thiên nhiên Quốc tế - IUCN) với nội dung rất đơn giản: "Sự phát triển của nhân loại không thể chỉ chú trọng tới phát triển kinh tế mà còn phải tôn trọng những nhu cầu tất yếu của xã hội và sự tác động đến môi tr•ờng sinh thái học". Khái niệm này đ•ợc phổ biến rộng rãi vào năm 1987 nhờ Báo cáo Brundtland (còn gọi là Báo cáo Our Common Futur) của ủy ban Môi tr•ờng và Phát triển Thế giới - WCED (nay là ủy ban Brundtland). Báo cáo này ghi rõ: Phát triển bền vững là "sự phát triển có thể đáp ứng đ•ợc những nhu cầu hiện tại mà không ảnh h•ởng, tổn hại đến những khả năng đáp ứng nhu cầu của các thế hệ t•ơng lai..." . Nói cách khác, phát triển bền vững phải bảo đảm có sự phát triển kinh tế hiệu quả, xã hội công bằng và môi tr•ờng đ•ợc bảo vệ, gìn giữ. Để đạt đ•ợc điều này, tất cả các thành phần kinh tế - xã hội, nhà cầm quyền, các tổ chức xã hội... phải bắt tay nhau thực hiện nhằm mục đích dung hòa 3 lĩnh vực chính: kinh tế - xã hội - môi tr•ờng. Sau đó, năm 1992, tại Rio de Janeiro, các đại biểu tham gia Hội nghị về Môi tr•ờng và Phát triển của Liên hiệp quốc đã xác nhận lại khái niệm này, và đã gửi đi một thông điệp rõ ràng tới tất cả các cấp của các chính phủ về sự cấp bách trong việc đẩy mạnh sự hòa hợp kinh tế, phát triển xã hội cùng với bảo vệ môi tr•ờng. Năm 2002, Hội nghị th•ợng đỉnh Thế giới về Phát triển bền vững (còn gọi là Hội nghị Rio +10 hay Hội nghị th•ợng đỉnh Johannesburg) nhóm họp tại Johannesburg, Cộng hòa Nam Phi với sự tham gia của các nhà lãnh đạo cũng nh• các chuyên gia về kinh tế, xã hội và môi tr•ờng của gần 200 quốc gia đã tổng kết lại kế hoạch hành động về phát triển bền vững 10 năm qua và đ•a ra các quyết sách liên quan tới các vấn đề về n•ớc, năng l•ợng, sức khỏe, nông nghiệp và sự đa dạng sinh thái. Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software For evaluation only. 22 Một chính sách phát triển bền vững thể hiện tính bền vững về các mặt xã hội, kinh tế, môi tr•ờng và chính trị : - Về mặt xã hội, bền vững có nghĩa xã hội công bằng, cuộc sống an bình. Sự Phát Triển Bền Vững cần đề phòng tai biến, không để có ng•ời sống ngoài lề xã hội hoặc bị xã hội ruồng bỏ. Xã hội một n•ớc không thể Phát Triển Bền Vững nếu có một tầng lớp xã hội đứng ngoài công cuộc xây dựng và mở mang quốc gia. Thế giới sẽ không có Phát Triển Bền Vững về mặt xã hội nếu cuộc sống hoặc tính mạng của một phần nhân loại bị đe dọa vì bệnh tật, đói nghèo, thiên tai, v.v. Phát Triển Bền Vững về mặt xã hội còn có nghĩa con ng•ời có môi tr•ờng sống hài hòa, công bằng và có an sinh. (Xem hình 1.3) Hình 1.3. Tiếp cận các khía cạnh kinh tế, xã hội và sinh thái trong phát triển bền vững - Về mặt kinh tế, cần phải phân biệt phát triển với tăng tr•ởng. Tăng tr•ởng chú trọng tới vật chất và số l•ợng, tích lũy và bành tr•ớng trong khi phát triển quan tâm tới tiềm năng, phẩm chất, phục vụ con ng•ời một cách toàn diện, về vật chất lẫn tinh thần. Phát Triển Bền Vững về mặt kinh tế nghịch với gia tăng sản xuất không giới hạn, chinh phục thị tr•ờng bằng mọi cách, th•ơng mại hóa bất cứ hàng hóa hoặc dịch vụ nào, tìm lợi nhuận tối đa trong mọi hoàn cảnh. Phát Triển Bền Vững kinh tế đòi hỏi phải cân nhắc ảnh h•ởng bây giờ hay sau này của hoạt động và tăng tr•ởng sản xuất lên chất l•ợng cuộc sống, cứu xét xem có gì bị h• hại, bị phí phạm. - Phát Triển Bền Vững về ph•ơng diện môi tr•ờng có nghĩa phải bảo vệ khả năng tái sinh của hệ sinh thái, nhịp độ gia tăng sử dụng tài nguyên có khả năng tái sinh phải thấp hơn tốc độ tái sinh, việc sử dụng tài nguyên không có khả năng tái sinh phải tùy thuộc khả năng sáng chế t• liệu thay thế. Sau cùng, mức độ ô nhiễm phải thấp hơn khả năng tái tạo của môi tr•ờng, môi sinh. Yêu cầu bền vững về môi tr•ờng-môi sinh Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software For evaluation only. 23 buộc phải giới hạn sự tăng tr•ởng kinh tế. Cần phải thừa nhận rằng kinh tế chỉ là một bộ phận của hệ sinh thái và phát triễn kinh tế phải bảo vệ môi tr•ờng-môi sinh. - Về ph•ơng diện chính trị, Phát Triển Bền Vững có nghĩa hết hợp và dung hòa các vấn đề xã hội, kinh tế và môi tr•ờng để hệ thống tổ chức và sinh hoạt chính trị không có căng thẳng, xáo trộn, có thể đi tới rối loạn hoặc đổ vỡ. Các định chế chính trị cần phải phải tôn trọng và bảo vệ công bằng, khuyến khích các đối t•ợng thụ h•ởng đối thoại và tham gia trong tinh thần phù hợp với các nguyên tắc dân chủ tự do. Tính quan liêu và bàn giấy phải đ•ợc xóa bỏ vì nó trói buộc con ng•ời, đè nén xã hội, cản trở mọi sự đổi thay, tiến bộ. Tôn trọng đạo lý cũng là một yêu cầu rất cần, gần nh• một bắt buộc. Phát triển bền vững tài nguyên n•ớc o Để phát triển bền vững đất n•ớc thì cần đảm bảo sự bền vững trong tất cả các lĩnh vực sử dụng tài nguyên, trong đó đặc biệt quan trong là tài nguyên n•ớc. o Tài nguyên n•ớc đ•ợc khai thác sử dụng một cách hợp lý, không v•ợt quá khả năng của nguồn n•ớc, để n•ớc có thể phục hồi hay tái tạo theo chu trình thủy văn vốn có của tự nhiên. o Tài nguyên n•ớc phải đ•ợc sử dụng một cách tiết kiệm và thật sự hiệu quả, đáp ứng đ•ợc nhu cầu ngày càng tăng của con ng•ời để làm sao n•ớc thực sự trở thành nguồn tài nguyên có giá trị kinh tế. o Tài nguyên n•ớc phải đ•ợc bảo vệ, đặc biệt là về mặt chất l•ợng. Phải kiểm soát và hạn chế ô nhiễm n•ớc, không thể để cho tình trạng ô nhiễm n•ớc trở thành trầm và lan rộng làm giảm l•ợng n•ớc sạch của con ng•ời. o Tài nguyên n•ớc là của tất cả mọi ng•ời và mọi ng•ời đều có quyền sử dụng và có trách nhiệm bảo vệ n•ớc. Vì thế trong quản lý sử dụng n•ớc nhằm đảm bảo tính cộng đồng và tính công bằng phải có sự tham gia của tất cả các thành phần có liên quan trong xã hội, phải đóng góp cho sự phát triển xã hội. o Để thực hiện phát triển bền vững tài nguyên n•ớc thì tài nguyên n•ớc phải đ•ợc quản lý và sử dụng theo các nguyên tắc quản lý tổng hợp tài nguyên n•ớc. Đồng thời tài nguyên n•ớc ngoài quản lý theo địa giới hành chính còn phải đ•ợc quản lý theo l•u vực sông. L•u vực sông Lục Nam là một l•u vực quan trọng của tỉnh Bắc Giang trong sự nghiệp phát triển kinh tế xã hội. Dựa theo các quan điểm hiện đại về quy hoạch, quản lý tổng hợp l•u vực sông thì trên l•u vực sông Lục Nam này ch•a đ•ợc nghiên cứu đầy Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software For evaluation only. 24 đủ vì vậy luận văn thạc sỹ này tập trung nghiên cứu quy hoạch phát triển bền vững tài nguyên n•ớc l•u vực sông Lục Nam. Tr•ớc khi đi vào nội dung chính của luận văn, ta cần nghiên cứu các đặc điểm địa lý tự nhiên và kinh tế xã hội l•u vực sông Lục Nam liên quan đến bài toán quy hoạch tài nguyên n•ớc. Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software For evaluation only. 25 Ch•ơng 2. Đặc điểm tự nhiên và kinh tế xã hội l•u vực sông lục nam 2.1. Đặc điểm tự nhiên l•u vực sông lục nam 2.1.1 Vị trí địa lý Sông Lục Nam là nhánh sông cấp I của hệ thống sông Thái Bình. Phần lớn diện tích l•u vực sông thuộc tỉnh Bắc Giang (tr•ớc năm 1995 là tỉnh Hà Bắc), với diện tích tập trung n•ớc là 3070 km2 chủ yếu qua lãnh thổ các huyện: Lục Nam, Lục Ngạn và Sơn Động. L•u vực sông Lục Nam nằm trong phạm vi tọa độ địa lý: 2104’ đến 21038’ vĩ độ Bắc, 106012’ đến 10708’ kinh độ Đông. Phía Bắc giáp với tỉnh Lạng Sơn; phía Tây giáp với tỉnh Thái Nguyên; phía Nam giáp với tỉnh Hải D•ơng và phía Đông Nam giáp với tỉnh Quảng Ninh. (Xem hình 1.1. ở ch•ơng 1) 2.1.2. Cấu tạo địa chất - khoáng sản L•u vực sông Lục Nam có cấu tạo địa chất là các thành tạo trầm tích và biến chất: Phần hạ l•u và các vùng đất dọc hai bên bờ sông là vùng bồi tích có xen lẫn trầm tích biển ở đồng bằng ven biển. ở phía Đông và Đông Bắc có dạng trầm tích ven biển và lục địa nh•: Cuội kết, cát kết, bội kết, đá phiến sét, đá vôi và than đá; cụ thể: ở huyện Lục Ngạn, Sơn Động trữ l•ợng than tổng cộng là 105 triệu tấn, cao lanh có khoảng 3 triệu tấn (huyện Sơn Động). Ngoài ra có nhiều nơi có thể khai thác đất sét làm vật liệu xây dựng. Cát sỏi có hầu hết ở các sông. Vàng sa khoáng có ở huyện Lục Ngạn, Yên Thế nh•ng là những điểm quặng nhỏ. Hiện nay các mỏ này đang đ•ợc khai thác phục vụ các ngành tiểu thủ công nghiệp địa ph•ơng. Ngoài ra, phần rìa phía Bắc và phía Nam của l•u vực, cấu tạo địa chất chủ yếu gồm hai loại. Thứ nhất là trầm tích biển gồm: đá phiến sét, cát kết, đá vôi, đá bazan ở Tây Bắc Bộ và cực Tây Bắc Bộ; thứ hai là trầm tích lục địa gồm: cát kết, bội kết màu đỏ ở Đông Bắc Bộ. Cụ thể ở huyện Lục Nam có 100m3 đất sét ở Cầu Sen và 1 triệu tấn than đá ở Bảo Sơn có nguồn gốc là mạch than Đông Triều chạy lộ thiên tới xã Lục Sơn. Riêng phía gần hạ l•u sông Cẩm Đàn có một phần nhỏ trầm tích lục địa đa dạng: cuội kết, cát kết, bội kết ở Bắc Việt Nam, còn trầm tích biển dạng: cuội kết, đá phiến sét vôi ở Việt Nam. Do cấu tạo địa chất, địa mạo rất phức tạp nên trữ l•ợng khoáng sản phân bố không đồng đều trên toàn bộ l•u vực. Với trữ l•ợng than là 113,761 nghìn tấn phân bố chủ yếu ở huyện Lục Ngạn, Lục Nam; quặng đồng 93.1 nghìn tấn tập trung ở huyện Lục Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software For evaluation only. 26 Ngạn, Sơn Động; có 200.000 m3 sỏi, cuội kết tập trung ở các huyện Hiệp Hòa, Việt Yên, Lục Ngạn. Do cấu trúc hình thái phá hủy nên phía Bắc l•u vực phần lớn là địa hình đồi núi và phân cắt sâu từ 30 đến 50m. Đồng bằng bóc mòn tr•ớc núi dạng đồi trên cấu trúc không đồng nhất. Cấu trúc hình thái lục địa thuộc loại thấp d•ới 1000m, độ trầm tích nhỏ hơn 200m nên vùng phía Tây của l•u vực (phần hạ l•u của sông) có dạng địa hình l•ợn sóng và phân cắt sâu từ 15 đến 20m thuộc kiến tạo là đồng bằng rìa võng giữa núi. 2.2.3. Địa hình - địa mạo Do vị trí địa lý của l•u vực sông Lục Nam nằm giữa các dãy núi cánh cung phía Bắc nên nhìn chung địa hình l•u vực chủ yếu là đồi, núi thấp, có xu thế thấp dần từ Đông sang Tây và đ•ợc chia thành ba vùng; vùng núi, vùng trung du và vùng đồng bằng. Vùng núi và trung du chiếm phần lớn diện tích. Vùng đồng bằng chiếm ít diện tích hơn tập trung chủ yếu ở phần hạ l•u sông nơi mở rộng tiếp giáp với đồng bằng Bắc Bộ. Phía Đông Nam của l•u vực là cánh cung Đông Triều cao trung bình từ 400 đến 1000m, có đỉnh Yên Tử cao 1063m, Am Váp cao 1094m, Cao Xiêm cao 1330m. Sông Lục Nam bắt nguồn từ vùng núi Kham Sâu có đỉnh cao 700m, chảy từ Đình Lập theo h•ớng Đông Bắc - Tây Nam, chủ yếu qua các huyện Sơn Động, Lục Ngạn và Lục Nam, rồi nhập vào sông Th•ơng ở làng Cỗi cách cửa sông Th•ơng 9,5km. Thung lũng sông Lục Nam khá thẳng, do phụ thuộc vào đ•ờng đứt gẫy kiến tạo trong hệ thống. Th•ợng l•u sông Lục Nam kể từ nguồn tới phía trên trạm Chũ, gồm hai sông nhánh: sông Cẩm Đàn h•ớng chảy chủ yếu là h•ớng Bắc - Nam và phần đầu nguồn của sông Lục Nam chảy theo h•ớng Đông - Tây. Phần th•ợng l•u lòng sông hẹp độ uốn khúc lớn và rất dốc trong vòng 2km đầu, độ dốc đáy sông tới 7,5%; Núi áp sát bờ sông, ghềnh thác liên tiếp rất nguy hiểm, thuyền bè không đi lại đ•ợc. Phần trung l•u kể từ phía trên trạm Chũ, tới trạm Lục Nam dòng sông chuyển sang h•ớng gần Đông Bắc - Tây Nam. Thung lũng sông đã mở rộng, độ dốc đáy sông đã giảm xuống còn 2 -5%, thác ghềnh không còn nữa, độ sâu trung bình trong mùa cạn tới 4 - 5m, tàu thuyền đi lại dễ dàng. Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software For evaluation only. 27 Hạ l•u kể từ trạm Lục Nam tới ngã ba Nhạn h•ớng chảy trở lại Đông Bắc - Tây Nam, ở đây n•ớc chảy lững lờ, dòng chảy chịu ảnh h•ởng của thủy triều rõ rệt, độ sâu trung bình mùa cạn tới 5m, thuyền bè đi lại thuận tiện. Thung lũng sông Lục Nam nằm trong vùng địa hình t•ơng đối trẻ. Độ cao đáy thung lũng trong l•u vực t•ơng đối cao: Khoảng 200 đến 300m ở phía Bắc, khoảng 50 - 100m ở phía Đông Nam. 2.1.3. Thổ nh•ỡng Thành phần thổ nh•ỡng của l•u vực Lục Nam rất đa dạng bao gồm nhiều loại đất phân bố một cách không đều trên toàn bộ l•u vực, chia thành các loại đất nh• sau: Xét về nguồn gốc phát sinh, đất ở đây có hai nhóm chính là : nhóm đất phát sinh tại chỗ do quá trình phong hóa tạo thành và nhóm đất bồi tích do quá trình bồi tụ phù sa hình thành. Xét về mặt nông hóa thổ nh•ỡng, l•u vực có các loại đất chính sau đây: -Đất feralit thuộc vùng núi ở các huyện Sơn Động, Lục Nam, Lục Ngạn. Trên loại đất này có rừng tự nhiên che phủ nên đất t•ơng đối tốt. - Đất feralit màu vàng, đỏ vàng thuộc vùng gò đồi, phát triển trên đá phiến sét, đá phiến sa và biến chất. Loại đất này th•ờng chua, khả năng giữ n•ớc kém, tỷ lệ săt trong đất cao, nh•ng giàu canxi. . ., đất gò đồi thấp thích hợp với cây công nghiệp (chè), cây ăn quả (vải thiều, nhãn, na, chanh, cam. . .) - Đất feralit đỏ vàng biến đổi do quá trình canh tác, đã bạc màu nh•ng có khả năng trồng đ•ợc cây công nghiệp (đậu t•ơng, thuốc lá, chè), cây ăn quả. Loại đất này phân bố không thành vùng, mà rải rác xen kẽ với các ngọn đồi phiến thạch sét ở các huyện Lục Nam, Sơn Động. - Đất phù sa trong đê không đ•ợc bồi đắp hàng năm và loại đất phù sa ngoài đê đ•ợc bồi đắp hàng năm, loại đất này ít biến động do các quá trình lũ lụt xảy ra, tập trung chủ yếu ở phần hạ l•u. Phần th•ợng l•u chủ yếu các bãi bồi là cuội, sỏi, cát thô. Tại các thung lũng miền núi tồn tại loại đất dốc tụ: đất thô lẫn nhiều cuội sỏi. Hiện nay trong l•u vực chỉ còn 1/3 diện tích đất đai còn chất l•ợng khá còn lại từ xấu đến trung bình. Xói mòn, bạc màu, đá ong hóa vẫn có chiều h•ớng tăng do hệ thống canh tác còn lạc hậu và nạn phá rừng. 2.1.4 Đặc điểm thảm phủ thực vật Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software For evaluation only. 28 Qua thực tế cho thấy tỉ lệ che phủ của rừng có ảnh h•ởng lớn đến dòng chảy. Rừng làm biến đổi tần thổ nh•ỡng rất mạnh, khi tính che phủ của rừng thay đổi kéo theo sự thay đổi về chế độ dòng chảy sông ngòi. Trên bề mặt l•u vực sông Lục Nam, rừng phân bố rải rác khắp nơi tập trung chủ yếu ở vùng núi cao. Thảm thực vật nguyên sinh ở l•u vực là kiểu thảm rừng kín th•ờng xanh •a ẩm. Hiện nay phần lớn rừng đã bị khai thác cạn kiệt chủ yếu là rừng tái sinh. Phía Nam và Đông Nam l•u vực có ít diện tích là rừng nhiệt đới ở vùng núi thấp cây là rộng xen cây lá kim, diện tích còn lại chủ yếu là thảm cỏ nhiệt đới trung bình và cao, có cây bụi và cây gỗ ở đồi núi thấp và núi trung bình Rìa đông của l•u vực tức phía Bắc của huyện Sơn Động có ít diện tích rừng tre. Phía Đông của huyện Lục Ngạn có rừng nhiệt đới ở tất cả các đất cao là cây lá rộng. Phần phía Bắc của l•u vực có thảm cỏ nhiệt đới trung bình và cao, có cây bụi, cây gỗ mọc rải rác chủ yếu ở đất thấp và núi thấp. Ngoài ra l•u vực còn có loại thực vật mọc hoang dại nh• họ Dung, họ Dẻ (dẻ dai), họ Đay (nghiến), họ thầu dầu... Hạt dẻ là một sản phẩm đặc sản c ủa vùng rừng trong l•u vực sông Lục Nam. Ngày nay rừng nguyên sinh hầu nh• không còn. Rừng thứ sinh chỉ còn ở vùng núi Yên Tử. Các dồi núi thấp cũng đ•ợc trồng lạ chủ yếu là bạch đàn, keo là tràm, keo tai t•ợng và các cây ăn quả khác nh• vải thiều, nhãn. ở các vùng thấp đ•ợc cải tạo trồng hai vụ lúa, một vụ màu. Cụ thể hiện nay ở huyện Lục Nam toàn bộ huyện có 26300ha rừng sản xuất, rừng phòng hộ chiếm 20%. Huyện Lục Ngạn có hơn hai vạn ha chủ yếu là rừng trồng, những năm gần đây rừng tái sinh mới đảm bảo độ che phủ là chủ yếu (30%). Rừng cần đ•ợc khai thác, bảo vệ và phát triển hợp lý bền vững. 2.1.5. Đặc điểm khí hậu Hoàn l•u khí quyển Khí hậu l•u vực sông Lục Nam mang đặc điểm chung của khí hậu miền Bắc Việt Nam, chịu ảnh h•ởng sâu sắc của cơ chế gió mùa. Do vị trí của lãnh thổ thuộc vùng Đông Bắc nên vùng này là nơi tiếp nhận sớm nhất gió mùa Đông Bắc tràn xuống Việt Nam, vì vậy chịu ảnh h•ởng mạnh mẽ nhất của gió mùa cực đới, đem lại sự hạ thấp nhiệt độ mùa đông rõ rệt hơn cả. Vào mùa đông khí hậu của vùng chẵng những lạnh mà còn khô hanh vì gió mùa cực đới th•ờng tràn nhanh qua các mãng trũng đặt vùng này d•ới sự khống chế ổn định của khối không khí cực đới. L•ợng m•a, độ ẩm và l•ợng mây mùa đông ở đây đều Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software For evaluation only. 29 thấp hơn đáng kể so với vùng núi Việt Bắc. Trong điều kiện thời tiết thịnh hành khô hanh, dễ dàng xuất hiện s•ơng muối. Ngay ở d•ới thấp s•ơng muối cũng là hiện t•ợng hầu nh• năm nào cũng xảy ra trầm trọng. Vào mùa hạ, dải hội tụ nhiệt đới bắt đầu di chuyển xuống phía Nam mang theo độ ẩm lớn, m•a nhiều, nhiệt độ cao, là nguyên nhân sinh dòng chảy lớn trong sông. Do vị trí của l•u vực sông Lục Nam nằm trong thung lũng s•ờn phía Bắc của cánh cung Đông Triều nên không chỉ mùa đông ít m•a mà mùa hè cũng ít m•a so với các vùng khác. Tình trạng ít m•a vào mùa hè do h•ớng của cánh cung Đông Triều đã chắn các luồng gió mùa hè và các nhiễu động khí quyển tiến vào m•a rất lớn, chịu ảnh h•ởng trực tiếp của bão, nhiễu động khí quyển. Riêng vùng Tây Nam hạ l•u sông Lục Nam là vùng đồng bằng gió thoáng nên sự hoạt động và mức độ ảnh h•ởng của thời tiết: bão, dông, hội tụ nhiệt đới t•ơng đối rõ nét. Khu vực này bão th•ờng đến sớm, hai tháng nhiều bão nhất là tháng VII và VIII, sang tháng IX bão đã ít đổ bộ. Chính vì mùa bão đến sớm và kết thúc sớm mà tháng m•a cực đại dịch sớm lên tháng VII đồng thời mùa m•a cũng chấm dứt sớm một tháng. Sang tháng X l•ợng m•a đã giảm xuống d•ới giới hạn 100 mm/tháng trong nhiều năm. Do sự t•ơng phản của hệ thống gió mùa nên l•u vực mang tính chất của hai mùa rõ rệt, mùa lũ và mùa kiệt. Mùa lũ bắt đầu từ tháng VI đến thắng IX tập trung tới 80% tổng l•ợng dòng chảy năm còn tháng 8 mùa cạn từ tháng X đến tháng V thì chiếm khoảng 20%. Bức xạ Bức xạ tổng cộng trung bình hàng năm không v•ợt quá 55.104 Jun/cm2, tăng dần từ Bắc vào Nam, từ miền núi xuống đồng bằng. Bức xạ trung bình tháng lớn nhất vào tháng VII, tháng nhỏ nhất là XII. Biến trình năm của cán cân bức xạ tăng dần từ Đông sang Tây: phía Đông, Đông Bắc, Đông Nam d•ới 32.5.104 Jun/cm2. Phía Tây, Tây Bắc, Tây Nam từ 32.5.104 Jun/cm2 - 35.104 Jun/cm2. Số giờ nắng Số giờ nắng cả năm vào khoảng 1600 giờ, trong suốt các tháng mùa hè: Từ tháng V đến tháng IX, số giờ nắng đều lớn và xấp xỉ nh• nhau ở mức 150 đến 190 giờ/tháng. có thể nhận thấy vào tháng VII hoặc tháng VIII số giờ nắng trội hơn các tháng khác Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software For evaluation only. 30 một chút. Tháng ít nắng nhất trong năm là tháng II và tháng III, số giờ nắng chỉ vào khoảng 45 đến 50 giờ mỗi tháng. Gió Hàng năm có hai mùa gió chính: gió mùa đông và gió mùa hè. Tuy nhiên, tùy theo điều kiện địa hình mà gió thịnh hành trong các mùa có sự khác nhau giữa từng nơi. Mùa đông h•ớng gió chính là h•ớng Bắc và Đông Bắc (tần suất gió thịnh hành là 45% ); còn mùa hè chủ yếu là gió Đông Nam (tần suất là 30 - 35 %). Nhiệt độ không khí Nhiệt độ không khí trung bình năm toàn l•u vực là 230C. Nhiệt độ giảm dần từ trung du lên miền núi. Mùa nóng từ tháng V đến tháng IX nhiệt độ trung bình là 27 - 280C. Mùa lạnh từ tháng XII đến tháng II, nhiệt độ trung bình là 16 - 170C. Sự khác chênh lệch nhiệt độ trung bình giữa tháng nóng nhất và lạnh nhất lên tới 12 - 140C. Số tháng có nhiệt độ không khí d•ới 150C chỉ 1-2 tháng. ở vùng núi d•ới 150C, cụ thể là ở Lục Ngạn nhiệt độ: -10C vào tháng I, XI, Sơn Động nhiệt độ: 2,80C và tháng I năm 1974. Nhiệt độ trung bình năm của vùng giảm theo độ cao nh• số liệu thống kê trong bảng 1.1 Tổng số ngày trong năm có giá trị nhiệt độ tối thấp nhất d•ới 150C là không đồng nhất trong toàn vùng, cụ thể nh• ở phần th•ợng l•u sông Lục Nam (gồm cả huyện Lục Ngạn, Sơn Động) từ 140 - 180 ngày còn phần hạ l•u (huyện Lục Nam, Lạng Giang) từ 60 - 80 ngày. ở phần trung l•u, tổng số ngày trong năm có nhiệt độ tối cao trên 350 là 10 - 20 ngày. Tuy có sự chênh lệch nhiệt độ trong năm t•ơng đối lớn nh•ng nhìn chung đây vẫn là vùng có nhiệt độ t•ơngđối thấp ở n•ớc ta. 2.5.10. Chế độ ẩm và l•ợng mây Độ ẩm: Độ ẩm trung bình toàn l•u vực thuộc loại t•ơng đối thấp, chỉ vào khoảng 81 - 83%. Tháng có độ ẩm cực đại là tháng IV, giá trị trung bình khoảng 85%. Thời kỳ ẩm cuối mùa đông không rõ rệt lắm, độ ẩm trung bình vào khoảng 83-86%. Khô nhất là những tháng giữa mùa đông, mà tháng I là tháng cực tiểu với đọ ẩm trung bình vào khoảng 77 -78%. L•ợng mây: L•ợng mây trung bình năm khoảng 7/7/10. Thời kỳ nhiều mây nhất là nửa cuối mùa đông, trong đó tháng II là tháng có l•ợng mây cực đại từ 8 -9/10. ít mây nhất là tháng 4 tháng cuối năm từ tháng IX đến tháng XII mà tháng cực tiểu là tháng X hay tháng XI, trong những tháng này l•ợng mây trung bình khoảng 6/10. Bốc hơi Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software For evaluation only. 31 L•ợng bốc hơi trung bình năm trong toàn l•u vực thuộc loại lớn trong miền Bắc Việt Nam: dao động từ 900 - 1164mm và lớn nhất lên tới 1200 - 1300 mm và phân phối không đều trong năm. M•a L•ợng m•a toàn l•u vực biến đổi theo cả không gian và thời gian. Theo không gian: l•ợng m•a trung bình năm của l•u vực là 1533mm và có xu h•ớng tăng dần từ Tây sang Đông: ở huyện Lục Nam l•ợng m•a là 1302 mm, Biển Động 1372mm, Tuấn Đạo 1660mm, Sơn Động 1504 mm, Khuôn Thần 1336mm; với tâm m•a lớn nhất đạt đ•ợc ở vùng núi phía Đông của Sơn Động là 1600mm, giá trị này vào năm m•a nhiều nhất lên đến 2000 - 2034mm. l•ợng m•a ngày lớn nhất tại Sơn Động đạt tới 140-160mm và ba ngày lớn nhất là 190-230 mm, tháng có l•ợng m•a ít nhất chỉ chiếm 1% cả năm. Trong toàn vùng thì huyện Lục Nam là nơi có l•ợng m•a trung bình năm ít nhất chỉ khoảng 1078 mm và có khi chỉ đạt 820mm Theo thời gian; mùa m•a bắt đầu từ tháng V, có nơi tháng IV và kết thúc vào tháng IX. L•ợng m•a tăng dần từ đầu mùa tới giữa mùa, đạt cực đại vào tháng VII hoặc tháng VIII với l•ợng m•a trung bình tháng 129mm. Có những trận m•a lớn xảy ra nh•ng chủ yếu do bão gây ra có thể lên tới 216mm/ngày, những tháng còn lại ít m•a, đặc biệt có hiện t•ợng m•a phùn vào tháng III. Bảng 2.1. Biến đổi nhiệt độ không khí theo độ cao. Nhiệt độ không khí trung bình Độ cao (m) Tháng I Tháng VII 300C 400 - 600 15 - 160C 300C 600 - 800 12 - 150C 29 - 300C 800 - 1000 11 - 120C 29 - 270C >1000 10 - 120C <270C 2.1.6. Mạng l•ới sông suối Sông Lục Nam Sông Lục Nam bắt nguồn từ vùng núi Kham Sâu đỉnh cao 700m, sông chảy từ Đình Lập theo h•ớng chính là Đông Bắc - Tây Nam. Với diện tích l•u vực 3070km2. Chiều dài sông 170km, mật độ l•ới sông trên toàn l•u vực là 0.94km/km2. Các phụ Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software For evaluation only. 32 l•u của sông Lục Nam có mật độ l•ới sông dày hơn khoảng 1 - 1.3km/km2, hệ số phát triển đ•ờng phân n•ớc là 1.64; có thể nói l•ới sông phân bố khá đều trên l•u vực, cho thấy sự đồng nhất t•ơng đối về điều kiện tự nhiên của cả vùng trong l•u vực. Số các phụ l•u dài 10km có 35 sông, với tổn chiều dài là 791,5km. trong đó 27 sông có diện tích l•u vực nhỏ hơn 100m2, 6 sông có diện tích l•u vực từ 100 - 500km2 và chỉ có một sông diện tích l•u vực lớn hơn 500km2 (sông Cẩm Đàn: 705km2). Những phụ l•u chính của sông Lục Nam phân bố t•ơng đối đồng đều ở phía bờ phải. Sông Cẩm Đàn Sông Cẩm Đàn là nhánh sông lớn nhất trong l•u vực sông Lục Nam. Bắt nguồn từ vùng núi Kham H•ơng ở phía Bắc, có đỉnh cao khoảng 700m, chảy theo h•ớng Bắc Nam, nhập vào sông Lục Nam ở bờ phải và cách cửa sông 90km. Mạng l•ới sông suối phát triển và mở rộng ở trung và th•ợng l•u, với chiều dài sông là 77km. Diện tích tập trung n•ớc của l•u vực sông Cẩm Đàn là 705km2, chiều dài l•u vực là 52km, độ rộng bình quân l•u vực tới 13.5km và độ cao bình quân l•u vực đạt trị số lớn nhất trong vùng là 306m, độ dốc bình quân l•u vực là 24.3%, mật độ l•ới sông là 0,98km/km2. Hệ số tập trung n•ớc thuộc loại nhỏ 1,47 phù hợp với hình dạng nan quạt của l•u vực. Đặc điểm hình thái trên đây tạo điều kiện thuận lợi cho dòng chảy tập trung nhanh, cọng với nền địa chất là phiến thạch sét ít thấm n•ớc khi gặp m•a tập trung th•ờng gây ra lũ rất ác liệt. Tổng l•ợng n•ớc của sông Cẩm Đàn khoảng 0.366.109m3 ứng với l•u l•ợng bình quân là 11.6m3/s và môđun dòng chảy năm 16.41/skm2. Dòng chảy lớn nhất và nhỏ nhất tại sông Cẩm Đàn là 2400m3/s, trong khi l•u l•ợng nhỏ nhất chỉ đạt 0.240m3/s. Đặc điểm cực đoan của dòng chảy thể hiện ở n•ớc lũ rất ác liệt nhát trong l•u vực sông Lục Nam. Vấn đề trị thủy sông Lục Nam cần phải •u tiên xây dựng công trình trên sông Cẩm Đàn là phù hợp với quy luật sản sinh dòng chảy trong vùng. Sông Đạo Bình Sông Đạo Bình là phụ l•u lớn ở bờ trái của sông Lục Nam. Sông bắt nguồn từ vùng núi Yên Tử cao trên 1000m, dòng chảy theo h•ớng gần Nam Bắc và đổ vào sông Lục Nam tại Đông Hà ở bờ trái, cách cửa sông Lục Nam 87km. Chiều dài sông Đạo Bình là 26km, diện tích tập trung n•ớc của toàn l•u vực là 234km2. Sông Đạo Bình tuy thấp, độ cao trung bình toàn l•u vực 243m, nh•ng lại dốc nhất trong l•u vực Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software For evaluation only. 33 sông Lục Nam, độ dốc bình quân l•u vực tới 24,5% do địa hình bị chia cắt mạnh s•ờn dốc phát triển. Độ rộng bình quân l•u vực là 13km, hệ số tập trung n•ớc là 1,29 thuộc loại thấp so với các l•u vực trong sông Lục Nam. Mật độ l•ới sông là 0.11km/km2. Đây là vùng nhiều n•ớc nhất so với các vùng khác của l•u vực sông Lục Nam, tổng l•ợng n•ớc bình quân nhiều năm khoảng 0.174.109 m3 ứng với l•u l•ợng 5.52m3/s và môđun dòng chảy năm khoảng 23.61/skm2 2.2. đặc điểm kinh tế - xã hội l•u vực sông lục nam L•u vực sông Lục Nam bao gồm 5 huyện: 3 huyện thuộc tỉnh Bắc Giang là huyện Lục Ngạn, huyện Sơn Động, huyện Lục Nam và 2 huyện thuộc tỉnh Lạng Sơn bao gồm huyện Lộc Bình và huyện Đình Lập. Nhìn chung các điều kiện tự nhiên và tài nguyên thiên nhiên tại l•u vực sông Lục Nam thuận lợi cho phát triển kinh tế xã hội với sự đa dạng trong nhiều lĩnh vực sản xuất. 2.2.1 Dân số và lao động Bảng 2.2. Các huyện thuộc l•u vực sông Lục Nam TT Huyện Diện tích (km2) Dân số (ng•ời) Mật độ (ng•ời/km2) 1 Lục Ngạn 1012,2 186.754 184 2 Sơn Động 844,3 67.660 80 3 Lục Nam 596,9 195.679 327 4 Lộc Bình 998,3 75.640 75 5 Đình Lập 1182,7 26.824 22 Mật độ dân số trung bình toàn l•u vực đạt 129 ng•ời/km2. Tuy nhiên sự phân bố dân c• không đều tập trung nhiều ở các huyện đồng bằng nh• Lục Ngạn, Lục Nam, Sơn Động...còn ở một số huyện miền núi nh• Lộc Bình và Đình Lập thì dân c• lại th•a thớt. Trong khi đó quỹ đất ở đây lại lớn hơn các huyện khác. Chính điều này đã tạo nên một sức ép đối với sự phát triển kinh tế trên địa bàn l•u vực nhất là khi đa số ng•ời dân vẫn sống chủ yếu vào nông nghiệp . Số ng•ời trong độ tuổi lao động chiếm 45,25%. Đây là một nguồn tài nguyên quan trọng để thúc đẩy sự phát triển kinh tế địa ph•ơng tuy nhiên hiệu quả lao động còn thấp do sự nắm bắt về khoa học kĩ thuật còn hạn chế. Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software For evaluation only. 34 B•ớc vào cơ chế thị tr•ờng ng•ời lao động còn chậm chạp, thụ động, ch•a đáp ứng đ•ợc nhu cầu phát triển kinh tế trong thời kỳ mới . 2.2.2 Tình hình phát triển các ngành kinh tế Trồng trọt là ngành chiếm tỷ trọng lớn trong ngành nông nghiệp trong đó cây lúa giữ vai trò chủ đạo chiếm 76,9 % diện tích đất trồng (năm 2003). Tuy nhiên năng suất lúa phụ thuộc nhiều vào điều kiện tự nhiên. Trong thực tế hệ thống thuỷ lợi lại ch•a đáp ứng đ•ợc nhu cầu trên diện rộng, cho nên ở nhiều nơi thuỷ lợi kém đã khiến cho ng•ời dân ch•a thể yên tâm vào sản xuất, nhất là vùng đồi núi (Lộc Bình, Đình Lập). Ngoài cây lúa, các huyện chủ yếu trồng thêm một số loài cây l•ơng thực, thực phẩm khác nh• ngô, khoai lang, sắn và các cây công nghiệp ngắn ngày nh• lạc, đậu t•ơng. Các cây ăn quả nh• vải, nhãn, xoài đ•ợc trồng giải rác ở các huyện Sơn Động, Lục Nam, đặc biệt đây là cây có giá trị kinh tế cao đ•ợc trồng rất nhiều ở Lục Ngạn, diện tích lên đến 5000 ha, trong đó các xã trồng nhiều nhất là: Quý Sơn (1443 ha), Tân Lập (995ha), Tân Mộc (702 ha), Thanh Hải (566 ha). Sản l•ợng vải hàng năm ở khu vực này cũng đạt đ•ợc khá cao, trung bình 600-7000 tấn quả t•ơi đ•ợc cung cấp cho thị tr•ờng các thành phố, địa ph•ơng trong cả n•ớc và xuất khẩu. Thuốc lá là cây công nghiệp có giá trị cao đ•ợc trồng nhiều ở các huyện miền núi Lộc Bình (586 ha). Hiện nay, cây d•ợc liệu (địa hoàng, thục, bạch chỉ, sa nhân, hà thủ ô...) cũng đã đ•ợc trồng thử ở một số hộ gia đình trong huyện Lục Nam (90 ha) và cho kết quả thu hoạch khá cao. Tuy nhiên đầu ra cho sản phẩm này vẫn còn là một bài toán ch•a có lời giải. Các huyện trong l•u vực có cơ cấu chăn nuôi đa dạng, đa số là theo hình thái kinh tế hộ gia đình. Có một vài hộ chăn nuôi khá nhiều nh•ng ch•a đủ đạt tiêu chuẩn qui mô trang trại, diện tích chăn nuôi lại nằm trong diện tích đất ở nên gặp một số khó khăn khi muốn mở rộng qui mô. Lợn là vật nuôi phổ biến trong xã, thức ăn của lợn chủ yếu là cám gạo, ngô khoai của gia đình, rau ở ao và những thức ăn khác. Lợn lại ít bị dịch bệnh cho nên ở khu vực nghiên cứu trung bình mỗi gia đình đều nuôi 1 đến 2 lứa lợn trong năm. Lợn nái mỗi năm một con cho 2 lứa, mỗi lứa khoảng 10-12 con, đem lại nguồn thu đáng kể cho kinh tế của gia đình. Hiện nay đàn ong đang có chiều h•ớng phát triển ở nhiều hộ gia đình, có triển vọng thu nhập cao. Một số nơi nh• huyện Lục Nam, huyện Lục Ngạn, huyện Sơn Động vừa kết hợp nuôi ong với trồng cây lâu năm. Ong có thể cho lấy mật 2 lần Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software For evaluation only. 35 trong 1 năm, mỗi lần 4-5 đợt. Nuôi ong hiện nay mang lại giá trị khá cao, mỗi lít mật giá khoảng 40.000-50.000 đồng. Tuy nhiên mấy năm nay ở ong xuất hiện một số bệnh nh•: tiêu chảy, đầu đen, làm cho ong bị chết. Do đó việc nghiên cứu áp dụng kĩ thuật nuôi và chăm sóc ong cần đ•ợc phổ biến đến với ng•ời dân để mở rộng h•ớng chăn nuôi hiệu quả này. Các cơ sở sản xuất công nghiệp của các huyện còn thấp chủ yếu góp phần tạo công ăn việc làm cho lao động tại địa ph•ơng. Các cơ sở này chủ yếu hoạt động trong lĩnh vực vật liệu xây dựng (làm gạch), sản xuất trang phục, các sản phẩm gỗ và lâm sản. Do quy mô sản xuất nhỏ nên giá trị sản xuất công nghiệp còn thấp . Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software For evaluation only. 35 Ch•ơng 3. ứng dụng mô hình toán thủy văn kéo dài tài liệu dòng chảy từ tài liệu m•a Do đặc điểm tình hình tài liệu đo l•u l•ợng của các trạm trên l•u vực sông Lục Nam chỉ có hai trạm đo là trạm Chũ có thời gian quan trắc là 44 năm (1961 - 2005), trạm Cẩm Đàn là 13 năm (1962 - 1974), còn 2 trạm thuỷ văn là Xuân D•ơng và Lục Nam không có số liệu đo đạc dòng chảy. Trong khi đó, số liệu đo m•a tại các trạm trong l•u vực t•ơng đối đầy đủ. Bởi vậy, để nghiên cứu đ•ợc quy luật diễn biến theo không gian và thời gian của dòng chảy sông, cần khôi phục số liệu quá trình dòng chảy từ số liệu đo đạc quá trình m•a phục vụ cho việc đánh giá tài nguyên n•ớc trong bài toán quy hoạch. Hiện nay, có rất nhiều mô hình toán m•a - dòng chảy, luận văn sử dụng mô hình SWAT – một mô hình mới tiên tiến và hiện đại nhằm phục hồi số liệu dòng chảy từ số liệu m•a. 3.1. Cơ sở lý thuyết mô hình SWAT Mô hình SWAT (Soil and Water Assessment Tools) là một mô hình vật lý đ•ợc xây dựng từ những năm 90 do tiến sỹ Dr. Jeff Arnokd thuộc trung tâm nghiên cứu đất hoa Kỳ (USDA) xây dựng nên. Nội dung mô hình mô phỏng ảnh h•ởng của việc quản lý sử dụng đất đến nguồn n•ớc, bùn cát và hàm l•ợng chất hữu co trong đất lên hệ thống l•u vực sông trong một khoảng thời gian nào đó. Mô hình xây dựng dựa trên cơ sở vật lý, các ph•ơng trình toán học kết hợp các ph•ơng trình hồi quy mô tả mối quan hệ giữa biến đầu vào và đầu ra. Mô hình yêu cầu dữ liệu vào về KTTV, thuộc tính của đất, tài liệu địa hình, thảm phủ, và việc sử dụng đất trên l•u vực. Các quá trình vật lý liên quan đến sự chuyển động n•ớc, sự chuyển động bùn cát, quá trình canh tác, chu trình chất dinh d•ỡng... đều đ•ợc mô tả trực tiếp trong mô hình SWAT qua việc sử dụng dữ liệu đầu vào này. Mô hình chia l•u vực thành nhiều l•u vực cơ sở, coi mỗi l•u vực cơ sở đó là đồng nhất về thảm phủ, thổ nh•ỡng và chế độ sử dụng đất. Sơ đồ tổng quát của mô hình SWAT đ•ợc chỉ ra trên hình 3.1. Với SWAT, cân bằng n•ớc là lực dẫn động xảy ra mọi quá trình trong l•u vực. Để tính toán chính xác chuyển động của hoá chất, bùn cát hay các chất dinh d•ỡng, chu trình thuỷ văn phải đ•ợc mô phỏng phù hợp với những gì xảy ra trên l•u vực. Chu trình thủy văn trên l•u vực có thể chia thành hai pha: Pha thứ nhất: Pha này đ•ợc gọi là pha đất của chu trình thuỷ văn hay còn gọi là mô hình thuỷ văn. Pha đất sẽ tính toán tổng l•ợng n•ớc, bùn cát, chất dinh d•ỡng và hoá chất tới kênh chính của từng l•u vực cơ sở. Pha thứ hai: Pha này đ•ợc gọi là pha n•ớc hay pha diễn toán của chu trình thuỷ Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software For evaluation only. 36 văn hay còn gọi là mô hình diễn toán. Pha n•ớc sẽ tính toán các thành phần qua hệ thống mạng l•ới sông suối tới mặt cắt cửa ra. Hình 3.1 Sơ đồ tổng quan hoạt động của mô hình SWAT Ph•ơng trình cơ bản của mô hình thủy văn: ( )ồ = ----+= t 1i gwseepasurfdayot QwEQRSWSW (1) Trong đó: - SWt là tổng l•ợng n•ớc tại cuối thời đoạn tính toán (mm); - SWo là tổng l•ợng n•ớc ban đầu tại ngày thứ i (mm); - t là thời gian (ngày); - Rday là số tổng l•ợng m•a tại ngày thứ i (mm); - Qsurf là tổng l•ợng n•ớc mặt của ngày thứ i (mm); - Ea là l•ợng bốc thoát hơi tại ngày thứ i (mm); - wseep là l•ợng n•ớc đi vào tầng ngầm tại ngày thứ i (mm); - Qgw là số l•ợng n•ớc hồi quy tại ngày thứ i (mm). Các yếu tố khí hậu của một l•u vực là các giá trị đầu vào ảnh h•ởng đến ph•ơng trình cân bằng n•ớc và các quan hệ của các thành phần khác nhau trong chu trình thuỷ văn. Biến khí hậu đầu vào của SWAT bao gồm l•ợng m•a, nhiệt độ không khí tối cao, tối thấp, bức xạ mặt trời, tốc độ gió và độ ẩm t•ơng đối. Khi m•a rơi xuống bề mặt l•u vực, n•ớc m•a có thể bị chặn trong tầng lá cây hoặc rơi xuống bề mặt đất. N•ớc trên bề mặt đất sẽ thấm vào trong tầng đất hoặc chảy Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software For evaluation only. 37 tràn trên bề mặt l•u vực. N•ớc di chuyển một cách t•ơng đối nhanh chóng về phía kênh dẫn tạo ra dòng chảy trực tiếp. L•ợng n•ớc thấm vào trong đất sẽ đóng góp cho dòng chảy ngầm. 3.2. ứng dụng mô hình SWAT kéo dài tài liệu dòng chảy từ tài liệu m•a 3.2.1 Số liệu đầu vào Số liệu vào mô hình bao gồm số liệu không gian là các bản đồ và số liệu thuộc tính. Các bản đồ đ•ợc dùng để tính toán bao gồm: - Bản đồ DEM - Bản đồ thổ nh•ỡng - Bản đồ sử dụng đất/ lớp phủ - Bản đồ mạng l•ới sông suối và hệ thống l•ới trạm đo khí t•ợng thuỷ văn. Các bản đồ đ•ợc chuyển về format của ARCView d•ới dạng Grid hoặc Shape. Các số liệu thuộc tính bao gồm: ã Vị trí địa lý các trạm đo trên l•u vực . Lấy 5 trạm KTTV trong toàn l•u vực. Các trạm đo m•a và khí t•ợng dùng trong tính toán dòng chảy của l•u vực sông Lục Nam đ•ợc thống kê ở bảng 3.1 Bảng 3.1 Các trạm đo m•a và khí t•ợng của l•u vực sông Lục Nam ã Các file số liệu KTTV thống nhất lấy từ 1960 - 84 . Bao gồm các file nhiệt độ không khí (tối cao, tối thấp), l•ợng m•a trung bình ngày và các file khai báo kinh độ, vĩ độ, cao trình trạm đo của từng yếu tố khí t•ợng theo quy •ớc của SWAT ã Số liệu l•u l•ợng trạm Chũ từ năm 1960-2006 a) Bản đồ số hóa độ cao địa hình TT Tên Kinh độ Vĩ độ Độ cao (m) 1 Chũ 106.600 21.367 0 2 Lục Nam 106.400 21.283 0 3 Sơn Động 106.850 21.333 0 4 Đình Lập 107.100 21.533 200 5 Bắc Giang 106.216 21.300 0 Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software For evaluation only. 38 Bản đồ số hóa cao độ địa hình (DEM) là kết quả của quá trình mô hình số hóa độ cao địa hình hay mô hình hóa địa hình (DTM – Digital Terrain Model), nó biểu diễn khái quát bề mặt trái đát hay địa hình trong không gaian 3 chiều. Bản đồ DEM có thể xây dựng bằng nhiều ph•ơng pháp nh•ng phổ thông hơn cả là sử dụng công nghệ ảnh vệ tinh hoặc thông qua bản đồ địa hình. Một bản đồ DEM đ•ợc trình bày d•ới dạng raster hoặc vector. Bản đồ Dem đ•ợc sử dụng trong hệ thông tin địa lý và là bản đồ cơ sở phổ biến nhất để xây dựng các bản đồ số khác. Bản đồ DEM l•u vực sông Lục Nam đ•ợc download miễn phí trên ngân hàng DEM của USGS ở địa chỉ đ•ợc chỉ ra trên hình 3.2. Hình 3.2. Bản đồ DEM khu vực l•u vực sông Lục Nam Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software For evaluation only. 39 b) Bản đồ thổ nh•ỡng: Hình 3.3. Bản đồ thổ nh•ỡng l•u vực sông Lục Nam Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software For evaluation only. 40 c) Bản đồ hiện trạng sử dụng đất: Hình 3.4. Bản đồ hiện trạng sử dụng đất l•u vực sông Lục Nam Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software For evaluation only. 41 d) Mạng l•ới sông suối và trạm khí t•ợng thủy văn: (xem hình 1.1) 3.2.2. ứng dụng mô hình tính toán Sau khi nạp đầy đủ các dữ liệu đầu vào của mô hình, ch•ơng trình tiến hành chia l•u vực thành 4 l•u vực con và tính toán các đặc tr•ng của mỗi l•u vực con và tính toán từ m•a thành số liệu dòng chảy cho trạm Cẩm Đàn, Lục Ngạn, Uông Bí.. Kết quả thu đ•ợc đ•ợc thể hiện ở phụ lục 1 (Bảng 1.1, Bảng 1.2, Bảng 1.3) Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình Hiệu chỉnh tham số mô hình là tìm một bộ tham số có khả năng mô phỏng tốt nhất quá trình dòng chảy của l•u vực nghiên cứu, nói một cách khác là tìm bộ tham số cho mô hình để quá trình dòng chảy tính toán bằng mô hình phù hợp nhất với biểu đồ dòng chảy thực đo. Đây là bài toán kiểm tra các giả thiết của mô hình đối với l•u vực cụ thể. - Chỉ tiêu đồ thị đ•ợc dùng là chỉ tiêu Nash-Sutcliffe so sánh hai quá trình dòng chảy thực đo và tính toán: 100% F FFR 2 o 22 o2 ´ - = trong đó: ồ = -= n 1j 2 bqddj 2 o )QQ(F ồ = -= n 1j 2 djtj 2 )QQ(F ở đây Qtj và Qdj = l•u l•ợng tính toán và thực đo tại thời điểm j; Qbqd= l•u l•ợng bình quân của chuỗi dòng chảy thực đo; n = độ dài chuỗi dòng chảy dùng để đánh giá mô hình trong hiệu chỉnh tham số. Tiêu chuẩn đánh giá nh• sau: Chỉ tiêu Mức Loại 40 - 60% Đạt 65 - 85% Khá R2 > 85% Tốt Sau khi tính toán, ta tính đ•ợc chỉ số kiểm đinh R2 của các số liệu thu đ•ợc ở trạm Lục Ngạn là 0,73, cho thấy kết quả chạy mô hình là tốt. Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software For evaluation only. 25 0 100 200 300 400 500 600 01 -0 1- 70 11 -0 4- 70 20 -0 7- 70 28 -1 0- 70 05 -0 2- 71 16 -0 5- 71 24 -0 8- 71 02 -1 2- 71 11 -0 3- 72 19 -0 6- 72 27 -0 9- 72 05 -0 1- 73 15 -0 4- 73 24 -0 7- 73 01 -1 1- 73 09 -0 2- 74 20 -0 5- 74 28 -0 8- 74 06 -1 2- 74 Thời gian (ngày) L • u l• ợn g Q (m 3/ s) 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 L • ợn g m • a X (m m ) M•a Thực đo Tính toán Hình 2.4. Đ•ờng quá trình dòng chảy từ m•a theo mô hình SWAT trạm Cẩm Đàn thời kỳ (1970-1974) Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software For evaluation only. 26 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 01 -0 1- 68 10 -0 4- 68 19 -0 7- 68 27 -1 0- 68 04 -0 2- 69 15 -0 5- 69 23 -0 8- 69 01 -1 2- 69 11 -0 3- 70 19 -0 6- 70 27 -0 9- 70 05 -0 1- 71 15 -0 4- 71 24 -0 7- 71 01 -1 1- 71 09 -0 2- 72 19 -0 5- 72 27 -0 8- 72 05 -1 2- 72 Thời gian (ngày) L •u l• ợn g Q (m 3/ s) 0 100 200 300 400 500 600 L •ợ ng m •a X (m m ) M•a Thực đo Tính toán Hình 2.5. Đ•ờng quá trình dòng chảy từ m•a theo mô hình SWAT trạm Lục Ngạn thời kỳ (1968-1972) Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software For evaluation only. 44 Ch•ơng 4. Quy hoạch khai thác bền vững tài nguyên n•ớc sông Lục Nam 4.1.nội dung quy hoạch khai thác tài nguyên n•ớc sông lục nam - Đánh giá tài nguyên n•ớc l•u vực - Tính toán yêu cầu dùng n•ớc của các ngành kinh tế trong l•u vực và tính toán cân bằng n•ớc. - Đánh giá hiện trạng sử dụng tài nguyên n•ớc sông Lục nam - Thiết kế bản quy hoạch phát triển bền vững tài nguyên n•ớc sông Lục Nam và tiến độ thực hiện bản quy hoạch đó. 4.2. tính toán dòng chảy đến phục vụ quy hoạch khai thác tài nguyên n•ớc Khái niệm về chuẩn m•a năm Chuẩn m•a năm là giá trị trung bình l•ợng m•a năm trong thời kỳ nhiều năm đã tiến tới ổn định. Nó đặc tr•ng cho mức độ phong phú n•ớc m•a trong khu vực. Kí hiệu chuẩn m•a năm là X0, đơn vị đo là mm. Ph•ơng pháp tính toán chuẩn m•a năm: Ph•ơng pháp tính toán chuẩn m•a năm tại từng trạm đo phụ thuộc vào tình hình số liệu đo thực tế đã thu thập đ•ợc. Trong tr•ờng hợp có chuỗi số liệu quan trắc dài (số năm ≥ 50 năm, hoặc số năm đủ dài để tính đ•ợc chuẩn m•a năm với mức độ chính xác cho phép), chuẩn m•a năm sẽ đ•ợc xác định trực tiếp từ chuỗi số liệu thực đo theo công thức bình quân số học sau đây: == ồ n i i 1 0 X X n Trong đó: X0: chuẩn m•a năm (mm) Xi: l•ợng m•a năm của năm thứ i (mm) n: số năm của toàn bộ chuỗi quan trắc (khi chuỗi dài từ 50 năm trở lên hoặc chuỗi quan trắc của thời kỳ tính toán đại biểu có độ dài đủ để tính đ•ợc chuẩn m•a năm với độ chính xác cho phép. Thời kỳ tính toán đại biểu đ•ợc xác định cho tất cả các tr•ờng hợp, khi mà thời gian quan trắc không v•ợt quá 50 - 60. Nó bao gồm số lớn nhất các chu kỳ m•a trọn vẹn (có một pha m•a nhiều, một pha m•a ít và có thể có một vài năm m•a trung bình). Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software For evaluation only. 45 Thời kỳ tính toán đại biểu đ•ợc xác định dựa trên việc phân tích đ•ờng cong lũy tích sai chuẩn m•a năm (hay đ•ờng cong lũy tích hiệu số) của từng trạm. Sai số quân ph•ơng t•ơng đối của m•a năm tính theo chuỗi có hạn n năm đ•ợc tính theo công thức: σ = XVn C % .100% n Chuẩn m•a năm đ•ợc gọi là đảm bảo độ chính xác yêu cầu khi sai số quân ph•ơng t•ơng đối của nó σn < ]σ[ n với ]σ[ n là sai số cho phép. Theo quy phạm tính toán các đặc tr•ng thủy văn thiết kế thì sai số cho phép khi tính chuẩn m•a năm (hay ]σ[ n ) th•ờng bằng 5 – 10%. Bởi vậy số năm quan trắc cần thiết để nhận đ•ợc chuẩn m•a năm với mức độ chính xác cho phép phụ thuộc vào hệ số biến đổi m•a năm XV C nh• sau: 4.10 [σ ] = X 2 V 2 n C n Trong đó: hệ số biến đổi m•a năm XV C đ•ợc tính theo công thức: khi n 30 = - = > ồ X n 2 i i 1 V (K 1) C n khi n 30 = - = < ồ X n 2 i i 1 V (K 1) C n-1 Ki: là hệ số môđun của năm thứ i, n: là số năm quan trắc. Đối với tr•ờng hợp trạm đo m•a có chuỗi quan trắc ngắn, chuẩn m•a năm đ•ợc xác định từ chuẩn m•a năm của các trạm t•ơng tự có tài liệu dài theo ph•ơng pháp t•ơng quan. Đối với tr•ờng hợp hoàn toàn không có tài liệu quan trắc, chuẩn m•a năm đ•ợc xác định theo ph•ơng pháp gián tiếp nh•: bản đồ đẳng trị, ph•ơng pháp nội suy địa lí từ chuẩn m•a năm của các trạm gốc lân cận hoặc ph•ơng pháp công thức kinh nghiệm. Chuẩn m•a năm của các vùng núi ch•a nghiên cứu đ•ợc xác định theo vùng và sự thay đổi m•a năm với độ cao địa ph•ơng. 4.1.2. Phân tích tính đồng nhất chuỗi số liệu Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software For evaluation only. 46 Đối với các trạm có tài liệu đủ dài (46 - 47 năm) nh•: Chũ, Lục Nam, Sơn Động, Đình Lập và Bắc Giang, tr•ớc khi tiến hành tính chuẩn m•a năm thì phải kiểm tra tính đồng nhất của chuỗi số liệu thực đo. Có nhiều chỉ tiêu có thể sử dụng để kiểm tra tính đồng nhất của chuỗi số liệu thực đo nh• các chỉ tiêu: Wincoocson, Student, Fisher Trong các chỉ tiêu này, chỉ tiêu Wincoocson là chỉ tiêu nhạy đối với giá trị trung bình của mẫu nên đ•ợc trong niên luận đã sử dụng chỉ tiêu này để kiểm định tính đồng nhất của các chuỗi số liệu thực đo của các trạm. Các b•ớc tiến hành kiểm tra tính đồng nhất của các chuỗi số liệu đo m•a theo chỉ tiêu Wincoocson: + Chia chuỗi số liệu thực đo làm hai chuỗi ngẫu nhiên x và y có độ dài m, n. + Gộp hai chuỗi lại làm một và sắp xếp theo thứ tự tăng dần + Tính số nghịch thế Ux của chuỗi x và số nghịch thế Uy của chuỗi y. + Tính kỳ vọng M(u) và ph•ơng sai D(u) của chuỗi số liệu gộp theo công thức: Kỳ vọng: m.nM(u) 2 = Ph•ơng sai: m.nD(u) (m n 1) 12 = + + + Tính các giá trị tới hạn theo công thức: th p uU M(u) t .σ = ± Trong đó: tp là khoảng lệch chuẩn hoá ứng với mức ý nghĩa 5%, còn σu là khoảng lệch quân ph•ơng (hay: độ lệch chuẩn) , D(u) σu = Uth trên = M(u) + tp. σu Uth d•ới = M(u) - tp. σu + Nếu: Uth d•ới< Ux,Uy < Uth trên thì chuỗi đã cho đồng nhất, còn nếu ng•ợc lại thì chuỗi đã cho không đồng nhất. Quá trình kiểm tra tính đồng nhất đ•ợc thể hiện trong các bảng sau: Bảng 4.1: Kết quả kiểm tra tính đồng nhất của chuỗi số liệu m•a năm thực đo tại 5 trạm có tài liệu quan trắc dài, liên tục theo chỉ tiêu Wincoocson: Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software For evaluation only. 47 TT Tên trạm Uth dới Uth trên Ux Uy ? K?t lu?n 1 Chũ 175.3 353.7 215 314 5% Đ?ng nhất 2 L?c Nam 175.3 353.7 234 295 5% Đ?ng nhất 3 Sơn Động 175.3 353.7 288 241 5% Đồng nhất 4 Đình Lập 175.3 353.7 242 287 5% Đồng nhất 5 Bắc Giang 183.9 368.1 213 339 5% Đồng nhất Kết quả kiểm tra trong bảng trên cho thấy: cả 5 chuỗi số liệu của 5 trạm này đều đồng nhất, bởi vậy có thể sử dụng toàn bộ chuỗi số liệu của thời kỳ này để nghiên cứu và tính chuẩn m•a năm. 4.1.3. Tính chuẩn m•a năm các trạm trong l•u vực sông Lục Nam Chuẩn m•a năm của mỗi trạm bằng trị số trung bình số học của chuỗi số liệu m•a năm thực đo trong thời kỳ tính toán đại biểu đã đ•ợc lựa chọn cho từng trạm. Thời kỳ tính toán đại biểu đ•ợc lựa chọn căn cứ vào đ•ờng cong luỹ tích sai chuẩn m•a năm của mỗi trạm theo hai tiêu chuẩn: + Bao gồm số lớn nhất các chu kỳ m•a trọn vẹn (mỗi chu kỳ gồm một pha m•a nhiều, một pha m•a ít và có thể có một vài năm m•a trung bình). Giá trị trung bình của l•ợng m•a năm trong thời kỳ đó xấp xỉ bằng trị số trung bình của nó trong tất cả các thời kỳ quan trắc nhiều năm (đ•ờng thẳng nối điểm đầu và điểm cuối của thời kỳ tính toán đại biểu gần nh• là đ•ờng thẳng nằm ngang). + Có số năm tài liệu đủ dài để đảm bảo sai số cho phép, tức là có số năm tài liệu n đủ thoả mãn điều kiện: V n n Cσ 100 (%) [σ ] (5 10)% n = ± = = ± - Từ số liệu m•a năm của 5 trạm, khóa luận đã tiến hành tính tung độ đ•ờng cong luỹ tích sai chuẩn m•a năm. Quá trình tính toán và kết quả đ•ợc thể hiện trong các bảng 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5. của phụ lục 2 Từ đó vẽ đ•ợc các đ•ờng cong luỹ tích sai chuẩn m•a năm ứng với từng trạm (hình 4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5). Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software For evaluation only. 48 Hình 4.1: Đ•ờng cong luỹ tích sai chuẩn m•a năm của trạm Chũ Hình 4.2: Đ•ờng cong luỹ tích sai chuẩn m•a năm của trạm Lục Nam Hình 4.3: Đ•ờng cong luỹ tích sai chuẩn m•a năm của trạm Sơn Động Hình 4.4: Đ•ờng cong luỹ tích sai chuẩn m•a năm của trạm Đình Lập Hình 4.5: Đ•ờng cong luỹ tích sai chuẩn m•a năm của trạm Bắc Giang Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software For evaluation only. 49 Phân tích các đ•ờng cong này dựa theo 2 tiêu chuẩn đã trình bày ở trên, khóa luận đã lựa chọn đ•ợc thời kỳ tính toán đại biểu cho mỗi trạm tại bảng 2.2. Từ thời kỳ tính toán đại biểu tiến hành tính chuẩn m•a năm và sai số quân ph•ơng t•ơng đối của chuẩn m•a năm của các trạm có chuỗi quan trắc dài, liên tục trên l•u vực sông Lục Nam. Bảng 4.2. Kết quả lựa chọn thời kỳ tính toán đại biểu, tính chuẩn m•a năm và sai số quân ph•ơng t•ơng đối tính chuẩn m•a năm của các trạm có chuỗi quan trắc dài và liên tục: TT Tên trạm Thời kỳ tính toán đại biểu Độ dài tkttđb (năm) Ktb Hệ số biến đổi m•a năm Cv0 Chuẩn m•a năm X0 Sai số quân ph•ơng t•ơng đối (%) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) 1 Chũ 1962-2006 45 1.00 0.22 1247 3.35 2 Lục Nam 1965-2001 37 1.01 0.16 1325 2.66 3 Sơn Động 1961-2006 46 1.00 0.18 1529 2.61 4 Đình Lập 1965-2006 42 1.00 0.21 1455 3.20 5 Bắc Giang 1961-2006 46 1.00 0.17 1533 2.52 Kết quả tính toán trong bảng 2.2 cho thấy: chuẩn m•a năm tính theo thời kỳ tính toán đại biểu đã lựa chọn cho 5 trạm trên l•u vực có sai số quân ph•ơng t•ơng đối nằm trong khoảng từ 2.52 đến 3.35 %, tức là đều đảm bảo nhỏ hơn sai số cho phép là ]σ[ n = 5%. 4.1.3. Tính dòng chảy năm thiết kế phục vụ quy hoạch Dòng chảy năm thiết kế là tiêu chuẩn để thiết kế công trình. Giá trị kinh tế của công trình quyết định quy mô kích th•ớc công trình là do dòng chảy năm thiết kế quy định. Dòng chảy năm thiết kế phụ thuộc vào 2 yếu tố: - Dạng đ•ờng tần suất (quy luật tự nhiên của dòng chảy năm của khu vực nghiên cứu) - Giá trị tần suất (phụ thuộc vào tầm quan trọng của công trình). Đối với l•u vực sông Lục Nam, tài nguyên n•ớc đ•ợc khai thác chủ yếu phục vụ t•ới và sản xuất nông nghiệp nên khóa luận tiến hành tính toán dòng chảy năm thiết kế cho giá trị tần suất thiết kế là 75%. Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software For evaluation only. 50 Từ các giá trị l•u l•ợng chảy chuẩn, khoá luận tiến hành tính chuẩn dòng chảy năm chuyển hoá thành các dạng: môđun dòng chảy chuẩn M0 (l/s.km 2), lớp dòng chảy chuẩn Y0 (mm) và tổng l•ợng dòng chảy hàng năm W0(10 6m3) nh• trong bảng 3.3 d•ới đây: Bảng 4.3. Kết quả tính môđun chuẩn dòng chảy năm TT Trạm Q0 (m3/s) Flv (km2) M0 (l/s.km2) Y0 (mm) W0 (106m3) 1 Chũ 42.1 2090 20.1 635.2 1327.7 2 Lục Nam 48.3 2510 19.2 606.8 1523.2 3 Cẩm Đàn 13.2 670 19.8 626.7 397.4 4 Xuân D•ơng 1.2 51.4 23.3 736.2 37.8 Đ•a những giá trị chuẩn môđun dòng chảy năm đã tính đ•ợc cho các trạm thuộc l•u vực sông lên bản đồ địa hình l•u vực sông Lục Nam tại vị trí trọng tâm của l•u vực khống chế bởi trạm t•ơng ứng, từ đó khoá luận tiến hành vẽ các đ•ờng đẳng trị dòng chảy năm theo ph•ơng pháp nội suy tuyến tính, có xét đến sự biến đổi của dòng chảy năm theo độ cao địa hình. Kết quả thu đ•ợc bản đồ đẳng trị chuẩn dòng chảy năm. Dựa theo bản đồ đẳng trị chuẩn m•a năm đã xây dựng cho toàn bộ l•u vực sông Lục Nam (hình 2.11), niên luận đã tiến hành tính chuẩn m•a năm bình quân toàn l•u vực theo công thức sau: i i 1 n 0 0 0 i i 1 1 f F 2 + = + = ồ y y y Trong đó: 0y : Chuẩn m•a năm bình quân toàn l•u vực i0 y : Chuẩn m•a năm của đ•ờng đẳng trị m•a thứ i i 10 y : + Chuẩn m•a năm của đ•ờng đẳng trị m•a thứ i+1 fi : Phần diện tích kẹp giữa 2 đ•ờng đẳng trị chuẩn m•a năm thứ i và i+1 (đơn vị đo là km2). n: số phần diện tích bộ phận Các kết quả tính đ•ợc thống kê trong bảng 4.4. Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software For evaluation only. 51 Hình 4.6. Bản đổ đẳng trị l•u vực sông Lục Nam Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software For evaluation only. 52 Bảng 4.4: Kết quả tính chuẩn m•a năm bình quân l•u vực theo bản đồ đẳng trị i 0i y (mm) 0 0i i 1 1(y y ) 2 + + (mm) fi (km2) 0 0 ii i 1 1(y y ). f 2 + + (mm.km2) 1250 476.7 595875 1 1300 1350 686.7 927045 2 1400 1450 694.8 1007460 3 1500 1550 949.3 1471415 4 1600 1650 262.5 433125 S F = 3070 A = 4434920 0 A 4434920M 1445 (mm) F 3070 = = = 4.1.2. Tớnh toỏn dũng chả y nă m thiế t kế a. Chọ n nă m đ iể n hỡnh Năm điển hình là một ph•ơng pháp đ•ợc sử dụng để xác định phân phối dòng chảy năm thiết kế. Năm điển hình đ•ợc chọn là một năm thực đo có l•u l•ợng bình quân năm xấp xỉ với l•u l•ợng bình quân thiết kế, phân phối hay xảy ra và có nhiều bất lợi ( khi yêu cầu dùng n•ớc trong sông lớn nh•ng thời gian cạn kiệt kéo dài). Dựa vào đ•ờng quá trình năm dòng chảy của các năm đã cho và số liệu l•u l•ợng trạm Lục Nam, chọn năm điển hình là năm 1968 vì có: - Tổng l•ợng dòng chảy là 593,9 m3/s (sấp xỉ so với l•u l•ợng bình quân thiết kế Qp= 584, 7 m 3/s) - Dạng phân phối của đ•ờng quá trình dòng chảy năm 1968 gần với dạng phân phối của trung bình nhiều năm. Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software For evaluation only. 53 0 20 40 60 80 100 120 140 160 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Hình 4.7. T•ơng quan giữa đ•ờng phân phối dòng chảy năm 1968 và trung bình các năm b. Dòng chảy năm thiết kế Dòng chảy năm thiết kế ứng với tần suất thiết kế đã xác định đ•ợc: + P = 25% (ứng với năm nhiều n•ớc) đ Q = 646,92 m3/s + P = 50% (ứng với năm n•ớc trung bình) đ Q = 581,93 m3/s + P = 75% (ứng với năm ít n•ớc) đ Q = 521,07 m3/s Phân phối dòng chảy năm điển hình đ•ợc xác định thông qua tỉ lệ % của l•u l•ợng tháng so với tổng l•u l•ợng của năm đó. Bảng 4.5. Phân phối dòng chảy năm thiết kế Tháng I II III IV V VI VII VIII I X XI XII Q (m3/s) 7.0 4.3 5.1 18.2 45.0 88.1 112.7 124.3 90.9 53.2 25.5 12.8 Để tính phân phối dòng chảy năm thiết kế cho năm ít n•ớc, ta sẽ tính toán hệ số thiết kế với P 75%. 75QK Qdh = trong đó K: hệ số tính toán thiết kế Q75: Q ứng với tần suất 75 Qdh: Q năm điển hình Từ đó tính toán đ•ợc K = 0,75 Bảng 4.6. Phân phối dòng chảy năm thiết kế ứng với năm ít n•ớc (P = 75% đ Q = 521,07 m3/s) Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software For evaluation only. 54 Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Qdh.K (m 3/s) 4.6 3.3 2.6 18.5 37.6 61.8 98.1 105.7 87.8 61.5 27.8 12.8 Wđến (10 6 m3) 145 104 82 583 1186 1949 3094 3333 2769 1939 877 404 Nh• vậy, khóa luận đã tính toán đ•ợc dòng chảy năm thiết kế ứng với năm ít n•ớc Q = 521,07 m3/s, từ đó ta tính đ•ợc l•ợng dòng chảy đến trong năm ít n•ớc là: 1,643.109 (m3/năm). 4.2. tính toán yêu cầu dùng n•ớc cho hiện tại 4.2.1 Yêu cầu dùng n•ớc sinh hoạt trong địa bàn l•u vực sông Lục Nam Tính t