Nghiên cứu ảnh hưởng của sự biến thiên dòng chảy đến tỉ lệ phân bổ nguồn nước lưu vực sông Ba

Hệ thống tài nguyên nước là một hệ thống

phức tạp bao gồm nguồn nước, các công trình

khai thác tài nguyên nước, các yêu cầu về nước

cùng với mối quan hệ tương tác giữa chúng

cùng với sự tác động của của môi trường lên nó

(Hà Văn Khối và nnk, 2007).

Khi đưa ra quyết định thiết kế và quản lý về

hệ thống tài nguyên nước và môi trường, các

nhà hoạch định chính sách luôn phải dựa theo

một cơ sở nào đó. Kết quả tính toán từ các mô

hình hệ thống chính là cơ sở có tính định lượng

hóa, giúp dự báo tác động của các công trình

hoặc chính sách quản lý dự kiến đối với hệ

thống lưu vực sông. Trong nhiều năm qua, đã có

sự tiến bộ về mô hình hóa trong kỹ thuật, kinh

tế, sinh thái, thủy văn, và đôi khi trong các tác

động chính trị và thể chế của các hệ thống tài

nguyên nước lớn, phức tạp và đa mục tiêu. Việc

áp dụng các mô hình hệ thống trong thực tế đã

được chứng minh là nâng cao hiệu quả trong

thiết kế, quản lý và vận hành hệ thống tài

nguyên nước (Loucks và Beeks, 2005).

Nghiên cứu này áp dụng một mô hình tối ưu

hóa hệ thống tài nguyên nước để đánh giá ảnh

hưởng của sự thay đổi dòng chảy đối với việc

khai thác sử dụng nước trên lưu vực sông Ba.Sự

tương quan giữa dòng chảy và tổng lợi nhuận

trên toàn lưu vực sẽ được định lượng hóa, để từ

đó đề xuất được tỉ lệ phân bổ nước hợp lý giữa

các vùng và giữa các đối tượng sử dụng nước

sao cho vừa có lợi về kinh tế, vừa thỏa mãn một

số yêu cầu về môi trường và xã hội.

Nghiên cứu ảnh hưởng của sự biến thiên dòng chảy đến tỉ lệ phân bổ nguồn nước lưu vực sông Ba trang 1

Trang 1

Nghiên cứu ảnh hưởng của sự biến thiên dòng chảy đến tỉ lệ phân bổ nguồn nước lưu vực sông Ba trang 2

Trang 2

Nghiên cứu ảnh hưởng của sự biến thiên dòng chảy đến tỉ lệ phân bổ nguồn nước lưu vực sông Ba trang 3

Trang 3

Nghiên cứu ảnh hưởng của sự biến thiên dòng chảy đến tỉ lệ phân bổ nguồn nước lưu vực sông Ba trang 4

Trang 4

Nghiên cứu ảnh hưởng của sự biến thiên dòng chảy đến tỉ lệ phân bổ nguồn nước lưu vực sông Ba trang 5

Trang 5

Nghiên cứu ảnh hưởng của sự biến thiên dòng chảy đến tỉ lệ phân bổ nguồn nước lưu vực sông Ba trang 6

Trang 6

pdf 6 trang baonam 12580
Bạn đang xem tài liệu "Nghiên cứu ảnh hưởng của sự biến thiên dòng chảy đến tỉ lệ phân bổ nguồn nước lưu vực sông Ba", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

Tóm tắt nội dung tài liệu: Nghiên cứu ảnh hưởng của sự biến thiên dòng chảy đến tỉ lệ phân bổ nguồn nước lưu vực sông Ba

Nghiên cứu ảnh hưởng của sự biến thiên dòng chảy đến tỉ lệ phân bổ nguồn nước lưu vực sông Ba
KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 52 (3/2016)  85
BÀI BÁO KHOA HỌC 
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA SỰ BIẾN THIÊN DÒNG CHẢY 
ĐẾN TỈ LỆ PHÂN BỔ NGUỒN NƯỚC LƯU VỰC SÔNG BA 
Nguyễn Thị Thu Nga1, Hà Văn Khối2 
Tóm tắt: Trong hệ thống tài nguyên nước thì dòng chảy sông ngòi là yếu tố có tính biến động rất 
cao theo cả không gian và thời gian. Thêm vào đó, các nhu cầu khai thác sử dụng nước của con 
người cũng biến đổi. Điều này sẽ dẫn đến tình trạng thừa thiếu khác nhau giữa các năm, giữa 
thượng lưu và hạ lưu, giữa các đối tượng sử dụng nước. Nghiên cứu áp dụng một công cụ mô hình 
toán xây dựng trên cơ sở ngôn ngữ GAMS (General Algebraic Modeling System)để tìm hiểu về tỉ lệ 
phân bổ nguồn nước cho lưu vực sông Ba khi dòng chảy thay đổi. Mô hình lấy định hướng tối ưu 
hóa về kinh tế để làm tiêu chí phân bổ lại nguồn nước cho lưu vực sông, trên cơ sở xem xét một số 
ràng buộc về điều kiện tự nhiên, môi trường và xã hội.  
Từ khoá: Phân bổ nguồn nước, mô hình thủy văn kinh tế, GAMS. 
1. ĐẶT VẤN ĐỀ1 
Hệ  thống  tài  nguyên  nước  là  một  hệ  thống 
phức  tạp  bao  gồm  nguồn  nước,  các  công  trình 
khai thác tài nguyên nước, các yêu cầu về nước 
cùng  với  mối  quan  hệ  tương  tác  giữa  chúng 
cùng với sự tác động của của môi trường lên nó 
(Hà Văn Khối và nnk, 2007). 
Khi đưa ra quyết định thiết kế và quản lý về 
hệ  thống  tài  nguyên  nước  và  môi  trường,  các 
nhà  hoạch  định  chính  sách  luôn  phải  dựa  theo 
một cơ sở nào đó. Kết quả tính toán từ các mô 
hình hệ thống chính là cơ sở có tính định lượng 
hóa,  giúp  dự  báo  tác  động  của  các  công  trình 
hoặc  chính  sách  quản  lý  dự  kiến  đối  với  hệ 
thống lưu vực sông. Trong nhiều năm qua, đã có 
sự  tiến bộ về mô hình hóa  trong kỹ  thuật, kinh 
tế,  sinh  thái,  thủy văn, và đôi khi  trong các  tác 
động  chính  trị  và  thể  chế  của  các  hệ  thống  tài 
nguyên nước lớn, phức tạp và đa mục tiêu. Việc 
áp dụng các mô hình hệ thống trong thực tế đã 
được  chứng  minh  là  nâng  cao  hiệu  quả  trong 
thiết  kế,  quản  lý  và  vận  hành  hệ  thống  tài 
nguyên nước (Loucks và Beeks, 2005). 
Nghiên cứu này áp dụng một mô hình tối ưu 
hóa  hệ  thống  tài  nguyên  nước để  đánh giá ảnh 
hưởng  của  sự  thay  đổi  dòng  chảy  đối  với  việc 
khai thác sử dụng nước trên lưu vực sông Ba.Sự 
tương  quan  giữa  dòng  chảy  và  tổng  lợi  nhuận 
1 Khoa Thủy văn và tài nguyên nước, Trường Đại học 
Thủy Lợi. 
2 Hội Thủy Lợi. 
trên toàn lưu vực sẽ được định lượng hóa, để từ 
đó đề xuất được tỉ lệ phân bổ nước hợp lý giữa 
các  vùng  và  giữa  các  đối  tượng  sử  dụng  nước 
sao cho vừa có lợi về kinh tế, vừa thỏa mãn một 
số yêu cầu về môi trường và xã hội. 
2. GIỚI THIỆU VỀ VÙNG NGHIÊN CỨU 
2.1. Đặc điểm tài nguyên nước 
Lưu vực sông Ba là một trong những lưu vực 
nội  địa  lớn  nhất  Việt  Nam.  Lưu  vực  sông  Ba 
rộng khoảng 13.900km2 thuộc các tỉnh Gia Lai, 
Đăk Lăk, Phú Yên và một phần nhỏ thuộc tỉnh 
Kon Tum. Đặc điểm khí hậu và địa hình ở  lưu 
vực sông Ba rất đặc biệt. Địa hình chia cắt mạnh 
do  ảnh hưởng  của  dãy  Trường  Sơn,  tạo  ra  các 
thung lũng độc lập kéo dài  từ An Khê đến Phú 
Túc. Ngoài ra về phía hạ lưu có núi non bao bọc 
ba phía Bắc, Tây, Nam, ôm lấy vùng đồng bằng 
Tuy Hòa rộng trên 24.000ha có xu thế mở rộng 
ra  phía  Biển.  Do  ảnh  hưởng  của  địa  hình  kết 
hợp  với  gió  mùa  Tây  Nam  và  gió  mùa  Đông 
Bắc,  lưu vực sông Ba được chia  ra ba miền có 
khí  hậu  khác  biệt  là  các  khu  vực  Tây  Trường 
Sơn, Đông Trường Sơn, và khu vực trung gian. 
Trong  khi  các  vùng  thượng  nguồn  sông  Ba  và 
sông  Hinh  có  lượng  mưa  hàng  năm  trên  dưới 
3000mm  thì  các  vùng  Cheo  Reo,  Phú  Túc  chỉ 
đón được lượng mưa không quá 1300mm. Cũng 
vì  thế,  chế  độ  dòng  chảy  ở  lưu  vực  sông  Ba 
cũng  có  sự  khác biệt  cho  từng  vùng.  Đặc  biệt, 
mùa  lũ  khu  vực  thượng  lưu  và  trung  lưu  đến 
sớm và kéo dài hơn so với khu vực hạ lưu (Viện 
QHTL, 2007). 
KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 52 (3/2016) 86 
2.2. Nhu cầu khai thác sử dụng nước 
Nhu cầu nước bao gồm ba loại: nhu cầu dùng 
nước  (có  tiêu  hao),  nhu  cầu  sử  dụng  nước 
(không  tiêu  hao),  và  nhu  cầu  bảo  vệ.  Nhu  cầu 
dùng nước chủ yếu trên lưu vực sông Ba là dành 
cho  nông  nghiệp.  Nhu  cầu  cấp  nước  cho  sinh 
hoạt, công nghiệp và thủy sản chiếm tỉ trọng rất 
nhỏ. Ví dụ, năm 2010, nhu cầu nước  trồng  trọt 
chiếm 93,38%, chăn nuôi 0,58%, sinh hoạt 2%, 
công  nghiệp  2,14%,  và  thủy  sản  1,9%  (trong 
tổng  số  2212.3  triệu  m3)  (nguồn:  Viện  QHTL, 
2007). Nhu cầu sử dụng nước trên lưu vực chủ 
yếu  là  dành  cho  thủy  điện.  Tuy  nhiên,  do  đặc 
điểm một số công  trình  thủy điện chuyển nước 
hoặc kiểu đường dẫn, làm cho đoạn sông hạ lưu 
bị suy thoái dòng chảy, ảnh hưởng đến các nhu 
cầu nước khác ở hạ lưu. 
2.3. Các biện pháp công trình 
Để đáp ứng nhu cầu nước của con người với 
bản  chất  thường  mâu  thuẫn  v ... sử dụng các biện pháp công  trình. 
Trong những năm qua, hệ thống các công trình  
thuỷ lợi trên lưu vực sông Ba đã được xây dựng 
và phát huy tác dụng trong việc cung cấp nước 
tưới  cho  diện  tích  tương đối  lớn. Điển hình có 
hồ  Ayun  Hạ  năng  lực  thiết  kế  13.500ha  và  hệ 
thống thủy nông Đồng Cam năng lực tưới  thiết 
kế  19.800ha.  Tính đến 2010,  trên hệ  thống  lưu 
vực sông Ba đã có 4 cụm hồ chứa  thủy điện lớn 
với tổng công suất 530MW là An Khê- Ka Nak, 
Krông  Hnăng,  Sông  Hinh  và  Sông  Ba  Hạ. 
Ngoài  ra còn  rất nhiều các công  trình  thủy  lợi, 
thủy  điện  khác  đã  và  sẽ  được  xây  dựng.  Tuy 
nhiên,  tình  trạng  không  đủ,  thậm  chí  cạn  kiệt 
nguồn  nước  vẫn  xảy  ra  ở  một  số  khu vực  trên 
lưu vực sông. Ví dụ như các đoạn sông ở hạ lưu 
thủy điện An Khê, thủy điện sông Ba Hạ và đập 
dâng  Đồng  Cam  thường  xuyên  bị  rơi  vào  tình 
trạng suy thoái dòng chảy. 
Như vậy, có thể mặc dù nguồn nước trên lưu 
vực  sông  Ba  tương  đối  dồi  dào,  hệ  thống  các 
công trình cũng khá dày đặc, nhưng để nâng cao 
hiệu quả khai  thác sử dụng nước cần thiết phải 
xem xét lại phương thức phân bổ nước hiện nay. 
3. CÔNG CỤ VÀ PHƯƠNG PHÁP 
NGHIÊN CỨU 
Bài  báo  trình  bày  các  kết  quả  áp  dụng một 
mô  hình  toán  tối  ưu  hệ  thống  được  xây  dựng 
trên cơ sở ngôn ngữ GAMS. Trong đó, GAMS 
là  một  ngôn  ngữ  lập  trình  bậc  cao  ban  đầu 
được nghiên cứu và phát triển trong một dự án 
của  tổ  chức  Ngân  hàng  thế  giới 
(WORLDBANK).  Sau  đó,  chương  trình  này 
được thương mại hóa và ứng dụng trong nhiều 
lĩnh  vực kỹ  thuật  và kinh  tế,  bao  gồm  cả  lĩnh 
vực quản lý tài nguyên nước. Một số ứng dụng 
điển  hình  của  GAMS  trong  lĩnh  vực  này  cho 
các  lưu  vực  sông  Maipo,  Chi  Lê  (Cai  và nnk, 
2006),  Đồng  Nai  (Ringler  và  nnk,  2006)  và 
sông  Hồng  (Tô  Trung  Nghĩa  và  nnk,  2006). 
Chương  trình  tính  cho  lưu  vực  sông  Ba  gồm 
3927  phương  trình  (hàng),  3233  biến  (cột)  và 
8187 hệ số không âm, được giải bằng công cụ 
solver  CONOPT3  của  ARKI  Consulting  and 
Development A/S, Đan Mạch. Cấu trúc của mô 
hình  và  phương  pháp  tính  toán  đã  được  trình 
bày trong các nghiên cứu trước đây của tác giả 
(Nguyễn Thị Thu Nga và nnk, 2015).  
Hình 1. Sơ đồ phân vùng khai thác sử dụng 
nước lưu vực sông Ba 
KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 52 (3/2016)  87
Để  phục  vụ  nghiên  cứu,  tác  giả  đã  kế  thừa 
một  số  kết  quả  trước  đây  của  Trường  Đại  học 
Thủy lợi và Viện Quy hoạch Thủy lợi. Theo đó, 
sơ đồ khai thác sử dụng nước trên toàn lưu vực 
sông Ba được chia thành bảy vùng như trình bày 
ở  Hình  1.  Trong  đó,  vùng  I  là  vùng  Nam  Bắc 
An Khê, vùng II là vùng Thượng Ayun, vùng III 
là  vùng  Ayun  Pa,  vùng  IV  là  vùng  Krông  Pa, 
vùng V là vùng Krông Hnăng, vùng VI là vùng 
Thượng  Đồng  Cam,  và  vùng  VII  là  vùng  Hạ 
lưu.  Mỗi  vùng  yêu  cầu  dữ  liệu  dòng  chảy  giai 
đoạn  1979-2010,  dữ  liệu  về  nhu  cầu  nước,  và 
các  quan  hệ  đặc  trưng  của  hệ  thống  hồ  chứa 
thủy lợi, thủy điện. Ngoài ra, với hàm mục tiêu 
là  tổng  lợi  nhuận  thuần  thu được  từ  các ngành 
kinh tế, mô hình cũng cần các thông tin về khối 
lượng và chi phí sản xuất, giá bản sản phẩm và 
năng suất một số loại nông sản. Những thông tin 
này  được kế  thừa  từ  các  nghiên  cứu  trước đây 
hoặc tham khảo từ một số văn bản và niên giám 
thống kê các tỉnh thuộc lưu vực.  
4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 
Với  chuỗi  số  liệu  dòng  chảy  từ  1979  đến 
2010,  mô  hình  xem  xét  lợi  ích  kinh  tế  từ  việc 
khai thác sử dụng nước dành cho hai đối tượng 
chính  là  thủy  điện  và  trồng  trọt.  Trong  đó,  đối 
với thủy điện chỉ xem xét các hồ chứa lớn trong 
hệ thống. Đối với trồng trọt, chỉ xem xét các cây 
trồng chính ở lưu vực là: lúa (2 vụ), ngô (2 vụ), 
mía  và  café.  Các  nhu  cầu  nước  dành  cho  sinh 
hoạt,  công  nghiệp,  thủy  sản,  chăn  nuôi  và  môi 
trường được coi là các ràng buộc.  
4.1. Đánh giá ảnh hưởng của biến thiên 
dòng chảy đến hiệu quả kinh tế 
Cả  thủy  điện  và  trồng  trọt  đều  là  những 
ngành  sử  dụng  nguồn  nước  nhiều  nên  đương 
nhiên  chịu  ảnh  hưởng  của  sự  thay  đổi  dòng 
chảy.  Theo  kết  quả  tính  toán,  lợi  nhuận  thuần 
thu được nhiều nhất trên toàn lưu vực xảy ra vào 
các  năm  1998-1999,  1999-2000  là  những  năm 
có  lượng nước đến dồi dào. Những năm có  lợi 
nhuận  thuần  nhỏ  nhất  là  các  năm  2004-2005, 
1997-1998  mà  theo  một  số  nghiên  cứu  trước 
đây,  đều  có  lượng  nước  đến  thuộc  loại  thấp, 
tương  ứng  với  tần  suất  90%  và  95%  (Nguyễn 
Hữu Khải, 2011). 
Hình 2. Tổng lợi nhuận thuần trên lưu vực 
sông Ba theo thời gian 
Quan  hệ  tương  quan  giữa  tổng  lượng  dòng 
chảy hàng năm và tổng lợi nhuận thuần trên lưu 
vực  sông  Ba  được  trình  bày  trong  Hình  3.  Có 
thể thấy đây là một mối quan hệ tương đối chặt 
chẽ  với  hệ  số  tương  quan  vượt  0,8.  Tuy  nhiên 
quan  hệ  này  không  phải  tuyến  tính.  Khi  tổng 
lượng dòng chảy càng lớn (ví dụ trên  15 tỉ m3) 
thì  mức  gia  tăng  lợi  nhuận  sẽ  giảm  đi  (độ dốc 
giảm). Điều này cũng phù hợp với thực tế là lúc 
này  nhu  cầu  nước  của  các  ngành  đều  đã  được 
đáp ứng tương đối đầy đủ. 
Hình 3. Quan hệ tương quan giữa tổng lượng 
dòng chảy và tổng lợi nhuận thuần 
Trong  số  các  đối  tượng  sử  dụng  nước  thì 
thủy  điện  có  đóng  góp  lợi  ích  nhiều  nhất  với 
mức  dao  động  từ  32  đến  49%  tổng  lợi  nhuận 
thuần. Tiếp đến lần lượt là café, lúa, mía và ngô 
với  mức  đóng  góp  trung  bình  tương  ứng  là 
31,1%, 22,1%, 5,8% và 4,3%. Tỉ lệ đóng góp lợi 
nhuận của các đối tượng sử dụng nước cho từng 
năm được trình bày trong Hình 4. 
KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 52 (3/2016) 88 
Hình 4. Tỉ lệ đóng góp lợi nhuận thuần từ các 
đối tượng sử dụng nước (%) 
Vào những năm kiệt, do nguồn nước bị hạn 
chế nên mâu thuẫn trong các đối tượng sử dụng 
nước  cũng  trở  nên  gay  gắt  hơn.  Để  lợi  ích 
thuần trên toàn lưu vực là lớn nhất, mô hình đã 
ưu  tiên phân bổ nước cho những đối  tượng có 
giá  trị gia  tăng cao. Điển hình như năm 2004-
2005,  theo kết quả tính toán thì  tỉ  lệ đóng góp 
của thủy điện là 49,1%, đối nghịch với ngô chỉ 
đạt 1,8%. 
4.2. Đánh giá ảnh hưởng của biến thiên 
dòng chảy đến phân bổ nước theo không gian 
Chuỗi dòng chảy đến các phân vùng khai thác 
sử  dụng  nước  giai  đoạn  1979-2010  được  chia 
thành  ba  nhóm  năm:  nhóm  năm  nhiều  nước 
(tương  ứng  với  tần  suất  <33,33%),  nhóm  năm 
nước  trung bình  (từ 33,33 đến 66,7%) và nhóm 
năm ít nước (trên 66,7%). Khi đó,  tỉ  lệ phân bổ 
tổng lượng nước cho từng vùng trung bình trong 
mỗi nhóm năm được tập hợp ở Bảng 1 dưới đây: 
Bảng 1. Lượng nước trung bình phân bổ cho mỗi vùng theo từng nhóm năm 
Đơn vị: triệu m3 
Nhóm năm 
Nam 
Bắc An 
Khê 
Thượng 
Ayun 
Ayun 
Pa 
Krông 
Pa 
Krông 
Hnăng 
Thượng 
Đồng 
cam 
Hạ 
lưu 
Tổng 
 Nhiều nước  1047.14  325.54  353.42  215.11  603.14  210.72  683.82  3438.88 
Trung bình  1021.41  224.58  261.80  163.92  521.47  210.72  683.82  3087.71 
Ít nước  872.60  119.21  127.51  79.62  376.97  210.72  683.82  2470.45 
Qua đó, có thể thấy cho dù trong nhiều năm 
thì các phân vùng Thượng Đồng Cam và Hạ lưu 
đều  được  đáp  ứng  đầy  đủ  nhu  cầu  nước.  Điều 
này một mặt do nguồn nước  trên  lưu vực  sông 
Hinh  tương  đối  dồi  dào,  mặt  khác  thể  hiện  lợi 
ích  thu  được  khi  có  sự  tham  gia  của  hệ  thống 
các hồ chứa phía  thượng nguồn, đảm bảo cung 
cấp nước cho hạ lưu. 
Nhóm năm nhiều nước 
Nhóm năm nước trung bình 
Nhóm năm ít nước 
Hình 5. Tỉ lệ phân bổ nước cho mỗi vùng theo từng nhóm năm (%) 
Trong số tổng  lượng nước được sử dụng  thì 
vùng I chiếm tỉ lệ nhiều nhất (Hình 5). Nguyên 
nhân  do  vùng  này  có  thủy  điện  An  Khê  đưa 
nước qua lưu vực sông Kone. Những vùng khác 
tuy cũng có  thủy điện nhưng do nước được  tái 
sử dụng nên không bị coi là tiêu hao. 
Khi tổng lượng dòng chảy thay đổi, tức là khi 
chuyển  từ  nhóm  năm  nhiều  nước  sang  nhóm 
năm nước  trung bình và nhóm năm ít nước, có 
thể thấy xu thế tăng dần tỉ lệ sử dụng nước ở các 
KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 52 (3/2016)  89
vùng I, vùng VI, vùng VII. Ngược lại các vùng 
II,  III,  IV  và  V  có  xu  thế  giảm  dần.  Điều  này 
phản ánh hiệu quả kinh tế từ việc sử dụng nước 
của khu vực  thượng Ayun, và vùng  thung  lũng 
trung  gian  lưu vực  sông Ba  là  thấp hơn  so  với 
khu vực thượng nguồn sông Ba và vùng hạ lưu. 
4.3.Đánh giá ảnh hưởng của biến thiên 
dòng chảy đến tỉ lệ phân bổ nước cho các đối 
tượng dùng nước 
Trong  số  các  đối  tượng  dùng  nước  (có  tiêu 
hao) thì lượng nước dành cho trồng trọt vẫn chiếm 
tỉ  lệ  cao  nhất  (trung  bình  nhiều  năm  là  65,9%). 
Lượng nước chuyển sang sông Kone để phát điện 
xấp xỉ 30% nhu cầu dùng nước trên lưu vực. Các 
nhu cầu nước cho sinh hoạt, công nghiệp, thủy sản 
và chăn nuôi chỉ chiếm tỉ lệ rất nhỏ. 
Đối với thủy điện thì sự biến thiên của dòng 
chảy  ảnh  hưởng  đến  tổng  sản  lượng  điện  của 
các hồ chứa. Kết quả tính toán trung bình trong 
30 năm thì  tổng sản  lượng điện  từ hệ  thống hồ 
chứa  thấp  nhất  là  1893,11  triệu  kwh  (1997-
1998) và cao nhất  là 3045,27  triệu kwh  (1998-
1999).  Mối  quan  hệ  tương  quan  giữa  tổng  sản 
lượng điện và tổng lượng dòng chảy trong nhiều 
năm được thể hiện dưới dạng hàm mũ (Hình 6) 
tuy nhiên không được chặt chẽ. 
Hình 6. Quan hệ tương quan giữa tổng sản 
lượng điện và tổng lượng dòng chảy 
Trung  bình  nhiều  năm,  tổng  sản  lượng  điện 
của  hệ  thống  hồ  theo  tính  toán  đạt  2467  triệu 
kwh,  tăng  13,4%  so  với  giá  trị  theo  thiết  kế. 
Trong đó, cụm hồ An Khê – Ka Nak, hồ Krông 
Hăng  và  hồ  Sông  Hinh  có  sản  lượng  tăng  lên, 
trong khi  hồ  Sông Ba Hạ  sản  lượng điện  giảm 
khá nhiều (Bảng 2). Điều này có  thể lý giải do 
mô hình  tối ưu phân bổ sử dụng nước  theo giá 
trị kinh tế và chưa xem xét ràng buộc diện tích 
tưới. Chính vì thế, nước được ưu tiên dành cho 
phát điện. Riêng đối với hồ Sông Ba Hạ có ràng 
buộc về dòng chảy tối thiểu tương đối lớn theo 
Quy  trình vận  hành  liên hồ mới ban hành năm 
2014 nên đã làm giảm sản lượng điện. 
Bảng 2. Tổng sản lượng điện các hồ chứa trung bình nhiều năm 
Đơn vị: triệu kwh 
Trung bình nhiều năm An Khê-Kanak 
Ayun 
Hạ 
Krông 
Hnăng 
Sông 
Hinh 
Sông 
Ba Hạ 
Tổng 
Tính toán  901.8  20.1  287.7  489.9  767.4  2467.0 
Thiết kế  694    247  370  825  2136.0 
Đối  với  trồng  trọt  thì  ảnh  hưởng  của  dòng 
chảy  đến  việc  đáp  ứng  diện  tích  tưới  tại  các 
vùng  là  rất  lớn.  Theo  kết  quả  tính  toán  trung 
bình trong nhiều năm,tỉ lệ đáp ứng diện tích tưới 
của của từng vùng như sau: Thượng Đồng Cam 
100%, Hạ lưu 100%, Krông Pa 77,58%, Krông 
Hnăng 68,26%, Ayun Pa 56,91%, Thượng Ayun 
46,01%, và Nam Bắc An Khê 35,21%. Trong đó 
phần  lớn  các  vùng  đều  có  diện  tích  tưới  dưới 
mức  đảm  bảo  cấp  nước  theo  quy  định  hiện 
hành.Vào  những  năm  ít  nước,  một  số  vùng 
không  có  nước  dành  cho  tưới.  Điển  hình  năm 
1997-1998  là  hai  vùng  Nam  Bắc  An  Khê  và 
Krông Pa, năm 2004-2005 là các vùng Nam Bắc 
An  Khê,  Ayun  Pa  và  Krông  Pa.  Tất  nhiên  kết 
quả tính toán này chưa có tính thực tế cao do bài 
toán mới chỉ  xem xét  về  điều kiện kinh  tế, mà 
chưa  xem  xét  thêm  các  ràng  buộc  khác,  ví  dụ 
như vấn đề an sinh lương thực, ổn định xã hội. 
5. KẾT LUẬN 
Bài báo tập trung đánh giá ảnh hưởng của sự 
biến  thiên  dòng  chảy  đến  việc  khai  thác,  sử 
dụng nước trên lưu vực sông Ba cho từng vùng 
và  từng  đối  tượng.Thông  qua  hàm  mục  tiêu  là 
tối  đa  hóa  lợi  ích  kinh  tế  từ  các  đối  tượng  sử 
dụng  nước,  nghiên  cứu  đã  bước  đầu  xây  dựng 
KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 52 (3/2016) 90 
được  mối  tương  quan  khá  chặt  chẽ  giữa  dòng 
chảy  và  tổng  lợi  nhuận  trên  toàn  lưu  vực.  Kết 
quả  của  mô  hình  cũng  đã  thể  hiện  được  tỉ  lệ 
phân  bổ  nước  giữa  các  vùng  và  giữa  các  đối 
tượng  dùng  nước  sao  cho  mang  lại  lợi  ích  lớn 
nhất cho lưu vực. Tuy nhiên, mô hình còn một 
số hạn chế do chỉ xem xét được một số loại cây 
trồng chủ yếu và bước thời gian tính toán là một 
tháng nên chưa  làm rõ được mâu  thuẫn  thực  tế 
giữa thủy điện và trồng trọt.  
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
Hà Văn Khối và nnk, (2007), Giáo trình Quy hoạch và Phân tích hệ thống tài nguyên nước, Hà Nội. 
Loucks và Beeks, (2005), Water Resources Systems Planning and Management: An Introduction to 
Methods, Models and Applications, UNESCO Publishing. 
Viện Quy hoạch thủy lợi, (2007), Báo cáo tổng hợp - Quy hoạch sử dụng tổng hợp và bảo vệ tài 
nguyên nước lưu vực sông Ba, Hà Nội. 
Trường Đại học Thủy lợi, (2007), Báo cáo tổng hợp - Quy hoạch tài nguyên nước lưu vực sông Ba, 
Hà Nội. 
Ximing  Cai  và  nnk,  (2006),Modeling Water Resources Management at the Basin Level: 
Methodology and Application to the Maipo River Basin, Washington, D.C. 
Claudia  Ringler  và  nnk,  (2006),  Water allocation policy modeling for the Dong Nai river basin: an 
integrated perspective, Journal of The American Water Resources Association, Vol. 42(6). 
Tô Trung Nghĩa và nnk, (2006), Ứng dụng công nghệ GAMS vận hành phân bổ tối ưu nguồn nước vùng 
Thượng du sông Thái Bình, Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, Số 1. 
Nguyễn Thị Thu Nga và nnk, (2015), Nghiên cứu xây dựng mô hình thủy văn kinh tế lưu vực sông 
Ba trên cơ sở ngôn ngữ GAMS, Tạp chí Khoa học kỹ thuật Thủy lợi và Môi trường, Số 49. 
Nguyễn Hữu Khải và Trần Thiết Hùng, (2011), Tổ hợp kiệt và điều tiết mùa kiệt liên hồ chứa sông 
Ba, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, Số 27. 
Niên giám thống kê tỉnh Đăk Lăk, (2014), Đăk Lăk. 
Niên giám thống kê tỉnh Gia Lai, (2014), Gia Lai. 
Niên giám thống kê tỉnh Phú Yên, (2014), Phú Yên. 
Quyết định 1077/QĐ-TTg về việc ban hành Quy trình vận hành liên hồ chứa trên lưu vực sông Ba 
Abstract: 
RESEARCH ON EFFECTS OF FLOW VARIATION TO WATER ALLOCATION 
IN THE BA RIVER BASIN 
In a water resources system, river flow is a factor with very high variation in both space and time. 
In addition, human demands for exploitation of water also change. This will lead to water surpluses 
or deficits vary between years, between upstream and downstream, and between water users. A 
mathematical model which was constructed in GAMS (General Algebraic Modeling System), has 
been applied for better understanding on water allocation ratio as effected by flow variation. Water 
allocated for users in the basin based on economic optimization criteria, also considering a number 
of constraints of natural, environmental and social conditions. 
Keywords: Water allocation, hydroeconomic model, GAMS. 
BBT nhận bài: 08/3/2016 
Phản biện xong: 18/3/2016 

File đính kèm:

  • pdfnghien_cuu_anh_huong_cua_su_bien_thien_dong_chay_den_ti_le_p.pdf