Luận văn Tính toán cân bằng nước hệ thống lưu vực sông Thạch Hãn tỉnh Quảng Trị

1 Đại học quốc gia Hà Nội Trường đại học khoa học tự nhiên Ngô chí tuấn tính toán cân bằng nước hệ thống lưu vực sông thạch hãn tỉnh quảng trị Luận văn thạc sĩ khoa học Hà Nội - 2009 2 Đại học quốc gia Hà Nội Trường đại học khoa học tự nhiên Ngô chí tuấn tính toán cân bằng nước hệ thống lưu vực sông thạch hãn tỉnh quảng trị Chuyên ngành: thủy văn học Mã số: 60.44.90 Luận văn thạc sĩ khoa học Người hướng dẫn khoa học: TS. Trần ngọc anh Hà Nội – 2009 3 Mục Lục Danh mục chữ viết tắt............................................................................ 5 Danh mục bảng biểu ................................................................................. 6 Danh mục hình vẽ....................................................................................... 8 Mở đầu .............................................................................................................. 9 Chương 1. Đặc điểm địa lý tự nhiên và kinh tế xã hội lưu vực sông Thạch Hãn ............................................................................... 10 1.1. Đặc điểm địa lý tự nhiên ...................................................................... 10 1.1.1. Vị trí địa lý ....................................................................................... 10 1.1.2. Địa hình và địa mạo ........................................................................ 11 1.1.3. Địa chất và thổ nhưỡng ................................................................... 12 1.1.4. Thảm thực vật................................................................................... 13 1.1.5. Khí hậu ............................................................................................. 14 1.1.6. Thuỷ văn ........................................................................................... 18 1.2. Tình hình phát triển kinh tế xã hội trên lưu vực sông Thạch Hãn21 1.2.1. Dân số............................................................................................... 21 1.2.2. Cơ cấu kinh tế .................................................................................. 22 Chương 2. Cân bằng nước hệ thống và giới thiệu mô hình mike basin ..................................................................................................... 26 2.1. Khái niệm về hệ thống nguồn nước và cân bằng nước hệ thống.... 26 2.1.1. Hệ thống nguồn nước....................................................................... 26 2.1.2. Khái niệm cân bằng nước hệ thống ................................................ 27 2.1.3. Phương pháp tính toán cân bằng nước hệ thống............................ 27 2.1.4 Tình hình nghiên cứu cân bằng nước hệ thống ở Việt Nam ........... 32 2.2. các mô hình toán cân bằng nước......................................................... 34 2.2.1. Hệ thống mô hình GIBSI [25, 31] ................................................... 35 2.2.2. Chương trình Sử dụng nước (Water Utilization Project) [25, 31] 36 2.2.3. Mô hình BASINS [25, 31] ............................................................... 36 2.2.4. Mô hình hệ thống đánh giá và phát triển nguồn nước WEAP[25, 31] ............................................................................................................... 38 2.2.5. Bộ mô hình MIKE (DHI) [25, 31, 34] ............................................ 39 2.3. Giới thiệu mô hình MIKE BASIN [25, 34]........................................ 40 2.3.1 Giới thiệu chung ............................................................................... 40 2.3.2. Số liệu đầu vào cho mô hình ........................................................... 43 2.3.3. Kết quả của mô hình........................................................................ 44 Chương 3. áp dụng mô hình mike basin tính toán cân bằng nước hệ thống lưu vực sông thạch hãn ................................... 45 3.1 Hiện trạng dùng nước trên lưu vực ..................................................... 45 3.1.1. Tài liệu nhu cầu dùng nước............................................................. 45 3.1.2. Hiện trạng các hộ sử dụng nước trên lưu vực sông Thạch Hãn .... 45 4 3.2. Cân bằng nước lưu vực sông Thạch Hãn bằng mô hình MIKE BASIN ............................................................................................................ 50 3.2.1. Phân vùng tính cân bằng nước........................................................ 51 3.2.2. Tính toán dòng chảy đến tại các tiểu vùng..................................... 57 3.2.3. Tính toán nhu cầu dùng nước cho các ngành tại các tiểu vùng .... 58 3.2.4. Tính toán hiện trạng cân bằng nước hệ thống lưu vực sông Thạch Hãn.............................................................................................................. 75 3.2.5. Tính toán cân bằng nước hệ thống lưu vực sông Thạch Hãn theo quy hoạch đến 2010 ................................................................................... 86 Kết luận ......................................................................................................... 88 Kiến nghị ........................................................................................................ 91 Tài liệu tham khảo ................................................................................. 92 Phụ lục............................................................................................................ 95 Phụ lục 1. số liệu khí tượng trạm đông hà, khe sanh....... 96 PL1.1 Số liệu khí tượng trạm Đông Hà ......................................................... 96 PL1.2 Số liệu khí tượng trạm Khe Sanh ........................................................ 96 PL1.3 Lượng mưa tháng tại trạm Đông Hà (Đơn vị mm)............................. 97 PL1.4 Lượng mưa tháng tại trạm Khe Sanh (Đơn vị mm)............................ 98 Phụ lục 2. Tổng hợp nhu cầu sử dụng nước tại các khu trên lưu vực sông Thạch Hãn năm 2007...................................... 99 Phụ lục 3. Bảng tổng hợp kết quả tính cân bằng nước cho các khu trên lưu vực sông Thạch Hãn .......................... 103 5 Danh mục chữ viết tắt CROPWAT Mô hình tính nhu cầu tưới của cây trồng theo chỉ tiêu sinh thái GIBSI Bộ mô hình tổng hợp của Canađa (Gestion Intộgrộe des Bassins versants à l'aide d'un Systốme Informatisộ) IQQM Mô hình mô phòng nguồn nước ISIS Mô hình thuỷ động lực học (Interactive Spectral Interpretation System) MIKE Bộ mô hình thuỷ lực và thuỷ văn lưu vực của Viện Thuỷ lực Đan Mạch NAM Mô hình dòng chảy của Đan Mạch (Nedbứr-Afrstrứmnings-Model) QUAL2E Mô hình chất lượng nước (Water Quality version 2E) SSARR Mô hình hệ thống diễn toán dòng chảy của Mỹ (Streamflow Synthesis and Reservoir Regulation) SWAT Mô hình mô phỏng dòng chảy mặt qua độ ẩm đất (Soil and Water Assessment Tool) TANK Mô hình bể chứa của Nhật Bản WUP Chương trình sử dụng nước TM. DV, DL Thương mại, dịch vụ, du lịch GTT, BVMT Giao thông thủy, bảo vệ môi trường 6 Danh mục bảng biểu Bảng 1.1. Diễn biến tài nguyên rừng ở Quảng Trị và hiệu quả........................ 13 Bảng 1.2. Chuẩn mưa năm và sai số quân phương tương đối tính chuẩn mưa năm ...................................................................................................................... 14 của các trạm trên lưu vực sông Thạch Hãn ....................................................... 14 Bảng 1.3. Các cực trị của lượng mưa năm trong thời kỳ quan trắc (1977 - 2004).................................................................................................................... 15 Bảng 1.4. Kết quả phân mùa mưa - khô trong tỉnh Quảng Trị......................... 15 Bảng 1.5. Phân phối mưa năm theo tháng tại các trạm đo mưa trên lưu vực sông Thạch Hãn .................................................................................................. 16 Bảng 1.6. Nhiệt độ bình quân tháng tại trạm Đông Hà .................................... 16 Bảng 1.7. Độ ẩm tương đối trạm Đông Hà (%) ................................................ 16 Bảng 1.8. Bốc hơi bình quân tháng trạm Đông Hà........................................... 17 Bảng 1.9. Số giờ nắng trạm Đông Hà................................................................ 17 Bảng 1.10. Đặc trưng hình thái sông trong vùng nghiên cứu........................... 18 Bảng 1.11. Kết quả phân mùa dòng chảy lưu vực sông Thạch Hãn ................ 19 Bảng 1.12. Phân phối dòng chảy năm theo tháng lưu vực sông Thạch Hãn ... 20 Bảng. 1.13. Trữ lượng nước hồ, đập trên lưu vực sông Thạch Hãn ................. 21 Bảng 1.14. Mạng lưới trạm khí tượng thủy văn trên lưu vực sông Thạch Hãn21 Bảng 1.15. Diện tích, năng suất, sản lượng một số cây trồng chính trên lưu vực ............................................................................................................................. 22 Bảng 1.16. Số lượng gia súc và gia cầm trên lưu vực như sau ......................... 22 Bảng 1.17. Sản lượng thủy sản chủ yếu............................................................. 22 Bảng 3.1. Kết quả tính toán lưu lượng trung bình tháng, năm......................... 58 Bảng 3.2. Định mức dùng nước sinh hoạt ......................................................... 59 Bảng 3.3. Định mức dùng nước trong chăn nuôi .............................................. 59 Bảng 3.4. Định mức dùng nước trong công nghiệp chủ chốt (các cơ sở lớn) . 59 Bảng 3.5. Định mức dùng nước trong nông nghiệp.......................................... 60 Bảng 3.6. Hiện trạng dân số trong các tiểu vùng thuộc lưu vực sông Thạch Hãn ...................................................................................................................... 60 Bảng 3.7. Nhu cầu sinh hoạt trong các tiểu vùng thuộc lưu vực sông Thạch Hãn ...................................................................................................................... 61 Bảng 3.8. Số liệu mưa đầu vào cho mô hình ..................................................... 64 Bảng 3.9. Thông tin cơ bản về trạm................................................................... 65 Bảng 3.10. Nhu cầu dùng nước cho các loại cây trồng trong khu CI1 ............ 65 Bảng 3.11. Nhu cầu nước cho tưới trong các tiểu vùng thuộc lưu vực sông Thạch Hãn ........................................................................................................... 65 Bảng 3.12. Hiện trạng chăn nuôi trên các tiểu khu trên lưu vực sông Thạch Hãn ...................................................................................................................... 66 Bảng 3.13. Nhu cầu dùng nước cho chăn nuôi trong các tiểu vùng thuộc lưu vực sông Thạch Hãn ........................................................................................... 67 Bảng 3.14. Thống kê và nhu cầu nước cho công nghiệp chủ chốt trên các tiểu vùng thuộc lưu vực sông Thực Hãn ................................................................... 67 7 Bảng 3.15. Nhu cầu dùng nước cho công nghiệp trong các khu thuộc lưu vực sông Thạch Hãn .................................................................................................. 68 Bảng 3.16. Diện tích nuôi trồng thủy sản trong các khu thuộc lưu vực sông Thạch Hãn ........................................................................................................... 69 Bảng 3.17. Nhu cầu nước cho thủy sản trong các khu thuộc lưu vực sông Thạch Hãn ........................................................................................................... 69 Bảng 3.18. Nhu cầu nước cho giao thông thủy và bảo vệ môi trường trong khu thuộc lưu vực sông Thạch Hãn .......................................................................... 70 Bảng 3.19. Nhu cầu nước cho thương mại, dịch vụ và du lịch trong các khu thuộc lưu vực sông Thạch Hãn .......................................................................... 70 Bảng 3.20. Nhu cầu nước cho các hoạt động đô thị trong các khu thuộc lưu vực sông Thạch Hãn ........................................................................................... 71 Bảng 3.21. Tổng hợp nhu cầu sử dụng nước tại các khu thuộc lưu vực sông Thạch Hãn năm 2007 ......................................................................................... 71 Bảng 3.22. Tổng hợp nhu cầu nước dùng năm 2007 và lượng nước đến trung bình nhiều năm trên lưu vực sông Thạch Hãn .................................................. 72 Bảng 3.23. Nhu cầu nước và cơ cấu nhu cầu nước của các hộ dùng nước chủ yếu trên lưu vực sông Thạch Hãn ...................................................................... 73 Bảng 3.24 Tập hợp hiện trạng công trình tưới tỉnh Quảng Trị......................... 76 Bảng 3.25 Các thông số công trình thủy lợi hồ Khe Mây ................................ 76 Bảng 3.26 Các thông số công trình thủy lợi hồ ái Tử...................................... 77 Bảng 3.27 Các thông số công trình thủy lợi hồ Nghĩa Hy ............................... 78 Bảng 3.28. Các thông số cơ bản của công trình Rào Quán.............................. 80 Bảng 3.29. Các thông số thiết kế hồ Rào Quán ................................................ 81 Bảng 3.30. Nhu cầu tưới cho khu vực Nam Thạch Hãn ................................... 82 Bảng 3.31. Bảng tổng hợp kết quả tính cân bằng nước cho khu CI1 trên lưu vực sông Thạch Hãn ........................................................................................... 83 Bảng 3.32. Kết quả tính nhu cầu tưới cho 16.969 ha công trình Nam Thạch Hãn ...................................................................................................................... 83 Bảng 3.33. Tổng hợp lượng nước thiếu các khu trên lưu vực sông Thạch Hãn....... 83 Bảng 3.34. Danh mục công trình trên lưu vực sông Thạch Hãn ...................... 87 Bảng 3.35. Bảng tổng hợp kết quả tính cân bằng nước cho các khu CII2, CII3, CIII1 trên lưu vực sông Thạch Hãn ................................................................... 87 Bảng 3.36. Kết quả cân bằng cho khu vực CIV1.............................................. 87 8 Danh mục hình vẽ Hình 1.1. Sơ đồ lưu vực sông Thạch Hãn.......................................................... 10 Hình 1.2. Sơ đồ mạng lưới sông suối và lưới trạm khí tượng thủy văn trên lưu vực sông Thạch Hãn ........................................................................................... 19 Hình 2.1. Sơ đồ phân tích hệ thống ................................................................... 31 Hình 3.1. Sơ đồ phân khu cân bằng nước lưu vực sông Thạch Hãn tỉnh Quảng Trị ........................................................................................................................ 54 Hình 3.2. Cấu trúc hệ thống của mô hình mưa - dòng chảy phi tuyến............ 58 Hình 3.3. Sơ đồ làm việc của mô hình CROPWAT ......................................... 63 Hình 3.4. Biểu đồ phân bố cơ cấu dùng nước của các hộ dùng nước trên lưu vực ....................................................................................................................... 73 Hình 3.5. Biểu đồ so sánh giữa lượng nước đến và lượng nước dùng của các khu trên lưu vực sông Thạch Hãn tỉnh Quảng Trị ............................................ 74 Hình 3.6. Sơ đồ tổng quát cân bằng nước lưu vực sông Thạch Hãn ................ 75 Hình 3.7. Sơ đồ cân bằng nước lưu vực sông Thạch Hãn................................. 82 9 Mở đầu 1. Tính cấp thiết của đề tài Sông Thạch Hãn là con sông lớn nhất của tỉnh, với diện tích 2660 km2 lưu vực sông Thạch Hãn chiếm tới 56% diện tích tỉnh Quảng Trị. Có nhiều đề tài nghiên cứu về tài nguyên nước tỉnh Quảng Trị nhưng chưa có nghiên cứu về cân bằng nước hệ thống lưu vực. Chính vì vậy, việc sử dụng tài nguyên nước trên lưu vực sông Thạch Hãn còn tồn tại những vấn đề sau : - Nguồn nước đang được khai thác và sử dụng cho những mục đích riêng rẽ, gây lãng phí và kém hiệu quả. Việc phân bổ nguồn nước cũng chưa hợp lý, chưa đáp ứng mục tiêu cho các hộ dùng nước. - Dấu hiệu khan hiếm nước ngày càng cao (lượng nước suy giảm về mùa kiệt, mặn xâm nhập sâu vào nội đồng, ô nhiễm nước thải và chất thải tăng .v.v…). - Tài nguyên đất đang được khai thác và sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau như phát triển công nghiệp, dịch vụ, thủy sản, chuyển đổi giống cây trồng và vật nuôi .v.v… cũng gây tác động rất lớn đến nguồn nước. Do vậy, việc Tính toán cân bằng nước hệ thống lưu vực sông Thạch Hãn là một vấn đề cần được triển khai nghiên cứu một cách hệ thống 2. Cấu trúc luận văn Luận văn có 3 chương cùng với mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo, phụ lục: Chương 1: Đặc điểm địa lý tự nhiên và kinh tế xã hội lưu vực sông Thạch Hãn Chương 2: Cân bằng nước hệ thống và giới thiệu mô hình MIKE BASIN Chương 3: áp dụng mô hình MIKE BASIN tính toán cân bằng nước hệ thống lưu vực sông Thạch Hãn Luận văn được hoàn thành tại Khoa Khí tượng Thủy văn và Hải dương học, trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quóc Gia Hà Nội. Trong quá trình thực hiện, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn đến các thầy, các cô trong khoa Khí tượng – Thuỷ văn & Hải dương học về sự hỗ trợ chuyên môn và kỹ thuật. Đặc biệt, xin bày tỏ sự cảm ơn chân thành nhất đến hướng dẫn khoa học: TS. Trần Ngọc Anh đã tận tình chỉ đạo và góp ý để tác giả hoàn thành luận văn này. 10 Chương 1 Đặc điểm địa lý tự nhiên và kinh tế xã hội lưu vực sông Thạch Hãn 1.1. Đặc điểm địa lý tự nhiên 1.1.1. Vị trí địa lý Lưu vực Sông Thạch Hãn nằm trong phạm vi từ 16 018 đến 16054’ vĩ độ Bắc và từ 106036’ đến 107018’ kinh độ Đông. Phía đông giáp Biển Đông, phía tây giáp lưu vực sông Sê Pôn phía nam giáp lưu vực sông Ô Lâu và tỉnh Thừa Thiên Huế, phía bắc giáp lưu vực sông Bến Hải. Hình 1.1. Sơ đồ lưu vực sông Thạch Hãn Sông Thạch Hãn bắt nguồn từ dãy Trường Sơn, có chiều dài 150 km. Dòng chính Thạch Hãn, đoạn thượng nguồn (sông Đakrông) chảy quanh dãy núi Da Ban, khi về tới Ba Lòng sông chuyển hướng Đông Bắc và đổ ra biển tại cửa Việt với diện tích lưu vực 2660 km2 (hình 1.1). Đặc điểm các sông của tỉnh Quảng Trị nói chung Formatted: English (U.S.) Comment [A1]: Tô màu dòng chính Deleted: 11 và sông Thạch Hãn nói riêng là: lòng sông dốc, chiều rộng sông hẹp, đáy sông cắt sâu vào địa hình, phần đồng bằng hạ du lòng sông mở rộng, có chịu ảnh hưởng của thuỷ triều [22, 30, 32]. 1.1.2. Địa hình và địa mạo Lưu vực sông Thạch Hãn có thể phân chia thành các vùng địa hình như sau: vùng cát ven biển, vùng đồng bằng, vùng núi thấp và đồi, vùng núi cao [15, 24]. - Vùng cát ven biển chạy dọc từ cửa Tùng đến bãi biển Mỹ Thuỷ theo dạng cồn cát. Chiều rộng cồn cát nơi rộng nhất tới 3 - 4 km, dài đến 35 km. Dốc về 2 phía: đồng bằng và biển, cao độ bình quân của các cồn cát từ 4 đến 6m. Vùng cát có lớp phủ thực vật nghèo nàn. Cát ở đây di chuyển theo các dạng cát chảy theo dòng nước mưa, cát bay theo gió lốc, cát di chuyển theo dạng nhảy do mưa đào bới và gió chuyển đi; dạng cồn cát này có nguy cơ di chuyển chiếm chỗ của đồng bằng. - Vùng đồng bằng ở đây là các thung lũng sâu kẹp giữa các dải đồi thấp và cồn cát hình thành trên các cấu trúc uốn nếp của dãy Trường Sơn, có nguồn gốc mài mòn và bồi tụ. ở đây có các vùng đồng bằng rộng lớn như: + Đồng bằng dọc sông Cánh Hòm: là dải đồng bằng hẹp chạy từ phía Nam cầu Hiền Lương tới bờ Bắc sông Thạch Hãn, thế dốc của dải đồng bằng này là từ 2 phía Tây và Đông dồn vào sông Cánh Hòm. Cao độ bình quân dạng địa hình này từ +0,5  1,5m. Dạng địa hình này cũng đã được cải tạo để gieo trồng lúa nước. + Đồng bằng hạ du sông Vĩnh Phước và đồng bằng Cam Lộ: dạng địa hình bằng phẳng, tập trung ở Triệu ái, Triệu Thượng (Vĩnh Phước). Cao độ bình quân dạng địa hình này từ 1,0  3,0m. Đây là cánh đồng rộng lớn của Triệu Phong và thị xã Đông Hà. Địa hình đồng bằng có cao độ bình quân từ 2,0  4,0m, dải đồng bằng này hẹp chạy theo hướng Tây - Đông, kẹp 2 bên là các dãy đồi thấp. + Ngoài ra, còn một số các thung lũng hẹp cũng đã được khai thác để trồng lúa nước. - Vùng núi thấp và đồi có dạng đồi bát úp liên tục. Độ dốc vùng núi bình quân từ 15  180. Địa hình này rất thuận lợi cho việc phát triển cây trồng cạn, cây công nghiệp và cây ăn quả; cao độ của dạng địa hình này là 200 – 1000 m, có nhiều thung lũng lớn. 12 - Vùng núi cao xen kẽ các cụm đá vôi được hình thành do quá trình tạo sơn xảy ra vào đầu đại mêzôzôi tạo nên dãy Trường Sơn. Dạng này phân bố phía Tây, giáp theo biên giới Việt - Lào theo hướng Tây Bắc – Đông Nam với bậc địa hình từ 1000 - 1700 m với bề mặt bị xâm thực và chia cắt mạnh. Địa hình này thích hợp cho cây lâm nghiệp và rừng phòng hộ đầu nguồn. 1.1.3. Địa chất và thổ nhưỡng a. Địa chất Trên lưu vực sông Thạch Hãn, nhìn chung địa tầng phát triển không liên tục, các trầm tích từ Paleozoi hạ tới Kainozoi trong đó trầm tích Paleozoi chiếm chủ yếu, gồm 9 phân vị địa tầng, còn lại 6 phân vị thuộc Meôzoi và Kainozoi. Các thành tạo xâm nhập phân bố rải rác, song chủ yếu ở phần Tây Nam với diện tích gần 400 km2, thuộc các hệ Trà Bồng, Bến Giàng - Quế Sơn và các đá mạch không phân chia. Phức hệ Trà Bồng nằm trên vùng Làng Xoa (Hướng Hoá) với lộ diện 120 km2, khối có dạng kéo dài theo hướng Tây Bắc - Đông Nam nằm dọc đứt gẫy Đakrông - A Lưới. Phức hệ Bến Giàng - Quế Sơn nằm dọc theo dải núi và vùng Vít Thu Lu gồm các khối Tam Kỳ, Ta Băm và động Voi Mẹp. Địa chất trong vùng có những đứt gãy chạy theo hướng từ đỉnh Trường Sơn ra biển tạo thành các rạch sông chính cắt theo phương Tây - Đông. Tầng đá gốc ở đây nằm sâu, tầng phủ dày. Phần thềm lục địa được thành tạo từ trầm tích sông biển và sự di đẩy của dòng biển tạo thành. [15] b. Thổ nhưỡng Lưu vực sông Thạch Hãn có thể được phân chia thành các vùng thổ nhưỡng: vùng đồng bằng ven biển, vùng gò đồi, vùng đồi núi dãy Trường Sơn. [15, 24] - Vùng đồng bằng ven biển phân bố dọc bờ biển, địa hình đụn cát có dạng lượn sóng, độ dốc nghiêng ra biển. Dạng trầm tích biển được hình thành từ kỷ Q.IV. Cát trắng chiếm ưu thế, tầng dưới cùng bước đầu có tích tụ sắt, chuyển sang màu nâu hơi đỏ. Lớp vỏ phong hoá khá dày, thành phần cơ giới trên 97% là cát. - Vùng gò đồi: hầu hết có dạng địa hình đồi thấp, một số dạng thung lũng sông thuộc địa phận huyện Gio Linh, Cam Lộ trên vỏ phong hoá Mazma. Nhiều nơi hình thành đất trống, đồi trọc. Thực vật chủ yếu là cây dạng lùm bụi, cây có gai. Đất đai ở những nơi không có cây bị rửa trôi khá mạnh. Đá xuất lộ lên bề mặt tạo nên dòng chảy mạnh gây ra xói lở. 13 - Vùng đồi, núi dãy Trường Sơn bị chia cắt mạnh, thực vật nghèo. + Tiểu vùng đất bazan Khe Sanh, Hướng Phùng thuộc các xã Tân Hợp, Tân Độ, Tân Liên, nông trường Khe Sanh, Hướng Phùng có dạng địa hình lượn sóng, chia cắt yếu, đất đai phù hợp cho phát triển trồng cây công nghiệp dài ngày. + Tiểu vùng đất sa phiến thạch thuộc địa phận Lao Bảo, Lìa: nằm trong vùng đứt gãy dọc đường 9, giáp khu vực Lao Bảo. 1.1.4. Thảm thực vật Trong thời gian chiến tranh, tỉnh Quảng Trị nằm trong vùng chiến tranh, huỷ diệt khốc liệt, lớp phủ thực vật thuộc loại bị tàn phá. Ngay khi đất nước thống nhất, kế hoạch khôi phục lớp phủ thực vật với ý nghĩa phục hồi các hệ sinh thái tối ưu, trở thành kế hoạch hành động cụ thể và tích cực. Đến 1990, nhiều diện tích rừng trồng và rừng tự nhiên tái sinh do khoanh nuôi bảo vệ đã xuất hiện. Rừng trồng theo chương trình hỗ trợ của PAM (Chương trình An toàn lương thực Thế giới) dọc các quốc lộ hoặc tỉnh lộ phát triển nhanh. Từ các Chương trình Quốc gia 327, 264 và kế hoạch trồng rừng, trồng cây nhân dân của cấp tỉnh, phát động và đầu tư, đã nâng cao tỷ lệ che phủ rừng khá nhanh. Đồng thời với các kế hoạch trồng rừng, trong giai đoạn từ 1995 đến 2000, thực hiện hạn chế khai thác rừng tự nhiên, tăng cường khoanh nuôi phục hồi rừng tự nhiên, độ che phủ rừng đã tăng bình quân 1%/năm (bảng 1.1). Đến năm 2005 độ che phủ của rừng đạt 43,2%. Tỉnh Quảng Trị gần như vùng đất vành đai trắng trong thời gian chiến tranh, chỉ hơn 25 sau chiến tranh, rừng che phủ đất đai tự nhiên đã tăng từ 7,4% lên hơn 40%, và đó là một thành quả sinh thái quan trọng [13]. Bảng 1.1. Diễn biến tài nguyên rừng ở Quảng Trị và hiệu quả Năm Diễn biến rừng và hiệu quả Địa bàn tỉnh Quảng Trị 1 99 0 Độ che phủ rừng trên diện tích đất đai tự nhiên (%) Rừng trồng (ha) Hiệu quả 23,2 11.250 Phục hồi hệ sinh thái 19 95 Độ che phủ rừng (%) Rừng trồng (ha) Hiệu quả 26,4 29.300 Chống cát di động. Phục hoá đất trồng chuyển canh tác nông nghiệp Formatted: Portuguese (Brazil) 14 Năm Diễn biến rừng và hiệu quả Địa bàn tỉnh Quảng Trị 2 0 0 0 Độ che phủ rừng (%) Rừng trồng (ha) Hiệu quả 29,7 35.064 Phòng hộ ven biển, đầu nguồn 2 0 0 5 Độ che phủ rừng (%) Rừng sản xuất (ha) Rừng phòng hộ Rừng đặc dụng Hiệu quả 43,2 65.947 108.974 33.593 Phòng hộ ven biển, đầu nguồn 1.1.5. Khí hậu a. Mưa Quảng Trị nói chung và lưu vực sông Thạch Hãn nói riêng nằm trong vùng mưa tương đối lớn của nước ta. Lượng mưa hàng năm tính trung bình trên phạm vi toàn lưu vực đạt trên 2400 mm, lượng mưa năm phân bố không đều theo không gian, phụ thuộc vào hướng sườn dốc và phù hợp với xu thế tăng dần của mưa theo độ cao địa hình. Do địa hình có xu thế tăng dần từ đông sang tây và từ bắc xuống nam nên lượng mưa năm cũng có xu thế tăng dần từ đông sang tây và từ bắc xuống nam. Nơi mưa ít nhất là những thung lũng khuất gió như Khe Sanh chuẩn mưa năm 2070,3 mm, Tà Rụt chuẩn mưa năm là 1936,7 mm. Nơi mưa nhiều là khu vực núi cao thượng nguồn các sông Rào Quán, Cam Lộ. Kết quả tính toán chuẩn mưa năm của một số trạm trên lưu vực được thể hiện trong bảng 1.2 [21, 24]. Bảng 1.2. Chuẩn mưa năm và sai số quân phương tương đối tính chuẩn mưa năm của các trạm trên lưu vực sông Thạch Hãn TT Tên trạm Thời kỳ tính toán đại biểu Độ dài TKTTĐB (năm) Ktb Hệ số biến đổi mưa năm Cvx Chuẩn mưa năm Xo (mm) Sai số quân phương tương đối (%) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) 1 Đông Hà 78-98 21 1,00 0,21 2271,5 4,58 2 Khe Sanh 78-04 27 0,99 0,23 2070,3 4,43 3 Thạch Hãn 78-04 27 0,99 0,24 2559,8 4,62 4 Cửa Việt 79-04 26 0,99 0,22 2237,1 4,26 Xét trên toàn chuỗi quan trắc (1977-2004), lượng mưa năm cực đại tại tất cả 15 các trạm rất lớn, đều đạt trên 3200 mm (nhỏ nhất tại Cửa Việt: 3372.4 mm và lớn nhất tại Thạch Hãn: 4030,3 mm). Lượng mưa năm cực tiểu tại tất cả các trạm rất nhỏ, dao động trong khoảng từ 1153,5 mm, tại Khe Sanh đến 1719,9 mm, tại Thạch Hãn và xuất hiện không đồng thời tại các trạm. Cực trị của lượng mưa năm được thống kê trong bảng 1.3 [19]. Bảng 1.3. Các cực trị của lượng mưa năm trong thời kỳ quan trắc (1977 - 2004) Trạm Đông Hà Khe Sanh Cửa Việt Thạch Hãn Lượng (mm) 3458,2 3424,8 3372,4 4030,3 Xmax Năm xuất hiện 1980 1990 1999 1999 Lượng (mm) 1424,5 1153,5 1305,5 1719,9 Xmin Năm xuất hiện 1988 1993 1988 1994 Xmax/Xmin 2,4 3,0 2,6 2,3 Cũng như các nơi khác ở nước ta, lượng mưa ở tỉnh Quảng Trị nói chung và lưu vực sông Thạch Hãn nói riêng cũng phân phối không đều trong năm. Một năm hình thành hai mùa là mùa mưa và mùa khô. Tổng lượng mưa của 3 đến 4 tháng Mùa mưa lượng mưa chiếm tới 68  70% lượng mưa năm. Tổng lượng mưa của 8 - 9 tháng mùa khô chỉ chiếm khoảng 30% tổng lượng mưa năm. Kết quả phân mùa mưa - mùa khô của một số trạm trên lưu vực được thể hiện trong bảng 1.4 [24]. Bảng 1.4. Kết quả phân mùa mưa - khô trong tỉnh Quảng Trị Mùa mưa Mùa khô TT Trạm Thời gian  so với Xnăm Thời gian  so với Xnăm 1 Đông Hà IX  XI 63,97 XII  X 36,03 2 Thạch Hãn IX  XII 72,70 XII  X 27,30 3 Cửa Việt IX  XII 72,83 XII  X 27,17 4 Tà Rụt IX  XI 59,24 XII  X 40,76 5 Khe Sanh VI  XI 81,15 XI  V 18,85 Sự phân hoá mưa năm theo tháng cũng khá sâu sắc. Lượng mưa của tháng mưa nhiều nhất (tháng X) chiếm từ 20 đến 29 tổng lượng mưa năm. Lượng mưa của tháng ít mưa nhất (I, II, III hoặc IV) rất không đáng kể, chỉ chiếm từ 0,5 đến 2,1 tổng lượng mưa năm. Ba tháng mưa nhiều nhất là các tháng IX, X, XI. Ba tháng mưa ít nhất là các tháng I, II, III hoặc II, III, IV (bảng 1.5) [19]. 16 Bảng 1.5. Phân phối mưa năm theo tháng tại các trạm đo mưa trên lưu vực sông Thạch Hãn Tháng TT Trạm Đặc trưng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm Xth 46,1 36,8 35,0 60,5 128,5 87,4 67,2 167,3 394,3 609,7 438,4 183,4 2254,7 1 Đông Hà % 2,05 1,63 1,55 2,68 5,70 3,88 2,98 7,42 17,49 27,04 19,44 8,14 100 Xth 78,0 55,7 52,5 63,9 152,3 84,4 62,9 141,5 400,7 694,7 490,8 253,8 2531,1 2 Thạch Hãn  % 3,08 2,20 2,07 2,52 6,02 3,34 2,48 5,59 15,83 27,45 19,39 10,03 100 Xth 64,8 49,0 37,4 59,7 118,7 64,6 59,2 158,1 374,3 575,9 454,9 234,5 2251,1 3 Cửa Việt  % 2,88 2,18 1,66 2,65 5,27 2,87 2,63 7,02 16,63 25,58 20,21 10,42 100 Xth 28,0 11,6 31,6 94,7 168,9 193,6 113,4 164,9 353,6 626,1 294,0 92,8 2149,9 4 Tà Rụt  % 1,30 0,54 1,47 4,41 7,85 9,01 5,27 7,67 16,45 29,12 13,67 4,32 100 5 Khe Xth 15,7 20,4 31,3 87,4 172,2 199,4 196,4 297,6 371,7 416,1 184,9 60,0 2053,1 Mặt khác lượng nước chênh lệch giữa hai mùa là quá lớn, do đó cần phải tính toán điều tiết để sử dụng nguồn nước một cách hợp lý tạo ra hiệu quả cao cho sản xuất, chăn nuôi cũng như là dùng cho sinh hoạt. b. Nhiệt độ không khí Nhiệt độ không khí trong vùng thấp nhất vào mùa Đông (tháng 11 tới tháng 3). Cao nhất vào mùa Hè (tháng 5 tới tháng 8). Nhiệt độ bình quân nhiều năm vào khoảng 24,30C. Chênh lệch nhiệt độ trong ngày từ 7 tới 100C. Nhiệt độ bình quân tháng tại trạm các trạm trong vùng nghiên cứu được thể hiện ở bảng 1.6, [2]. Bảng 1.6. Nhiệt độ bình quân tháng tại trạm Đông Hà Đơn vị: oC Trạm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Đông Hà 19.2 19.3 22.5 25.6 28.2 29.3 29.6 28.8 27.1 25.1 22.5 19.9 Quảng Trị 19.4 20.4 22.6 25.6 28.1 29.4 29.5 29.0 27.1 25.1 23.2 20.8 Khe Sanh 17.6 18.4 21.8 24.4 25.6 25.6 25.3 24.6 24.0 22.8 20.4 18.2 c. Độ ẩm tương đối Độ ẩm tương đối bình quân nhiều năm nằm trong khoảng 85 tới 89%. Bảng 1.7 trích dẫn độ ẩm tương đối tại trạm Đông Hà, [2]. Bảng 1.7. Độ ẩm tương đối trạm Đông Hà (%) Trạm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 TB Đông Hà 92 91 91 93 91 79 81 79 84 85 88 89 86,9 17 d. Bốc hơi Bốc hơi bình quân nhiều năm nằm trong khoảng 1200 - 1300 mm. ở vùng đồng bằng bốc hơi bình quân nhiều năm cao hơn vùng núi. Lượng bốc hơi bình quân tháng lớn nhất tại Đông Hà là 219 mm/tháng (bảng 1.8). Lượng bốc hơi ngày lớn nhất vào tháng 7, bình quân 1 ngày bốc hơi tới 7 mm. [2] Bảng 1.8. Bốc hơi bình quân tháng trạm Đông Hà Đơn vị: mm Trạm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Năm Đông Hà 53.5 49 54 71.5 126 195 219 189 100 90 71 61 1279 e. Số giờ nắng Bình quân số giờ nắng trong năm khoảng 1840 giờ. Tại Đông Hà số giờ nắng trong tháng biến đổi từ 92 giờ vào tháng 2 tới 242 giờ vào tháng 7 (bảng 1.9). [2] Bảng 1.9. Số giờ nắng trạm Đông Hà Đơn vị: giờ Trạm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Năm Đông Hà 95 92 106 169 223 235 242 192 151 145 84 106 1840 f. Gió và bão Các lưu vực sông thuộc Quảng Trị nói chung và sông Thạch Hãn nói riêng chịu chế độ khí hậu nhiệt đới, gió mùa. Một năm có 2 chế độ gió mùa chính: Gió mùa Tây Nam hoạt động mạnh vào mùa hè từ tháng 4 đến tháng 11, tốc độ gió bình quân 2,0  2,2m/s. Gió mùa này mang độ ẩm và gây mưa cho vùng. Gió mùa Tây Bắc hoạt động mạnh từ tháng 12 đến tháng 3 năm sau, tốc độ gió bình quân từ 1,7  1,9m/s. Thời gian chuyển tiếp các hướng gió Tây Nam và Tây Bắc là thời gian giao thời và gió Tây khô nóng hoạt động vào tháng 4, tháng 5 (nhân dân địa phương gọi là gió Lào). Thời kỳ có gió Lào là thời kỳ nóng nhất trong tỉnh Quảng Trị. Bão và xoáy thuận nhiệt đới là những biến động thời tiết trong mùa hạ, hoạt động rất mạnh mẽ và thất thường. Từ tháng 5 đến tháng 8 vùng ven Thái Bình Dương không khí bị nung nóng bốc lên cao tạo thành những vùng xoáy rộng hàng trăm km2, tích luỹ dần và di chuyển theo hướng Tây Nam đổ bộ vào đảo Hải Nam Trung Quốc. Tính chất của bão và áp thấp nhiệt đới ở vùng Quảng Trị cũng rất khác 18 nhau theo từng cơn bão và từng thời kỳ có bão. Có năm không có bão và áp thấp nhiệt đới như năm 1963, 1965, 1969, 1986, 1991, 1994. Cũng có năm liên tiếp 3 cơn bão như năm 1964, 1996 hoặc 1 năm có 2 cơn bão như năm 1999. Bình quân 1 năm có 1,2  1,3 cơn bão đổ bộ vào Quảng Trị. Vùng ven biển Quảng Trị bão và áp thấp nhiệt đới thường gặp nhau tới 78%, do vậy khi có bão thường gặp mưa lớn sinh lũ trên các triền sông. Bão đổ bộ vào đất liền với tốc độ gió cấp 10 đến cấp 12, khi gió giật trên cấp 12. Thời gian bão duy trì từ 8  10 giờ nhưng mưa theo bão thường xảy ra 3 ngày liên tục. Thiệt hại về người và tài sản do bão gây ra thường rất lớn. Đây cũng là 1 yếu tố cản trở tới tiến trình phát triển kinh tế xã hội của tỉnh Quảng Trị nói chung và lưu vực sông Thạch Hãn nói riêng. 1.1.6. Thuỷ văn a. Mạng lưới thủy văn Hệ thống sông Thạch Hãn (còn gọi là sông Quảng Trị) có 37 con sông gồm 17 sông nhánh cấp I với 3 nhánh tiêu biểu là Vĩnh Phước, Rào Quán và Cam Lộ, 13 sông nhánh cấp II, 6 sông nhánh cấp III. Diện tích toàn lưu vực là 2660 km2, độ dài sông chính là 150 km, độ cao bình quân lưu vực 301 m, độ dốc bình quân lưu vực là 20,1%, độ rộng trung bình lưu vực là 36,8 km, mật độ lưới sông là 0,92 (hình 1.2 và bảng 1.10) [30, 32, 33] . Bảng 1.10. Đặc trưng hình thái sông trong vùng nghiên cứu Tên sông Diện tích lưu vực (km2) Cửa sông Chiều dài dòng chính (km) Cao độ bq lưu vực (m) Độ rộng bq lưu vực (m) Độ dốc bq lưu vực (%0) Mật độ lưới sông (km/km2) Tỷ lệ diện tích đồng bằng Thạch Hãn 2660 Việt 150 301 38.6 20.1 0.92 17.3 b. Đặc điểm thủy văn Nằm trong vùng mưa tương đối lớn của nước ta nên dòng chảy năm của các sông suối trong lưu vực sông Thạch Hãn cũng khá dồi dào. Môđun dòng chảy năm bình quân đạt 44,8 l/skm2, ứng với lớp dòng chảy hàng năm khoảng 1442,8 mm. Trong phạm vi lưu vực sông Thạch Hãn, chuẩn dòng chảy năm phân phối không đều theo không gian, biến đổi phù hợp với sự biến đổi của lượng mưa năm, 19 nghĩa là cũng theo xu thế tăng dần theo độ cao địa hình với phạm vi biến đổi từ 30 l/skm2 đến 60 l/skm2. Hàng năm, trên toàn bộ sông suối trên lưu vực sông Thạch Hãn có tổng lượng dòng chảy trên lưu vực khoảng 3,92 km3 [24, 30, 32, 33]. Hình 1.2. Sơ đồ mạng lưới sông suối và lưới trạm khí tượng thủy văn trên lưu vực sông Thạch Hãn Theo [19] có kết quả phân mùa dòng chảy (bảng 1.11) và phân phối dòng chảy năm theo tháng (bảng 1.12) trên lưu vực sông Thạch Hãn. Nhìn chung, trên dòng chảy trên lưu vực sông Thạch Hãn chia thành 2 mùa rõ rệt. Mùa lũ mặc dù chỉ kéo dài 4 tháng (từ tháng VIII đến tháng XI hoặc từ tháng IX đến tháng XII) nhưng mức độ tập trung dòng chảy trong mùa lũ khá lớn, chiếm tới 62,5 - 80% tổng lượng dòng chảy cả năm. Mùa kiệt bắt đầu từ tháng XII hoặc tháng I, kết thúc vào tháng VII hoặc VIII, kéo dài tới 8 tháng nhưng tổng lượng dòng chảy mùa kiệt chỉ chiếm khoảng 20 - 37,5% tổng lượng dòng chảy cả năm. Mùa kiệt trong vùng thường chậm hơn so với các tỉnh đồng bằng Bắc Bộ. Lượng nước mùa kiệt chỉ chiếm khoảng gần 30% tổng lượng dòng chảy trong năm. Sự phân phối không đều đã gây ảnh hưởng lớn cho sinh hoạt và sản xuất. Tình trạng đó càng trở nên khốc liệt vào các năm và các tháng có gió Tây Nam (gió Lào) hoạt động mạnh. Tuy nhiên vào khoảng tháng 5 - 6 trong vùng thường có mưa tiểu mãn bổ sung lượng nước cho mùa kiệt. Bảng 1.11. Kết quả phân mùa dòng chảy lưu vực sông Thạch Hãn TT Tên trạm Mùa lũ Mùa kiệt Formatted: Centered Deleted: 20 Thời gian  Qnăm Thời gian  Qnăm 1 Đông Hà IXXII 76,9 IVIII 23,1 2 Thạch Hãn VIIIXI 65,1 XIIVII 34,9 Bảng 1.12. Phân phối dòng chảy năm theo tháng lưu vực sông Thạch Hãn Tháng TT Sông - Trạm Đặc trưng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Qbq m 3/s 15,2 8,20 4,94 4,06 7,56 7,00 5,68 11,8 39,0 74,8 65,8 35,2 1 Thạch Hãn - Đông Hà % 5,45 2,94 1,77 1,45 2,71 2,51 2,03 4,21 14.0 26,80 23,6 12,6 Qbq m 3/s 34,7 18,1 10,9 9,6 23,7 35,1 33,8 53,8 103 144 103 50,5 2 Thạch Hãn - Thạch Hãn  % 5,59 2,92 1,75 1,55 3,81 5,66 5,45 8,67 16,7 23,14 16,67 8,13 Lũ trên lưu vực sông Thạch Hãn có thể xảy ra trong 3 thời kỳ trong năm: - Lũ tiểu mãn thường xảy ra vào tháng 5, 6 và năm nào cũng xảy ra lũ tiểu mãn. Tính chất lũ này nhỏ, tập trung nhanh, xảy ra trong thời gian ngắn, lũ đỉnh nhọn, lên và xuống nhanh, thường xảy ra trong 2 ngày nên ít ảnh hưởng đến đời sống dân cư, chủ yếu ảnh hưởng đến sản xuất nông nghiệp và nuôi trồng thuỷ sản. - Lũ sớm xảy ra vào tháng 6 đến đầu tháng 9 hàng năm. Lũ này không có tính chất thường xuyên nhưng lũ có tổng lượng lớn hơn lũ tiểu mãn, tập trung lũ nhanh. Thời kỳ xảy ra lũ sớm thường vào thời kỳ triều bắt đầu cao. Do vậy mực nước lũ cao hơn lũ tiểu mãn. Lũ này ít ảnh hưởng tới dân sinh mà chủ yếu là ảnh hưởng tới sản xuất nông nghiệp và thuỷ sản. - Lũ chính vụ xảy ra từ trung tuần tháng 9 đến cuối tháng 11 đầu tháng 12 hàng năm. Đây là thời kỳ mưa lớn trong năm và lũ thời kỳ này có thể xảy ra lũ quét sườn dốc gây đất đá lở hay lũ ngập tràn ở hạ du. Lũ này thường đi liền với bão gây thiệt hại lớn cho kinh tế xã hội, gây chết người và hư hỏng các công trình, cơ sở hạ tầng. Tính chất lũ kéo dài từ 5 - 7 ngày, đỉnh lũ cao, tổng lượng lớn. Với tình hình phát triển kinh tế hiện tại lũ này chỉ có thể tránh và chủ động làm giảm mức thiệt hại do lũ gây ra. c. Các công trình thủy lợi trên lưu vực Nhằm mục đích điều tiết nước phục vụ canh tác nông nghiệp cũng như các hoạt động dân sinh kinh tế khác, trên lưu vực sông Thạch Hãn đã được xây dựng một số các công trình thủy lợi, chủ yếu là các hồ chứa nước tiêu biểu liệt kê trong bảng 1.13 [12]. Formatted: English (U.S.) 21 Bảng. 1.13. Trữ lượng nước hồ, đập trên lưu vực sông Thạch Hãn Dung tích (triệu m3) TT Tên hồ chứa Địa điểm Đơn vị quản lý Chứa Hữu ích 1 Kinh Môn Gio Linh XNKTN Gio Linh 18,2 15,9 2 ái Tử Triệu Phong - 15,5 15,3 3 Nghĩa Hy Cam Lộ XNKTN Đông Hà 3,27 3,24 4 Khe Mây Đông Hà XNKTN Đông Hà 1,2 0,8 5 Nam Thạch Hãn Hải Lăng XNKTN Nam Thạch Hãn 9,3 d. Tình hình tài liệu khí tượng - thủy văn Trong lưu vực nghiên cứu có 7 trạm khí tượng và thủy văn. Trong đó có một trạm khí tượng cấp 1 là trạm Đông Hà, 1 trạm khí tượng cấp 2 là trạm Khe Sanh, hai trạm khí tượng cấp 4 là trạm Ba Lòng, Tà Rụt và một trạm khí tượng cao không là trạm Thạch Hãn. trạm Đông Hà và Cửa Việt đây là hai trạm thủy văn cấp 3. Mạng lưới trạm khí tượng thủy văn được thể hiện trong hình 1.2 và bảng 1.14 [20, 32]. Bảng 1.14. Mạng lưới trạm khí tượng thủy văn trên lưu vực sông Thạch Hãn TT Tên trạm Vĩ độ Kinh độ Loại trạm Yếu tố đo đạc Thời gian quan trắc Ghi chú 1 Đông Hà 16051’ 107005’ Khí tượng X, t, bốc hơi.. 1974 - nay 2 Khe Sanh 16038’ 106044’ Khí tượng X, t, bốc hơi.. 1977 - nay 3 Ba Lòng 16039' 107001' Khí tượng X 1979 - 1990 4 Tà Rụt 16025' 107000' Khí tượng X 1983 - 1986 1988 - 1990 5 Đông Hà 16o50' 107o06' Thủy văn X, H 1974 - nay 6 Cửa Việt 16o53' 107o10' Thủy văn X, H 1989 - nay 7 Thạch Hãn 16o45' 107o14' Khí tượng X 1978 - nay Hiện trên lưu vực sông Thạch Hãn không có trạm quan trắc lưu lượng thường xuyên, duy nhất chỉ có trạm Rào Quán đo đạc từ năm 1983 - 1985, nhằm mục đích phục vụ việc thiết kế và thi công công trình thủy điện Rào Quán, vì vậy đã gây nhiều khó khăn cho công tác tính toán lượng nước đến trên lưu vực cũng như dự báo lũ, kiệt. Hầu hết các tính toán và đánh giá tài nguyên nước trên lưu vực đều phải sử dụng các biện pháp khôi phục số liệu dòng chảy từ mưa. 1.2. Tình hình phát triển kinh tế xã hội trên lưu vực sông Thạch Hãn 1.2.1. Dân số Theo Niên giám thống kê năm 2007 của cục thống kê Quảng Trị nhận thấy: 22 Dân số trên lưu vực phân bố không đều, đặc biệt có sự khác biệt lớn giữa đồng bằng và miền núi. Mật độ dân số trung bình lưu vực là 133 người/km2, thị xã Đông Hà 1140 người/km2, thị xã Quảng Trị 2734 người/km2 trong khi đó huyện miền núi Đakrông chỉ có 29 người/km2 và huyện Hướng Hóa 62 là người/km2, tổng số dân trên toàn lưu vực là 312.580 người. Dân cư trong vùng chủ yếu là người Kinh, sống tập trung ở dải đồng bằng ven biển, các thị trấn vùng núi. Số còn lại là các dân tộc ít người như người Sách, Thái, Dao, Vân Kiều, Sào, Pa Cô tập trung chủ yếu ở huyện Hướng Hoá và Đakrông. 1.2.2. Cơ cấu kinh tế a. Hiện trạng nông nghiệp Trồng trọt Theo Niên giám thống kê năm 2007 của cục thống kê Quảng Trị, diện tích đất canh tác trên toàn lưu vực là 39.890,05 ha, trong đó dùng cho cây ăn quả là 2.857,80 ha, dùng cho lúa và hoa màu là 28.216,61 ha, dùng cho cây công nghiệp là 8.815,63 ha. Diện tích, năng suất, sản lượng một số cây trồng chính trên lưu vực được thể hiện trong bảng 1.15. Bảng 1.15. Diện tích, năng suất, sản lượng một số cây trồng chính trên lưu vực Loại cây Chỉ tiêu Lúa đông xuân Lúa hè thu Lúa mùa Ngô Khoai lang Sắn Diện tích (ha) 8.858,805 6.950,595 3.782,472 2.295,622 1.263,539 5.065,58 Năng suất (tạ/ha) 51,60 46,70 14,90 20,9 66,9 171,6 Sản lượng (tấn) 45.711,43 32.459,28 5.635,883 4.797,85 8.453,075 86.925,35 Chăn nuôi Theo Niên giám thống kê năm 2007 của cục thống kê Quảng Trị số lượng gia súc và gia cầm trên lưu vực như bảng 1.16. Bảng 1.16. Số lượng gia súc và gia cầm trên lưu vực như sau Loài Lợn Gia cầm Dê Trâu Bò Số lượng (con) 86.786 812.380 7.244 16.599 27.476 b. Hiện trạng ngành thủy sản Bảng 1.17. Sản lượng thủy sản chủ yếu Đơn vị: Tấn 23 Hải sản Thủy sản nước ngọt, lợ Thủy sản nuôi trồng Cá Tôm Mực Cá Tôm Cá Tôm 6195 52 387 349 46 1075 838 Tiềm năng phát triển thủy sản của tỉnh là cao, song mức độ khai thác còn hạn chế. Để phát huy tiềm năng cần có sự đầu tư thích đáng và có quy mô hơn. c. Hiện trạng công nghiệp và điện lực Trong vùng có 2 nhà máy sản xuất xi măng lò đứng Đông Hà 1 và Đông Hà 2, nhưng hiện nay chỉ còn nhà máy Đông Hà 2 hoạt động với tổng sản lượng 50.000 tấn/năm, 2 nhà máy gạch Tuynel có tổng công suất 2 triệu viên/năm. Công nghiệp chế biến thủy sản còn hạn chế, chỉ có nhà máy đông lạnh đặt tại Cửa Việt hoạt động theo thời vụ đánh bắt. Ngoài ra ở các địa phương còn có công nghiệp nhỏ nhưng ở mức độ hộ gia đình. Nguồn điện trong vùng còn hạn chế, vùng núi hiện có 3 trạm thuỷ điện Khe Sanh, Cam Chính, Rào Quán với công suất thấp. Lưới điện quốc gia đã phát triển tới các trung tâm huyện. ở vùng đồng bằng điện lưới đã tới được các xã, tuy nhiên ở miền núi các xã vùng sâu vùng xa còn chưa có điện sinh hoạt và sản xuất. Tuyến đường dây 500KV đi qua địa phận Quảng Trị song trong tỉnh không có trạm hạ áp. Đối với vùng núi chỉ có 40% các xã có điện. d. Y tế, giáo dục Y tế Mạng lưới y tế ở vùng đồng bằng phát triển rộng khắp ở các cộng đồng dân cư nhất là y tế cộng đồng, phòng ngừa quản lý và phát hiện các dịch bệnh. Người dân có thể đến trung tâm y tế của huyện với khẩu độ đường 8-10 km. Các cụm khám đa khoa bố trí hợp lý thuận tiện cho việc khám chữa bệnh bảo vệ sức khoẻ nhân dân. Tuy nhiên, ở các xã miền núi, hệ thống y tế còn chưa được phát triển, nhìn chung mỗi xã có 1 trạm y tế, song do khoảng cách từ các cụm dân cư tới trạm xá còn xa và do mê tín, nên tệ nạn chữa bệnh bằng cúng vái vẫn còn tồn tại ở một số địa phương. Giáo dục Các xã trong vùng đồng bằng đã thực hiện tốt công tác xoá mù chữ. Lực 24 lượng lao động vùng nông thôn có tới 60% đã qua trình độ văn hoá cấp cơ sở và 20% số lao động có trình độ văn hoá phổ thông trung học. ở vùng núi, tình trạng bỏ học còn phổ biến. Tỷ lệ mù chữ hoặc tái mù chữ còn cao. e. Hiện trạng các ngành khác Ngành giao thông Hệ thống giao thông ở đây tương đối phát triển, tuy nhiên vẫn có sự khác biệt giữa vùng đồng bằng ven biển và miền núi. Nếu như ở vùng đồng bằng đã có đường ô tô đến đến trung tâm xã và thậm chí tới nhiều xóm nhỏ tụ điểm dân cư thì với vùng núi đặc biệt huyện miền núi Đakrông và Hướng Hoá đường ô tô tới trung tâm nhiều xã vẫn là mục tiêu phấn đấu. Đường thuỷ có trục đường theo sông Thạch Hãn, sông Cam Lộ từ biển vào sâu đất liền, tuy nhiên tuyến đường thuỷ này cũng chỉ cho phép thuyền trọng tải 10 tấn đi lại. Tuyến đường sắt chạy theo hướng Bắc Nam có ga chính Đông Hà là nơi trung chuyển hàng hoá ra Bắc và vào Nam. Nhìn chung, hiện tại mạng lưới giao thông trong vùng khá thuận lợi cho quá trình phát triển kinh tế, tuy nhiên nhiều tuyến đường này trong mùa mưa lũ vẫn bị ách tắc do lũ gây ra. Để đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế, tạo điều kiện thuận lợi trong việc thông thương buôn bán, trong vùng nghiên cứu cần phát triển thêm và hiện đại hoá đường giao thông Ngành dịch vụ thương mại, du lịch Phát triển kinh tế dịch vụ là xu hướng ngày càng gia tăng gắn liền với quá trình phát triển kinh tế- xã hội theo hướng công nghiệp hóa, hiện đại hóa. Hướng phát triển là đẩy nhanh tốc độ tăng trưởng của ngành với sự tham gia của các thành phần kinh tế. Chú trọng phát triển dịch vụ thương mại gắn liền với hiện đại hoá cơ sở hạ tầng. Về du lịch, trong vùng có bãi tắm Cửa Việt khá đẹp, nhưng chủ yếu mới chỉ thu hút được khách địa phương đến trong mùa hè. Các cơ sở vui chơi giải trí, ăn nghỉ chưa được xây dựng nên cũng chưa thu hút được nhiều khách. Vùng nghiên cứu cũng có những căn cứ cách mạng nổi tiếng như làng Vây, chiến khu Ba Lòng, địa đạo Vĩnh Chấp, những địa điểm văn hóa như khu nhà người Pacô ở Tà Rụt, làng văn hoá Phú Thiềng ở Mò ó, du lịch sinh thái ở Tà Long... nhưng những nơi này hiện nay vẫn chưa được khai thác để đưa vào thành các tour du lịch hấp dẫn khách 25 trong nước và khách quốc tế. Qua thống kê hiện trạng kinh tế tỉnh Quảng Trị và hiện trạng kinh tế vùng nghiên cứu rút ra nhận xét sau: - Cơ cấu kinh tế của tỉnh Quảng Trị cũng như của vùng nghiên cứu đang trong giai đoạn phát triển và hội nhập với thị trường khu vực. - Nền nông nghiệp chủ yếu là tự cung tự cấp, chưa đẩy mạnh nền nông nghiệp hàng hoá, năng suất nông nghiệp chưa cao dẫn đến đời sống nhân dân chưa được cải thiện nhiều. - Công nghiệp quá nhỏ bé, chưa đáp ứng được vai trò làm đòn bẩy cho nền kinh tế trên khu vực. - Tiềm năng đất đai còn rất lớn, có thể khai thác đưa vào sản xuất cây công nghiệp, cây hàng hoá để thay đổi cơ cấu cây trồng. 26 Chương 2 Cân bằng nước hệ thống và giới thiệu mô hình mike basin 2.1. Khái niệm về hệ thống nguồn nước và cân bằng nước hệ thống 2.1.1. Hệ thống nguồn nước Quá trình khai thác nguồn nước đã hình thành hệ thống các công trình thủy lợi. Những công trình thủy lợi được xây dựng đã làm thay đổi đáng kể những đặc điểm tự nhiên của hệ thống nguồn nước. Mức độ khai thác nguồn nước càng lớn thì sự thay đổi thuộc tính tài nguyên nước càng lớn và chính nó lại ảnh hưởng đến quá trình khai thác sử dụng nước của con người. Chính vì vậy, khi lập các quy hoạch khai thác nguồn nước cần xem xét sự tác động qua lại giữa tài nguyên nước, phương thức khai thác và các biện pháp công trình. Theo quan điểm hệ thống người ta định nghĩa hệ thống nguồn nước như sau: “Hệ thống nguồn nước là một hệ thống phức tạp bao gồm tài nguyên nước, các công trình khai thác nguồn nước, các yêu cầu về nước cùng với mối quan hệ tương tác giữa chúng và chịu tác động của môi trường lên nó” [19, 29]. (1) Nguồn nước được đánh giá bởi các đặc trưng: lượng và phân bố của nó theo không gian và thời gian; chất lượng nước; động thái của chúng. (2) Các biện pháp khai thác và bảo vệ nguồn nước: các công trình thủy lợi, các biện pháp cải tạo và bảo vệ nguồn nước, bao gồm cả biện pháp công trình và phi công trình, được cấu trúc tùy thuộc vào mục đích khai thác và bảo vệ nguồn nước. (3) Các yêu cầu về nước: các hộ dùng nước, các yêu cầu về mức bảo đảm phòng chống lũ lụt, úng hạn, các yêu cầu về bảo vệ hoặc cải tạo môi trường cùng các yêu cầu dùng nước khác. Tác động của môi trường là những tác động về hoạt động dân sinh kinh tế, hoạt động của con người (không kể các tác động về khai thác nguồn nước theo quy hoạch). Những tác động đó bao gồm ảnh hưởng của các biện pháp canh tác làm thay 27 đổi mặt đệm và lòng dẫn, sự tác động không có ý thức vào hệ thống các công trình thủy lợi… 2.1.2. Khái niệm cân bằng nước hệ thống Cân bằng nước là một vấn đề rất xưa nhưng lại luôn mới, nó vừa là phương pháp, vừa là đối tượng nghiên cứu. Cân bằng nước là mối quan hệ định lượng giữa nước đến và đi của hệ thống nguồn nước (toàn cầu, miền, lãnh thổ, lưu vực, đoạn sông,...). Lượng nước đi gồm bốc thoát hơi nước, ngấm xuống tầng sâu, nước cấp cho các nhu cầu sử dụng nước trên lưu vực và dòng chảy ra khỏi lưu vực. Lượng nước đến hệ thống được thể hiện dưới các dạng nước mưa, dòng chảy và nước hồi quy sau khi sử dụng. Cân bằng nước hệ thống là sự cân bằng tổng thể giữa tài nguyên nước của hệ thống; định lượng nước đến, đi khỏi hệ thống, trong đó đã bao gồm các yêu cầu về nước và khả năng điều tiết chúng. Từ đó đánh giá sự tương tác về nước giữa các thành phần trong hệ thống, các tác động của môi trường lên nó và đề ra các biện pháp khai thác, bảo vệ nguồn nước một cách hợp lý [19, 29]. 2.1.3. Phương pháp tính toán cân bằng nước hệ thống Việc nghiên cứu cân bằng nước có ý nghĩa rất lớn cả về lý thuyết và thực tiễn. Từ góc độ lý thuyết, phương trình cân bằng nước cho phép ta cắt nghĩa nguyên nhân, các hiện tượng, chế độ thủy văn của một khu vực xác định, đánh giá các số hạng trong cán cân nước và mối quan hệ tương tác giữa chúng. Nghiên cứu cân bằng nước cho phép định lượng đầy đủ và chính xác tài nguyên nước để tìm ra phương thức sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên quý giá này. Trên quan điểm đó bài toán cân bằng nước hệ thống đã tập trung giải quyết các vấn đề (i) Phân vùng tiềm năng nguồn nước, (ii) Tính toán nhu cầu nước của các hộ dùng nước khác nhau và (iii) Tính toán các phương án sử dụng nguồn nước hay thực chất là bài toán cân bằng kinh tế nước [19]. a. Tính toán nhu cầu dùng nước - Nước dùng cho hộ nông nghiệp: Xác định nhu cầu nước cho cây trồng là vấn đề hết sức quan trọng, quyết định đến hiệu suất của hệ thống tưới. Vì vậy trong nhiều thập kỷ qua, nhiều tác giả đã tập trung nghiên cứu nhằm xác lập các công thức tính toán nhu cầu nước cho cây trồng. Hiện nay có hai hướng nghiên cứu chính: 28 + Hướng thực nghiệm và đo đạc trực tiếp: Theo hướng này, tiến hành đo đạc xác định các thành phần trong phương trình cân bằng nước. Thiết bị đo là Lysimeter trọng lực có độ chính xác khá cao. Lượng bốc thoát hơi trên đồng ruộng với một mẫu cây trồng được xác định theo phương trình sau: ET = X + WR + (Wc - Wđ) – (Ym + Yng) (2.1) trong đó: X: Lượng mưa trong thời khoảng ∆t; WR: Lượng nước tưới trong thời khoảng ∆t; Wc - Wđ : Thay đổi lượng ẩm trong Lysimeter, được xác định thông qua việc cân Lysimeter tại đầu và cuối thời khoảng ∆t; Ym: Lượng nước mặt được đo tại máng lưu lượng đặt trên khu thí nghiệm; Yng: Lớp dòng chảy ngầm quan trắc tại thùng đặt dưới đáy Lysimeter. + Tính toán từ tài liệu khí hậu: Lượng nước cần cho cây trồng được quan niệm là lớp nước cần thiết đáp ứng quá trình mất nước thông qua bốc thoát hơi của cây trồng không bị bệnh, trên phạm vi rộng lớn, trong điều kiện không hạn chế ẩm và có đủ dinh dưỡng để cây trồng có thể đạt được năng suất theo dự kiến trong môi trường xác định và được tính toán thông qua bốc thoát hơi tiềm năng của cây trồng mẫu (ET0) và đặc tính cây trồng được thể hiện thông qua hệ số cây trồng Kc biểu thị bằng mối quan hệ sau: ET = Kc x ET0 (2.2) Hướng phổ biến của thế giới những năm gần đây là xác định lượng nước cần cho cây trồng theo biểu thức (2.2). Các nhà nghiên cứu tập trung vào việc xác định hai thông số Kc và ET0, trên cơ sở tài liệu quan trắc. Nhóm công thức phổ biến vẫn là nhóm công thức bán kinh nghiệm và công thức kinh nghiệm mà điển hình là công thức của Penman. Công thức Penman đã được FAO chọn làm công thức cơ bản để xây dựng các chương trình tính toán bốc thoát hơi thực tế cây trồng. Về mặt kết cấu công thức đã phản ánh được khá đầy đủ các nhân tố ảnh hưởng tới quá trình bốc thoát hơi của cây trồng. Công thức có khả năng ứng dụng rộng rãi vì nó bao gồm những đặc trưng khí hậu cơ bản nhất mà bất cứ một trạm khí tượng nào cũng phải quan trắc. - Nước dùng cho hộ công nghiệp: Có nhiều phương pháp khác nhau để xác định nước dùng cho hộ công nghiệp. Có thể tóm tắt các phương pháp sử dụng tính toán nước dùng cho hộ công nghiệp như sau: 29 Phương pháp thống kê được dùng phổ biến nhất. Đây là một phương pháp cổ điển, yêu cầu khối lượng tài liệu rất lớn, các điều tra phải rất tỉ mỉ mới có thể xác định được nhu cầu dùng nước của các hoạt động kinh tế – xã hội của một vùng hoặc một quốc gia. Việc xây dựng các mô hình toán xác định nhu cầu nước cho các hộ công nghiệp nhằm mô phỏng quá trình dùng nước của các ngành là hướng mà các nước tiên tiến đang áp dụng. Các mô hình toán được xây dựng dựa trên đặc điểm của các ngành dùng nước khác nhau. - Nước dùng cho sinh hoạt: bao gồm nước dùng cho sinh hoạt ở đô thị và nông thôn. Yêu cầu dùng nước cho sinh hoạt phụ thuộc vào mức độ dân trí và trình độ phát triển của từng nước. Ngay ở khu vực đô thị thì định mức dùng nước của các quốc gia phát triển ở châu Âu tới 250 lít/người/ngày đêm, trong khi ở những nước chậm phát triển thì chỉ là 80-100 lít/người/ngày đêm. Việc xác định nhu cầu dùng nước được tiến hành trên cơ sở thống kê mẫu cho từng loại đô thị, nông thôn, cho các khu vực khí hậu khác nhau và được tổng hợp cho toàn khu vực tính toán. Khi khảo sát yêu cầu dùng nước cho sinh hoạt, cần lưu ý đến khả năng cung cấp nước cho sinh hoạt trên khu vực; khu vực khí hậu, và mùa dùng nước; mức độ phát triển các hoạt động dịch vụ trong khu vực và cơ sở hạ tầng, trang thiết bị nội thất. - Nước dùng cho nuôi trồng thủy sản: phương pháp chủ yếu thường được sử dụng là dựa trên việc thu thập số liệu thống kê về diện tích nuôi trồng thủy sản ở khu vực tính toán. Dựa trên định mức nước cần dùng cho mỗi đơn vị diện tích nuôi trồng, tính toán nhu cầu nước. ở nước ta, định mức sử dụng nước được dùng để tính toán nằm trong khoảng từ 8000 - 12000 m3/ha. b. Tính toán nguồn nước đến - Nước mưa: Có thể lấy trực tiếp từ tài liệu thực đo, cũng có thể thông qua các công thức kinh nghiệm, từ các lưu vực tương tự hoặc các mô hình tính từ các đặc trưng khí hậu. - Nước mặt: Nước mặt đến một hệ thống xác định có thể là nước vào từ lưu vực ngoài được lấy bằng tự chảy qua mặt cắt sông thiên nhiên, đập, cống hoặc trạm bơm. Việc tính lưu lượng hay mực nước căn cứ vào hình thức công trình (đập tràn 30 hay cống ngầm), mực nước thượng lưu và hạ lưu công trình và hình thức chảy (chảy ngập hay chảy tự do, có áp hay không áp). Sử dụng các công thức thủy lực ứng với trường hợp dòng chảy qua công trình để tính toán lưu lượng cho một thời đoạn cụ thể. Với sông thiên nhiên thì áp dụng các mô hình toán thủy lực để tính toán. - Nước ngầm: Nước ngầm được biểu thị dưới dạng nước hồi qui, là một phần nước mặt cấp trở lại các tầng đất. Hiện tượng thấm nước từ bề mặt do mưa và nước tưới cung cấp cho nước ngầm chảy trở lại kênh mương gọi là nước hồi qui, phụ thuộc vào đặc tính địa chất thủy văn, chiều dày của tầng đất từ bề mặt đất tới mực nước ngầm, địa hình, lớp phủ, quá trình sử dụng đất,... Các mô hình tính nước dưới đất có thể tập hợp thành hai hướng: + Hướng thực nghiệm: Đo đạc các thông số địa chất thủy văn, dao động mực nước ngầm và các đặc trưng khí tượng thủy văn. Từ đó tính lượng nước hồi qui. Để nâng cao độ chính xác trong tính toán ta thường chọn thời khoảng năm hoặc dài hơn để nghiên cứu. Lượng nước hồi qui thường được biểu thị dưới dạng phần trăm của tổng lượng mưa hoặc nước tưới. + Hướng sử dụng mô hình toán: Những năm gần đây các mô hình toán nước ngầm 1 chiều, 2 chiều, 3 chiều phát triển cùng với sự trợ giúp của máy tính, việc giải các phương trình chuyển động của nước xuống tầng sâu và ước tính lượng nước hồi qui đã được tiến hành, góp phần lượng hóa được lượng nước hồi qui cho các bể nước ngầm có cấu trúc địa chất khác nhau. Tuy nhiên do cấu trúc địa chất không đồng nhất, tính chất khác nhau của điều kiện tự nhiên, khí hậu mà không thể áp dụng một cách nguyên xi những trị số đã được nghiên cứu từ nơi này cho nơi khác. c. Cân bằng nước hệ thống và cân bằng nước cung cầu Trong một vài thập kỷ gần đây, việc quy hoạch phát triển nguồn nước đã chuyển từ những công trình chỉ thực hiện một chức năng chẳng hạn chỉ phục vụ tưới hoặc phòng lũ sang các công trình đa mục tiêu cho một lưu vực khép kín. Việc gia tăng dân số cùng với việc tăng nhanh sử dụng nguồn tài nguyên dẫn tới sự cạn kiệt nhanh chóng và điều đó bắt chúng ta phải nghĩ tới việc tái phân bố nguồn đầu tư nhằm cải thiện việc sử dụng nguồn nước, hoặc trên cơ sở nguồn nước hữu hạn làm sao phân bố nguồn nước để đạt lợi nhuận cao nhất. - Lý thuyết hệ thống ứng dụng trong bài toán nguồn nước: Trong những năm 31 gần đây các nhà khoa học đã sử dụng phương pháp phân tích hệ thống giải quyết các bài toán phức tạp trong lĩnh vực nguồn nước. Hệ thống được xem là một tổ hợp của các thành phần khác nhau và nó được mô phỏng thành các biểu thức toán được gọi là mô hình hệ thống. Nó là những biểu thức toán học mô tả mối quan hệ nội tại bên trong của các quá trình khác nhau mà việc phân tích nhằm đưa ra các quyết định hợp lý trong việc thiết kế, lựa chọn hoặc vận hành một hệ thống công trình. Quá trình phân tích hệ thống cần xác lập theo các bước sau: + Lượng hóa các thành phần dưới dạng hàm mục tiêu và các ràng buộc. + Mô phỏng các đại lượng bằng các hàm số với các giới hạn xác định. + Xây dựng các mô hình mô tả các quá trình có thể xảy ra, mối quan hệ giữa các biến, các ràng buộc cũng phải bao gồm trong mô hình. + Xác định các hệ số cần thiết trong mô hình từ các nghiên cứu lý thuyết hoặc nghiên cứu thực nghiệm. + Triển khai các ứng dụng thử nghiệm để đánh giá tính khả thi của mô hình. Tất cả các bước đó được mô tả trong sơ đồ phân tích hệ thống. Hình 2.1. Sơ đồ phân tích hệ thống [19] Phân tích hệ thống nguồn nước là sử dụng các công cụ toán học nhằm quản lý hệ thống nguồn nước bao gồm quy hoạch và điều khiển hệ thống. Việc quy hoạch liên quan tới việc lựa chọn từ tất cả các phương án ra một tổ 32 hợp để có hàm mục tiêu tốt nhất. Điều khiển hệ thống nguồn nước liên quan tới các quyết định để thực thi một cách tốt nhất các mục tiêu của hệ thống đã có. Việc quy hoạch phát triển hệ thống hiện có phải bao gồm các dự báo các quá trình xảy ra trong tương lai. Chính vì vậy điểu khiển liên quan tới tối ưu các hệ thống hiện có. 2.1.4 Tình hình nghiên cứu cân bằng nước hệ thống ở Việt Nam Các nghiên cứu về cân bằng nước và phát triển bền vững nguồn nước hệ thống trong nước thực sự phát triển từ những năm 1950 trở lại đây với việc áp dụng các thành tựu của khoa học thế giới và nghiên cứu cải tiến phù hợp với điều kiện Việt Nam. Trong khoảng thời gian ngắn, chúng ta có những bước tiến dài trong nghiên cứu và sử dụng bền vững nguồn nước. Dựa vào các kết quả nghiên cứu có thể phân quá trình phát triển thành 2 thời kỳ (i) thời kỳ nghiên cứu cân bằng nước tự nhiên và (ii) cân bằng nước kinh tế. a. Cân bằng nước tự nhiên Các nghiên cứu cân bằng nước tự nhiên được tiến hành từ những năm 1950 đến đầu những năm 1975. Trong thời kỳ này, kế thừa các tiến bộ trong nghiên cứu qui luật khí tượng khí hậu của thế giới và hệ thống thiết bị quan trắc, ở nước ta mạng lưới quan trắc các đặc trưng khí tượng, thủy văn, hải dương, các hiện tượng thời tiết nguy hiểm như bão, dông, lũ ống, lũ quét, các hệ thống cảnh báo được thành lập nhằm nghiên cứu cân bằng nước với quy mô toàn lãnh thổ, miền, các khu vực. Chẳng hạn công trình nghiên cứu của GS. Ngô Đình Tuấn về chế độ dòng chảy của các sông suối Việt Nam. Tác giả đã đưa ra các khái niệm làm cơ sở cho việc lựa chọn các phương pháp nghiên cứu thích hợp. Sự hình thành dòng chảy trước hết đó là mối quan hệ giữa mưa và lớp dòng chảy tương ứng tại cửa ra của lưu vực, mối quan hệ giữa khí hậu và dòng chảy với 2 mùa khí hậu trong năm dẫn tới việc hình thành 2 mùa dòng chảy tương ứng và tác động của mặt đệm tới quá trình hình thành dòng chảy. Qua nghiên cứu và tổng kết các tác giả xếp thứ tự các nhân tố như sau: Hồ ao, đầm lầy, thổ nhưỡng, thảm rừng. Một trong các đóng góp có giá trị là đưa ra chỉ tiêu phân vùng thủy văn làm cơ sở cho việc xác lập cán cân nước theo vùng, địa phương và ô thủy văn [24]. Nghiên cứu căn nguyên quá trình hình thành dòng chảy trên các sông suối 33 nước ta, PTS Nguyễn Lại đã xuất phát từ các khái niệm về các quá trình thủy văn chịu sự chi phối của các quá trình synop vĩ mô trên toàn miền Đông á đồng thời với sự chi phối của điều kiện mặt đệm với mức độ khác nhau. Trên cơ sở đó xây dựng lý thuyết về kỳ dòng chảy sông ngòi gió mùa nhiệt đới Việt Nam. Tác giả đã đưa ra chỉ tiêu phân định kỳ dòng chảy “Đường tần suất dòng chảy của các kỳ kế cận nhau không được cắt nhau khi vẽ chúng trên cùng hệ tọa độ”. Hai công trình trên thực sự là các công trình nghiên cứu cơ bản làm cơ sở cho việc nghiên cứu cân bằng nước ở Việt Nam. Trong giai đoạn này công cụ chủ yếu nghiên cứu cân bằng nước tự nhiên là phương pháp tổng hợp địa lý kết hợp với một khối lượng khổng lồ các số liệu quan trắc về mưa, dòng chảy, bốc hơi. Một loạt các bản đồ hoàn lưu khí quyển, vùng khí hậu, bản đồ mưa, dòng chảy ra đời là các luận cứ khoa học giúp các nhà hoạch định chiến lược đưa ra các quyết định chính xác trên phạm vi toàn quốc. Tuy vậy do việc nghiên cứu còn gắn với địa giới hành chính cũng gây không ít khó khăn trong việc khai thác và sử dụng tài nguyên nước. b. Giai đoạn nghiên cứu cân bằng nước có gắn với bài toán kinh tế nước Khi nền kinh tế xã hội phát triển thì nhu cầu về nước ngày càng nhiều và yêu cầu chất lượng ngày càng cao. Do vậy việc nghiên cứu nguồn nước được tiến hành tỉ mỉ hơn. Đó là chương trình nghiên cứu tổng thể về cân bằng nước hệ thống sông suối Việt Nam như KC12, quy hoạch tổng thể đồng bằng sông Hồng, sông Cửu Long, Tây Nguyên, Đồng Nai, vùng núi phía Bắc [23]. Ngoài việc đánh giá tổng lượng, nhiều mô hình toán đã được quan tâm nghiên cứu, cải tiến và ứng dụng để dự tính sự thay đổi của nguồn nước ngắn hạn và dài kỳ. Một loạt các vấn đề như thủy văn – thủy lực hệ thống sông Hồng – Thái Bình, hệ thống sông Mekông, quy hoạch thủy lợi, hoàn chỉnh các hệ thống thủy nông đã được tiến hành. Về nghiên cứu sử dụng nguồn nước các hệ thống tưới, từ những năm 1960 chúng ta đã thành lập một mạng lưới các trạm, trại thí nghiệm ở các tình Hà Nội, Hà Tây, Hải Hưng, Thanh Hóa, Nghệ An, và sau năm 1975 là các trạm ở miền Trung và đồng bằng sông Cửu Long nhằm nghiên cứu về nhu cầu nước của cây trồng. Các nghiên cứu không dừng lại ở cây lúa nước mà còn nghiên cứu với nhiều loại cây 34 trồng cạn và hoa màu. Các viện nghiên cứu khoa học nông nghiệp, Viện nghiên cứu khoa học và kinh tế thủy lợi và các trường Đại học Nông nghiệp, Đại học Thủy lợi là những cơ quan hàng đầu nghiên cứu về lĩnh vực này. Các kết quả nghiên cứu đã chỉ ra rằng nước cần cho lúa từ 5500 m3/ha đến 6700 m3/ha, thay đổi tùy theo địa phương và theo mùa, trong khi nước cần cho cây trồng cạn phổ biến dưới 4000 m3/ha/vụ. Khi dịch chuyển mùa vụ với thời gian nhỏ hơn 10 ngày thì yêu cầu dùng nước của cây trồng cũng thay đổi từ 10 – 25%. Yêu cầu dùng nước của cây trồng có xu thế tăng lên khi áp dụng những loại cây trồng mới có năng suất cao. Một số kết quả nghiên cứu nhu cầu nước của cây trồng cạn như sau: Cà chua (250-340), bắp cải (230-240), đậu tương (230-290), thuốc lá (280-300), khoai tây (260-270) và cho lúa nước tóm tắt trong bảng 2.1. Bảng 2.1. Kết quả thực nghiệm về nhu cầu nước của lúa (mm) Địa điểm Thời gian Lúa chiêm Lúa mùa Đồng bằng sông Hồng 73-80 280-384 353-437 Vĩnh Phú 59-80 304-389 495-571 Hải Dương 60-65 300-386 475-589 Thường Tín 75-80 325-455 433-645 Thanh Hóa 58-62 311-382 437-588 Nghệ An 60-62 395-537 465-604 Trên cơ sở các số liệu thực nghiệm một số tác giả như Hà Học Ngô, Đào Thế Tuấn, Nguyễn Duy Tính, tập thể các nhà khoa học thuộc Viện nghiên cứu khoa học và kinh tế thủy lợi quốc gia đã kiểm định lại một số công thức phổ biến, xác định hệ số cây trồng Kc cho các vùng khí hậu khác nhau, đồng thời các tác giả cũng đề nghị một số công thức mới. Đối với cây trồng cạn, các kết quả nghiên cứu của FAO áp dụng vào điều kiện Việt Nam từ những năm 1970 – 1980 vẫn tỏ ra có hiệu quả cao. 2.2. các mô hình toán cân bằng nước Do yêu cầu phát triển tài nguyên nước lưu vực sông để đáp ứng được các yêu cầu về phát triển kinh tế - xã hội. Hiện nay trên thế giới đã tiến hành xây dựng các mô hình, hệ thống các mô hình để đánh giá tác động của con người, các điều kiện 35 mặt đệm tới tài nguyên nước. Có thể điểm qua một số mô hình đang được sử dụng rộng rãi trên thế giới như sau: 2.2.1. Hệ thống mô hình GIBSI [25, 31] Hệ thống mô hình GIBSI là một hệ thống mô hình tổng hợp chạy trên máy PC cho các kết quả kiểm tra tác động của nông nghiệp, công nghiệp, quản lý nước cả về lượng và chất đến tài nguyên nước. GIBSI có một ngân hàng dữ liệu (bao gồm cả các số liệu và các đặc trưng) về thuỷ văn, xói mòn đất, lan truyền hoá chất trong nông nghiệp và mô hình chất lượng nước và các thông số cơ bản của hệ thống. Mô hình GIBSI cũng có hệ thống thông tin địa lý GIS và phần mềm quản lý các dữ liệu có liên quan. Hệ thống mô hình GIBSI được áp dụng cho các lưu vực ở Canada có hệ sinh thái và tình hình phát triển công nghiệp, nông nghiệp, đô thị phức tạp như lưu vực Chaudiere ở Quebec có diện tích 6880 km2, trong đó rừng chiếm 63.2%, đất nông nghiệp 17.2%, bụi rậm 15.3%, đô thị 3.1%, mặt nước 1.2% diện tích lưu vực và dân số 180.000 người. Kết quả mô phỏng theo các kịch bản phát triển cho thấy các hoạt động chặt phá rừng làm cho lũ mùa xuân đến sớm hơn và nhiều nước hơn so với các lưu vực đối chứng. Kịch bản mô phỏng xử lý nước thải làm cho số lượng Coliform giảm dần và bền vững, lượng phốt-pho cũng giảm. Mô hình GIBSI cho khả năng dự báo các tác động của công nghiêp, rừng, đô thị, các dự án nông nghiệp đối với môi trường tự nhiên, có tác dụng cảnh báo các hộ dùng nước biết trước và tôn trọng các tiêu chuẩn về số lượng, chất lượng nguồn nước dùng. GIBSI có những mô hình bộ phận chủ yếu sau đây: - Mô hình thuỷ văn HYDROTEL; - Mô hình phân giải vật lý có hệ thống viễn thám, hệ thống thông tin địa lý (GIS); - Mô hình USLE dùng cho vận chuyển phù sa và xói mòn đất; - Mô hình lan truyền chất hoá học trong nông nghiệp dựa trên mô hình lan truyền ni-tơ, phốt-pho, thuốc trừ sâu: sử dụng một mô đun trong SWAT; - Mô hình chất lượng nước QUAL2E, mô hình chất lượng nước để mô phỏng các yếu tố: 36 + Độ khuyếch tán và hội tụ các chất hoà tan trong nước (chất gây ô nhiễm); + Sự phát triển loài tảo; + Chu trình của ni-tơ, phốt-pho; + Sự phân rã Coliform; + Làm thông khí; + Nhiệt độ của nước; 2.2.2. Chương trình Sử dụng nước (Water Utilization Project) [25, 31] Mô hình lưu vực và xây dựng hệ thống cơ sở dữ liệu là một hợp phần của Chương trình sử dụng nước của Uỷ hội sông Mê Kông. Kết quả chủ yếu của dự án này là “Hệ thống Hỗ trợ ra Quyết định (DSF)”, trong đó bao gồm hệ thống cơ sở dữ liệu, bộ mô hình lưu vực và các công cụ đánh giá tác động. Khi hoàn thiện WUP DSF sẽ được sử dụng để hỗ trợ trong việc xây dựng các nguyên tắc phân bổ nguồn nước giữa các nước trong lưu vực sông Mê Kông và hỗ trợ ra quyết định cho công tác quản lý lưu vực sông thông qua các đánh giá về ảnh hưởng của các kịch bản phát triển đến tài nguyên môi trường. Ba mô hình con trong Bộ mô hình lưu vực bao gồm: - Mô hình thuỷ văn (mưa - dòng chảy) (SWAT) cung cấp chuỗi dòng chảy đầu ra tại các nút trong hệ thống. Các số liệu này sẽ được sử dụng để đánh giá ảnh hưởng đến chế độ dòng chảy của lưu vực và các công tác quản lý môi trường, các kịch bản phát triển nguồn nước và các tiêu chuẩn vận hành. - Mô hình mô phỏng nguồn nước lưu vực (IQQM), mô phỏng các công trình thuỷ điện, tưới, chuyển nước và thu nước. Sử dụng các chuỗi số liệu mô phỏng và thực đo trong một hệ thống tổng thể với các kịch bản khác nhau để đưa ra một biện pháp tối ưu và dễ vận hành. - Mô hình thuỷ động lực học (ISIS) mô phỏng chế độ thuỷ văn, thuỷ lực vùng hồ Tonle Sap và hạ lưu Kratie, sông Mê Kông. 2.2.3. Mô hình BASINS [25, 31] Mô hình BASINS được xây dựng bởi Văn phòng Bảo vệ Môi trường (Hoa Kỳ). Mô hình được xây dựng để đưa ra một công cụ đánh giá tốt hơn và tổng hợp 37 hơn các nguồn phát thải tập trung và không tập trung trong công tác quản lý chất lượng nước trên lưu vực. Đây là một mô hình hệ thống phân tích môi trường đa mục tiêu, có khả năng ứng dụng cho một quốc gia, một vùng để thực hiện các nghiên cứu về nước bao gồm cả lượng và chất trên lưu vực. Mô hình được xây dựng để đáp ứng 3 mục tiêu:  Thuận tiện trong công tác kiểm soát thông tin môi trường;  Hỗ trợ công tác phân tích hệ thống môi trường;  Cung cấp hệ thống các phương án quản lý lưu vực; Mô hình BASINS là một công cụ hữu ích trong công tác nghiên cứu về chất và lượng nước. Với nhiều mô đun thành phần trong hệ thống, thời gian tính toán được rút ngắn hơn, nhiều vấn đề được giải quyết hơn và các thông tin được quản lý hiệu quả hơn trong mô hình. Với việc sử dụng GIS, mô hình BASINS thuận tiện hơn trong việc biểu thị và tổ hợp các thông tin (sử dụng đất, lưu lượng các nguồn thải, lượng nước hồi quy, ... ) tại bất kỳ một vị trí nào. Các thành phần của mô hình cho phép người sử dụng có thể xác định ảnh hưởng của lượng phát thải từ các điểm tập trung và không tập trung. Tổ hợp các mô đun thành phần có thể giúp cho việc phân tích và quản lý lưu vực theo hướng: - Xác định và thứ tự ưu tiên các giới hạn về môi trường nước; - Đặc trưng các nguồn thải và xác định độ lớn cũng như tiềm năng phát thải. - Tổ hợp các lượng thải từ các điểm nguồn tập trung và không tập trung và quá trình vận chuyển trên lưu vực cũng như trên sông. - Xác định và so sánh các giá trị tương đối của các chiến lược kiểm soát ô nhiễm. - Trình diễn và công bố trước công chúng dưới dạng các bảng biểu, hình vẽ và bản đồ. Mô hình BASIN bao gồm các mô hình thành phần sau: - Các mô hình trong sông:  QUAL2E, phiên bản 3.2, là mô hình chất lượng nước. - Các mô hình lưu vực: 38  WinHSPF là một mô hình lưu vực dùng để xác định nồng độ các chất thải từ các nguồn thải tập trung và không tập trung trong sông.  SWAT là một mô hình dựa trên cơ sở vật lý được xây dựng để dự đoán ảnh hưởng của các hoạt động sử dụng đất trên lưu vực đến chế độ dòng chảy, xác định lượng bùn cát và các các chất hoá học dùng trong nông nghiệp trên toàn lưu vực. - Các mô hình lan truyền:  PLOAD, là một mô hình lan truyền chất ô nhiễm, PLOAD xác định các nguồn thải không tập trung trung bình trong một khoảng thời gian nhất định. Các chức năng của mô hình BASIN cho phép người sử dụng có thể trình diễn, xuất dữ liệu và thực hiện các phân tích theo các mục tiêu khác nhau. Mô hình BASIN được sử dụng rộng rãi ở Mỹ, nó thuận tiện trong việc lưu trữ và phân tích các thông tin môi trường, và có thể sử dụng như là một công cụ hỗ trợ ra quyết định trong quá trình xây dựng khung quản lý lưu vực. 2.2.4. Mô hình hệ thống đánh giá và phát triển nguồn nước WEAP[25, 31] WEAP (Water Evaluation and Planning System) là một mô hình kết hợp giữa việc mô phỏng hệ thống và các chính sách cần áp dụng cho lưu vực. WEAP dựa trên nguyên tắc tính toán cân bằng giữa các nhu cầu của các dạng sử dụng nước, giá thành và hiệu quả của các công trình cấp nước và cơ sở phân bổ nguồn nước, với nguồn nước cung cấp bao gồm nước mặt, nước ngầm, nước hồ chứa và các vận chuyển nguồn nước. WEAP còn phân tích các thử nghiệm về các phương án phát triển và quản lý nguồn nước. WEAP là một mô hình toàn diện, đơn giản, dễ sử dụng và có thể xem là công cụ trợ giúp cho các nhà lập kế hoạch. Là một cơ sở dữ liệu, WEAP cung cấp một hệ thống các thông tin về nhu cầu và khả năng cấp nước trong lưu vực. Là một công cụ dự báo, WEAP đưa ra các dự đoán về các nhu cầu về nước, khả năng cung cấp nước, dòng chảy và lượng trữ, tổng lượng ô nhiễm và cách xử lý. Là một công cụ phân tích chính sách, WEAP đánh giá các phương án phát triển và quản lý nguồn nước, và xem xét theo quan điểm cạnh tranh đa phương giữa các hộ dùng nước trong hệ thống. Vận hành dựa trên tính toán cân bằng nước, WEAP có khả năng áp dụng cho 39 các hệ thống nông nghiệp và đô thị, các lưu vực đơn hay hệ thống lưu vực sông. Hơn nữa, WEAP có thể được sử dụng để đáp ứng nhiều mục tiêu khác nhau: phân tích nhu cầu của các ngành, bảo tồn nguồn nước, xác định thứ tự ưu tiên phân bổ nguồn nước, mô phỏng dòng chảy mặt và dòng chảy ngầm, vận hành hồ chứa, vận hành phát điện, kiểm soát ô nhiễm, đảm bảo môi trường sinh thái và phân tích kinh tế. WEAP đã được áp dụng trong nhiều dự án trên thế giới trong công tác quản lý tổng hợp tài nguyên nước, bao gồm: - Trung Quốc: xây dựng các kịch bản hỗ trợ công tác phân bổ nguồn nước giữa các hộ sử dụng; - Châu Phi: các dự án liên quan đến phát triển nguồn nước; - Trung Đông: xây dựng các phương án phát triển nguồn nước và các kịch bản phân bổ nguồn nước ở Isrel và Palestin; - ấn Độ và Nêpal: các phương án khai thác và bảo vệ nuồn nước trong các điều kiện khác nhau; - California, Mỹ: Đánh giá ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến hệ sinh thái; 2.2.5. Bộ mô hình MIKE (DHI) [25, 31, 34] Viện Thuỷ lực Đan Mạch (DHI) xây dựng các phần mềm để đánh giá và phân tích các vấn đề về chất lượng và số lượng nước, đây là các phần mềm hữu ích trong công tác lập kế hoạch phát triển và quản lý nguồn nước theo quan điểm bền vững. Phần mềm MIKE BASIN với giao diện ArcView GIS là một mô hình mô phỏng nguồn nước lưu vực sông. MIKE BASIN đòi hỏi với một số lượng số liệu không nhiều, với các mô đun tính toán đơn giản để đưa ra các kịch bản tính toán các biến đổi của các đặc trưng dòng chảy theo không gian và thời gian, xác định các nhu cầu dùng nước, vận hành hồ chứa đa mục tiêu, công trình chuyển nước và đánh giá chất lượng nước. MIKE BASIN sử dụng giao diện GIS để tổ hợp cơ sở dữ liệu, xác định lưu vực, và trình diễn kết quả một cách thuận lợi cho người sử dụng. Ngoài các bộ mô hình như đã nêu ở trên, hiện nay trên thế giới còn có rất nhiều các mô hình riêng biệt khác, mà tuỳ thuộc và mục đích sử dụng và phạm vi nghiên cứu có thể lựa chọn các mô hình thích hợp. 40 Trong luận văn này, mô hình MIKE BASIN với các tính năng vượt trội về xử lý số liệu gắn với GIS, đa dạng về số liệu đầu vào, giao diện dễ sử dụng, đã được lựa chọn làm công cụ để tính cân bằng nước cho lưu vực sông Thạch Hãn. 2.3. Giới thiệu mô hình MIKE BASIN [25, 34] 2.3.1 Giới thiệu chung Mô hình MIKE BASIN là một công cụ cân bằng giữa nhu cầu về nước và nước có sẵn theo cách tối ưu nhất giúp cho công tác quy hoạch lưu vực sông tổng hợp và quản lý tài nguyên nước do Viện Thủy lực Đan Mạch (DHI) xây dựng, đây là một mô hình toán học thể hiện một lưu vực sông bao gồm cấu hình của các sông chính và các sông nhánh, các yếu tố thủy văn của lưu vực theo không gian và theo thời gian, các công trình, hệ thống sử dụng nước hiện tại và tương lai và các phương án sử dụng nước khác nhau. Mô hình này đang được nhiều nước trên thế giới và các tổ chức quốc tế sử dụng. MIKE BASIN được xây dựng theo kiểu mô hình mạng lưới, trong đó sông và các nhánh hợp lưu chính được biểu diễn bằng một mạng lưới bao gồm các nhánh và các nút. Các nhánh được thể hiện bằng các đoạn sông riêng biệt, còn các nút thể hiện các tiểu hợp lưu hoặc các vị trí mà tại đó các hoạt động liên quan đến phát triển nguồn nước có thể diễn ra như điểm của dòng chảy hồi quy từ các khu tưới, hoặc là điểm hợp lưu giữa hai hoặc nhiều sông, suối hoặc tại các vị trí quan trọng cần có kết quả của mô hình. Quan niệm toán học trong mô hình MIKE BASIN là tìm các lời giải ổn định cho mỗi bước thời gian. Có thể dùng Mike Basin để tìm các giá trị điển hình đối với số lượng và chất lượng nước trong hệ thống biến đổi chậm. Ưu điểm của MIKE BASIN là cho phép vạch ra nhiều kịch bản khác nhau. Sai số do nhiều giải pháp tính tạo ra không đáng kể khi bước thời gian của quá trình không nhỏ hơn thời gian mô phỏng. MIKE BASIN được chạy dựa trên phần mềm ArcView GIS, để các thông tin GIS có thể bao hàm trong mô phỏng tài nguyên nước. Mạng lưới sông và các nút cũng được soạn thảo trong ArcView. Mô hình hoạt động trên cơ sở một mạng lưới sông được số hóa và các thiết lập trực tiếp trên màn hình máy tính trong ArcView GIS. Tất cả các thông tin về mạng lưới sông, vị trí các hộ dùng nước, hồ chứa, cửa lấy nước, các yêu cầu về chuyển dòng, dòng hồi quy đều được xác định trực tiếp từ các giao diện trên màn hình. 41 Mễ HèNH Mễ PHỎNG SỬ DỤNG NƯỚC Mễ HèNH HỒ CHỨA Mễ HèNH TƯỚI DỮ LIỆU HỒ CHỨA SỐ LIỆU KHÍ TƯỢNG SỐ LIỆU VỀ CẤP NƯỚC VÀ TƯỚI Mễ PHỎNG CHUỖI THỜI GIAN DềNG CHẢY THỰC HIỆN CÁC VẬN HÀNH HỒ CHỨA VÀ HỆ THỐNG TƯỚI Mễ PHỎNG MẠNG LƯỚI CHUỖI SỐ LIỆU THỦY VĂN Hình 2.2. Khái niệm của MIKE BASIN về lập mô hình phân bổ nước Trên thực tế, có nhiều hộ sử dụng sẽ lấy nước từ cùng một nguồn cấp. Trong khái niệm mô hình mạng MIKE BASIN, tình huống này được mô phỏng bằng một điểm nút mà các hộ sử dụng này sẽ kết nối đến. Trong trường hợp thiếu nước, sẽ nảy sinh mâu thuẫn về cách phân bổ nguồn nước có sẵn tại một điểm cấp nước cho những hộ sử dụng kết nối đến điểm đó. Yêu cầu đặt ra là phải có một nguyên tắc để giải quyết vấn đề phân bổ nước. Mô hình MIKE BASIN có thể giải quyết vấn đề phân bổ nước với hai nguyên tắc cơ bản, ưu tiên cục bộ và toàn bộ. Nguyên tắc ưu tiên cục bộ nghĩa là vấn đề phân bổ nước thường được giải quyết xem xét đến các điểm nút lân cận có kết nối trực tiếp. Nguyên tắc ưu tiên toàn bộ sử dụng chủ yếu trên diện lưu vực sông ở đó người sử dụng có quyền ưu tiên, tức là quyền về nước được xác định khi thiết lập. Trong những lưu vực sông như vậy, người sử dụng ở thượng lưu cũng không thể khai thác được vị trí địa lý của họ. Trong MIKE BASIN, thuật toán ưu tiên toàn bộ được thực hiện bởi một bộ những nguyên tắc. Các loại nguyên tắc khác nhau sẽ được xác định. Nguyên tắc có ảnh hưởng ít nhất là đến nút mà chúng được ấn định nguyên tắc và có thể đến một nút thứ hai, điểm khai thác trước. Nhiều nguyên tắc sử dụng có thể được áp dụng cho cùng một hộ dùng nước, không nhất thiết phải theo một thứ tự ưu tiên. Ví dụ, hộ dùng nước có thể có quyền ưu tiên cao đối với mức cấp nước tối thiểu cần thiết, và quyền ưu tiên rất thấp đối với cấp nước bổ sung. Đối với một hộ dùng nước cụ thể, nhiều nguyên tắc có thể áp dụng cho một điểm khai thác riêng lẻ (nút trên sông) hoặc cho các điểm nút khác. Cơ chế ưu tiên toàn bộ không tính đến độ trễ trong 42 dòng chảy (diễn toán, diễn biến nước ngầm). Trong cơ chế ưu tiên cục bộ, ưu tiên rất nghiêm khắc đối với nước mặt. Chức năng Supply Node cho phép xác định đặc tính trong đó yêu cầu nhập nhu cầu nước tại nút của người sử dụng. Nút đầu tiên trong danh sách sẽ nhận được toàn bộ nước theo nhu cầu của nó (nếu có nước) trước khi nút thứ hai được tính đến. Nút thứ hai này sẽ nhận được toàn bộ số nước theo nhu cầu (nếu còn nước sau khi nút đầu tiên nhận được đủ nước của mình), và cứ như vậy cho đến nút cuối cùng. Bất kỳ lượng nước còn lại nào chảy vào một điểm nút hạ lưu riêng lẻ hoặc khi không có các điểm nút này thì được cho là để lại trên diện tích của mô hình. Đối với nước ngầm, tất cả người sử dụng phải có cùng một ưu tiên. Họ nhận được cùng một lượng. Khái niệm lập mô hình tổng thể của MIKE BASIN là tìm giải pháp tĩnh cho mỗi bước thời gian. Theo đó, đầu vào bước thời gian và kết quả được giả định là có chứa các giá trị trung bình thông lượng trong bước thời gian tính toán. Sự xấp xỉ trong giải pháp tĩnh sẽ có sai số lớn khi tỷ lệ thời gian của quá trình không ít hơn bước thời gian của mô phỏng. Một ví dụ điển hình về yêu cầu bước thời gian nhỏ đó là mô phỏng hồ chứa, đặc biệt là thuỷ điện. Lượng điện tạo ra phụ thuộc vào mực nước phát điện trong hồ, do đó nếu mực nước thay đổi nhiều trong một bước thời gian, kết quả tính toán sẽ ở độ xấp xỉ kém. Hình 2.3. Bố trí phác hoạ mô hình lưu vực sông trong MIKE BASIN Do giả thuyết xấp xỉ, MIKE BASIN phù hợp nhất được sử dụng để tìm giá trị “điển hình” cho lượng nước và chất lượng nước trong một hệ thống thay đổi chậm 43 (ví dụ chu kỳ hàng năm của các tháng). Mô hình MIKE BASIN đã thực hiện được việc đánh giá nguồn nước của lưu vực, ảnh hưởng của các hệ thống lấy nước hiện trạng và đánh giá tác động của các công trình cũng như của các khu tưới lên nguồn nước cho các phương án và các giai đoạn phát triển thủy lợi trong tương lai. 2.3.2. Số liệu đầu vào cho mô hình a) Thông số tổng quan - Vị trí các hồ chứa - Thông số cho mỗi lưu vực - Diện tích các lưu vực - Hệ số nước hồi quy b) Thông số nhánh sông - Thông số diễn toán MUSKINGUM - Thông số hồ đập - Thời gian trễ, mực nước hoặc quan hệ Q ~ H c) Thông số đối với các hộ dùng nước - Nhu cầu dùng nước - % triết giảm dòng chảy ngầm - Tốc độ dòng chảy hồi quy - Chuỗi thời gian nước hồi quy đối với nút tưới - Vị trí dòng chảy hồi quy - Nồng độ chất thải (nếu có tính toán chất lượng nước) d) Thông số hồ chứa - Điều kiện ban đầu (mực nước) - Quy tắc điều khiển - Quan hệ Z~F~V - Chuỗi mưa rơi 44 - Chuỗi bốc hơi - Liên kết với người sử dụng - Liên kết với hạ lưu e) Thông số cho các điểm tách dòng - Thông số tách dòng 2.3.3. Kết quả của mô hình Mô hình cho phép xuất ra kết quả đa dạng và nhiều yếu tố nhưng trong luận văn chỉ dùng các kết quả chính như: - Nhu cầu nước cấp cho tưới - Nhu cầu nước cấp cho các hộ dùng nước - Mức đảm bảo 45 Chương 3 áp dụng mô hình mike basin tính toán cân bằng nước hệ thống lưu vực sông thạch hãn 3.1 Hiện trạng dùng nước trên lưu vực 3.1.1. Tài liệu nhu cầu dùng nước Các tài liệu được sử dụng để tính toán nhu cầu dùng nước trên lưu vực sông Thạch Hãn tỉnh Quảng Trị bao gồm: - Niên giám thống kê tỉnh Quảng Trị năm 2007 [2], cung cấp các số liệu về dân số, diện tích gieo trồng các loại cây lương thực, cây công nghiệp và cây ăn quả, số lượng gia súc và gia cầm, diện tích nuôi trồng thuỷ sản, tình hình phát triển công nghiệp, du lịch và thương mại. - Hệ thống chỉ tiêu định mức dùng nước được Nhà nước Việt Nam ban hành: Tiêu chuẩn Việt Nam về chỉ tiêu dùng nước và chất lượng nước (TCVN - 1995) [1]; Tiêu chuẩn định mức dùng nước trong nông nghiệp và công nghiệp thực phẩm năm 1990 [3]; Tiêu chuẩn dùng nước của Viện quy hoạch thuỷ lợi JNN – 2002 [4]. - Các tài liệu khí tượng thủy văn: lưu lượng trạm Rào Quán, lượng mưa tháng các trạm từ năm 1978 – 2006 3.1.2. Hiện trạng các hộ sử dụng nước trên lưu vực sông Thạch Hãn a. Cấp nước sinh hoạt đô thị và nông thôn - Thị xã Đông Hà đang sử dụng nguồn nước mặt trên sông Vĩnh Phước với công suất 15000 m3/ng.đêm; với công suất này mới đảm bảo cấp cho 60% số dân sống trong thị xã. Nguồn nước cấp không ổn định vì dựa vào lưu lượng cơ bản của sông Vĩnh Phước. Các thị trấn nhỏ như Hướng Hoá, Đakrông, Cam Lộ, ái Tử đều có hình thức cấp tập trung nhưng cũng mới chỉ ở khối cơ quan huyện với tiêu chuẩn 50 l/người/ngày bằng nguồn nước ngầm tại chỗ, quy mô mỗi điểm cấp cho từ 200-300 người. Hiện tại đang xây dựng nhà máy nước tại Gio Linh lấy nước ngầm với công suất 15.000 m3/ngày đêm cấp cho Đông Hà và Gio Linh [6]. 46 Hầu hết người dân đều sử dụng nguồn nước tự nhiên (nước mặt, nước ngầm). Theo chương trình nước sạch nông thôn của tỉnh Quảng Trị hiện nay đã cung cấp được nguồn nước sạch cho 30% số dân nhưng tập trung chủ yếu ở vùng đồi núi. Vùng ven biển nơi nước ngầm tầng sâu bị nhiễm mặn chưa cấp nước cho dân được, vẫn nhờ vào nguồn nước từ các kênh mương thấm xuống tầng nông. Công tác cấp nước công nghiệp dân sinh, đô thị tập trung không phải là mới mẻ nhưng nó mới khởi đầu và còn nhiều vẫn đề cần đầu tư, từ tạo nguồn, thiết bị nâng đàu nước, dẫn và phân phối nước. Trong đó vấn đề tạo nguồn là cơ bản. Việc cấp nước ở nông thôn theo quy mô công nghiệp hiện nay chưa đặt ra, chủ yếu là lấy trực tiếp nước mặt ở sông và giếng khơi từ nguồn nước ngầm sẵn có. b. Cấp nước công nghiệp Trong vùng dự án các điểm công nghiệp hầu hết tập trung tại thị xã Đông Hà và đoạn đầu đường 9 [6]. Công nghiệp ở đây chủ yếu là vật liệu xây dựng (xi măng) và công nghiệp lắp máy. Hiện đã cấp nước công nghiệp: - Cụm công nghiệp thị xã Đông Hà sử dụng chung với cấp nước sinh hoạt với lượng sử dụng hiện tại 1500 m3/ngày đêm. Cho đến nay nước cấp cho công nghiệp ở đây khá ổn định, đảm bảo số lượng và chất lượng. - KCN đường 9: các ngành chủ yếu ưu tiên phát triển trong khu công nghiệp này là sản xuất vật liệu xây dựng gồm: sản xuất xi măng, CN xay, nghiền đá, CN bê tông đúc sẵn với diện tích KCN 700 ha. - KCN Nam Đông Hà - ái Tử: các ngành nghề ưu tiên phát triển gồm CN cơ khí, CN lắp ráp, sửa chữa, CN chế biến lâm sản. Tổng diện tích cho phát triển các khu công nghiệp này khoảng 600 ha. - KCN Cửa Việt: Các ngành nghề ưu tiên phát triển trong KCN này là chế biến hải sản, nông sản, CN chế biến Silicát, CN đóng tàu và sửa chữa tàu thuyền. Tổng diện tích sử dụng khoảng 500 ha. - KCN Khe Sanh: Ưu tiên phát triển chế biến cà phê, CN chế biến cao su, CN chế biến hoa quả và chế biến mía đường với tổng diện tích sử dụng cho khu công nghiệp khoảng 200 ha. Deleted: -fê 47 Việc cấp nước cho các ngành công nghiệp hiện nay vẫn chưa được chú trọng vì chúng chiếm một tỷ lệ nhỏ trong nhu cầu sử dụng nước toàn tỉnh. c. Cấp nước thuỷ sản Vùng nghiên cứu có bờ biển dài 24 km song chưa có cảng cá và cơ sở chế biến hải sản ở quy mô lớn. Chủ yếu chỉ ở mức hợp tác xã đánh bắt thuỷ sản với số lượng tầu lớn có khả năng hạn chế, hoạt động gần bờ là chủ yếu và các xí nghiệp chế biến hải sản quy mô nhỏ hoạt động theo thời vụ với số lượng công nhân dưới 200 người (như nhà máy chế biến thuỷ sản Cửa Việt) [7]. Hiện nay việc nuôi trồng thuỷ sản còn mang tính chất cá thể, nuôi quảng canh, nguồn nước ngọt phục vụ cho nuôi trồng thuỷ sản chưa được quan tâm đúng mức nên năng suất và chất lượng chưa cao. Qua thống kê nêu trên thấy rõ tiềm năng phát triển thuỷ sản của tỉnh nói chung và của vùng nghiên cứu nói riêng là cao, song mức độ khai thác còn hạn chế. Để phát huy tiềm năng cần có sự đầu tư thích đáng và có quy mô hơn. d. Cấp nước cho dịch vụ và du lịch Ngành này trong vùng còn chưa phát triển. Dịch vụ chủ yếu trong vùng là phục vụ sản xuất nông nghiệp như sửa chữa công cụ lao động, cung cấp vật tư và bao tiêu sản phẩm cho sản xuất nông nghiệp [9]. Phát triển kinh tế dịch vụ là xu hướng ngày càng gia tăng gắn liền với quá trình phát triển kinh tế - xã hội theo hướng công nghiệp hoá - hiện đại hoá. Hướng phát triển là đẩy nhanh tốc độ tăng trưởng của ngành với sự tham gia của các thành phần kinh tế. Chú trọng phát triển dịch vụ thương mại gắn liền với hiện đại hoá cơ sở hạ tầng. Hiện nay khu thương mại Lao Bảo với diện tích 110 ha đã đi vào hoạt động. Trên địa bàn huyện Đakrông dự kiến xây dựng khu du lịch nghỉ dưỡng ở suối nước nóng Đakrông, xây dựng tu bổ các điểm tham quan du lịch như: chiến khu Ba Lòng, khu nhà người Pacô ở Tà Rụt, làng văn hoá Phú Thiềng ở Mò ó, các du lịch sinh thái ở Tà Long.. Tại Quảng Trị các di tích lịch sử như thành cổ Quảng Trị, thánh địa La Vang, khu du lịch sinh thái Trà Lộc ở Hải Lăng. Hiện nay các nhu cầu dùng nước cho du lịch và dịch vụ chưa được chú trọng, còn dựa vào nguồn cấp nước chung theo định mức dân cư. 48 e. Cấp nước cho nông nghiệp Nông nghiệp là hộ sử dụng nước chính. Theo phương hướng phát triển kinh tế xã hội của tỉnh Quảng Trị và của các huyện trong vùng đến năm 2010 thì: các địa phương sẽ tập trung cao độ cho vùng chuyên canh, tăng diện tích lúa 2 vụ chủ động được nước tưới tạo ra năng suất cao, chất lượng tốt. Không mở rộng diện tích trồng lúa ở những nơi không chủ động được nguồn nước tưới. Phấn đấu tạo ra giá trị hàng hoá cao trên 1 đơn vị diện tích canh tác bằng việc chuyển đổi cơ cấu cây trồng. Trên vùng gò đồi và vùng núi thấp tiếp tục mở rộng và thâm canh cây công nghiệp dài ngày. Diện tích trồng lúa ở vùng ven biển không chủ động được nước tưới hoặc năng suất thấp có thể chuyển sang nuôi trồng thuỷ sản [13]. Trên cơ sở tiềm năng đất đai, nguồn nước trên địa bàn tỉnh bố trí sản xuất cây trồng cạn theo các vùng có quy mô tập trung như sau: - Vùng trồng cây công nghiệp dài ngày ở vùng đồi các huyện: Hướng Hoá, Đakrông. - Vùng cây màu lương thực tập trung ở đồng bằng và vùng đồi thấp của các huyện Triệu Phong, Gio Linh, Đakrông, Hải Lăng. - Quy hoạch cây CNNN chủ yếu cho các loại cây như lạc, ớt ở các huyện Gio Linh, Đakrông, Cam Lộ, Triệu Phong. - Vùng cát ven biển đến năm 2010 sẽ phấn đấu khai thác được gần 3.000 ha trồng cây trồng cạn như lạc, dưa, khoai. Hiện nay trong vùng cát của huyện Hải Lăng và Triệu Phong đã và đang làm mô hình thí điểm trồng cây trồng cạn trên cát và đang có hiệu quả tích cực. Song song với việc mở rộng diện tích và chuyển đổi cơ cấu cây trồng, vấn đề cấp nước tưới và chọn giống cây trồng được ưu tiên hàng đầu nhằm tăng năng suất cây trồng. Phấn đấu đến năm 2010 năng suất lúa Đông Xuân từ 48-50 tạ/ha, lúa Hè Thu 38 - 42 tạ/ha. Có thế mới đảm bảo an toàn lương thực và phát triển chăn nuôi như định hướng kinh tế của tỉnh Quảng Trị đã đề ra. Hiện tại ngành chăn nuôi chưa phát triển với đúng tiềm năng của nó. Nguyên nhân chính là chính sách đầu tư trong thời gian qua còn nhiều hạn chế, do đó tỷ trọng chăn nuôi trong cơ cấu giá trị của ngành nông nghiệp còn rất thấp. Các công trình cấp nước cho nông nghiệp để đáp ứng các nhu cầu tưới tiêu đã 49 được đầu tư đáng kể là các hệ thống thuỷ nông, các hồ chứa, các trạm bơm tưới tiêu, các hệ thống kênh rạch, tuy vậy do thiết kế và vận hành độc lập nên hiệu quả phát huy chưa cao. Nhu cầu dùng nước của ngành nông nghiệp sẽ được trình bày chi tiết hơn ở phần sau. f. Cấp nước cho lâm nghiêp Tích cực bảo vệ, quản lý và phát triển vốn rừng, tăng tốc độ che phủ đất trống đồi núi trọc ở những nơi có điều kiện với phương châm trồng rừng phòng hộ xung yếu, rừng đặc dụng, khu bảo tồn tự nhiên cho chương trình 327 nhằm tăng cường khả năng phòng hộ của rừng, chống xói mòn, giữ nước, bảo vệ tốt các công tình thuỷ lợi; cải tạo môi trường sinh thái, giảm nhẹ thiên tai cho vùng đồng bằng (chống cát bay, cát lấp, bão cát…); sử dụng có hiệu quả đất đai còn hoang hoá [8]. Rừng được tưới chủ yếu do mưa và quá trình tích luỹ ẩm, điều tiết của bản thân rừng. Chưa có công trình nào phục vụ lâm nghiệp. g. Ngăn và đẩy mặn hạ du, giao thông thuỷ Để ngăn mặn xâm nhập vào sông Cánh Hòm hai cống ngăn mặn là Cống Xuân Hoà, cống Mai Xá đã được xây dựng trên hai đầu sông nối với sông Bến Hải và sông Thạch Hãn. Để ngăn mặn xâm nhập theo sông Vĩnh Phước một đập tạm đã được nhân dân đắp lên. Hàng năm vào mùa lũ đập này được phá bỏ nhằm tiêu thoát lũ, vào mùa kiệt đập lại được đắp lên để ngăn mặn. Ngoài ra để ngăn mặn nhiều cống nhỏ ven sông Thạch Hãn đã được xây dựng Sông Thạch Hãn đổ trực tiếp ra biển qua cửa Việt. Sông Thạch Hãn do dòng chảy mùa kiệt lấy hết vào hệ thống tưới nên lưu lượng trả lại cho dòng chính không có. Vì vậy về mùa kiệt, mặn xâm nhập sâu. Trên sông Thạch Hãn có năm mặn lên tới gần chân Đập Trấm gây ảnh hưởng lớn cho môi trường hạ du đập và việc lấy nước phục vụ sản xuất và sinh hoạt. Tại Đông Hà đã quan trắc được độ mặn trung bình là 2,4%o, lớn nhất đạt 7,1%o và thấp nhất đạt 0,1%o. Tại ngã ba Gia Độ, độ mặn trung bình là 4,9%o, lớn nhất đạt 9,6%o, thấp nhất 0,1%o. Còn tại Cửa Việt độ mặn trung bình lớn nhất đạt 13,5%o và đạt trung bình là 9,3%o, thấp nhất 4,4%o.Tại cửa sông, chênh lệch độ mặn giữa mặt, đáy, giữa không lớn; nhưng càng vào sâu vào đất liền thì độ mặn trên mặt nhỏ, độ mặn đáy là lớn nhất. 50 Vấn đề bảo vệ môi trường, đảm bảo giao thông thuỷ và ngăn mặn hạ du còn rất tự phát. Chưa chủ động giữ nước phục vụ vấn đề này theo tiêu chí phát triển bền vững, nhằm tránh suy kiệt nguồn nước. h. Phòng chống lũ lụt và tiêu thoát nước Tiêu thoát trong vùng chủ yếu dựa trên các trục sông suối, rạch tự nhiên như sông Cánh Hòm, sông Thạch Hãn,... Các trục tiêu tự nhiên trên bảo đảm tiêu thoát cho vùng; tuy nhiên khi lũ chính vụ xảy ra lại gặp triều cường khả năng tiêu thoát bị hạn chế đáng kể. Để chống lũ trong vùng đã xây dựng hệ thống đê, kè ven sông Thạch Hãn. Cao trình và mặt cắt ngang các tuyến đê trên đã tương đối đảm bảo chống lũ tiểu mãn và lũ sớm bảo đảm ăn chắc lúa Hè Thu. Chất lượng đê: các tuyến đê cửa sông đều đi qua các vùng địa chất có nền yếu, đặc biệt là tuyến tuyến Hữu Thạch Hãn từ K2  K5, địa chất nền là đất cát pha. Hiện tượng thẩm lậu và trôi đất thường xảy ra do thiếu kinh nghiệm nên chưa có biện pháp khắc phục triệt để. Các tuyến kè trong vùng đều ổn định và phát huy tác dụng. Các công trình tiêu thoát, chống lũ chưa được tính toán quy hoạch nên có xây dựng được một số cống, trạm bơm nhưng chỉ có tính chất cục bộ. Các sông Thạch Hãn, Cam Lộ, Vĩnh Phước.. . là những sông tải lũ lớn của vùng lại chưa được nghiên cứu quy hoạch vì vậy phần chống lũ vẫn còn bỏ ngỏ. Hiện nay, để tránh lũ chính vụ, địa phương đã chuyển vụ mùa sang vụ Hè Thu. Tuy vậy, vấn đề lũ tiểu mãn, lũ sớm chưa được phòng chống triệt để nên vẫn còn nhiều diện tích bị úng. 3.2. Cân bằng nước lưu vực sông Thạch Hãn bằng mô hình MIKE BASIN Muốn khai thác sử dụng hợp lý tài nguyên nước trên lưu vực cần phải nghiên cứu bài toán cân bằng nước hệ thống. Bởi vì, kết quả của bài toán cân bằng nước hệ thống sẽ cho biết lượng nước đến có đủ hay còn thiếu so với nhu cầu dùng nước, từ đó tìm được phương án khai thác, sử dụng hợp lý tài nguyên nước trên lưu vực. Để nghiên cứu cân bằng nước hệ thống, trước hết phải phân vùng cân bằng nước, xác định lượng nước đến, nước sinh thái và nhu cầu nước, từ đó tìm công nghệ cân bằng nước hệ thống thích hợp. Cân bằng nước hệ thống bao gồm cân bằng số lượng nước và cân bằng chất 51 lượng nước. Trên lưu vực sông Thạch Hãn, chất lượng nước hiện nay và trong tương lai gần có thể vẫn còn đang sạch. Mặt khác các tài liệu thu thập được để phân tích và tính toán hiện có chưa đầy đủ, quá trình điều tra đo đạc chưa đáp ứng yêu cầu bài toán cân bằng chất lượng nước. Vì vậy, luận văn chỉ xét đến bài toán cân bằng nước hệ thống về số lượng nước. Để tiến hành tính toán cân bằng nước cho hệ thống, yêu cầu đối với mô hình MIKE BASIN bao gồm đã được giới thiệu ở phần trên. Cụ thể là xác định dòng chảy đến và nhu cầu sử dụng nước tại các nút tính toán. Nút này đặc trưng cho tài liệu đầu vào của từng khu cần tính toán cân bằng. 3.2.1. Phân vùng tính cân bằng nước a. Nguyên tắc phân vùng Trên quan điểm cần quản lý tài nguyên nước theo lưu vực sông, các tính toán trong luận văn này đều được tiến hành cho các vùng (các lưu vực con hay các khu cấp nước độc lập). Cụ thể là:  Dựa trên đặc điểm tự nhiên, sự phân cắt của địa hình tạo nên các khu có tính độc lập tương đối được bao bọc bởi các dòng sông hoặc các đường phân thủy.  Căn cứ theo ranh giới hành chính được xem xét theo góc độ quản lý nhà nước và quản lý khai thác hệ thống công trình thủy lợi.  Khu và tiểu khu thủy lợi được hình thành vừa là một hộ dùng nước trong hiện tại đồng thời sẽ là một hộ dùng nước trong tương lai.  Khu và tiểu khu thủy lợi có đủ điều kiện để xác định các nút lấy nước, thoát nước, xả nước... góp phần xây dựng được sơ đồ phát triển nguồn nước toàn lưu vực.  Các vùng đều có tính độc lập tương đối trong quản lý khai thác tài nguyên nước, và có liên hệ với các khu, tiểu khu khác trên cơ sở khung trục.  Theo các vùng cây trồng có tính chất khác nhau như lúa, cây trồng cạn và cây công nghiệp. 52 b. Các vùng cân bằng nước Dựa vào bản đồ số độ cao DEM, bản đồ mạng lưới sông suối, bản đồ quy hoạch sử dụng đất, bản đồ quy hoạch phân vùng tưới [12] trên mô hình MIKE BASIN tiến hành phân chia lưu vực sông Thạch Hãn. Toàn bộ lưu vực sông Thạch Hãn được chia ra thành 12 khu chính thể hiện trong hình 3.1. Cụ thể: 1. Khu Đakrông (Ký hiệu là CI1) Bao gồm các xã A Ngo, A Bung, A Vao, Tà Rụt, Húc Nghỉ, Tà Long, Ba Nang, Đakrông thuộc huyện Đakrông. Một phần xã Húc thuộc huyện Hướng Hóa với diện tích là 751 km2. Dân số năm 2007 là 22.074 người. Hiện trạng sử dụng đất năm 2007: - Đất trồng cây hàng năm là 4.181,9 ha, trong đó: + Đất trồng lúa, hoa màu: 3.072,9 ha + Đất trồng cây công nghiệp ngắn và dài ngày: 1.109 ha 2. Khu Rào Quán (CI2) Bao gồm các xã Húc, Ba Tầng, TT Khe Sanh, Hướng Tân, Hướng Phùng, Hướng Linh, Hướng Sơn thuộc huyện Hướng Hóa. Một phần xã Ba Nang, Đakrông thuộc huyện Đakrông. Với diện tích là 242,4 km2. Dân số năm 2007 là 14.542 người. Hiện trạng sử dụng đất năm 2007: - Đất trồng cây hàng năm là 2.951,51 ha, trong đó: + Đất trồng lúa, hoa màu: 1.594,07 ha + Đất trồng cây công nghiệp ngắn và dài ngày: 1.257,44 ha 3. Khu Thạch Hãn (CI3) Bao gồm các xã Đakrông, Hướng Hiệp, Mò ó, Triệu Nguyên, Ba Lòng thuộc huyện Đakrông; một phần xã Hướng Linh thuộc huyện Hướng Hóa; xã Hải Phúc, Hải Lâm, Hải Lệ, Hải Phú, Hải Thượng, Hải Quy, Hải Thiện, Hải Vĩnh thuộc huyện Hải Lăng; xã Triệu Trung, Triệu Tài, Triệu Sơn, Triệu Trạch, Triệu Hòa, Triệu Long, Triệu Đông, Triệu Thành, thị trấn ái Tử thuộc huyện Triệu Phong và thị xã Quảng Trị. Với diện tích là 442,7 km2. Dân số năm 2007 có khoảng 45.000 dân 53 sống ở vùng nông thôn và 6.858 dân sống ở thành thị. Hiện trạng sử dụng đất năm 2007: - Đất trồng cây hàng năm là 11.952,67 ha, trong đó: + Đất trồng lúa, hoa màu: 8.677,26 ha + Đất trồng cây công nghiệp ngắn và dài ngày: 3.275,41 ha 4. Khu Thị xã Đông Hà (CII1) Bao gồm Triệu Lương, Triệu Lễ, Đông Giang thuộc thị xã Đông Hà; một phần các xã Triệu Giang, Triệu Thuận, Triệu Đại, Triệu Đông thuộc huyện Triệu Phong. Với diện tích là 23,16 km2. Dân số năm 2007 là 22.686 người chủ yếu là dân thành thị. Hiện trạng sử dụng đất năm 2007: - Đất trồng cây hàng năm là 736,03 ha, trong đó: + Đất trồng lúa, hoa màu: 701,81 ha + Đất trồng cây công nghiệp ngắn và dài ngày: 34,22 ha - Đất nuôi trồng thủy sản: 143,52 ha 5. Khu ái Tử (CII2) Bao gồm một phần xã Ba Lòng thuộc huyện Đakrông; một phần các xã Triệu Thượng, Triệu ái, Triệu Giang thuộc huyện Triệu Phong. Với diện tích là 96,46 km2. Dân số năm 2007 là 26691 chủ yếu là dân vùng nông thôn. Hiện trạng sử dụng đất năm 2007: - Đất trồng cây hàng năm là 2.232,3 ha, trong đó: + Đất trồng lúa, hoa màu: 2.163 ha + Đất trồng cây công nghiệp ngắn và dài ngày: 69,3 ha 6. Khu Vĩnh Phước (CII3) Bao gồm một số xã thuộc huyện Đakrong là Hướng Hiệp, Triệu Nguyên, Ba Lòng; 2 xã thuộc huyện Cam Lộ (Cam Chính, Cam Nghĩa), 2 xã thuộc huyện Triệu Phong (Triệu ái và Triệu Giang); Triệu Lương, Phường 5 thuộc thị xã Đông Hà. Với 54 Hình 3.1. Sơ đồ phân khu cân bằng nước lưu