Nghiên cứu chi tiết tài nguyên nước mặt và khả năng áp dụng mô hình thường được sử dụng để tính toán chi tiết tổng lượng và chất lượng nước mặt cung cấp cho các hồ treo tại cao nguyên đá Đồng Văn

Giải pháp cấp nước bằng hồ treo cho các vùng khan hiếm nước của tỉnh Hà Giang đã được nghiên cứu trong đề tài khoa học “Hồ treo cấp nước cho các vùng khan hiếm nước của tỉnh Hà Giang” được thực hiện bởi phòng Địa kỹ thuật – Viện Địa chất – Viện KH&CNVN từ năm 1998 do Tiến sỹ Vũ Cao Minh làm chủ nhiệm đề tài. Đến năm 2002 và 2005 hai hồ treo đã hình thành – đây là công trình điểm. Kết quả của đề tài cũng là thành công sau nhiều năm đầu tư trí tuệ công sức của tập thể cán bộ kỹ thuật phòng Địa kỹ thuật.

Mặt khác từ khi có chương trình xây dựng các hồ treo trên địa bàn huyện Đồng Văn đã thực sự mang lại hiệu quả giúp người dân địa phương có đủ nước sinh hoạt trong mùa khô. Tuy nhiên, đã có một vài hồ treo do nhiều nguyên nhân vào mùa mưa vẫn không tích được nước phục vụ cho người dân. Hiện nay, trên địa bàn huyện Đồng Văn có tổng cộng 33 hồ treo các loại. Trong đó có 32 hồ đã được đưa vào sử dụng và 1 hồ đang trong quá trình xây dựng. Hồ treo được xây dựng sớm nhất từ năm 2002 đến nay đã trên 10 năm được đưa vào sử dụng. Đã có 18/19 xã, thị trấn của huyện được đầu tư xây dựng hồ treo, nhiều xã có đến 2 đến 3 hồ. Các hồ treo đã và đang sử dụng phục vụ nước sinh hoạt cho khoảng 2.500 hộ dân trên địa bàn huyện. Hồ treo đã thật sự giúp đỡ người dân bớt đi khó khăn vào mùa khô khi nước sinh hoạt trên địa bàn huyện khan hiếm. Bên cạnh rất nhiều hồ treo phát huy hiệu quả thì đã có một vài hồ treo không tích được nước do nhiều nguyên nhân.

Hồ treo Sà Phìn A thuộc xã Sà Phìn được đưa và sử dụng từ năm 2009 do UBND huyện Đồng Văn làm chủ đầu tư với tổng mức đầu tư trên 4 tỷ đồng. Theo thiết kế, khi đi vào sử dụng hồ treo có thể cung cấp nước sinh hoạt cho hầu hết các hộ dân tại trung tâm xã. Tuy nhiên theo phản ánh của nhân dân, thì do nguồn nước cung cấp cho hồ đã cạn nên hồ tích được rất ít nước có khi chưa đến mùa khô thì hồ đã cạn. Cũng tại thôn Sà Phìn A có một hồ nước có hiện tượng tương tự, công trình đã có hiện tượng xuống cấp, lượng nước đo được chỗ sâu nhất chỉ khoảng 60cm; theo tìm hiểu của phóng viên thì được biết hồ được xây dựng từ lâu nên nền láng xi măng đã xuống cấp, ngoài ra đường ống dẫn nước nguồn vào bể cũng đã bị hư hỏng không có khả năng dẫn nước. Ngoài các hồ trên còn có một vài hồ như hồ trung tâm xã Tả Lủng, hồ Vần Chải B xã Vần Chải cũng không tích được lượng nước theo yêu cầu để có thể phục vụ đủ nước sinh hoạt cho người dân vào mùa khô.

Mặc dù hiện nay là mùa mưa, nhưng nhiều hồ treo trên địa bàn huyện Đồng Văn đã không có nước. Vậy, vấn đề đặt ra là đến mùa khô năm nay cuộc sống của các hộ dân ở những khu vực này như thế nào? Thiết nghĩ: chính quyền địa phương nên có các biện pháp cụ thể để đảm bảo việc chứa nước tại các hồ treo, có thể cung cấp nước sinh hoạt cho người dân được bền vững.

Xuất phát từ những lý do trên, nên việc đánh giá chi tiết lượng nước mưa, nước mặt khu vực cao nguyên đá Đồng Văn cung cấp cho các hồ treo là rất cần thiết, qua đó đánh giá được hiệu quả của các hồ treo mang lại và xác định được các nguyên nhân tồn tại chủ yếu gây ra hiện tượng vào mùa mưa nhiều hồ treo trên địa bàn huyện Đồng Văn không có nước.

Hiện nay để đánh giá chi tiết lượng nước mưa, nước mặt khu vực cao nguyên đá Đồng Văn, có thể sử dụng các mô hình thủy văn (như các mô hình TANK, SSARR, SWAT…) để tính toán. Bên cạnh đó để đánh giá chất lượng nước mặt, hiện nay thường sử dụng các mô hình thủy lực. Tuy nhiên qua phân tích sau đây, đề tài sẽ sử dụng mô hình Swat để tính toán chi tiết tổng lượng và chất lượng nước mặt cung cấp cho các hồ treo:

Mô hình SSARR:

Tổng hợp dòng chảy và điều tiết hồ chứa. Đặc điểm của mô hình: Xây dựng một sơ đồ hình thế cho hệ thống sông, bao gồm:

– Các lưu vực bộ phận sinh dòng chảy.

– Điều kiện thủy văn tương đối đồng nhất.

– Các đoạn sông diễn toán lũ

– Các hồ chứa.

– Các đoạn sông xử lý nước vật.

– Các điểm nối và tổng hợp dòng chảy.

Kết quả tính toán phụ thuộc vào việc xác định các thông số và các quan hệ vật lý, chỉ số, chỉ tiêu được xác định khá mềm dẻo.

Nhược điểm: sử dụng nhiều quan hệ dưới dạng bảng làm cho việc điều chỉnh mô hình gặp nhiều khó khăn và khó tối ưu hóa.

Mô hình TANK:

Lưu vực được mô phỏng bằng chuỗi các bể chứa xếp theo tầng và cột phù hợp với hình dạng lưu vực, cấu trúc thổ nhưỡng, địa chất,… Mưa trên lưu vực được xem như lượng vào của bể chứa trên cùng. Mỗi bề chứa đều có một cửa ra ở đáy. Mô hình đơn giản nhất là kiểu cột bể TANK đơn: 4 bể trên một cột. Phù hợp cho các lưu vực nhỏ có độ ẩm cao.

Mô hình phức tạp hơn là mô hình TANK kép gồm một số cột bể mô phỏng quá
trình hình thành dòng chảy trên lưu vực, và các bể mô tả quá trình truyền sóng lũ trong
sông.

Ưu điểm: Ứng dụng tốt cho lưu vực vừa và nhỏ. Khả năng mô phỏng dòng chảy tháng, dòng chảy ngày, dòng chảy lũ.

Nhược điểm: có nhiều thông số nhưng không rõ ý nghĩa vật lý nên khó xác định trực tiếp. Việc thiết lập cấu trúc và thông số hóa mô hình chỉ có thể thực hiện được sau
nhiều lần thử sai, đòi hỏi người sử dụng phải có nhiều kinh nghiệm và am hiểu mô hình.

Mô hình SWAT:

Mô hình thuỷ văn SWAT là mô hình thuỷ văn mô phỏng chất và lượng tài nguyên nước mặt, nước ngầm. Dự báo tác động môi trường đất, nước của hoạt động sử dụng đất đai và biến đổi khí hậu.

sp42

SWAT là mô hình dùng để dự báo những ảnh hưởng của sự quản lí sử dụng đất đến nước, sự bồi lắng và lượng hóa chất sinh ra từ hoạt động nông nghiệp trên những lưu vực rộng lớn và phức tạp trong khoảng thời gian dài. Mô hình là sự tập hợp những phép toán hồi quy để thể hiện mối quan hệ giữa giá trị thông số đầu vào và thông số đầu ra.

Mô hình SWAT có những ưu điểm so với các mô hình trước, đó là: lưu vực được mô phỏng mà không cần dữ liệu quan trắc; khi thay đổi dữ liệu đầu vào (quản lí sử dụng đất, khí hậu, thực vật…) đều định lượng được những tác động đến chất lượng nước hoặc các thông số khác; có hiệu quả cao, có thể tính toán và mô phỏng trên lưu vực rộng lớn hoặc hỗ trợ ra quyết đối với những chiến lược quản lí đa dạng, phức tạp với sự đầu tư kinh tế và thời gian thấp; cho phép người sử dụng nghiên cứu những tác động trong thời gian dài. Nhiều vấn đề hiện nay được SWAT xem xét đến như sự tích lũy chất ô nhiễm và những ảnh hưởng đến vùng hạ lưu.

Cho đến nay cũng có nhiều các nghiên cứu ứng dụng mô hình SWAT cho các mục đích đánh giá nguồn nước các lưu vực sông ở Việt Nam. Hầu hết các kết quả nghiên cứu cũng đã khẳng định mô hình SWAT có khả năng ứng dụng tốt trong đánh giá, dự báo chất lượng nước các sông, suối và hồ ở Việt Nam.