Bài giảng Quản lí tài nguyên nước - ĐH Xây dựng

Chia sẻ: Phạm Thanh Bình | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:120

Thêm vào BST

Báo xấu

307
lượt xem 103
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Quản lí tài nguyên nước gồm 5 chương, trình bày về tài nguyên nước và các nguyên tắc chung sử dụng nguồn nước; những vấn đề về thể chế quản lý tài nguyên nước; quản lý chất lượng nguồn nước; quản lý bền vững tài nguyên nước và bảo vệ tài nguyên nước.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Quản lí tài nguyên nước - ĐH Xây dựng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG – HÀ NÔI QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN NƯỚC HÀ NỘI - 2005
CHƯƠNG I TÀI NGUYÊN NƯỚC VÀ NGUYÊN TẮC CHUNG SỬ DỤNG NGUỒN NƯỚC 1.1 KHÁI NIỆM TÀI NGUYÊN NƯỚC 1.1.1 Nước là nguồn tài nguyên quý giá Những số liệu thông kê sau đây cho thấy nước là nguồn tài nguyên phong phú và quý giá của loài người. Bề mặt trái đất rộng 510 triệu Km 2, trong đó biển và đại dương chiếm 70,8%. Tổng lượng nước thủy quyển trái đất vào khoảng 1454 triệu Km3, trong đó nước mặn chiếm khoảng 1370 triệu Km3 (chiếm 93,9%). Hàm lượng muối trung bình trong nước biển là 3,5%, tức là khoảng 35g/lit. 70% lục địa là các hồ thiên nhiên, trong đó chứa khoảng 280.000 nghìn Km3 nước ngọt. 11% diện tích trái đất ở hai cực của địa cầu bị băng tuyết bao phủ, thể tích các núi băng ở đó khoảng 24 triệu Km3, nếu chúng tan ra sẽ làm cho mực nước biển trên hành tinh tăng thêm 64 m. Trữ lượng nước ngầm trên thế giới khoảng 85.000 Km3. Các con sông trên thế giới thường xuyên chứa khoảng 1.200 Km3 nước ngọt, tức là khoảng 1/1.000.000 tổng lượng nước các loại. Tuy trữ lượng nước và nước ngọt trên trái đất lớn như vậy nhưng lại phân bố rất không đều theo không gian và thời gian. Thí dụ trong khi ở Hawai (Mỹ) lượng mưa trung bình là 11.084 mm/năm thì ở vùng Liev (Chilê) lại chỉ khoảng 8 mm/năm. Tại khu vực Yêmen có nhiều năm hầu như không có mưa, trong khi ở New Deli (Ân độ) cách đó không xa, có năm lại mưa liên tục trong 4 - 5 tháng liên tiếp. ở Việt Nam, lượng mưa trung bình từ 1.000 - 3.000 mm/năm, cá biệt có năm lên đến 3.400 mm. Lượng mưa trung bình nhiều năm ở nước ta là X 0 = 1.800 mm/năm. Tổng lượng mưa hàng năm trên lãnh thổ khoảng 300 Km3. Nếu kể cả các khu vực ở ngoài lãnh thổ đổ vào thì lên đến 810 Km3. Theo đánh giá chung, nước ta thuộc loại giầu tiềm năng về nước ngọt. Với lượng nước như vậy tính trung bình theo đầu người, nước ta thuộc loại cao trên thế giới. Mưa trên lãnh thổ Việt Nam cũng phân bố không đều theo không gian và thời gian. Đại bộ phận các vùng trên lãnh thổ có lượng mưa vừa phải (1.500 mm/năm) như vùng Đồng Bằng Bắc Bộ, Đồng Bằng Nam Bộ, Vùng núi Bắc Bắc Bộ, và vùng Nam Tây Bắc. Tại những vùng này, năm mưa nhiều lên đến 2.000 - 2.500 mm, năm mưa ít cũng đạt hơn 1.000 mm. Trên các triền núi cao Đông Trường Sơn, Hoàng Liên Sơn, Bắc Tây Bắc, lượng mưa trung bình khoảng 2.500 mm/năm. Các trung tâm mưa lớn như: Bắc Quang (Bắc Cạn), Kỳ Anh (Hà Tĩnh), Công Tum, lượng mưa trung bình là 4.000 mm/năm. Một số vùng khuất gió, mưa -2-
ít là: Phan Rang, Thuận Hải, Quảng Trị, Yên Bái có lượng mưa trung bình là 400 - 800 mm/năm. Các con số trên đây cho thấy, nước là nguồn tài nguyên to lớn và quý giá của loài người. Sự sống nói chung không thể thiếu nước, hay “Nước luôn luôn gắn liền với sự sống”. Loài người và muôn loài động, thực vật... khác trên hành tinh đều có nhu cầu dùng nước hết sức to lớn. Sự sống bắt nguồn từ môi trường nước và ngày nay sự sống đang tồn tại và phát triển cũng không tách khỏi môi trường nước. Ngày nay, bất cứ ngành kinh tế quốc dân nào cũng gắn chặt với nước cho dù ngành đó thuộc lĩnh vực Nông nghiệp, Công nghiệp nặng, Công nghiệp nhẹ, Công nghiệp hóa học, Công nghiệp hàng tiêu dùng, hay các ngành Dịch vụ. Nước dùng trong sinh hoạt, nước phục vụ nông nghiệp, nước sử dụng trong công nghiệp, nước là nguồn thủy năng to lớn và được phục hồi. Nước ở các sông, hồ thiên nhiên hay nước biển đều có giá trị về mặt năng lượng mà từ lâu con người đã tận dụng. 1.1.2 Nước gắn liền với sự sống Sự ra đời, tồn tại, phát sinh và phát triển của sự sống trên hành tinh luôn luôn gắn liền với sự có mặt và vận chuyển của nước. Sự vận động và phát triển của xã hội loài người cũng gắn liền với các nguồn nước. Xã hội càng văn minh, nhu cầu sử dụng nước và nước sạch càng cao với khối lượng gia tăng một cách chóng mặt đang đòi hỏi phải nghiên cứu và có kế hoạch bảo vệ nguồn nước một cách nghiêm túc. Với trình độ phát triển của khoa học và công nghệ ngày nay, nhiều loại nguyên vật liệu mới ra đời đã thay thế một số nguyên vật liệu truyền thống, riêng nước thì không thể thay thế được. Về nước sinh hoạt: Theo các tài liệu thống kê, lượng nước tiêu thụ tính theo đầu người trong một năm là 1.000 m3/người/năm với mức tiêu thụ khoảng 200 - 300 lit/người/ngày. Tại các trung tâm đô thị, mức độ này còn cao hơn, khoảng 500 lít/người/ngày. Nhu cầu dùng nước trong công nghiệp cũng rất lớn, có thể tham khảo biểu thống kê dưới đây (Bảng 1.1). Bảng 1.1: Thống kê nhu cầu dùng nước của một số ngành công nghiệp T.T Ngành sản xuất Đơn vị Lượng nước dùng sản phẩm trên Đơn vị SP 1 Dầu mỏ 1 tấn 10 m3 2 Cá hộp 1000 hộp 20 m3 3 Rau quả hộp 1000 hộp 40 m3 4 CN giấy 1 tấn 100 m3 5 Xi măng 1 tấn 4,5 m3 6 CN SX Thép 1 tấn 20 m3 7 Sợi nhân tạo 1 tấn 1020 m3 8 Len nhân tạo 1 tấn 4200 m3 -3-
9 Nhôm 1 tấn 115 m3 10 Axít 1 tấn 85 m3 Từ xa xưa cho đến nay, trong lĩnh vực sản xuất nông nghiệp, nước đóng vai trò quan trọng hàng đầu. Nước ta là nước nông nghiệp, từ xưa ông cha đã có câu: “Nhất nước, nhì phân” , còn ngày nay là khẩu hiệu “Thủy lợi là biên pháp hàng đầu trong nông nghiệp”. Sự tham gia tích cực của thủy lợi, đảm bảo chủ động nước tưới cùng với những giống lúa ngắn ngày, năng suất cao đã đẩy tốc độ thâm canh lên cao, có nơi gieo trồng vào thu hoạch đến 3 vụ lúa nước một năm. Sản lượng nông nghiệp của Việt Nam tăng vọt trong những năm 1990 đã đưa nước ta trở thành một trong những quốc gia xuất khẩu gạo hàng đầu trên thế giới. Tuy vậy, nhu cầu tưới của các loại cây trồng rất cao đòi hỏi phải xây dựng hệ thống thủy lợi có khả năng điều tiết lớn và hiệu quả sử dụng cao hơn. Bảng 1.2 thống kê nhu cầu tưới của một số loại cây trồng. Bảng 1.2: Thống kê nhu cầu tưới của một số loại cây trồng T.T Loại cây trồng Đơn vị tưới Lượng nước tưới trong 1 năm 1 Lúa 1 ha 14.000-16.000 m3 2 Màu 1 ha 4500-5000 m3 3 Bông 1 ha 4500-5500 m3 4 Khoai 1 ha 6000-6500 m3 5 Cà phê 1 ha 4000-5000 m3 Các ngành dịch vụ ngày nay, không có ngành nào sử dụng ít nước, điển hình sử dụng nhiều nước trong dịch vụ là các ngành: Dịch vụ vui chơi giải trí (Thủy cung, Công viên nước...), Dịch vụ khách sạn, dịch vụ du lịch và một số ngành dịch vụ phục vụ ăn uống, sinh hoạt ở các đô thị. 1.1.3 Nước là nguồn năng lượng lớn Hàng ngày con người đang khai thác và sử dụng nhiều dạng năng lượng từ nhiều nguồn khác nhau, thí dụ: Năng lượng mặt trời trong sinh hoạt, và trong ngành công nghiệp vụ trụ; năng lượng từ than, dầu, khí thiên nhiên trong hầu hết các ngành và trong sinh hoạt; năng lượng từ khí sinh vật học Biogas, và cơ năng của nước (thủy điện trên sông và thủy điện thủy triều), trong đó nguồn năng lượng nước đã được khai thác từ rất sớm và ngày nay vẫn đang đóng góp một phần quan trọng trong cơ cấu năng lượng quốc gia. Năng lượng khai thác từ nguồn nước chủ yếu là cơ năng của dòng chảy mặt (sông, suối), của thủy triều và của các dòng hải lưu. Trữ lượng thủy năng trên thế giới rất lớn. Theo nghiên cứu và công bố của B. Xlebinger tại hội nghị Năng lượng toàn thế giới lần thứ 4 (Luân Đôn - 1950), trữ lượng thủy năng trên thế giới được thống kê trong Bảng 1.3. -4-
Bảng 1.3: Trữ lượng thủy năng trên thế giới theo B. Xlebinger Vùng Diện tích Trữ lượng Mật độ công suất 3 2 (10 Km ) (106 Kw) (Kw/Km2) 1. Châu Âu 11.609 200 17,3 2. Châu á 41.839 2.309 55,0 3. Châu Phi 30.292 1.155 38,2 4. Bắc Mỹ 24.244 717 29,5 5. Nam Mỹ 17.798 1.110 62,5 6. Châu úc và Đại dương 8.557 119 13,9 Tổng cộng toàn trái đất 134.339 5.610 41,7 Theo một sô tài liệu nghiên cứu, nước ta có trên 1000 con sông suối (chiều dài > 10Km) với trữ năng tiềm tang khoảng 260 - 280 tỷ Kwh. Trữ năng lý thuyết & trữ năng kinh tế KT ở Việt Nam được thống kê trong Bảng 1.4 và Bảng 1.5. Bảng 1.4: Trữ năng lý thuyết và kinh tế-kỹ thuật các lưu vực lớn ở Việt Nam Tên lưu vực sông E0 lý thuyết E0 kỹ thuật E0 LT/E0 KT 6 6 (10 KWh) (10 KWh) (%) 1. Sông Lô 39.600 4.752 12 2. Sông Thao 25.963 7.572 29 3. Sông Đà 71.100 31.175 43 4. Sông Mã 12.070 1.256 10 5. Sông Cả 10.950 2.556 23 6. Sông Vũ Gia - Thu Bồn 15.564 4.575 30 7. Sông Trà Khúc 5.269 1.688 32 8. Sông Ba 10.027 1.239 12 9. Sông Sê San 21.723 7.948 39 10. Sông Sêrêpok 13.575 2.636 20 11. Sông Đồng Nai 27.719 10.335 37 Tổng cộng 249.090 68.917 27,5 Bảng 1.5: Trữ năng kỹ thuật các lưu vực lớn ở Việt Nam Tên lưu vực Số bậc thang thủy Công suất (MW) điện 1. S. Hồng + S. Thái Bình 138 12.600 2. S. Mã + S. Cả 18 1.400 3. Vùng Đèo Ngang, Đèo Cả 28 1.500 -5-
4. S. Đồng Nai 21 1.600 5. Chi lưu S. Mê Kông 14 2.000 6. Các lưu vực khác 28 2.100 Tổng cộng 247 21.200 1.1.4 Vòng tuần hoàn nước trong tự nhiên Vòng tuần hoàn nước còn được gọi là Vòng tuần hoàn thủy văn (The Hydrologic Cycle) là một quá trình liên tục, trong đó nước được vận chuyển từ các đại dương lên khí quyển, tới các lục địa rồi lại quay trở lại đại dương. Quá trình tuần hoàn này được minh hoạ trong Hình 1.1. Mây & hơi nước E P P P P T T T E E Mây & hơi nước E R P P P P R Sông I I Mực nước ngầm R E E E Đất bão hòa G Ghi chú: G Đại dương T: Thoát nước từ thực vật; E: Bốc hơi từ mặt đất và mặt nước P: Mưa; R: Dòng chảy mặt; G: Dòng chảy ngầm; I: Dòng thấm (T: Transpiration; E: Evaporation; P: Precipitation; R: Surface Runoff; G: Groundwater Flow; I: Infiltration) Hình 1.1: Vòng tuần hoàn nước trong tự nhiên Động lực của vòng tuần hoàn nước là năng lượng mặt trời đã làm bốc thoát hơi nước, ngưng tụ thành mây sau đó mưa xuống đất và mặt đại dương, từ mặt đất nước mưa hình thành các dòng chảy mặt và ngầm rồi quay lại đại dương. Trong quá trình trên, chất lượng nước thường xuyên bị thay đổi, điển hình nhất là nước mặn của biển khi bốc hơi trở thành nước ngọt. Chu trình trên diễn ra liên tục trên phạm vi toàn cầu và đây là một quy luật vĩ đại của tự nhiên. Do đó khi nghiên cứu -6-
các vấn đề về nguồn nước bao giờ cũng phải gắn kết với quy luật này, đây là nhiệm vụ của từng quốc gia, từng khu vực và của cả nhân loại. 1.2 TÀI NGUYÊN NƯỚC TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM 1.2.1 Tài nguyên nước mặt 1.2.1.1 Nguồn tài nguyên nước trên thế giới Bề mặt trái đất rộng 510 triệu km2 trong đó biển và đại dương chiếm 70,8%. Tổng lượng nước thuỷ quyển trái đất vào khoảng 1454 triệu km3, trong đó nước mặn chiếm khoảng 1370 triệu km3 (chiếm 93,9%). hàm lượng muối trung bình trong nước biển là 3,5%, tức là khoảng 35g/lit. Khoảng 7% lục địa là các hồ tự nhiên, trong đó chứa khoảng 280.000 nghìn km3 nước ngọt. 11% diện tích trái đất ở hai cực của địa cầu bị băng tuyết bao phủ, thể tích các núi băng ở đó khoảng 24 triệu km3, nếu chúng tan ra sẽ làm cho mực nước biển trên hành tinh tăng thêm 64 m. Trữ lượng nước ngầm trên thế giới khoảng 8500 km3. Các con sông trên thế giới thường xuyên chứa khoảng 1200 km3 nước ngọt, tức là khoảng 1/1 000 000 tổng lượng nước các loại. Tuy trữ lượng nước và nước ngọt trên trái đất lớn như vậy nhưng lại phân bố không đều theo không gian và thời gian. Thí dụ trong khi ở Hawai (Mỹ) lượng mưa trung bình là 11084 mm/năm thì ở vùng Liev (Chilê) lại chỉ khoảng 8mm/năm. Tại khu vực Yêmen có nhiều năm hầu như không có mưa, trong khi ở New Deli (Ấn độ) cách đó không xa, có năm lại mưa liên tục trong 4-5 tháng liên tiếp. Những số liệu thống kê trên đây cho thấy nước là nguồn tài nguyên phong phú và quý giá đối với con người. Trữ lượng tài nguyên nước của trái đất được đánh giá bằng 1,445 tỷ km3 và phân chia như ở bảng 1.6. Bảng 1.6. Trữ lượng nước trên trái đất T Diện Khối % so với T Phần thuỷ quyển tích lượng nước tổng 10 m3 2 3 2 10 m lượng 1 Đại dương 61.300 1.370.323 94,20 2 Nước ngầm 34.800 60.000 4,12 trong đó ở vùng trao đổi 82.000 4.000 0,27 3 Băng hà 16.227 24.000 1,65 4 Nước hồ 2.059 280* 0,019 5 Nước trong tầng thổ nhưỡng 82.000 85** 0,006 6 Hơi nước trong khí quyển 10.000 14 0.001 7 Nước sông 48.000 1,2 0.0001 -7-
Tổng cộng 1.454.703,2 100 * có kể đến gần 5000 km3 nước trong các hồ chứa nhân tạo ** có kể đến gần 2000 km3 nước trong các hệ thống tưới Xem các số liệu bảng 1.6 chúng ta thấy nước sông chiếm tỷ lệ nhỏ nhất (0,0001%) so với các dạng nước khác của thuỷ quyển, song nó lại có vai trò vô cùng quan trọng đối với con người, vì đó là nước nhạt, nước luôn vận động (chảy) và tuần hoàn nên được tái tạo phục hồi rất mau chóng. Chính vì thế mà tổng lượng dòng chảy của sông trên toàn cầu được tính tới 41.500km3/năm nghĩa là gấp 34,6 lần khối lượng nước chứa trong sông trong một thời điểm đó. Nói cách khác, dòng chảy đã thay nước 34,6 lần trong một năm. Nếu không có sự tuần hoàn nước như vậy thì con người đã chết vì thiếu nước, bởi lẽ nhu cầu sử dụng nước hiện nay đã đạt tới con số 15.000 km3/năm. Trong các bảng 1.7, 1.8 và 1.9 là những số liệu tham khảo về phân bố lượng dòng chảy theo khu vực và ở một số sông lớn. Bảng 1.7 Lượng chảy sông theo châu lục Lượng dòng chảy bình quân năm Diện tích Châu lục Bình quân diện tích 103km2 Tổng (km3) 103m3/km2 Châu á 44.363 13.400 302 Nam Mỹ 17.834 11.500 645 Bắc Mỹ 24.247 6.322 269 Châu Phi 30.319 4.020 133 Châu Âu 10.507 3.140 299 Châu úc 8.501 1.890 222 Toàn cầu 148.817 41.500 279 Bảng 1.8 Lượng dòng chảy của một số nước Lượng dòng chảy bình quân năm Diện tích Tên nước Bình quân diện % so với 103km2 Tổng, km3 3 3 tích 10 m /km2 toàn cầu Brazin 8.512 9.230 1.084 22,2 CHLB Nga 17.075 4.003 234 9,6 Trung Quốc 9.597 2.550 268 6,1 Canada 9.975 2.472 248 5,9 Mỹ 9.347 1.938 207 4,7 ấn độ 3.269 1.680 514 4,1 Inđônêxia 2027 1510 745 3,64 -8-
Pháp 551 183 332 0,4 Phần Lan 337 110 326 0,2 Việt Nam 330 300,4* 910,3 0,73 Toàn cầu 148.817 41.500 279 100 * không kể lượng dòng chảy từ các nước lân cận. Bảng 1.9 Lượng dòng chảy một số sông lớn Diện tích lưu Lượng dòng Lưu lượng trung Tên sông vực 10 km 3 2 chảy trung bình bình ở cửa sông năm km3 Q0, m3/s Amazon 7000 6930 220.000 Công gô 3670 1350 43.000 Hằng 2000 1200 38.000 Dương tử 1940 693 22.000 Braxmaputra 936 630 20.000 Enixây 2580 624 19.800 Missisipi 3275 599 19.000 Parana(La Plata) 300 599 19.000 Mê công 810 551 17.500 Lê na 2490 536 17.000 Oricono 1086 441 14.000 Iravađi 431 441 14.000 Obi 2990 400 12.700 Về cơ cấu, nước đại dương (bao gồm cả nước biển) chiếm tỷ lệ lớn nhất: 94,2% khối lượng, 70,84% diện tích bề mặt trái đất. Như vậy, độ sâu nước trung bình của đại dương là 1795m, nơi sâu nhất tới 11.022m (vùng Marian của Thái Bình Dương). Tuy nhiên, nước đại dương có độ mặn cao nên sử dụng còn hạn chế, chủ yếu khai thác dưới dạng tiềm năng và môi trường như môi trường vận tải biển, môi trường phát triển và khai thác hải sản, sử dụng năng lượng thuỷ triều. Đặc biệt tác dụng to lớn của đại dương là môi trường điều tiết khí hậu. Đứng thứ hai về lượng là nước ngầm (4,12%), trong đó phần nước ngầm trao đổi mạnh với nước mặt thông qua mối quan hệ thuỷ lực được ước tính bằng 4 triệu km3 (xem bảng 1-10). Bảng 1.10. Trữ lượng nước ngầm toàn cầu -9-
Khối Độ khoáng hoá Phạm vi lượng Khả năng sử dụng g/l 103km3 Đáp ứng yêu cầu chủ yếu là nước ở độ sâu tới 100m 4000 đối với nước sinh nhạt  1 hoạt và nước tưới Có thể sử dụng cho Phần lớn là nước công nghiệp hoá. Độ sâu từ 1000m đến khoảng mặn, ĐKH trung nếu sử dụng để 6000m 5000 bình 30-100; có tưới hoặc cấp nước nơi đến 400. sinh hoạt cần phải làm nhạt Tổng các loại nước Bao gồm các loại Sử dụng cho các ngầm theo dự báo nước nhạt, mặn, lĩnh vực khác nhau (tới độ sâu 15-20km) 60.000 nước nóng, nước tuỳ theo tính chất không áp và có và nhu cầu áp. Lưu ý rằng việc đánh giá chính xác trữ lượng nước ngầm là vấn đề khó trong điều kiện hiện nay, vì khả năng khoan sâu có hạn (mới tới độ sâu 9000-10.000m), chi phí khoan khá cao, các phương pháp điều tra khác (như phương pháp địa vật lý, phương pháp phóng xạ, v.v... ) còn chưa cho kết quả khả quan tin cậy đối với độ sâu lớn. Số liệu ở bảng 1.10 là kết quả nghiên cứu của UNESCO trong chương trình “ Thập kỷ quốc tế về thuỷ văn - địa chất” giai đoạn 1966-1975. Nước ở dạng băng hà vĩnh cửu được đánh giá tới 24 triệu km3, bằng gấp 2 vạn lần thể tích nước sông. Đây là loại nước tinh khiết, nhạt và sạch, tập trung chủ yếu ở hai đầu địa cực của Trái đất (Bắc và Nam cực). Nếu giả thiết khối lượng băng hà tan thành nước (thể lỏng) thì mực nước biển và đại dương sẽ dâng cao thêm 64,4m. Như vậy sẽ có bao nhiêu thành phố, làng mạc, đồng ruộng,v.v..., kể cả nhiều quốc gia bị chìm ngập trong nước. Tuy vậy, một thực tế là nhiều quốc gia đã và sẽ thiếu nước nhạt một cách nghiêm trọng, do đó đã có các dự án nghiên cứu khai thác băng hà, kể cả vấn đề vận chuyển băng với cự ly xa tương tự như các dự án nghiên cứu làm nhạt nước biển để sử dụng vào mục đích sinh hoạt hay tưới. Đương nhiên giá thành để có 1 mét khối nước được khai thác như vậy còn khá cao, do đó các dự án nghiên cứu trên chỉ mới ở dạng thử nghiệm. Hy vọng với sự phát triển của khoa học công nghệ trong thế kỷ 21 chi phí trong khai thác nước như vậy sẽ giảm rất nhiều và vì thế - 10 -
phương thức làm nhạt nước biển hoặc khai thác nước băng hà sẽ trở thành phổ biến, chấp nhận được. 1.2.1.2 Nguồn tài nguyên nước ở Việt Nam Ở Việt Nam, do địa hình núi non và khí hậu nhiệt đới gió mùa tác động sâu sắc tới khối lượng và việc phân phối nước, nên lượng mưa rất không đều, gây ra lũ lụt và tình trạng thiếu nước thường xuyên. Lượng mưa trung bình 2000 mm/năm, nhưng phần lớn là từ tháng 5 đến tháng 11. Khoảng 70-75% lượng mưa hằng năm được tạo ra trong 3 đến 4 tháng và 20-30% được tạo ra trong khoảng một tháng cao điểm. Lượng nước trong 3 tháng có ít nước nhất chỉ có 1-2% (World Bank, 1996). Việt Nam có thái thuận lợi về nước dựa trên hệ thống sông ngòi chằng chịt, địa hình và độ mưa thuận lợi và so với quy mô dân số. Tổng số lượng nước trung bình hàng năm là 847 m3, trong đó chỉ riêng lưu vực sông Hồng và sông Mê Kông chiếm 75% (World Bank, 1996). Tuy nhiên Việt nam nằm hầu như ở cuối hạ lưu sông Mê Kông, sông Hồng, sông Mã, sông Cả và sông Đồng Nai; chẳng hạn, hơn 90% lưu vực sông Mê Kông là nằm ngoài Việt nam và 90% dòng chảy của nó là bắt đầu ở ngoài; Một nửa sông Hồng là nằm ngoài và 1/3 dòng chảy của nó bắt nguồn từ Trung Quốc. Do đó, khả năng có nước, đặc biệt là trong mùa khô khi các nước ở thượng nguồn sử dụng nhiều, là điều nằm ngoài tầm kiểm soát của Việt Nam. Việc phát triển các nguồn nước đòi hỏi phải có sự phối hợp rộng rãi trong khu vực. Uỷ ban sông Mê Kông được thành lập 4/1995 nhằm giải quyết các vấn đề liên quan đến nước sông của các quốc gia có sông Mê Kông chảy ra. Nguồn nước mặt trên lãnh thổ Việt Nam bao gồm nguồn nước trực tiếp sản sinh trên phần lãnh thổ và nguồn nước từ lãnh thổ nước ngoài chảy vào các sông lớn liên quốc gia như hệ thống sông Hồng, sông Mã, sông Cả, sông vùng Đông Nam Bộ, hệ thống sông Mê Kông. Tổng diện tích hứng nước của các sông hệ thống sông là 1 167 000 km2. Phần diện tích hứng nước nằm ngoài lãnh thổ là 823 250 km2, trong đó của sông Mê Kông 724 000 km2, sông Hồng 82 300 km2, sông Mã 10 800 km2, sông Cả 9 470 km2, các sông ở vùng Đông Nam bộ 6700 km2, hệ thống sông Bằng Giang - Kỳ Cùng 2658 km2. Tổng lượng dòng chảy năm trên các lưu vực sông Việt Nam khoảng 847 tỷ m3, trong đó có 327 tỷ m3 sản sinh trên lãng thổ Việt nam còn 520 tỷ m3 là từ nước - 11 -
ngoài chảy vào. Đặc trưng mưa và dòng chảy năm trên các lưu vực sông Việt nam được tổng hợp ở bảng 1.11 dưới đây: Bảng 1.11 Đặc trưng mưa và dòng chảy năm trên các lưu vực sông TT Lưu vực sông F (km2) Xo Wo (mm) (109m3) 1 Sông Kỳ Cùng - Việt Nam 6352 1500 3,70 Sông Kỳ Cùng nước ngoài 308 1500 0,18 2 Bằng Giang Việt Nam 4000 1746 3,62 Bằng Giang nước ngoài 1560 1746 0,50 3 Sông Quay Sơn Việt Nam 370 1550 0,36 Sông Quay Sơn nước ngoài 790 1550 0,77 4 Các sông cùng Đông Bắc 3744 2560 5,21 5 Sông Thái Bìng tới Phả Lại 12700 1320 8,46 6 Châu thổ sông Hồng 13000 1690 11,3 7 Sông Hồng: -ngoài nước 81 200 1500 52,9 - trong nước đến Việt Trì 62 100 1980 63,6 8 Sông Mã: - ngoài nước 10 800 1400 3,9 - trong nước 17 600 1640 14,1 9 Sông Mực + sông Yên 2810 1750 1,75 10 Sông Cả: - ngoài nước 9470 1400 5,32 - trong nước cả phụ cận 20 527 2000 20,20 11 Các sông Quảng Bình 7977 2420 17,0 12 Các sông thuộc Quảng Trị 4369 2600 7,11 13 Sông Hương và phụ cận 3298 3050 8,60 14 Sông Thu Bồn 10 350 2780 25,0 15 Hệ thống Tam Kỳ, Trà Bồng, Trà 8935 2580 19,3 Khúc, Vệ 16 Sông Kone và phụ cận 7204 1700 7,23 17 Sông Cái Ninh Hoà 1048 1700 1,06 18 Sông Cái Nha Trang + phụ cận 2942 2100 4,31 19 Lưu vực sông Ba 13 800 1740 9,87 20 Các sông Ninh Thuận, Bình Thuận 9567 1200 4,43 Các sông nhỏ 3033 1200 1,40 21 Hệ thốnh sông Đồng Nai: - ngoài nước 6700 2160 4,00 trong nước (cả vàm cỏ Đông, Vàm cỏ 37 400 2200 33,8 Tây) 22 Hệ thống sông Mê Kông: - ngoài nước 724 000 1400 452,8 - 12 -
- trong nước 70 520 1800 55,1 Tổng 847 - Trong nước 327 - Ngoài nước 520 NGUỒN NƯỚC MẶT TRÊN TOÀN LÃNH THỔ (847 tỷ m3) Trong nước Nước ngoài 327 520 39% 61% Hình 1.2 Nguồn nước mặt trên toàn lãnh thổ 1.2.2 Tài nguyên nước ngầm Kiến tạo địa lý thuỷ văn của Việt Nam là không vững chắc, có nhiều chất cacbonat và bazan. Người ta tìm thấy các trầm tích không vững chắc suốt các vùng ven biển và châu thổ và là dự trữ đáng hứa hẹn nhất. Sự kiến tạo từ cacbonat chủ yếu là ở miền Bắc. Các tần ngậm nước bazan, hầu hết là ở cao nguyên trung phần là có hạn, các điều tra sơ bộ ước tính nguồn nước ngầm có thể khai thác được là khoảng 6-7 km3 mỗi năm (World Bank, 1996). Hiện nay nguồn nước lấy ra hằng năm là không đầy 1 km3. Tuy nhiên, nước ngầm đáp ứng 30% nhu cầu về nước ở các thành phố; Hà nội và thành phố Hồ Chí Minh dựa chủ yếu vào nguồn nước ngầm. Mới chỉ 15% dự trữ nước ngầm đã được khai thác do nguồn nước mặt nhìn chung là dồi dào và không tốn kém trong hầu hết thời gian trong năm. Đồng thời, nguồn nước mặt được nhấn mạnh do nhu cầu chống lụt. Ngoài ra việc lấy nước ngầm có thể còn tốn kém đối với người nông dân. Tuy nhiên, nhu cầu phát triển hơn nữa đang tăng lên ở các vùng mà ở đó đã hoặc dự tính sẽ xảy ra tình trạng thiếu các - 13 -
nguồn nước ở trên mặt đất, hay ở đó chất lượng nước đang trở thành một vấn đề chẳng hạn như ở các vùng châu thổ sông Srepok, Đồng Nai và Mê Kông. Trữ lượng nước ngầm trên các lưu vực sông Việt nam đã được xác định như sau:  Lưu lượng sông Bằng Giang-Kỳ Cùng có trữ lượng động tự nhiên là 3 296 160 m3/ngày, với mô số ngầm 25 l/s.km2.  Vùng ven biển Quảng Ninh có trữ lượng động tự nhiên là 1 907 712 m3/ngày, lưu lượng dòng ngầm là 1,5  7 l/s.km2.  Lưu vực sông Lô (Flv=22 000 km2) có độ chứa nước nghèo với trữ lượng động tự nhiên 61 846 063 m3/ngày, với mô số ngầm từ 3  7 l/s.km2.  Lưu vực sông Đà (Flv=26 800 km2) có độ chứa nước từ nghèo tới trung bình, trữ lượng động tự nhiên 16 597 267 m3/ngày, với mô số dòng ngầm từ 3  10 l/s.km2.  Lưu vực sông Thao (Flv=12 000 km2) có độ chứa nước ngầm từ nghèo tới trung bình với trữ lượng động tự nhiên 6 428 160 m3/ngày, mô số dòng ngầm từ 3  7 l/s.km2.  Lưu vực sông Thương (Flv=6 650 km2) có độ chứa nước nghèo với trữ lượng động tự nhiên 1 149 120 m3/ngày, mô số dòng ngầm từ 2  3 l/s.km2.  Vùng đồng bằng Bắc Bộ (F =17 000 km2), có trữ lượng động tự nhiên 7 180 539 m3/ngày, mô số dòng ngầm biến đổi từ 3  10 l/s.km2.  Lưu vực sông Cầu (Flv=6 030 km2) có trữ lượng động tự nhiên 1 823 472 m3/ngày, mô số dòng ngầm từ 2  5 l/s.km2.  Lưu vực sông Lục Nam (F=2 295 km2) có trữ lượng động tự nhiên là 99 100 m3/ngày, với mô số dòng ngầm nhỏ hơn 0,5 l/s.km2.  Lưu vực sông Mã (F=17 600 km2) có trữ lượng động tự nhiên 16 5997 267 m3/ngày, mô số dòng ngầm từ 2  5 l/s.km2.  Lưu vực sông Cả (Flv=17 730 km2) có trữ lượng động tự nhiên là 11 001 605m3/ngày, mô số dòng ngầm từ 2  5 l/s.km2.  Vùng ven biển Nghệ Tĩnh (F=4647 km2) có trữ lượng động tự nhiên 2 409 005 m3/ngày, mô số dòng ngầm từ 2  10 l/s.km2.  Vùng ven biển Bình Trị Thiên (F=12 673 km2) có trữ lượng động tự nhiên là 6 569 683 m3/ngày, mô số dòng ngầm từ 2  10 l/s.km2.  Lưu vực sông Thu Bồn (F=10 350 km2) có trữ lượng động tự nhiên là 103 500 m3/ngày, mô số dòng ngầm từ 6  13 l/s.km2.  Vùng ven biển Quảng Nam tới Bình Định (F=8 870 km2) có trữ lượng động tự nhiên là 2 797 200 m3/ngày, mô số dòng ngầm từ 3  10 l/s.km2.  Lưu vực sông Ba (F=13 800 km2) có trữ lượng động tự nhiên là 4 173 000 m3/ngày, mô số dòng ngầm từ 1  5 l/s.km2. - 14 -
 Lưu vực sông Sê San (F=11 450 km2) có trữ lượng động tự nhiên 5 441 040 m3/ngày, mô số dòng chảy ngầm 5  6 l/s.km2.  Lưu vực sông Srepok (F=30 100 km2) có trữ lượng động tự nhiên 10 402 560 m3/ngày, mô số dòng chảy ngầm 3  5 l/s.km2.  Vùng ven biển Thuận Hải (F=9 347 km2) có trữ lượng động tự nhiên là 2 422 472 m3/ngày, mô số dòng ngầm từ 1  5 l/s.km2.  Lưu vực sông La Ngà (F=4170 km2) có trữ lượng động tự nhiên 3 062 448 m3/ngày, mô số dòng chảy ngầm 7  10 l/s.km2.  Lưu vực sông Đồng Nai (F=37394 km2) có trữ lượng động tự nhiên 24 231 312 m3/ngày, mô số dòng chảy ngầm 5  10 l/s.km2.  Lưu vực sông Bé (F=7170 km2) có trữ lượng động tự nhiên 3 097 440 m3/ngày, mô số dòng chảy ngầm 5  7 l/s.km2.  Lưu vực sông Sài Gòn (F=5010 km2) có trữ lượng động tự nhiên 3 246 480 m3/ngày, mô số dòng chảy ngầm 5  10 l/s.km2.  Lưu vực sông Vàm Cỏ Đông (F=6820 km2) có trữ lượng động tự nhiên 2 651 616 m3/ngày, mô số dòng chảy ngầm 3  5 l/s.km2.  Lưu vực sông Vàm Cỏ Tây (F=3280 km2) có trữ lượng động tự nhiên 850 176 m3/ngày, mô số dòng chảy ngầm 2  5 l/s.km2.  Tổng trữ lượng động tự nhiên toàn quốc khoảng 195 666 650 m3/ngày, tương đương 2264 m3/s.  Tổng trữ lượng nước ngầm cấp (A+B) là 986 500 m3/ngày. Trữ lượng khai thác cấp C1 là 2 400 000 m3/ngày, cấp C2 là 10 400 000 m3/ngày. 1.3 NGUYÊN TẮC SỬ DỤNG VÀ KHAI THÁC TÀI NGUYÊN NƯỚC 1.3.1 Nguyên tắc sử dụng tổng hợp nguồn nước Nguyên tắc chung khi khai thác và sử dụng nguồn nước là: Khai thác sử dụng tổng hợp nguồn nước, phối hợp lợi ích giữa các ngành, phân phối chi phí cho các ngành hợp lý trên cơ sở nâng cao hiệu quả sử dụng nguồn nước đến mức cao nhất và Mọi ngành, mọi người đều có quyền bình đẳng trong khai thác sử dụng nguồn nước. Thực tế trong lĩnh vực thủy lợi đang phải đối mặt với các vấn đề sau: - Nhu cầu vô hạn > < Khả năng có hạn của nguồn nước; - 15 -
- Nhu cầu khá ổn định (trong thời kỳ tính toán) > < Khả năng biến động thất thường; - Nhu cầu của ngành này > < Nhu cầu của ngành khác (TD: Cần tích trữ nước ở hồ chứa để phục vụ mục đích cấp nước trong mùa kiệt > < Nhu cầu xả nước để đảm bảo chống lũ cho bản thân công trình và phòng lũ hạ du). Do đó bài toán đánh giá hiệu quả sử dụng tổng hợp rất phức tạp. Muốn đánh giá một cách đầy đủ và khách quan, cần có những mô hình tổng hợp và các phương pháp tối ưu sử dụng nguồn nước. Thông thường để đánh giá hiệu quả sử dụng phải thông qua bài toán phân tích Chi phí-Lợi ích của dự án trên quan điểm tổng hợp và khách quan. Hiện nay nhiều ngành kinh tế quốc dân đều có nhu cầu tăng lên về sử dụng nước. Hơn nữa một nguồn nước hay một lưu vực, một con sông hiện nay đã và đang phục vụ cho nhiều ngành, kể cả các ngành nằm trong phạm vi lưu vực và cả những ngành, những đơn vị nằm ở địa bàn thuộc lưu vực khác. Có thể minh họa tính đa chức năng trong phục vụ qua hệ thống sông Đà ở Miền Bắc nước ta hoặc hệ thống sông Đồng Nai ở Miền Nam. Với hệ thống sông Đà, chúng ta cùng một lúc khai thác năng lượng của dòng chảy để phát điện thông qua những bậc thang thủy điện như Hòa Bình, Sơn La, Lai Châu, Huội Quảng,... trên dòng chính và dòng nhánh. Mặt khác nhu cầu cấp nước cho hạ du (đồng bằng châu thổ sông Hồng và sông Thái Bình) ngày càng tăng nhanh, yêu cầu về lưu lượng tối thiểu ở hạ lưu để đảm bảo tầu thuyền trên sông đi lại bình thường. Mặt khác các hồ chứa lớn ở thượng nguồn sông Đà còn có nhiệm vụ phòng lũ cho hạ du, đảm bảo mực nước lũ không uy hiếp hệ thống đê điều. Nếu kể đến nhiệm vụ khai thác cảnh quan du lịch và nuôi trồng thủy sản lòng hồ thì mỗi hồ như vậy là mục tiêu khai thác của nhiều ngành kinh tế quốc dân khác nhau. Trong khi năng lực của dòng chảy có hạn, các ngành kinh tế khai thác nguồn thủy lợi đều quan trọng, thì một hồ chứa được xây dựng phải thỏa mãn nhiều nhiệm vụ, những hồ chứa này được gọi là "hồ chứa sử dụng tổng hợp" hay "Hồ chứa đa chức năng". Đối với hồ chứa đa chức năng thì nhiệm vụ phát điện hay bất cứ nhiệm vụ nào khác đều không thể giữ vai trò tuyệt đối nữa mà buộc phải san sẻ chi phí cũng như lợi ích thu được từ nguồn nước. Như vậy việc tính toán cân đối quá trình khai thác tổng hợp nguồn nước càng trở nên phức tạp. Vấn - 16 -
đề sử dụng tổng hợp nguồn nước và nâng cao hiệu quả khai thác sẽ được làm rõ dần trong các chương tiếp theo. Còn có một số hệ thống sông ở Việt Nam, ngoài nhu cầu tương tự như hệ thống sông Đà về phát điện, cấp nước phục vụ tưới, sinh hoạt, giao thông thủy, các công trình và hồ chứa còn phải thỏa mãn thêm hai nhiệm vụ nữa là đẩy mặn ở hạ lưu và san sẻ nguồn nước của lưu vực cho các tỉnh thuộc lưu vực khác có nguồn nước mặt không dồi dào. Như vậy chế độ xả nước của các hồ chứa phải tuân thủ nhiệm vụ đẩy sức dồn ép của thủy triều và qua đó giữ được những diện tích trồng trọt ít bị xâm nhập măn hơn. Trong khi đó khả năng của nguồn nước phía thượng lưu lại bị cắt giảm để phục vụ nhiệm vụ chuyển nước sang lưu vực khác. Trên đây là những vấn đề phức tạp của bài toán điều tiết dòng chảy trong thực tế. Trong sự phát triển chung của xã hội, độ phức tạp trên ngày càng gia tăng. Do đó vấn đề sử dụng tổng hợp nguồn nước và nâng cao hiệu quả khai thác càng trở nên quan trọng, trong các chương tiếp theo, những phương pháp đánh giá và phương pháp tính toán để giải quyết vấn đề trên sẽ được đề cập cụ thể. 1.3.2 Phương trình cân bằng nước Vòng tuần hoàn nước trong tự nhiên diễn ra liên tục trên phạm vi rộng và có sự tham gia của nhiều thành phần, trong khi việc nghiên cứu và sử dụng nguồn nước lại diễn ra trong phạm vi hẹp hơn nhiều. Do đó phương trình cân bằng nước đối với mỗi phạm vi hẹp hơn hoặc đối với mỗi hệ thống bất kỳ có thể được viết như sau: dS I  O  (1.1) dt Trong đó: I: Lưu Lượng nước vào hệ thống (m3/s) O : Lưu Lượng nước ra khỏi hệ thống (m3/s) dS/dt : Sự biến đổi của dung tích nước trong hệ thống trên đơn vị thời gian - Đối với một hệ thống sử dụng nước mặt, có thể viết phương trình cân bằng nước như sau: P + R1 - R2 + Rg - Es - Ts - I = Ss (1.2) - Đối với hệ thống sử dụng nước ngầm: I + G1 - G2 - Rg - Eg - Tg = Sg (1.3) - 17 -
- Tổng hợp (1.2) và (1.3) ta có phương trình cân bằng nước cho một hệ thống nói chung: P - (R2 - R1) - (Es + Eg) - (Ts + Tg) - (G2 - G1) = Ss + Sg (1.4) Trong đó: P: Mưa trên bề mặt R1, R2: Dòng chảy mặt vào và ra khỏi hệ thống Es, Eg: Bốc hơi từ bề mặt và từ lòng đất Ts, Tg: Thoát hơi thực vật từ bề mặt và từ lòng đất G1, G2: Dòng chảy ngầm vào và ra khỏi hệ thống I: Dòng thấm từ mặt đất xuống tầng đất bên dưới. Rg: Dòng chảy ngầm - Phương trình cân bằng nước cho một vùng có thể viết đơn giản như sau: P - R - G - E - T = S (1.5) - Với thùng đo bốc hơi ta có: P - E = S (1.6) Như vậy các phương trình cân bằng nước từ (1.2) đến (1.6) là các phương trình cân bằng nước trong trường hợp cụ thể, chúng là biểu hiện riêng của phương trình cân bằng nước tổng quát (1.1).  Thí dụ 1.1: Trong một năm quan trắc của một lưu vực rộng 10.000 Km 2 có số liệu là: lượng mưa 1500mm, lưu lượng trung bình năm tại cửa sông của lưu vực là 120 m3/s. Hãy ước tính lớp nước tổn thất bốc và thoát hơi từ lưu vực trong năm. Giải: Sử dụng phương trình (1.5): P - R - G - E - T = S và dồn bốc thoát hơi sang một vế với ký hiệu: ET, ta có: ET = P - R - G - S. Trong đó ET chưa biết, P (mưa) và R (dòng chảy mặt) đã biết. Như vậy cần phải biết được G (dòng chảy ngầm) và S (độ thay đổi dung tích nước trong năm) thì mới có thể tính được ET. Muốn vậy cần phân tích và lập các giả thiết như sau: - Vì lưu vực rất lớn (10000Km2) do đó có thể coi đường phân thủy bề mặt và phân thủy nước ngầm là trùng nhau. Do đó thành phần G có thể coi là zero (Lưu ý rằng với lưu vực nhỏ thì giả thiết này không còn phù hợp nữa). - Trong thời đoạn 1 năm (khá dài), có thể coi dung tích nước ngầm của lưu vực là không đổi, còn dung tích phần nước mặt (lượng nước có trong sông suối) cũng không đổi trong năm. Như vậy S = 0. (Lưu ý rằng với thời đoạn ngắn thì giả thiết này sẽ mắc sai số rất lớn nên không sử dụng được). Với hai giả thiết trên phương trình cân bằng nước còn lại: ET = P - R. Đổi R thành lớp nước mặt bình quân trong năm (lưu ý đến đổi đơn vị) như sau: 3 m s mm 1 R (mm)  x x x s 1nam m F (m 2 ) lv 120 x 31536000x 1000x 1 R   378,4 mm 6 1x 1x 1 x 10000 10 Do đó tính được: ET = 1500 - 378,4 = 1121,6 mm/năm - 18 -
 Thí dụ 1.2: Cũng trong lưu vực trên, ở Trạm khí tượng A có quan trắc bốc hơi mặt nước từ thùng đo bốc hơi, lớp nước bốc hơi từ thùng đo trung bình trong năm là 980 mm. Hãy tính lớp nước tổn thất từ thoát nước thực vật trong năm. Giải: Từ phương trình: ET = P - R hay T = P - R - E , thay số liệu vào ta được: T = 1500 - 378,4 - 980 = 141,6 mm/năm. 1.3.3 Các phương pháp khai thác tài nguyên nước 1.3.3.1 Phân loại năng lượng nước Năng lượng nước hay gọi tắt là Thủy Năng, là năng lượng tiềm tàng trong nước. Năng lượng nước tiềm ẩn dưới ba dạng: Hoá năng, Nhiệt năng và Cơ năng. Hoá năng của nước biểu hiện chủ yếu trong việc tạo nên các dung dịch muối, sự hòa tan các đất đồi núi trong nước sông, nước biển. Mặc dù loại năng lượng này tiềm ẩn một lượng rất lớn, nhưng phân bố rất phân tán, cho nên đến nay con người chưa tìm được phương pháp khai thác chúng một cách có hiệu quả. Nhiệt năng của nước thiên nhiên có thể sử dụng thông qua các sơ đồ khai thác mức chênh lệch nhiệt độ giũa các lớp nước hoặc giữa nước và không khí (Biển nhiệt đới có nhiệt độ lớp nước phía trên khoảng +20 0 đến +250, còn của lớp bên dưới là +400; Nhiệt độ nước các sông không đóng băng ở các cực trái đất là +10 đến +40 trong khi nhiệt độ không khí là -300 đến -400). Tuy nhiên cho đến nay con người cũng chưa lưu ý và tìm được các biện pháp hiệu quả để khai thác nhiệt năng của nước một cách tập trung. Cơ năng của nước thiên nhiên bao gồm: năng lượng nước mưa rơi trong khí quyến, sự chuyển động của các tảng băng, sự vận chuyển liên tục của nước và phù sa trong sông suối thiên nhiên, dòng chảy của các dòng hải lưu, năng lượng sóng biển và sóng triều. Hiện nay chưa có con số ước tính về trữ năng tiềm tàng của sóng biển trên trái đất, nhưng có thể tham khảo một ước tính của năng lượng sóng biển trên 1 Km chiều dài bờ biển phía châu Âu của Đại Tây Dương khoảng 100.000 KW. Tuy vậy công suất đó rất thất thường và thay đổi lớn theo thời gian. Tuy có một số trạm thí nghiệm sử dụng loại năng lượng này nhưng đòi hỏi phải giải quyết rất nhiều vấn đề kỹ thuật phức tạp, do đó hiện nay còn chưa đánh giá được triển vọng. Theo tính toán rất sơ bộ năng lượng tiềm tàng của sóng thủy triều lên và xuống vào khoảng vài trăm triệu KW. Năng lượng thủy triều không đều nhưng có chu kỳ rõ ràng, phương pháp tính và phương pháp khai thác dạng năng lượng này đã được triển khai thành công ở Mỹ, Anh, Pháp... Nhưng chi phí xây dựng loại trạm phát điện này rất lớn cho nên hiện nay số lượng các trạm điện thủy triều còn hạn hẹp. - 19 -
Riêng việc sử dụng cơ năng của dòng chảy mặt trong sông có một ý nghĩa to lớn và thực thi, ngày nay việc khai thác thủy năng sông ngòi bằng TTĐ đã rất phổ biến trên thế giới bởi vì những ưu điểm của loại hình khai thác này. Đó cũng là nội dung chủ yếu của môn học Thủy Năng. Tuy nhiên về mặt khái niệm, chúng tôi cũng xin điểm qua đôi nét về năng lượng của sóng biển và năng lượng thủy triều trước khi đi sâu vào vấn đề thủy năng sông ngòi. 1.3.3.2 Đánh giá nguồn năng lượng nước sông suối Năng lượng nước sông nói riêng và năng lượng nước nói chung được đánh giá cao thông qua những đặc điểm chủ yếu sau: - Là nguồn năng lượng tiềm tàng với trữ lượng rất lớn; - Là nguồn năng lượng được tái tạo hàng năm; - Là nguồn năng lượng sạch, không gây ô nhiễm môi trường; - Có thể tính toán và tập trung khai thác thuận lợi; - Cùng một lúc có thể khai thác các mặt lợi và khắc phục những mặt bất lợi của dòng chảy trong sông đối với đời sống con người. 1.3.3.3 Đơn vị đo công suất và điện năng Vấn đề đơn vị đo luôn luôn là phức tạp vì mỗi nước, đặc biệt là những nước công nghiệp phát triển đều có hệ đơn vị đo riêng của mình. Mặc dù có hai hệ đơn vị đo được sử dụng rộng rãi hơn cả là hệ Mét (Metric System) và Hệ Anh (British System), nhưng trong lĩnh vực năng lượng, thực tế lại tồn tại khá nhiều hệ đo. Thí dụ đơn vị tính công suất thường là KW, trong khi các hãng sản xuất máy thủy lực của lại dùng đơn vị Mã lực để ghi trên máy của họ (HP: các hàng Anh, PS: các hãng Đức, CV: các hãng Pháp). Do đó cần thiết phải trao đổi về đơn vị đo công suất và điện năng để thuận tiện trong sử dụng. Đối với công suất: đơn vị đo thông dụng nhất trên thế giới và ở nước ta là "Kilowatts" (có thể ký hiệu là: KW, kW hay Kw). Còn đơn vị đo năng lượng là: "Kilowatt-Giờ" hay "Kilowatthours", ký hiệu là KWh. Khi số lượng lớn hơn đơn vị, các chuẩn đo có thể là: Công suất Điện năng 1 Kilowatt (KW) = 103 Watt 1 Megawatt (MW) = 106 Watt = 103 KW 1 Megawatt-giờ = 103 KWh 1 Gigawatt (GW) = 109 Watt = 106 KW 1 Gigawatt-giờ = 106KWh 1 Terawatt (TW) = 1012 Watt = 109 KW 1 Terawatt-giờ = 109KWh - Đối với đơn vị Mã lực (HP) lưu ý có 2 loại đơn vị đo là: "HP" hệ Metric và "hp" hệ British: - 20 -