Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu áp dụng mô hình thủy văn - kinh tế cho lưu vực sông Ba

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƢỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

NGUYỄN THỊ THU NGA

NGHIÊN CỨU THIẾT LẬP MÔ HÌNH THỦY VĂN - KINH TẾ PHÂN BỔ NƢỚC TỐI ƢU LƢU VỰC SÔNG BA

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

HÀ NỘI, NĂM 2017

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƢỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

NGUYỄN THỊ THU NGA

NGHIÊN CỨU THIẾT LẬP MÔ HÌNH THỦY VĂN - KINH TẾ PHÂN BỔ NƢỚC TỐI ƢU LƢU VỰC SÔNG BA

Chuyên ngành: Mã số: Thủy văn học 62 44 90 01

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC GS. TS. Hà Văn Khối

HÀ NỘI, NĂM 2017

LỜI CAM ĐOAN

Tác giả xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tác giả. Các kết quả

nghiên cứu và các kết luận trong luận án là trung thực, không sao chép từ bất kỳ một

nguồn nào và dƣới bất kỳ hình thức nào.Việc tham khảo các nguồn tài liệu đã đƣợc

thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định.

Tác giả luận án

i

LỜI CẢM ƠN

Trƣớc tiên, tác giả xin gửi lời cảm ơn tới Trƣờng Đại học Thủy lợi đã tạo mọi điều

kiện thuận lợi cho tác giả trong thời gian nghiên cứu và hoàn thành luận án tiến sĩ.

Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, tác giả xin trân trọng gửi tới GS.TS. Hà Văn Khối,

ngƣời thầy đã luôn lắng nghe, thấu hiểu, ủng hộ vô điều kiện và đƣa ra những định

hƣớng đúng đắn vào những thời khắc quan trọng trong quá trình thực hiện luận án. Tác

giả xin gửi lời tri ân đến các nhà khoa học trong Hội đồng đánh giá luận án vì đã dành

thời gian và tâm huyết để đọc và sửa chữa luận án. Tác giả vô cùng biết ơn các thầy cô

giáo, các nhà khoa học trong và ngoài Trƣờng Đại học Thủy lợi đã có những đóng góp

quý báu giúp tác giả hoàn thiện luận án.

Tác giả cũng xin đƣợc gửi lời cảm ơn chân thành đến các đồng nghiệp ở Khoa Thủy

văn và Tài nguyên nƣớc, đặc biệt là Bộ môn Thủy văn và Tài nguyên nƣớc. Sự động

viên, khích lệ, giúp đỡ và chia sẻ của họ là không thể đo đếm đƣợc. Xin cảm ơn các

bạn bè, đồng nghiệp và các em sinh viên luôn sát cánh bên tác giả.

Cuối cùng, từ tận đáy lòng, tác giả xin đƣợc gửi lời cảm ơn tới những ngƣời thân trong

gia đình của mình. Nếu thiếu sự yêu thƣơng và ủng hộ của họ thì chắc chắn luận án

này đã không thể hoàn thành.

Tác giả

Nguyễn Thị Thu Nga

ii

MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH .......................................................................................................vi

DANH MỤC BẢNG .................................................................................................... vii

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ...................................................................................... viii

MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1

CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU MÔ HÌNH THỦY VĂN - KINH TẾ TRONG QUY HOẠCH VÀ QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN NƢỚC ............... 5

1.1 Giải thích một số thuật ngữ ................................................................................ 5

1.2 Giới thiệu chung về mô hình thủy văn - kinh tế ................................................ 6

1.2.1 Nguồn gốc và quá trình phát triển mô hình ................................................ 6

1.2.2 Đặc điểm và mục tiêu mô hình thủy văn – kinh tế ..................................... 7

1.2.3 Sự cần thiết quản lý nƣớc theo cách tiếp cận kinh tế .................................. 8

1.2.4 Giá trị kinh tế của nƣớc ............................................................................... 8

1.2.5 Phân loại mô hình thủy văn - kinh tế ........................................................ 13

1.3 Tổng quan tình hình nghiên cứu ứng dụng mô hình thủy văn - kinh tế trên thế giới và ở Việt Nam .................................................................................................... 14

1.3.1 Các nghiên cứu ứng dụng mô hình thủy văn - kinh tế trên thế giới ......... 15

1.3.2 Các nghiên cứu ứng dụng mô hình thủy văn - kinh tế ở Việt Nam .......... 18

1.4 Tổng quan về Quản lý tổng hợp tài nguyên nƣớc ở Việt Nam ........................ 21

1.4.1 Quản lý tổng hợp tài nguyên nƣớc và Quản lý tổng hợp lƣu vực sông .... 21

1.4.2 Quá trình phát triển các chính sách liên quan đến quản lý tài nguyên nƣớc ở Việt Nam ............................................................................................................ 22

1.4.3 Một số tồn tại trong quy hoạch tài nguyên nƣớc trên phạm vi lƣu vực sông ở Việt Nam ............................................................................................................ 24

1.4.4 Tổng quan tình hình nghiên cứu về quy hoạch và quản lý tài nguyên nƣớc lƣu vực sông Ba ..................................................................................................... 26

1.5 Những khoảng trống chƣa đƣợc nghiên cứu trong quy hoạch và quản lý tài nguyên nƣớc lƣu vực sông Ba ................................................................................... 28

1.6 Kết luận chƣơng 1 ............................................................................................ 29

THIẾT LẬP BÀI TOÁN THỦY VĂN – KINH TẾ PHÂN BỔ TÀI CHƢƠNG 2 NGUYÊN NƢỚC LƢU VỰC SÔNG BA .................................................................... 32

2.1 Hiện trạng khai thác và sử dụng tài nguyên nƣớc lƣu vực sông Ba ................ 32

2.1.1 Đặc điểm tài nguyên nƣớc lƣu vực sông Ba ............................................. 32

2.1.2 Nhu cầu sử dụng nƣớc trên lƣu vực sông Ba ............................................ 38

2.2 Quá trình phát triển quy hoạch liên quan đến tài nguyên nƣớc lƣu vực sông Ba 40

2.2.1 Quy hoạch thủy lợi .................................................................................... 40

iii

2.2.2 Quy hoạch thủy điện ................................................................................. 42

2.2.3 Quy hoạch tài nguyên nƣớc ...................................................................... 42

2.3 Hệ thống các hồ chứa thủy lợi, thủy điện lớn trên LVS Ba ............................. 43

2.3.1 Quá trình xây dựng và phát triển ............................................................... 43

2.3.2 Các vấn đề nảy sinh sau khi các hồ chứa lớn hoàn thành và đi vào hoạt động 45

2.3.3 Tóm lƣợc về Quy trình vận hành liên hồ .................................................. 46

2.4 Thiết lập bài toán quy hoạch phân bổ tài nguyên nƣớc lƣu vực sông Ba ........ 46

2.4.1 Mục tiêu..................................................................................................... 47

2.4.2 Hàm mục tiêu ............................................................................................ 47

2.4.3 Biến quyết định và biến trạng thái ............................................................ 49

2.4.4 Các ràng buộc ............................................................................................ 51

2.4.5 Bài toán tối ƣu phi tuyến và phƣơng pháp giải ......................................... 53

2.4.6 Lựa chọn công cụ tính toán ....................................................................... 56

2.5 Kết luận chƣơng 2 ............................................................................................ 58

CHƢƠNG 3 MÔ PHỎNG VÀ GIẢI BÀI TOÁN THỦY VĂN - KINH TẾ LƢU VỰC SÔNG BA TRONG HỆ THỐNG GAMS ........................................................... 60

3.1 Giới thiệu về hệ thống GAMS ......................................................................... 60

3.1.1 Cấu trúc của một mô hình xây dựng trong hệ thống GAMS .................... 60

3.1.2 Mô tả bài toán tối ƣu phi tuyến tổng quát trong GAMS [65] ................... 61

3.1.3 Giới thiệu về các solvers trong GAMS ..................................................... 64

3.2 Xây dựng cấu trúc mô hình thủy văn – kinh tế trong hệ thống GAMS ........... 64

3.2.1 Xây dựng cấu trúc mô hình thủy văn ........................................................ 65

3.2.2 Xây dựng cấu trúc mô hình kinh tế ........................................................... 67

3.2.3 Kết hợp mô hình thủy văn và mô hình kinh tế .......................................... 67

3.3 Thiết lập tổ hợp các kịch bản tính toán ứng dụng mô hình thủy văn – kinh tế68

3.3.1 Kịch bản cơ sở ........................................................................................... 68

3.3.2 Kịch bản điều chỉnh .................................................................................. 70

3.4 Các dữ liệu đầu vào của mô hình thủy văn - kinh tế ....................................... 72

3.4.1 Phân vùng khai thác sử dụng nƣớc ........................................................... 72

3.4.2 Sơ đồ hệ thống ........................................................................................... 75

3.4.3 Dòng chảy biên ......................................................................................... 78

3.4.4 Nhu cầu khai thác sử dụng nƣớc ............................................................... 78

3.4.5 Các dữ liệu đầu vào tính kinh tế ................................................................ 80

3.4.6 Các hồ chứa trong hệ thống ...................................................................... 83

iv

3.4.7 Yêu cầu về an ninh lƣơng thực ................................................................. 84

3.4.8 Yêu cầu dòng chảy tối thiểu ...................................................................... 85

3.5 Kết luận chƣơng 3 ............................................................................................ 87

CHƢƠNG 4 ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CÁC KỊCH BẢN KHAI THÁC SỬ DỤNG NƢỚC ĐẾN LỢI ÍCH KINH TẾ XÃ HỘI TRÊN LƢU VỰC SÔNG BA .................. 88

4.1 Đánh giá kết quả tính toán kịch bản cơ sở ....................................................... 88

4.1.1 Đánh giá sự hợp lý kết quả mô phỏng thủy văn ....................................... 88

4.1.2 Nghiệm của bài toán tối ƣu ....................................................................... 90

4.1.3 Lựa chọn hàm mục tiêu rút gọn ................................................................ 93

4.2 Đánh giá ảnh hƣởng của biến thiên dòng chảy ................................................ 93

4.2.1 Đánh giá ảnh hƣởng của biến thiên dòng chảy đến hiệu quả kinh tế ....... 93

4.2.2 Đánh giá ảnh hƣởng của biến thiên dòng chảy đến phân bổ nƣớc theo không gian ............................................................................................................. 97

4.2.3 Đánh giá ảnh hƣởng của biến thiên dòng chảy đến tỉ lệ phân bổ nƣớc cho các đối tƣợng sử dụng nƣớc .................................................................................. 98

4.3 Đánh giá ảnh hƣởng của các đầu vào kinh tế ................................................ 100

4.3.1 Xem xét thay đổi giá bán nông sản ......................................................... 100

4.3.2 Xem xét thay đổi chi phí sản xuất điện ................................................... 100

4.3.3 Xem xét thay đổi năng suất cây trồng ..................................................... 102

4.4 Đánh giá ảnh hƣởng của một số yếu tố khác ................................................. 103

4.4.1 Xem xét thay đổi hiệu suất tƣới .............................................................. 103

4.4.2 Xem xét thay đổi yêu cầu dùng nƣớc trong tƣơng lai ............................. 104

4.4.3 Xem xét thay đổi cơ cấu cây trồng .......................................................... 104

4.5 Nghiên cứu phƣơng án phân bổ nƣớc hợp lý khi xảy ra hạn hán .................. 106

4.6 Tổng hợp kết quả tính toán và đề xuất một số biện pháp quản lý lƣu vực sông Ba 108

4.7 Kết luận chƣơng 4 .......................................................................................... 110

KẾT LUẬN ................................................................................................................. 111

DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ ............................................................ 114

TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................... 115

PHỤ LỤC 1 ................................................................................................................. 121

PHỤ LỤC 2 ................................................................................................................. 134

PHỤ LỤC 3 ................................................................................................................. 136

PHỤ LỤC 4 ................................................................................................................. 143

PHỤ LỤC 5 ................................................................................................................. 146

v

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Phân loại sử dụng nƣớc [10] ............................................................................. 9 Hình 1.2 Các phƣơng pháp xác định giá trị của nƣớc [10] ........................................... 10 Hình 1.3. Khuôn khổ chung QLTHTNN [9] ................................................................. 22 Hình 1.4 Các thành phần QLTHLVS [74] .................................................................... 23 Hình 1.5 Sơ đồ tiếp cận của luận án .............................................................................. 31 Hình 2.1 Bản đồ đẳng trị lƣợng mƣa trung bình nhiều năm lƣu vực sông Ba [44] ...... 34 Hình 2.2 Bản đồ vị trí một số công trình thủy lợi, thủy điện lớn trên HTS Ba [44] ..... 44 Hình 2.3 Sơ đồ tìm kiếm nghiệm bài toán tối ƣu [58]................................................... 54 Hình 3.1 Sơ đồ ứng dụng mô hình thủy văn - kinh tế cho lƣu vực sông Ba ................. 69 Hình 3.2 Bản đồ phân vùng KTSDN cho LVS Ba (theo VQHTL [2]) ......................... 76 Hình 3.3 Sơ đồ hệ thống lƣu vực sông Ba ..................................................................... 77 Hình 4.1 Quá trình dòng chảy thực đo và tính toán tại trạm Củng Sơn năm 2009-2010 ....................................................................................................................................... 89 Hình 4.2 Đƣờng quá trình mực nƣớc hồ Sông Hinh theo các kịch bản tính toán ......... 89 Hình 4.3 Lợi nhuận thuần từ các đối tƣợng sử dụng nƣớc theo KBCS ........................ 91 Hình 4.4. Tổng lợi nhuận thuần trên lƣu vực trong các kịch bản nhóm A .................... 94 Hình 4.5. Quan hệ tƣơng quan giữa tổng lƣợng dòng chảy và tổng lợi nhuận thuần lƣu vực sông Ba ................................................................................................................... 95 Hình 4.6. Tỉ lệ đóng góp lợi nhuận thuần từ các đối tƣợng sử dụng nƣớc (%)............. 95 Hình 4.7 Tỉ lệ phân bổ nƣớc theo vùng trung bình nhiều năm ..................................... 97 Hình 4.8. Tỉ lệ phân bổ nƣớc cho các đối tƣợng trung bình nhiều năm ........................ 98

vi

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1. Lƣợng mƣa tháng, năm bình quân nhiều năm tại các trạm ........................... 36 Bảng 2.2. Giá trị các thông số thống kê và trị số lƣợng mƣa năm thiết kế ................... 36 Bảng 2.3. Các đặc trƣng dòng chảy mặt của các sông trên lƣu vực .............................. 38 Bảng 2.4 Một số thông số các hồ chứa trên hệ thống sông Ba ..................................... 43 Bảng 3.1 Các thành phần cơ bản của một mô hình trong GAMS ................................. 61 Bảng 3.2 Phân loại các dữ liệu đầu vào mô hình thủy văn - kinh tế lƣu vực sông Ba .. 66 Bảng 3.3 Bảng tổng hợp các kịch bản tính toán ............................................................ 73 Bảng 3.4. Diện tích tƣới lớn nhất theo tiềm năng đất đai ở mỗi phân vùng (ha) .......... 79 Bảng 3.5. Số lƣợng gia súc lớn nhất ở mỗi phân vùng (con) ........................................ 79 Bảng 3.6. Nhu cầu nƣớc cho các ngành năm 2009-2010 .............................................. 80 Bảng 3.7 Bảng tổng hợp số lƣợng và các chi phí đầu vào tƣới ..................................... 81 Bảng 3.8. Năng suất cây trồng (kg/ha) .......................................................................... 82 Bảng 3.9 Giá bán nông sản ............................................................................................ 82 Bảng 3.10. Chi phí sản xuất và giá bán điện ................................................................. 83 Bảng 3.11 Các đặc trƣng dung tích hồ chứa trong hệ thống lƣu vực sông Ba .............. 84 Bảng 3.12. Diện tích tƣới cây lƣơng thực tối thiểu ở mỗi phân vùng (ha) ................... 85 Bảng 3.13. Tổng hợp lƣu lƣợng xả tối thiểu xuống hạ lƣu của các hồ chứa ................. 86 Bảng 4.1 Quá trình lƣu lƣợng qua tuabin tại các hồ chứa theo KBCS1 ....................... 91 Bảng 4.2 Diện tích trồng trọt tối ƣu theo KBCS 1 ........................................................ 92 Bảng 4.3 Diện tích trồng trọt tối ƣu theo KBCS 2 ........................................................ 92 Bảng 4.4 Diện tích trồng trọt thực tế năm 2009-2010 ................................................... 92 Bảng 4.5 Tổng hợp lợi nhuận thuần từ các đối tƣợng sử dụng nƣớc theo các kịch bản nhóm A .......................................................................................................................... 96 Bảng 4.6 Tổng hợp lƣợng nƣớc phân bổ cho các đối tƣợng sử dụng nƣớc trong nhiều năm ................................................................................................................................ 99 Bảng 4.7. Tổng lợi ích thuần trƣớc và sau khi tăng giá bán nông sản 20% ................ 101 Bảng 4.8. Tổng lợi nhuận thuần sau khi tăng chi phí sản xuất điện ............................ 101 Bảng 4.9. Tổng lợi nhuận thuần sau khi tăng năng suất cây trồng.............................. 102 Bảng 4.10. Tổng lợi ích thuần sau khi tăng hiệu suất tƣới .......................................... 103 Bảng 4.11. Tổng lợi ích thuần khi thay đổi nhu cầu dùng nƣớc cho sinh hoạt và công nghiệp .......................................................................................................................... 104 Bảng 4.12. Tổng lợi ích thuần khi thay đổi cơ cấu cây trồng ..................................... 106 Bảng 4.13. Tổng lợi nhuận thuần khi thay đổi công suất đảm bảo các nhà máy ........ 107

vii

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

(Sắp xếp theo thứ tự A,B,C….) Bộ CT Bộ NN&PTNT Bộ TN&MT BTQHPT CTCP CTTL CTTĐ ĐHTL GAMS

GRG GWP KBCS KTSDN Luật TNN LVS MHTVKT NCKH NLP

Bộ Công thƣơng Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn Bộ Tài nguyên và Môi trƣờng Bài toán quy hoạch phi tuyến (bài toán tối ƣu phi tuyến) Công ty cổ phần Công trình thủy lợi Công trình thủy điện Đại học Thủy lợi General Algebraic Modeling System (Hệ thống Mô hình Số học Tổng quát) General Reduced Gradient (Gradient rút gọn tổng quát) Mạng lƣới Cộng tác vì nƣớc Toàn cầu Kịch bản cơ sở Khai thác sử dụng nƣớc Luật Tài nguyên nƣớc Lƣu vực sông Mô hình thủy văn - kinh tế Nghiên cứu khoa học Nonlinear programming (tối ƣu phi tuyến hoặc quy hoạch phi tuyến) Quy hoạch thủy điện Quy hoạch thủy lợi Quy hoạch tài nguyên nƣớc Quản lý, khai thác công trình thủy lợi Quản lý tổng hợp tài nguyên nƣớc Quản lý tổng hợp lƣu vực sông Quy trình vận hành liên hồ Tài nguyên nƣớc Thủ tƣớng Chính phủ Thủy văn - kinh tế Ủy ban nhân dân

Viện Khoa học Khí tƣợng thủy văn và Biến đổi khí hậu

Viện Quy hoạch thủy lợi QHTĐ QHTL QHTNN QL,KTCTTL QLTHTNN QLTHLVS QTVHLH TNN TTCP TVKT UBND VKHKTTV&BĐKH VQHTL

viii

MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài

Do bản chất tự nhiên của dòng chảy sông ngòi, lƣu vực sông đƣợc coi là một đơn vị

trong quy hoạch và quản lý tổng hợp tài nguyên nƣớc. Điều này đã đƣợc thừa nhận và

nêu ở mục 18.9 Chƣơng trình Nghị sự 21[1] của Hội nghị về Môi trƣờng và Phát triển

của Liên Hiệp Quốc (UNCED). Các hoạt động đƣợc đề xuất liên quan đến lĩnh vực

phát triển và quản lý tài nguyên nƣớc của Chƣơng trình Nghị sự này bao gồm “phát

triển cơ sở dữ liệu tương tác, các mô hình dự báo, các mô hình quy hoạch kinh tế và

các phương pháp quản lý và quy hoạch nước” và “tối ưu hóa việc phân bổ nước

trong các ràng buộc về tự nhiên và kinh tế xã hội” (Mục 18.12) [1].

Ở Việt Nam, lĩnh vực quy hoạch khai thác sử dụng tài nguyên nƣớc trên lƣu vực sông

trƣớc đây thƣờng thuộc lĩnh vực quy hoạch thủy lợi, do nhu cầu nƣớc dành cho nông

nghiệp ở nƣớc ta vẫn chiếm tỉ trọng rất lớn so với các nhu cầu khác. Hiện nay quá

trình phát triển kinh tế và đô thị hóa làm cho các mâu thuẫn trong khai thác, sử dụng

nƣớc dần bộc lộ rõ hơn. Các mâu thuẫn giữa thƣợng lƣu và hạ lƣu, giữa thủy điện và

tƣới, giữa thủy điện và phòng lũ, giữa phát triển kinh tế và bảo vệ môi trƣờng tồn tại ở

tất cả các lƣu vực sông lớn trên cả nƣớc. Do sự phát triển của các quy hoạch thủy lợi,

quy hoạch thủy điện, quy hoạch cấp nƣớc đô thị và một số quy hoạch ngành khác đã

dẫn đến có những sự chồng chéo, thiếu hiệu quả trong khai thác, sử dụng nƣớc.

Lƣu vực sông Ba là một trong những lƣu vực sông liên tỉnh lớn ở Việt Nam. Từ các

kết quả nghiên cứu quy hoạch thủy lợi trƣớc đây đã giúp các địa phƣơng trên lƣu vực

đầu tƣ xây dựng hàng loạt công trình thủy lợi, bao gồm: 147 hồ chứa nƣớc, 121 đập

dâng, 61 trạm bơm. Đặc biệt có hồ Ayun Hạ năng lực thiết kế 13.500ha và hệ thống

thủy nông Đồng Cam năng lực tƣới thiết kế 19.800ha [2]. Theo quy hoạch thủy điện,

tiềm năng thủy điện trên lƣu vực sông Ba là 737MW, tính đến 2010 đã có hệ thống 5

cụm hồ chứa lớn với tổng công suất 530MW đi vào hoạt động. Các công trình thủy lợi,

thủy điện đƣợc xây dựng dựa theo các quy hoạch phát triển nguồn nƣớc của các ngành

thủy lợi, thủy điện. Mặt khác, khi các công trình này đi vào vận hành sẽ làm thay đổi

1

tình trạng phân bổ nƣớc theo không gian và thời gian trên lƣu vực. Chính vì vậy, cần

thiết có sự xem xét lại vấn đề phân bổ nƣớc trên lƣu vực sông Ba trên cơ sở phối hợp

hệ thống công trình thủy lợi, thủy điện hiện có nhằm khai thác, sử dụng nguồn nƣớc

một cách hiệu quả hơn.

Để thực thi công tác quy hoạch và quản lý tài nguyên nƣớc, các nhà hoạch định chính

sách luôn phải dựa trên cơ sở tài nguyên nƣớc có sẵn, nhu cầu phát triển kinh tế và bảo

vệ môi trƣờng. Kết quả tính toán từ các mô hình hệ thống sẽ là cơ sở có tính lƣợng

hóa, giúp dự báo tác động của các công trình hoặc chính sách quản lý dự kiến đối với

hệ thống lƣu vực sông. Trong các loại mô hình hệ thống lƣu vực sông, mô hình thủy

văn - kinh tế là công cụ biểu thị các khía cạnh thủy văn, kỹ thuật, môi trường và

kinh tế của hệ thống tài nguyên nước trong một khuôn khổ thống nhất. Điểm trọng

tâm của mô hình là coi nƣớc nhƣ một loại hàng hóa có giá trị kinh tế. Điều này có thể

hiểu đơn giản là cùng một đơn vị nƣớc nhƣng thời điểm sử dụng và vị trí sử dụng khác

nhau sẽ mang lại lợi ích khác nhau. Nếu nhƣ tài nguyên nƣớc của lƣu vực đủ đáp ứng

cho mọi nhu cầu về nƣớc thì sẽ không xảy ra mâu thuẫn gì. Nhƣng nếu tài nguyên

nƣớc của lƣu vực bị thiếu (hay khan hiếm) thì sẽ rất dễ xảy ra mâu thuẫn trong sử dụng

nƣớc.

Nhìn chung, các nghiên cứu trong lĩnh vực tài nguyên nƣớc từ trƣớc đến nay chỉ tập

trung vào phƣơng pháp ứng dụng mô hình thủy văn truyền thống, việc phân tích kinh

tế nếu có, chỉ dựa trên một số giới hạn các kịch bản khai thác sử dụng nƣớc, đƣợc xác

định trên cơ sở yêu cầu nƣớc tại từng địa phƣơng. Điều này vô hình chung làm khó

cho ngƣời quản lý khi muốn đƣa ra các chính sách phân bổ lại tài nguyên nƣớc theo

phƣơng thức mang lại nhiều lợi ích hơn cho toàn lƣu vực. Trong trƣờng hợp này, mô

hình thủy văn - kinh tế sẽ là một công cụ phù hợp để giúp cho ngƣời quản lý hiểu rõ về

hiệu quả khai thác sử dụng nƣớc trên lƣu vực. Mô hình sẽ hƣớng đến một mục tiêu có

lợi nhất về mặt kinh tế cho toàn lƣu vực, trên cơ sở xem xét đến các yếu tố về xã hội

và môi trƣờng.

Trong bối cảnh đó, nghiên cứu sinh đã lựa chọn đề tài “Nghiên cứu áp dụng mô hình

thủy văn - kinh tế cho lưu vực sông Ba” với mong muốn nghiên cứu cơ sở khoa học

xây dựng và áp dụng một công cụ hỗ trợ cho những nhà hoạch định chính sách đƣa ra

2

những quyết định liên quan đến tình hình khai thác, sử dụng tài nguyên nƣớc trên lƣu

vực sông Ba theo hƣớng có lợi nhất về kinh tế, xã hội và môi trƣờng.

2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài

 Xây dựng mô hình thủy văn – kinh tế cho lƣu vực sông Ba nhằm phân bổ tài

nguyên nƣớc.

 Đánh giá các kịch bản và định hƣớng phƣơng thức phân bổ sử dụng nguồn

nƣớc hợp lý cho lƣu vực sông Ba.

3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu

Phạm vi nghiên cứu:

 Về không gian: Giới hạn nghiên cứu cho lƣu vực sông Ba.

 Về thời gian: Thời gian tính toán là một năm thủy văn, bƣớc thời gian 1 tháng.

Đối tƣợng nghiên cứu:

 Luận án chủ yếu xem xét tài nguyên nƣớc mặt.

 Các đối tƣợng sử dụng nƣớc: sinh hoạt, công nghiệp, nông nghiệp, thủy điện,

thủy sản và môi trƣờng. Trong đó, các yêu cầu về nƣớc dành cho sinh hoạt,

công nghiệp, thủy sản và môi trƣờng đƣợc coi là các điều kiện ràng buộc (cố

định).

4. Phƣơng pháp nghiên cứu

Cách tiếp cận:

o Cách tiếp cận hệ thống

o Cách tiếp cận liên ngành

Phương pháp nghiên cứu:

 Phƣơng pháp kế thừa: Luận án kế thừa một số kết quả nghiên cứu trƣớc đây của

các cơ quan, tổ chức có liên quan đến lƣu vực sông Ba. Trong đó, chủ yếu là kết

quả tính toán dòng chảy và nhu cầu sử dụng nƣớc cho các phân vùng sử dụng

nƣớc trên lƣu vực.

 Phƣơng pháp mô hình toán: Luận án xây dựng một mô hình thủy văn - kinh tế

cho lƣu vực sông Ba trong hệ thống GAMS.

 Phƣơng pháp thống kê xác suất: sử dụng để phân tích tần suất dòng chảy lƣu

vực sông Ba, phân tích tƣơng quan giữa các đại lƣợng thủy văn và kinh tế.

3

 Phƣơng pháp phân tích tổng hợp: đƣợc sử dụng để đánh giá hiệu ích kinh tế từ

các phƣơng án phân bổ nƣớc, phân tích hiệu quả từ các chính sách quản lý nƣớc

dự kiến.

5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn Ý nghĩa khoa học

 Nghiên cứu cơ sở khoa học thiết lập mô hình thủy văn – kinh tế cho bài toán

phân bổ nƣớc tối ƣu trên lƣu vực sông Ba.

 Lƣợng hóa mối quan hệ tƣơng quan giữa các yếu tố thủy văn và kinh tế. Trên

cơ sở đó, phân tích đƣợc những điểm bất hợp lý trong lĩnh vực khai thác sử

dụng nƣớc trên lƣu vực sông Ba và đề xuất những phƣơng thức điều chỉnh cho

phù hợp.

Ý nghĩa thực tiễn

 Các kết quả nghiên cứu của luận án có thể đƣợc sử dụng là một kênh tham khảo

tích cực cho những nhà quản lý trong quá trình ra quyết định liên quan đến quy

hoạch chiến lƣợc phát triển tài nguyên nƣớc lƣu vực sông Ba.

 Cơ sở khoa học và chƣơng trình tính thủy văn - kinh tế cho lƣu vực sông Ba có

thể sử dụng để xây dựng các mô hình thủy văn - kinh tế cho những lƣu vực

sông khác có điều kiện tƣơng tự.

 Phƣơng pháp xây dựng và trình tự thiết lập mô hình thủy văn - kinh tế cho lƣu

vực sông Ba có thể dùng là tài liệu học tập cho sinh viên và học viên cao học.

6. Những đóng góp mới của luận án

 Nghiên cứu ứng dụng mô hình tối ƣu trong phân tích đánh giá, phân bổ nguồn

nƣớc trong lƣu vực sông và có bổ sung, điều chỉnh phù hợp cho LVS Ba.

 Lƣợng hóa đƣợc quan hệ tƣơng quan giữa thủy văn và kinh tế cho lƣu vực sông

Ba trong mối ràng buộc về tự nhiên, kết cấu hạ tầng, môi trƣờng và xã hội.

 Đánh giá hiệu ích kinh tế của một số chính sách dự kiến trong quy hoạch và

quản lý tài nguyên nƣớc, từ đó đề xuất các biện pháp tăng cƣờng hiệu quả trong

khai thác sử dụng nƣớc mặt trên lƣu vực sông Ba.

4

CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU MÔ HÌNH THỦY VĂN - KINH TẾ TRONG QUY HOẠCH VÀ QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN NƢỚC

1.1 Giải thích một số thuật ngữ

Mô hình thủy văn – kinh tế: là công cụ mô hình toán kết hợp mô hình thủy văn và mô

hình kinh tế, có khả năng biểu thị các khía cạnh thủy văn, kỹ thuật, môi trƣờng và kinh

tế của hệ thống tài nguyên nƣớc trong một khuôn khổ thống nhất [3].

Tài nguyên nƣớc: bao gồm nguồn nƣớc mặt, nƣớc dƣới đất, nƣớc mƣa và nƣớc biển

thuộc lãnh thổ của nƣớc CHXHCN Việt Nam [4].

Nguồn nƣớc là các dạng tích tụ nƣớc tự nhiên hoặc nhân tạo có thể khai thác, sử dụng

bao gồm sông, suối, kênh, rạch, hồ, ao, đầm, phá, biển, các tầng chứa nƣớc dƣới đất;

mƣa, băng, tuyết và các dạng tích tụ khác [4].

Hệ thống tài nguyên nƣớc là một hệ thống phức tạp bao gồm nguồn nƣớc, các công

trình khai thác tài nguyên nƣớc, các yêu cầu về nƣớc cùng với mối quan hệ tƣơng tác

giữa chúng cùng với sự tác động của môi trƣờng lên nó [5].

Lƣu vực sông: là vùng đất mà trong phạm vi đó nƣớc mặt, nƣớc dƣới đất chảy tự nhiên

vào sông và thoát ra một cửa chung hoặc thoát ra biển [4].

Dòng chảy tối thiểu: là dòng chảy ở mức thấp nhất cần thiết để duy

trì dòng sông hoặc đoạn sông nhằm bảo đảm sự phát triển bình thƣờng của hệ sinh thái

thủy sinh và bảo đảm mức tối thiểu cho hoạt động khai thác, sử dụng nguồn

nƣớc của các đối tƣợng sử dụng nƣớc [4].

Hàng hóa kinh tế: Một hàng hóa đƣợc coi là một hàng hóa kinh tế (còn đƣợc gọi là

một hàng hóa khan hiếm) nếu số lƣợng “cầu” hàng hóa vƣợt số lƣợng “cung” tại mức

giá bằng zero [6].

Hàng hóa trung gian (hàng hóa của nhà sản xuất): sản phẩm hoặc dịch vụ để tạo ra

hàng hóa và dịch vụ khác (ngƣợc với hàng hóa tiêu dùng cuối cùng, đƣợc sử dụng trực

tiếp bởi khách hàng) [7].

5

1.2 Giới thiệu chung về mô hình thủy văn - kinh tế

1.2.1 Nguồn gốc và quá trình phát triển mô hình

Kinh tế và kỹ thuật là những lĩnh vực có tính tƣơng trợ lẫn nhau. Ví dụ nổi bật chính là

khái niệm về thặng dƣ tiêu dùng đƣợc một kỹ sƣ ngƣời Pháp Jules Dupuit đƣa ra năm

1844. Dupuit đã nhận ra rằng cần xem xét chi phí xây dựng, vận hành và lợi ích kinh

tế từ các công trình khai thác sử dụng nƣớc công cộng. Trong suốt thế kỷ 19 và 20, các

khái niệm kinh tế đã đƣợc các kỹ sƣ ngành nƣớc vận dụng, nhất là khi có sự ra đời và

phát triển lĩnh vực phân tích hệ thống. Các nguyên tắc kinh tế đƣợc sử dụng để hỗ trợ

các quá trình quy hoạch, thiết kế, hay quản lý các hệ thống tài nguyên nƣớc. Cùng với

sự phát triển của công nghệ máy tính, công cụ mô hình toán đƣợc ứng dụng trong lĩnh

vực tài nguyên nƣớc ngày càng rộng rãi. Thế nhƣng trong nhiều năm qua, các mô hình

tài nguyên nƣớc hoặc là thiên về mảng kỹ thuật (mô hình thủy văn) hoặc là thiên về

mảng kinh tế (mô hình kinh tế). Các mô hình thủy văn có khả năng mô tả một hệ thống

một cách rất chi tiết, tuy nhiên yếu tố kinh tế nếu có xem xét thƣờng dừng ở mức phân

tích lợi ích – chi phí theo kịch bản. Ngƣợc lại, các mô hình kinh tế lại tập trung vào

mục tiêu tối đa hóa lợi ích kinh tế mà bỏ qua hoặc lƣợc bỏ rất nhiều các thành phần

thủy văn. Ngoài ra còn nhiều khó khăn khác khi liên kết hai loại mô hình này với

nhau. Ví dụ, mô hình thủy văn thƣờng sử dụng phƣơng pháp mô phỏng còn mô hình

kinh tế hay áp dụng phƣơng pháp tối ƣu. Mô hình thủy văn có thể áp dụng cho một lƣu

vực sông lớn có cấu trúc phức tạp, trong khi mô hình kinh tế thƣờng chỉ áp dụng cho

phạm vi nghiên cứu là một hệ thống cấp nƣớc nhỏ hoặc hệ thống thủy lợi nội đồng.

Mô hình kinh tế thƣờng tính toán cho bƣớc thời gian dài hạn (theo năm hoặc theo

mùa) còn mô hình thủy văn có thể tính cho bƣớc thời gian ngắn (ngày, giờ) [8]. Mô

hình thủy văn - kinh tế ra đời với mục đích kết nối hai thành phần mô hình thủy văn và

mô hình kinh tế. Mục đích này cũng rất phù hợp với xu hƣớng tiếp cận tổng hợp hiện

nay trong lĩnh vực quy hoạch và quản lý tài nguyên nƣớc. Ngoài các yếu tố thủy văn

và kinh tế, tùy theo mục đích nghiên cứu, các tác giả có thể đƣa thêm vào những thành

phần khác nhƣ nông nghiệp, sinh thái, thể chế … Chính vì vậy, mô hình thủy văn -

kinh tế (hydro-economic model) còn có nhiều tên gọi khác nhƣ mô hình kinh tế nƣớc

(hydroeconomic), kinh tế - thủy văn - nông nghiệp (economic – hydrologic -

6

agronomic), tổng hợp thủy văn - kinh tế - thể chế (integrated hydrologic – economic -

institutional), tổng hợp tối ƣu hóa lƣu vực sông (integrated river basin optimization),

phân bổ hiệu quả (efficient allocation), tổng hợp kinh tế - thủy văn (integrated

economic-hydrologic), kỹ thuật kinh tế (economic - engineering), tổng hợp thủy văn -

nông nghiệp - kinh tế (integrated hydrologic – agronomic - economic), cầu và cung

(demand and supply), tổng hợp thủy văn - kinh tế (integraged hydrologic - economic),

kinh tế tài nguyên nƣớc chính luận (holistic water resources - economic), tổng hợp

thủy động lực học - kinh tế (integrated hydrodynamic - economic), và tổng hợp sinh

thái - kinh tế (integrated ecological – economic) [3]. Trong các nội dung tiếp theo,

luận án sử dụng tên gọi duy nhất mô hình thủy văn - kinh tế cho tất cả các mô hình

cùng loại sẽ đƣợc đề cập.

1.2.2 Đặc điểm và mục tiêu mô hình thủy văn – kinh tế

Trong các mô hình hệ thống không theo quan điểm kinh tế, nhu cầu nƣớc thƣờng đƣợc

biểu thị là yêu cầu nƣớc cố định hoặc là các mục tiêu cấp nƣớc đã định. Dựa vào các

yêu cầu đó, thông thƣờng, các kỹ sƣ ngành nƣớc sẽ tính toán chi phí xây dựng, vận

hành và sửa chữa các công trình khai thác sử dụng nƣớc hoặc xử lý nƣớc thải. Quan

điểm nhu cầu nƣớc "tĩnh" kiểu này có thể dẫn đến thiết kế thiên lớn các cơ sở hạ tầng,

gây lãng phí và chậm thích ứng với điều kiện mới.

Khi các nguồn nƣớc đã bị khai thác quá mức, việc lựa chọn một nguồn nƣớc mới sẽ

trở nên rất khó khăn. Ví dụ muốn xây dựng một công trình thủy lợi mới sẽ khó lựa

chọn vị trí tốt, các loại chi phí phát sinh cao hơn so với các công trình trƣớc đó, đồng

thời mâu thuẫn giữa những đối tƣợng sử dụng nƣớc mới và cũ trong hệ thống sẽ bị bộc

lộ. Các nhà quản lý nƣớc sẽ chuyển từ quan điểm nhu cầu nƣớc “tĩnh” sang quan điểm

nhu cầu nƣớc có liên quan đến giá trị kinh tế nƣớc. Giá trị của nƣớc thay đổi theo thời

gian, không gian và mục đích sử dụng nƣớc.

Trong các mô hình thủy văn - kinh tế, việc phân bổ nƣớc đƣợc định hƣớng và đánh giá

bởi các giá trị kinh tế mà nó tạo ra. Các mô hình thủy văn - kinh tế biểu thị tất cả các

thành phần thủy văn và kỹ thuật theo không gian của hệ thống. Các đặc trƣng thủy văn

và kỹ thuật đƣợc bao gồm trong mạng nút – liên kết (node-link), ở đó các nhu cầu kinh

7

tế đƣợc mô tả tại các vị trí (node) và chi phí (hoặc lợi ích) đƣợc mô tả tại các liên kết

(link) [3].

1.2.3 Sự cần thiết quản lý nước theo cách tiếp cận kinh tế

Việc phân bổ nƣớc cho một đối tƣợng sử dụng nƣớc ở một địa điểm trong một khoảng

thời gian sẽ có ảnh hƣởng đến đối tƣợng sử dụng nƣớc khác và các tài nguyên khác ở

các địa điểm khác và trong các khoảng thời gian khác [3].

Khái niệm nƣớc đƣợc coi là hàng hóa có giá trị kinh tế xuất hiện trong các buổi họp

chuẩn bị cho Hội nghị thƣợng đỉnh Trái đất ở Rio de Janeiro năm 1992. Sau đó tiếp

tục đƣợc trao đổi và thảo luận trong Hội nghị Dublin về Nƣớc và Môi trƣờng (ICWE,

1992) và trở thành một trong bốn nguyên tắc Dublin. Trong đó, nguyên tắc thứ tƣ nêu

quan điểm nƣớc có giá trị kinh tế và cần đƣợc công nhận là một hàng hóa kinh tế.

Nƣớc là một loại hàng hóa đặc biệt vừa có tính chất hàng hóa tƣ nhân, vừa có tính chất

hàng hóa công. Nếu nhu cầu của con ngƣời vƣợt khả năng cung cấp của nguồn nƣớc,

tùy theo từng mức độ có thể gọi là các tình trạng áp lực về nƣớc, thiếu nƣớc, khan

hiếm nƣớc hay khủng hoảng về nƣớc. Trong đó, khan hiếm nƣớc có thể phân thành hai

loại khan hiếm tự nhiên và khan hiếm kinh tế. Khan hiếm nƣớc tự nhiên chủ yếu xảy

ra ở các khu vực có điều kiện khí hậu khô hạn hoặc bán khô hạn. Khan hiếm nƣớc

kinh tế xảy ra ở những khu vực tuy có nguồn nƣớc phong phú nhƣng lại không có đủ

nguồn lực đầu tƣ để khai thác sử dụng nƣớc. Khi nguồn nƣớc bị khan hiếm thì nên

đƣợc quản lý và phân bổ hiệu quả để mang lại tối đa giá trị cho xã hội.

1.2.4 Giá trị kinh tế của nước

Theo Mạng lƣới Cộng tác vì nƣớc Toàn cầu [9], giá trị của nƣớc bao gồm giá trị kinh

tế và giá trị nội tại. Trong đó, giá trị kinh tế của nƣớc bao gồm giá trị đối với ngƣời sử

dụng; lợi nhuận thực từ việc sử dụng nƣớc hồi quy; lợi nhuận thực từ việc sử dụng

nƣớc gián tiếp; và điều chỉnh cho các mục đích xã hội. Giá trị nội tại hay còn gọi là giá

trị không sử dụng bao gồm: thẩm mĩ, văn hóa, tôn giáo, địa mạo, tự nhiên… không

đƣợc xem xét trong phạm vi luận án.

Giá trị kinh tế tùy thuộc vào ngƣời sử dụng và cách sử dụng. Các loại sử dụng nƣớc có

thể đƣợc phân loại theo khả năng lấy nƣớc (có tiêu hao, không tiêu hao), theo vị trí lấy

8

nƣớc (trên dòng chảy (instream), ngoài dòng chảy (offstream)), hoặc theo vai trò kinh

tế của nƣớc (hàng hóa trung gian, sản phẩm cuối cùng) (Hình 1.1). Do sự phức tạp nhƣ

vậy nên cũng có rất nhiều phƣơng pháp xác định giá trị kinh tế nƣớc.

Phân loại sử dụng nƣớc

Sử dụng nƣớc có tiêu hao

Sử dụng nƣớc không tiêu hao

Sử dụng nƣớc trên dòng chảy

Sử dụng nƣớc ngoài dòng chảy

Sử dụng nƣớc làm hàng hóa trung gian

Sử dụng nƣớc làm sản phẩm cuối cùng

Thủy điện Giao thông thủy

Nông nghiệp Công nghiệp Sinh hoạt

Nông nghiệp Công nghiệp Thủy điện

Nông nghiệp Công nghiệp Sinh hoạt Pha loãng

Giao thông thủy Pha loãng Thủy điện

Sinh hoạt Giao thông thủy Pha loãng

Theo vai trò kinh tế Theo vị trí lấy nƣớc Theo khả năng lấy nƣớc

Hình 1.1 Phân loại sử dụng nƣớc [10]

Sơ đồ Hình 1.2 trình bày một số phƣơng pháp xác định giá trị của nƣớc đƣợc chia

thành ba nhóm nhƣ sau:

(1) Các phƣơng pháp suy luận giá trị của nƣớc từ thông tin liên quan đến thị trƣờng

nƣớc hoặc các lợi ích có liên quan đến nƣớc

(2) Các phƣơng pháp suy luận giá trị của nƣớc từ nhu cầu nƣớc, ở đó nƣớc đƣợc

coi là hàng hóa (sản xuất) trung gian

(3) Các phƣơng pháp suy luận giá trị của nƣớc từ nhu cầu khách hàng, ở đó nƣớc

đƣợc coi là hàng hóa (tiêu dùng) cuối cùng, đƣợc sử dụng trực tiếp bởi ngƣời sử

dụng.

9

Khái niệm dòng giá trị

Suy luận giá trị từ thị trƣờng nƣớc

Xem nƣớc là hàng hóa trung gian

Xem nƣớc là hàng hóa cuối cùng

Nƣớc là hàng hóa tƣ nhân

Nƣớc là lợi ích công cộng

Hàm cầu nhà sản xuất

Mô hình chi phí du lịch

Hàm cầu ngƣời tiêu dùng

Từ việc cho thuê hoặc bán quyền sử dụng nƣớc va/hoặc đất

Giá trị phần dƣ

Giá cả hƣởng thụ

Giá trị gia tăng

Định giá ngẫu nhiên

Chi phí thay thế

Chuyển giao lợi ích

Xác định giá trị của nƣớc

Hình 1.2 Các phƣơng pháp xác định giá trị của nƣớc [10]

Bất cứ phƣơng pháp nào thì chỉ có giá trị và đáng tin cậy trong điều kiện và cơ sở của

phƣơng pháp đó [10]. Dƣới đây xin trình bày các phƣơng pháp thƣờng dùng để xác

định giá trị sử dụng nƣớc cho một số ngành sử dụng nƣớc chủ yếu.

1.2.4.1 Giá trị sử dụng nƣớc cho trồng trọt

Nƣớc sử dụng cho trồng trọt đƣợc xếp vào loại hàng hóa trung gian. Bởi vậy, giá trị sử

dụng nƣớc nên đƣợc xác định từ quan điểm của nhà sản xuất [10]. Phƣơng pháp giá trị

phần dƣ thƣờng đƣợc sử dụng để xác định giá trị sử dụng nƣớc cho trồng trọt. Về mặt

lý thuyết, mô hình sản xuất mùa vụ thƣờng đƣợc các nhà kinh tế mô tả nhƣ một “hộp

đen” có các đầu vào là vốn, lao động, đất đai, phân bón, thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ,

10

tƣới và đầu ra là năng suất của mùa vụ. Hầu hết tất cả đầu vào và đầu ra của mô hình

tƣới này đều đƣợc trao đổi trên thị trƣờng cạnh tranh gần nhƣ hoàn hảo, ngoại trừ

lƣợng nƣớc tƣới. Do vậy, giá trị của nƣớc tƣới có thể đƣợc tính bằng cách lấy tổng giá

trị đầu ra của sản xuất nông nghiệp trừ đi các giá trị của các đầu vào khác. Giá trị phần

dƣ còn lại sẽ là giá trị của tƣới [11]. Phƣơng pháp này đã đƣợc nhiều nhà nghiên cứu

áp dụng trong [12], [13], [14], [15]. Hàm xác định lợi nhuận thuần từ trồng trọt cho cả

lƣu vực có dạng nhƣ sau:

(1-1)

Trong đó: VAirr là giá trị sử dụng nƣớc cho trồng trọt; pr là giá bán nông sản

(đồng/kg); ym là năng suất cây trồng (kg/ha); fn, fp, fk: khối lƣợng phân đạm, lân, kali

(kg/ha); fnc, fpc, fkc: giá phân đạm, lân, kali (đồng/kg); nlab, lab: số lƣợng và đơn giá

nhân công; may: chi phí máy móc; pi: chi phí thuốc trừ sâu; oth: chi khác; Ai,j: diện tích tƣới nút thứ i, loại cây trồng j; prw: giá nƣớc (đồng/m3); qtuoi: lƣu lƣợng nƣớc tƣới cho một đơn vị diện tích (m3/s/ha); crop: số loại cây trồng; nnn: số nút lấy nƣớc

tƣới.

1.2.4.2 Giá trị sử dụng nƣớc cho thủy điện

Giá trị sử dụng nƣớc cho mỗi công trình thủy điện trên lƣu vực sẽ rất khác nhau, phụ

thuộc vào nhiều yếu tố [16]:

- Vị trí nhà máy và khoảng cách đến nơi tiêu thụ (liên quan đến chi phí truyền tải, phân

phối điện)

- Điện đƣợc tiêu thụ trong nƣớc hay xuất khẩu

- Điện sản xuất để thay thế cho các nguồn năng lƣợng khác hay để tăng sản phẩm quốc

nội

11

Việc xác định giá trị sử dụng nƣớc cho thủy điện đƣợc dựa trên các thông tin thu thập

từ mỗi nhà máy với giả thiết chi phí/giá bán điện đƣợc tính trung bình cho mỗi kwh.

Khi đó, hàm xác định lợi nhuận thuần từ phát điện đƣợc tính theo công thức:

(1-2)

Trong đó VPp là giá trị sử dụng nƣớc cho thủy điện; heso: hệ số (phụ thuộc vào nhà

máy); Qtđi,t: lƣu lƣợng phát điện ở nhà máy i, thời đoạn t; Hi,t :cột nƣớc phát điện;

pp: giá bán điện (đồng/kwh); cp: chi phí sản xuất (đồng/kwh); nrp: số nhà máy thủy

điện. Một số nghiên cứu ứng dụng phƣơng pháp này trong tính toán giá trị nƣớc phát

điện trích trong [12], [16].

1.2.4.3 Giá trị sử dụng nƣớc trong công nghiệp

Trong hầu hết các ngành công nghiệp, nƣớc đóng góp tỉ lệ rất nhỏ vào giá trị sản

phẩm. Ringler et al.[13] xác định giá trị sử dụng nƣớc cho công nghiệp thông qua tích

𝜇

1 1− 𝜃

1 𝜃

phân hàm cầu nƣớc có dạng logarit.

− 𝑄𝑐𝑛𝑖,𝑡. ∆𝑡 . 𝑝𝑐𝑛

𝑛𝑐𝑛 𝑖=1

𝜃 1 1− 𝜃

− (𝑄𝑐𝑛 . ∆𝑡) 1− (1-3) 𝑉𝐼𝑖𝑛 = . 𝑄𝑐𝑛𝑖,𝑡. ∆𝑡 𝑒 12 𝑡=1

Trong đó: VIcn là giá trị sử dụng nƣớc cho công nghiệp; Qcni,t: lƣu lƣợng nƣớc khai

thác cho nút công nghiệp thứ i tháng thứ t;Qcn: lƣu lƣợng nƣớc khai thác trung bình;

: hằng số; : độ co giãn giá; pcn: giá nƣớc trong công nghiệp; ncn: số nút công

nghiệp.

1.2.4.4 Giá trị sử dụng nƣớc cho sinh hoạt

Nƣớc dùng cho sinh hoạt đƣợc coi là sản phẩm cuối cùng chứ không phải hàng hóa

trung gian. Để xác định giá trị sử dụng nƣớc cho sinh hoạt, ngƣời ta thƣờng tích phân

hàm cầu sử dụng nƣớc có các dạng tuyến tính, logarit kép hoặc logarit tuyến tính [17].

Ringler et al.[13] tích phân hàm cầu dạng logarit kép để tính giá trị kinh tế nƣớc trong

𝛽

𝜓

𝜀

𝜀

1 𝜀

1 𝜀

− 𝑄𝑠𝑕 1−

sinh hoạt cho lƣu vực sông Đồng Nai nhƣ sau:

− 𝑄𝑠𝑕𝑖,𝑡. ∆𝑡 . 𝑝𝑠𝑕

12 𝑡=1

𝑛𝑠 𝑕 𝑖=1

𝐼 1 1− 𝜀

(1-4) 𝑉𝑀𝑚 = 𝑒 . (𝑄𝑠𝑕𝑖,𝑡. ∆𝑡) 1−

12

Trong đó: VMm là giá trị sử dụng nƣớc cho sinh hoạt; Qsh: nhu cầu nƣớc sinh hoạt;

Qsh: nhu cầu nƣớc sinh hoạt trung bình; = hằng số; I= thu nhập

(đồng/ngƣời/tháng); psh= giá nƣớc sinh hoạt (đồng/m3); = độ co giãn giá; = độ co

giãn thu nhập; t: chỉ số thời đoạn tính toán (tháng); pop: dân số (ngƣời); Để xác định

các tham số, nhóm tác giả đã phải thực hiện khảo sát cho 12 quận huyện Thành phố

Hồ Chí Minh, từ đó suy ra cho các khu vực khác trong lƣu vực sông Đồng Nai.

Việc xác định các tham số trong hàm tính toán giá trị kinh tế nƣớc trong sinh hoạt và

công nghiệp là rất phức tạp, đòi hỏi nhiều thông tin. Hơn nữa, ở lƣu vực nghiên cứu,

nhu cầu sử dụng nƣớc hai đối tƣợng này cũng rất nhỏ so với các nhu cầu sử dụng nƣớc

khác. Vì vậy, trong luận án chỉ giới hạn phạm vi nghiên cứu xác định giá trị sử dụng

nƣớc cho nông nghiệp (trồng trọt, chăn nuôi) và thủy điện.

1.2.5 Phân loại mô hình thủy văn - kinh tế

Hầu hết các mô hình thủy văn - kinh tế đều có các thành phần chung mô tả dòng chảy,

cơ sở hạ tầng, nhu cầu nƣớc, chi phí vận hành và quy tắc vận hành. Kể từ 1962, Maass

et al. [18] đã mô hình hóa hệ thống tài nguyên nƣớc dƣới dạng các nút và liên kết giữa

các nút. Cách mô tả này minh bạch và thuận tiện nên đƣợc áp dụng trong nhiều mô

hình, ví dụ nhƣ MIKE BASIN, HEC RESSIM, WEAP, AQUARIUS…

1.2.5.1 Mô hình mô phỏng và mô hình tối ƣu

Mô hình mô phỏng thƣờng đƣợc sử dụng để đánh giá xem hệ thống sẽ có phản hồi thế

nào với các kịch bản đề ra. Ở phạm vi lƣu vực sông, các kịch bản thông thƣờng sẽ là tổ

hợp của các yếu tố đầu vào bao gồm các số liệu thủy văn (thực đo, tạo chuỗi ngẫu

nhiên, hoặc giả định), thông tin về cơ sở hạ tầng (công trình thủy lợi, công trình thủy

điện, công trình cấp nƣớc), yêu cầu về nƣớc (cho các hộ sử dụng nƣớc), yêu cầu bảo

vệ môi trƣờng và các quy tắc vận hành hệ thống. Càng nhiều kịch bản đƣợc đặt ra thì

sẽ càng hiểu rõ về phản hồi của hệ thống, dựa vào đó ngƣời quản lý có thể ra quyết

định cho phù hợp. Mô hình mô phỏng có ƣu điểm hơn so với mô hình tối ƣu khi chúng

có khả năng đánh giá hệ thống trong thời gian dài. Bởi vậy, các nhà khoa học thƣờng

sử dụng mô hình mô phỏng để đánh giá hệ thống tài nguyên nƣớc trong những điều

kiện có xét đến Biến đổi khí hậu toàn cầu hay sự thay đổi nhanh chóng của yêu cầu

13

nƣớc do sự gia tăng tốc độ đô thị hóa [8]. Tuy nhiên, mô hình mô phỏng không cho

biết đƣợc kịch bản lựa chọn đã là tốt nhất hay chƣa?

Trong trƣờng hợp muốn có câu trả lời cho câu hỏi "cái gì là tốt nhất?", các nhà khoa

học thƣờng áp dụng các mô hình tối ƣu. Các mô hình tối ƣu tài nguyên nƣớc dựa theo

hàm mục tiêu và các ràng buộc, trong đó cũng phải có thành phần mô phỏng, tuy nhiên

có mức độ thô sơ, để tính toán dòng chảy và cân bằng nƣớc. Lợi thế đặc biệt của các

mô hình tối ƣu hóa đối với các mô hình mô phỏng là khả năng kết hợp hệ thống giá trị

xã hội trong phân bổ tài nguyên nƣớc. Có hai cách tiếp cận tối ƣu hóa. Loại thứ nhất

có thể mô tả theo tối ƣu hóa thủy văn trong các hàm mục tiêu của mô hình để phân bổ

giữa các ngành từ quan điểm thủy văn. Loại thứ hai đề cập đến các mô hình tối ƣu hóa

kinh tế tối ƣu phân bổ giữa các ngành dựa trên phân bổ nƣớc tối ƣu. Các tiêu chuẩn

khác, ví dụ nhƣ công bằng xã hội và chất lƣợng môi trƣờng cũng có thể đƣợc sử dụng

[8].

1.2.5.2 Mô hình thành phần và mô hình tổng thể

Mô hình thành phần bao gồm nhiều môđun khác nhau, kết quả của môđun này sẽ là

đầu vào của môđun khác. Khi đó thì việc kết nối giữa các thành phần kinh tế và thủy

văn khác nhau thƣờng là mối liên kết lỏng lẻo. Ngƣợc lại, trong mô hình tổng thể, các

thành phần thủy văn và kinh tế đƣợc kết nối với nhau chặt chẽ thành một thể thống

nhất, tuy nhiên, thành phần thủy văn thƣờng đƣợc giản hóa rất nhiều do tính phức tạp

khi giải [8].

Ngoài hai cách phân loại chính nêu trên, ngƣời ta cũng có thể phân loại mô hình thủy

văn - kinh tế dựa theo một số yếu tố khác. Ví dụ nhƣ phạm vi nghiên cứu (lớn hoặc

nhỏ); thời gian nghiên cứu (ngắn hạn hoặc dài hạn); dữ liệu đầu vào (chuỗi thực đo

hoặc chuỗi ngẫu nhiên); phƣơng pháp tối ƣu hóa (tĩnh hoặc động); mục tiêu về xã hội

và môi trƣờng (có hoặc không); và phần mềm sử dụng.

1.3 Tổng quan tình hình nghiên cứu ứng dụng mô hình thủy văn - kinh tế trên

thế giới và ở Việt Nam

Mô hình thủy văn - kinh tế có thể ứng dụng rộng rãi trong bảy lĩnh vực khác nhau mà

Harou et al. [3] đã phân loại nhƣ sau: (i) Phân bổ và sử dụng nƣớc liên ngành; (ii) Mở

14

rộng nâng cấp cơ sở hạ tầng cấp nƣớc; (iii) Kết hợp sử dụng nƣớc mặt và nƣớc ngầm;

(iv) Thể chế, thị trƣờng và giá nƣớc; (v) Giải quyết xung đột, quản lý xuyên biên giới

và phát triển bền vững; (vi) Quản lý nƣớc trong điều kiện biến đổi khí hậu và quản lý

hạn; (vii) Quản lý sử dụng đất: lũ lụt và chất lƣợng nƣớc. Trong đó, mô hình thủy văn

– kinh tế thƣờng đƣợc sử dụng nhiều nhất trong lĩnh vực phân bổ sử dụng nƣớc liên

ngành.

1.3.1 Các nghiên cứu ứng dụng mô hình thủy văn - kinh tế trên thế giới

Tùy theo từng điều kiện lƣu vực sông cụ thể, mâu thuẫn sử dụng nƣớc giữa các ngành

có thể tồn tại ở các dạng khác nhau. Bởi vậy, các ứng dụng mô hình thủy văn - kinh tế

trong lĩnh vực phân bổ nƣớc liên ngành cũng rất đa dạng.

Diaz et al. (1992) [19] trong nghiên cứu về giá trị kinh tế cận biên của dòng chảy đã

tính toán tối ƣu hóa phân bổ nguồn nƣớc cho một hệ thống nguồn nƣớc giả thuyết ở

miền Tây nƣớc Mỹ. Mục đích của nghiên cứu là tìm hiểu khi một lƣợng nhỏ dòng

chảy tăng lên (do khai thác gỗ trên lƣu vực làm giảm lƣợng bốc thoát hơi từ rừng) và

đƣợc phân bổ tối ƣu thì sẽ có giá trị là bao nhiêu? Với các kết quả tính toán và phân

tích, các tác giả kết luận rằng giá trị kinh tế từ một đơn vị thể tích nƣớc đƣợc tăng

thêm nhỏ hơn nhiều giá trị kinh tế trung bình của nƣớc khi chƣa tăng. Có thể nói đây

là một trong những nghiên cứu đầu tiên mô tả mối tƣơng quan giữa các yếu tố thủy

văn và lợi ích kinh tế, tuy nhiên mức độ nghiên cứu mới chỉ dừng ở một mô hình lý

thuyết mà chƣa có ứng dụng cụ thể cho lƣu vực sông nào.

Rosegrant et al. (2000) [20] phát triển một khuôn khổ mô hình lƣu vực sông kiểu mẫu

bao gồm các thành phần thủy văn, nông nghiệp và kinh tế nhằm xem xét mối quan hệ

giữa nƣớc tƣới, độ mặn trong đất, sản xuất lƣơng thực, phúc lợi kinh tế, và hệ quả về

môi trƣờng. Mô hình đƣợc áp dụng cho lƣu vực sông Maipo ở Chile. Kết quả của mô

hình cho thấy lợi ích của việc trao đổi thƣơng mại quyền sử dụng nƣớc khi nguồn

nƣớc đƣợc phân bổ tới những đối tƣợng sử dụng nƣớc có giá trị cao. Lợi nhuận thuần

từ nông nghiệp có tƣới tăng đáng kể so với trƣờng hợp quyền sử dụng nƣớc đƣợc chia

đều. Tuy nhiên sản lƣợng nông nghiệp lại không bị giảm nhiều. Lợi nhuận thuần cho

các khu tƣới thậm chí cao hơn nếu những ngƣời nông dân có thể hƣởng lợi từ việc bán

quyền sử dụng nƣớc không dùng đến cho các khu đô thị và công nghiệp vào những

15

tháng có ít hoặc không có nhu cầu tƣới. Kết quả nghiên cứu cho thấy mô hình khá hiệu

quả trong việc phân tích chính sách phân bổ nƣớc trên lƣu vực sông. Mô hình kiểu

mẫu cho lƣu vực sông Maipo sau này đã đƣợc các thành viên trong nhóm tác giả tiếp

tục nghiên cứu và triển khai ứng dụng cho nhiều lƣu vực sông khác, có thể tìm thấy

trong [12], [21], [22], [13], [15].

Reca et al. (2001 a,b) [23][24] đề xuất một mô hình tối ƣu quy hoạch thủy văn trong

hệ thống tƣới thiếu nƣớc. Do sự phức tạp của hệ thống, bài toán đƣợc chia thành ba bài

toán con và đƣợc giải lần lƣợt theo trình tự. Mô hình thứ nhất tính toán tối ƣu hóa thời

điểm tƣới cho mỗi vụ cây trồng. Mô hình thứ hai tính toán cơ cấu cây trồng tối ƣu ở

mỗi khu tƣới dựa trên lƣợng nƣớc và diện tích đất có sẵn. Mô hình thứ ba tính toán tối

ƣu hóa phân bổ nƣớc trên phạm vi lƣu vực sông. Mô hình tổng hợp đƣợc áp dụng để

tối ƣu quy hoạch phân bổ nƣớc ở lƣu vực sông nhỏ miền nam Tây Ban Nha. Kết quả

cho thấy chỉ khi sự thỏa mãn nhu cầu nƣớc bên trong đƣợc xem xét, thì lƣợng nƣớc

lớn mới có thể phân bổ cho khu tƣới có lợi ích kinh tế thấp trên một đơn vị nƣớc sử

dụng và hiệu quả tƣới thấp hơn. Điều này đƣợc so sánh với giải pháp từ các kịch bản

giả thuyết một thị trƣờng nƣớc có khả năng trao đổi nƣớc trong hệ thống cho đối tƣợng

sử dụng khác ở mức giá cố định. Trong trƣờng hợp này, việc tiêu thụ nƣớc dành cho

tƣới sẽ bị giảm đi.

Babel et al. (2005) [25] nghiên cứu phát triển một mô hình phân bổ nƣớc tổng hợp

tƣơng tác (Integrated Water Allocation Model - IWAM), có thể trợ giúp nhà quy

hoạch và ngƣời ra quyết định phân bổ tối ƣu nguồn nƣớc có hạn từ một hồ chứa cho

các ngành sử dụng nƣớc khác nhau, xét các khía cạnh kinh tế xã hội, môi trƣờng và kỹ

thuật. IWAM bao gồm ba mô đun – mô đun vận hành hồ chứa (Reservoir Operation

Module - ROM), mô đun phân tích kinh tế (Economic Analysis Module - EAM) và mô

đun phân bổ nƣớc (Water Allocation Module - WAM). Mô hình có thể tối ƣu phân bổ

nƣớc theo hai mục tiêu riêng rẽ bao gồm là tối đa hoá sự thoả mãn và tối đa hoá lợi ích

kinh tế bởi các ngành dùng nƣớc. Kỹ thuật trọng số (weighting technique - WT) hoặc

các ràng buộc mô phỏng (simultaneous compromise constraint - SICCON) đƣợc sử

dụng để chuyển bài toán ra quyết định đa mục tiêu sang hàm số một mục tiêu. Với các

kết quả ban đầu, mô hình đƣợc nhận định là có khả năng hỗ trợ hữu ích cho các nhà

16

quản lý trong quá trình ra quyết định phân bổ nƣớc giữa các ngành. Hạn chế của mô

hình là mới chỉ dừng ở một hồ chứ chƣa xem xét cho hệ thống hồ chứa.

Bharati et al. (2008) [26] xây dựng, hiệu chỉnh và ứng dụng ban đầu một mô hình lai

ghép giữa kinh tế và thuỷ văn, giữa mô phỏng và tối ƣu để đánh giá sử dụng nƣớc kết

hợp nƣớc mặt và nƣớc ngầm cho một hệ thống thủy lợi ở lƣu vực sông Volta, Châu

Phi. Các tác giả tập trung nghiên cứu một hệ thống thủy lợi nhỏ ở tiểu lƣu vực Antakwidi (diện tích 276km2), Ghana, với mục đích đạt đƣợc quản lý nƣớc bền vững,

hiệu quả, từ đây mở rộng ra cho quản lý tổng hợp tài nguyên nƣớc cho lƣu vực sông

Volta. Lƣu vực Antakwidi mặc dù không gặp tình trạng khan hiếm nƣớc về mặt khí

hậu, tuy nhiên, do sự phân bố không đều theo không gian và thời gian, mâu thuẫn

trong các lĩnh vực sử dụng nƣớc trên lƣu vực vẫn xảy ra, đặc biệt là vào mùa khô. Các

tác giả sử dụng kết quả của mô hình thủy văn WaSiM-ETH (Water balance Simulation

Model – Viện Công nghệ Liên bang Thụy sĩ) làm đầu vào cho bài toán xác định cơ cấu

cây trồng và lịch trình tƣới sao cho lợi ích thực thu đƣợc là lớn nhất. Mặc dù nghiên

cứu có tham vọng mở rộng cho toàn bộ lƣu vực sông Volta, tuy nhiên chƣa thực hiện

đƣợc.

Gartley et al. (2009) [27] nghiên cứu tác động kinh tế của các kịch bản phân bổ nƣớc

đa mục tiêu bằng một mô hình phân bổ nƣớc kết hợp với phân tích lợi ích - chi phí xã

hội. Trong nghiên cứu này, mô hình SWAT (Soil and Water Assessment) đƣợc sử

dụng để mô phỏng quá trình dòng chảy. Mô hình REALM (Resource Allocation

Model) đƣợc ứng dụng để tính toán phân bổ nƣớc cho lƣu vực Thƣợng Bhima, Ấn Độ,

với các điều kiện ràng buộc. Đây là mô hình dựa trên tính toán cân bằng nƣớc với

thuật toán tối ƣu tuyến tính cho phép sử dụng các hàm phạt để tạo ra các ràng buộc

hoặc các ƣu tiên trong sử dụng nƣớc. Các tác giả ứng dụng mô hình kinh tế SCBA

(Phân tích lợi ích-chi phí xã hội) do Davidson và Hellegers đề xuất năm 2008 [28] để

đánh giá tác động kinh tế của các kịch bản phân bổ nƣớc khác nhau đƣợc đánh giá so

với hiện trạng. Kết quả phân tích cho thấy ngành bị ảnh hƣởng nhiều nhất theo mức độ

ƣu tiên là cấp nƣớc đô thị, ngành bị ảnh hƣởng nhiều nhất theo kinh tế là nông nghiệp.

Đây là một nghiên cứu ứng dụng mô hình thủy văn – kinh tế kiểu thành phần rất điển

hình.

17

Cutlac and Horbulyk (2011) [29] đã kiểm tra ảnh hƣởng của lợi ích kinh tế từ các

phƣơng án phân bổ nƣớc mặt khác nhau ở khu vực Alberta thuộc miền nam lƣu vực

sông Saskatchewan ở Canada. Do nhu cầu nƣớc đô thị và nƣớc tƣới đều tăng dẫn đến

tình trạng tƣơng đối khan hiếm nƣớc trên lƣu vực. Các tác giả sử dụng phần mềm

AQUARIUS (A Modeling System for River Basin Water Allocation) để xây dựng

một mô hình tối ƣu giá trị hàng năm từ việc khai thác sử dụng nƣớc. Kết quả của mô

hình cho thấy lƣu vực có đủ nƣớc mặt cho những đối tƣợng sử dụng nƣớc tƣơng ứng

với các phƣơng án cung và cầu về nƣớc, nhƣng để đạt lợi ích lớn nhất cần phân bổ lại

theo thời đoạn ngắn.

Nhìn chung, việc ứng dụng mô hình thủy văn – kinh tế là rất linh hoạt, phụ thuộc vào

từng lƣu vực sông cụ thể. Trong hầu hết các nghiên cứu nêu trên, có thể thấy nhu cầu

nƣớc tƣới trong nông nghiệp thƣờng chiếm tỉ lệ lớn và gây ra mâu thuẫn với các đối

tƣợng sử dụng nƣớc khác. Các nhà khoa học đã áp dụng mô hình thủy văn – kinh tế

theo nhiều cách thức khác nhau (mô phỏng và tối ƣu), cho nhiều phạm vi khác nhau

(lƣu vực vừa, lƣu vực lớn), tuy nhiên đều hƣớng đến phƣơng án phân bổ nƣớc có lợi

nhất về kinh tế. Ở một số quốc gia phát triển, khi có thị trƣờng nƣớc, thì mô hình thủy

văn – kinh tế có thể xem xét đánh giá các chính sách liên quan đến việc trao đổi quyền

sử dụng nƣớc. Ở những quốc gia đang phát triển, khi không có thị trƣờng nƣớc, thì các

nghiên cứu mới chỉ dừng ở mức độ đánh giá hiệu quả kinh tế của các phƣơng án phân

bổ nƣớc. Ngoài ra, tuy có tên gọi chung là mô hình thủy văn – kinh tế, nhƣng các mô

hình này có thể bao gồm nhiều mô đun hoặc là một thể thống nhất, và có thể đƣợc xây

dựng trong các phần mềm thƣơng mại (REALM, AQUARIUS) hoặc đƣợc viết mã

trong một ngôn ngữ lập trình nào đó.

1.3.2 Các nghiên cứu ứng dụng mô hình thủy văn - kinh tế ở Việt Nam

Trong khuôn khổ dự án ADB RETA số 5866 do Viện Nghiên cứu Chính sách Lƣơng

thực Quốc tế (IFPRI) phối hợp với Viện Quy hoạch Thủy lợi Miền Nam và Phân viện

Quy hoạch và Thiết kế Nông nghiệp miền Nam, có thể nói Ringler et al. (2002, 2004,

2006) [21][13] là những ngƣời tiên phong đƣa mô hình thủy văn - kinh tế áp dụng cho

một lƣu vực sông điển hình ở Việt Nam. Các tác giả đã xây dựng mô hình thủy văn -

kinh tế cho lƣu vực sông Đồng Nai dựa theo mô hình đã đƣợc xây dựng trƣớc đó ở lƣu

18

vực sông Maipo, Chi Lê của nhóm tác giả Rosegrant et al. (2000) [20]. Mô hình tính

toán cân bằng nƣớc dựa theo hàm mục tiêu tối ƣu hóa lợi nhuận thuần từ việc sử dụng

nƣớc cho các ngành nông nghiệp, công nghiệp, sinh hoạt và thủy điện. Qua việc ứng

dụng mô hình, các tác giả đã phân tích tác động của một số chính sách phân bổ nƣớc

trên phạm vi lƣu vực sông và đề xuất chiến lƣợc phân bổ nƣớc hiệu quả.

Tiếp nối hƣớng nghiên cứu này, các tác giả Nguyễn Thị Phƣơng (2007, 2010) [30]

[31] và Nguyễn Vũ Huy (2009) [32] đều đã thực hiện các nghiên cứu sử dụng mô hình

thủy văn - kinh tế viết trong GAMS cho các lƣu vực sông Bé và lƣu vực sông Lá

Buông, nằm trong hệ thống lƣu vực sông Đồng Nai. Điểm chung của các nghiên cứu

là đã xem xét giá trị kinh tế từ các đối tƣợng sử dụng nƣớc khác nhau, trên cơ sở mối

quan hệ cân bằng nƣớc lƣu vực sông. Các nghiên cứu khá tập trung vào phân tích kinh

tế và chính sách quản lý tài nguyên nƣớc, tuy vậy ít đề cập đến mối tƣơng quan giữa

các yếu tố thủy văn và kinh tế.

Cũng theo hƣớng xét đến giá trị kinh tế của nƣớc, tuy nhiên tác giả Vũ Văn Tuấn

(2007) [33] phát triển và áp dụng một mô hình có tên gọi là mô hình phân bổ tài

nguyên RAM (Resources Allocation Model). Mô hình đƣợc xây dựng trong khuôn khổ

của Chƣơng trình Quy hoạch phát triển lƣu vực (BDP – Basin Development Planning

Programme) giai đoạn 1 (2001 – 2006) khu vực hạ Mekong (LMB – Lower Mekong

Basin). Mô hình RAM cho phép xác định hiệu quả kinh tế theo các vùng địa lý và theo

các hoạt động khai thác tài nguyên nƣớc tƣơng ứng với các kịch bản phát triển khác

nhau. Đồng thời, nó cũng cho phép xác định hệ quả kinh tế đối với những thay đổi

trong sử dụng tài nguyên nƣớc.

Nhóm tác giả Vũ Thanh Tú và nnk. (2014) đã nghiên cứu viết lại chƣơng trình tính của

mô hình RAM bằng ngôn ngữ Visual Basic, tạo ra giao diện thân thiện với ngƣời dùng

và áp dụng thử nghiệm phân tích kinh tế sử dụng nƣớc cho lƣu vực sông Sê San. Các

nghiên cứu cho thấy RAM là một công cụ cho phép đánh giá nhanh các kịch bản khai

thác sử dụng nƣớc. Do đầu vào của mô hình RAM là các kết quả tính toán từ các mô

hình cân bằng nƣớc (ví dụ mô hình MIKE BASIN), nên kết quả tính toán từ RAM sẽ

phụ thuộc vào các kịch bản khai thác sử dụng nƣớc. Nói cách khác, sự kết hợp MIKE

19

BASIN và RAM thuộc nhóm mô hình mô phỏng, chƣa cho biết kịch bản phân bổ nƣớc

hiệu quả nhất.

Trong khi hầu hết các dự án của Viện Quy hoạch Thủy lợi đều áp dụng các mô hình

thủy văn truyền thống để tính toán cân bằng nƣớc lƣu vực sông (ví dụ mô hình MIKE

BASIN), thì đến năm 2008, cơ quan này đã thực hiện một nghiên cứu phát triển mô

hình thủy văn - kinh tế bằng ngôn ngữ GAMS theo hƣớng tối ƣu hóa hệ thống. Nghiên

cứu này nằm trong khuôn khổ đề tài nghiên cứu khoa học cấp Bộ “Nghiên cứu cơ sở

khoa học và giải pháp công nghệ để phát triển bền vững lƣu vực sông Hồng”. Kết quả

của nghiên cứu là tìm đƣợc phƣơng án phân bổ nguồn nƣớc để tối đa lợi ích kinh tế

đồng thời thỏa mãn các ràng buộc về môi trƣờng theo các kịch bản phát triển lƣu vực

sông Hồng-Thái Bình giai đoạn 2010 và 2020 [34].

Cho rằng các nghiên cứu ứng dụng mô hình thủy văn - kinh tế xây dựng trong GAMS

không thể hiện đƣợc giá trị biên cũng nhƣ lợi ích ròng ở biên của từng kiểu sử dụng

nƣớc, tác giả Nguyễn Thanh Hùng (2012) [35] đã đi theo hƣớng tiếp cận tối ƣu hóa

trong kinh tế học. Thay vì sử dụng các phần mềm chuyên dụng, tác giả tính toán lợi

nhuận ròng từ các ngành sử dụng nƣớc bằng bảng tính trong Excel. Tất cả các hàm cầu

cho các đối tƣợng sử dụng nƣớc khác nhau đều đƣợc giả thiết có dạng hàm mũ. Lợi

ích sử dụng nƣớc cho mỗi ngành chính là tích phân nghịch đảo hàm cầu tƣơng ứng.

Chi phí sử dụng nƣớc đƣợc giả thiết tỷ lệ thuận với lƣợng nƣớc sử dụng. Tác giả tìm

phƣơng án phân bổ lƣợng nƣớc cho các ngành sao cho các giá trị biên ở mỗi ngành là

nhƣ nhau, theo hiệu ứng Pareto, đó chính là phƣơng án phẩn bổ nƣớc tối ƣu. Nghiên

cứu đƣợc áp dụng thử nghiệm ở vùng hạ lƣu hệ thống sông Đồng Nai. Điểm hạn chế

của nghiên cứu này chính là việc quá tập trung vào yếu tố kinh tế mà chƣa xem xét

một cách toàn diện về các yếu tố thủy văn, xã hội và môi trƣờng.

Tổng hợp lại, mô hình thủy văn - kinh tế tuy đã đƣợc nghiên cứu ứng dụng cho một số

lƣu vực sông ở Việt Nam trong những năm gần đây nhƣng vẫn chƣa nhiều. Phần lớn

các nghiên cứu tập trung vào phân tích hàm mục tiêu tổng lợi nhuận thuần thu đƣợc là

lớn nhất, trong điều kiện xem xét các điều kiện ràng buộc khác nhau. Tuy vậy thì mối

tƣơng quan giữa các yếu tố thủy văn và kinh tế vẫn chƣa đƣợc phân tích chi tiết cho

20

từng lƣu vực. Các kịch bản đƣa ra xem xét còn ít và chƣa thể hiện đƣợc tính bất định

của hệ thống tài nguyên nƣớc.

Với nhiều lý do nhƣ trên, hƣớng tiếp theo của luận án sẽ tập trung xây dựng một mô

hình thủy văn- kinh tế cho một lƣu vực sông ở Việt Nam. Lƣu vực sông đƣợc lựa chọn

là lƣu vực sông Ba, nơi đang tồn tại khá nhiều mâu thuẫn trong lĩnh vực khai thác sử

dụng nƣớc. Lƣu vực sông Ba là một lƣu vực sông liên tỉnh tƣơng đối lớn, tuy đã có

nhiều nghiên cứu nhƣng hầu hết áp dụng các mô hình thủy văn mô phỏng truyền

thống. Luận án sẽ phát triển một mô hình thủy văn – kinh tế theo phƣơng pháp tối ƣu

hóa, với hàm mục tiêu chính là giá trị kinh tế sử dụng nƣớc liên ngành.

1.4 Tổng quan về Quản lý tổng hợp tài nguyên nƣớc ở Việt Nam

1.4.1 Quản lý tổng hợp tài nguyên nước và Quản lý tổng hợp lưu vực sông

Mạng lƣới Cộng tác vì nƣớc Toàn cầu (GWP) năm 2000 đã đƣa ra khái niệm: “Quản

lý tổng hợp tài nguyên nước (QLTHTNN) là một quá trình đẩy mạnh sự phối hợp

phát triển và quản lý tài nguyên nƣớc, đất và các tài nguyên liên quan khác để tối ƣu

hóa lợi ích kinh tế và phúc lợi xã hội một cách công bằng mà không tổn hại đến sự bền

vững của các hệ sinh thái thiết yếu” [9].

Các nguyên tắc QLTHTNN đƣợc dựa theo bốn nguyên tắc Dublin (đƣa ra ở Hội thảo

quốc tế về Nƣớc và Môi trƣờng tại Dublin, 1992). Trong đó, nguyên tắc thứ nhất nêu

nƣớc ngọt là tài nguyên hữu hạn và dễ bị xâm phạm, rất thiết yếu để duy trì sự sống,

phát triển và môi trƣờng. Nguyên tắc thứ tƣ nhấn mạnh nƣớc có giá trị kinh tế trong

mọi hình thức sử dụng và cần phải đƣợc xem nhƣ một loại hàng hóa có giá trị kinh tế

cũng nhƣ giá trị về mặt xã hội.

Khuôn khổ chung để thực hiện QLTHTNN đƣợc thể hiện trong Hình 1.3, bao gồm:

Môi trƣờng cho phép về chính sách và pháp luật; Vai trò thể chế và Các công cụ trợ

giúp. Các thành phần này phải đƣợc phát triển và củng cố đồng thời. Môi trƣờng cho

phép là khuôn khổ chung về chính sách quốc gia, luật pháp, quy định và thông tin cho

những bên liên quan đến quản lý tài nguyên nƣớc. Vai trò thể chế là các chức năng của

nhiều cấp hành chính và những bên liên quan khác nhau. Công cụ quản lý bao gồm các

công cụ điều hành, giám sát hiệu quả và tăng cƣờng sức mạnh cho phép ngƣời ra quyết

21

định lựa chọn giữa các hoạt động khác nhau. Sự lựa chọn cần phải dựa trên sự đồng

thuận của chính sách, tài nguyên có sẵn, tác động môi trƣờng và các ảnh hƣởng về xã

hội và kinh tế [9].

Hình 1.3. Khuôn khổ chung QLTHTNN [9]

Trong khi việc thực hiện QLTHTNN thƣờng liên quan đến điều kiện chính trị, kinh tế,

xã hội trên phạm vi toàn quốc thì Quản lý tổng hợp lƣu vực sông (QLTHLVS) tập

trung vào việc thực hiện các nguyên tắc QLTHTNN trên cơ sở lƣu vực sông, thông

qua việc phối hợp điều hành và quản lý hệ thống công trình khai thác, sử dụng nƣớc

trên lƣu vực sông, trong đó tập trung vào việc phân bổ nƣớc theo phƣơng thức công

bằng, đáng tin cậy [36]. Các thành phần QLTHLVS đƣợc trình bày trong Hình 1.4,

trong đó quy hoạch lƣu vực sông chính là thành phần quan trọng có tác động đến việc

quản lý các hoạt động liên quan đến tài nguyên nƣớc. Quy hoạch lƣu vực sông là quy

hoạch về bảo vệ, khai thác, sử dụng nguồn nƣớc, phát triển tài nguyên nƣớc, phòng,

chống và khắc phục hậu quả tác hại do nƣớc gây ra trong lƣu vực sông [37], [38].

1.4.2 Quá trình phát triển các chính sách liên quan đến quản lý tài nguyên nước ở

Việt Nam

Năm 1998, Luật Tài nguyên nƣớc ra đời đã đánh dấu một mốc phát triển đáng kể của

Việt Nam trong quản lý tài nguyên nƣớc. Không lâu sau đó Bộ TN&MT đƣợc thành

22

lập vào năm 2002 [39], cùng với sự chuyển giao toàn bộ trách nhiệm quản lý nhà nƣớc

về TNN từ Bộ NN&PTNT sang Bộ TN&MT [40]. Nhƣng trên thực tế, chức năng quản

lý nhà nƣớc về tài nguyên nƣớc vẫn còn phân tán, các lợi ích chuyên ngành có xu

hƣớng ngày càng biệt lập hơn. Quy hoạch lƣu vực sông là nội dung cơ bản về quản lý

Nhà nƣớc về tài nguyên nƣớc chƣa đƣợc xác lập kể cả ở các lƣu vực sông lớn. Trong

khi đó các quy hoạch chuyên ngành sử dụng nƣớc trên lƣu vực sông lại đƣợc xúc tiến

mạnh mẽ [41].

Hình 1.4 Các thành phần QLTHLVS [74]

Năm 2008, Chính phủ đã ban hành Nghị định số 120/2008/NĐ-CP về quản lý lƣu vực

sông, nhấn mạnh chính sách đầu tƣ của Nhà nƣớc ƣu tiên cho việc lập và triển khai

thực hiện quy hoạch lƣu vực sông, kế hoạch điều hòa phân bổ nguồn nƣớc và phát

triển tài nguyên nƣớc của lƣu vực sông [38]. Đây là bƣớc tiến quan trọng thể hiện tính

toàn diện và thống nhất trong lĩnh vực quản lý tài nguyên nƣớc theo đơn vị lƣu vực

sông. Năm 2012, Quốc hội đã phê duyệt Luật TNN mới trên cơ sở bổ sung và khắc

phục những tồn tại trong Luật TNN 1998. Trong Điều 3 của Luật TNN 2012 nêu rõ

nguyên tắc quản lý, bảo vệ, khai thác, sử dụng tài nguyên nƣớc phải đảm bảo thống

nhất theo lƣu vực sông, theo nguồn nƣớc, kết hợp với quản lý theo địa bàn hành chính

23

[4]. Ngay sau khi Luật TNN có hiệu lực, Chính phủ cũng ban hành kịp thời Nghị định

số 201/2013/NĐ-CP quy định chi tiết thi hành một số điều của Luật TNN. Nghị định

này quy định việc lấy ý kiến đại diện cộng đồng dân cƣ trong khai thác, sử dụng tài

nguyên nƣớc, xả nƣớc thải vào nguồn nƣớc; điều tra cơ bản tài nguyên nƣớc; cấp phép

về tài nguyên nƣớc; tiền cấp quyền khai thác tài nguyên nƣớc và chuyển nhƣợng

quyền khai thác tài nguyên nƣớc; tổ chức lƣu vực sông và việc điều phối giám sát hoạt

động khai thác, sử dụng, bảo vệ tài nguyên nƣớc, phòng, chống và khắc phục hậu quả

tác hại do nƣớc gây ra trên lƣu vực sông. Ở Điều 5 của Nghị định quy định về việc

Thủ tƣớng Chính phủ quyết định thành lập các tổ chức LVS Hồng – Thái Bình, sông

Cửu Long; Bộ TN&MT chịu trách nhiệm thành lập các tổ chức LVS sông với các LVS

liên tỉnh khác. Đối với việc cấp phép khai thác, sử dụng tài nguyên nƣớc, ngoài yêu

cầu phải phù hợp với chiến lƣợc, quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội của quốc gia,

ngành, vùng và địa phƣơng thì còn phải căn cứ vào quy hoạch tài nguyên nƣớc đã

đƣợc các cấp có thẩm quyền phê duyệt [42].

Nhìn chung, các chính sách và văn bản pháp luật về lĩnh vực QLTHTNN đã đƣợc Nhà

nƣớc ta quan tâm và có những định hƣớng phát triển đúng đắn so với xu hƣớng chung

của thế giới. Tuy nhiên, việc thực hiện QLTHTNN đòi hỏi sự mềm dẻo, thích ứng với

từng điều kiện cụ thể. Vì thế, đối với quy hoạch và quản lý tài nguyên nƣớc trên lƣu

vực sông cũng cần đƣợc xem xét cho phù hợp với bối cảnh của lƣu vực sông đó.

1.4.3 Một số tồn tại trong quy hoạch tài nguyên nước trên phạm vi lưu vực sông ở

Việt Nam

Quy hoạch tài nguyên nƣớc là sự hoạch định chiến lƣợc sử dụng nƣớc một cách hợp lý

của một quốc gia, trên một vùng lãnh thổ hoặc một lƣu vực sông, bao gồm chiến lƣợc

đầu tƣ phát triển tài nguyên nƣớc và phƣơng thức quản lý tài nguyên nƣớc nhằm đáp

ứng các yêu cầu về nƣớc và đảm bảo sự phát triển bền vững [5].

Cho đến nay, công tác QHTNN ở Việt Nam đã đạt đƣợc một số thành tựu nhất định,

có thể kể đến một số kết quả nhƣ cơ bản hoàn thành dự án “Quy hoạch Quản lý sử

dụng tài nguyên nƣớc và bảo vệ môi trƣờng lƣu vực sông Nhuệ - sông Đáy đến năm

2015 và định hƣớng đến 2020”; đã hoàn thành việc lập nhiệm vụ QHTNN lƣu vực

sông Bằng Giang-Kỳ Cùng, Srepok và vùng sông Hậu; hoàn thành lập đề cƣơng đề án

24

Chính phủ “QHTNN các lƣu vực sông liên tỉnh” (gồm 11 lƣu vực sông lớn). Ở địa

phƣơng, công tác QHTNN đã từng bƣớc đƣợc triển khai và đáp ứng đƣợc yêu cầu

quản lý, sử dụng hiệu quả, bền vững tài nguyên nƣớc. Tính đến nay đã có 30 địa

phƣơng ban hành QHTNN cấp tỉnh.

Luật TNN 2012 quy định các nguyên tắc lập QHTNN. Trong đó, QHTNN phải bảo

đảm khai thác, sử dụng tiết kiệm, hiệu quả tài nguyên nƣớc và phân bổ hài hòa lợi ích

sử dụng nƣớc giữa các địa phƣơng, các ngành, giữa thƣợng lƣu và hạ lƣu [4]. Cũng

theo Luật TNN, các quy hoạch về thủy lợi, thủy điện, cấp nƣớc, giao thông đƣờng thủy

nội địa và các quy hoạch khác có hoạt động khai thác, sử dụng tài nguyên nƣớc do bộ,

ngành, địa phƣơng lập phải phù hợp với QHTNN. Tuy nhiên, do bản thân Luật TNN

mới ra đời cộng với hệ thống các văn bản pháp lý còn thiếu và chƣa đồng bộ, nên lĩnh

vực QHTNN ở Việt Nam vẫn còn có một số điểm tồn tại. Thứ nhất, các quy hoạch do

các ngành lập riêng rẽ, chƣa phối hợp với nhau. Các quy hoạch ngành chủ yếu quan

tâm tới vấn đề sử dụng nƣớc của ngành mình mà chƣa xem xét phối hợp với các ngành

khác để sử dụng hợp lý và hiệu quả nguồn nƣớc của lƣu vực sông. Điều này dẫn đến

hậu quả tất yếu là vào mùa cạn, lƣợng nƣớc không đủ đáp ứng các ngành dẫn đến

những mâu thuẫn giữa các các hộ dùng nƣớc, giữa thƣợng và hạ lƣu, giữa các địa

phƣơng khác nhau trên lƣu vực. Thứ hai, các quy hoạch còn mang nặng tính địa

phƣơng. Ngoại trừ một số lƣu vực sông lớn, còn hầu hết quy hoạch tài nguyên nƣớc ở

Việt Nam đều đƣợc thực hiện ở phạm vi địa phƣơng, chƣa xét đến yếu tố liên kết về

dòng chảy trên một lƣu vực sông. Thứ ba, sử dụng nƣớc mới chỉ lấy nƣớc của sông mà

chƣa quan tâm đến yêu cầu duy trì dòng chảy tối thiểu. Các phƣơng án công trình sử

dụng nƣớc đề xuất trong các quy hoạch chỉ chú trọng sử dụng nƣớc của sông mà chƣa

quan tâm đến yêu cầu duy trì dòng chảy tối thiểu để bảo vệ hệ sinh thái khu vực hạ du.

Thứ tƣ, thiếu quy hoạch tổng thể để sử dụng bền vững và hiệu quả tài nguyên nƣớc.

Phần lớn các lƣu vực sông còn thiếu một quy hoạch tổng hợp để sử dụng bền vững và

hiệu quả nguồn nƣớc. Thứ năm, sự phức tạp trong phê duyệt và thực hiện quy hoạch.

Quy hoạch thủy lợi do Bộ NN&PTNT phê duyệt; Quy hoạch thủy điện do Bộ Công

thƣơng phê duyệt. Quy hoạch tài nguyên nƣớc (QHTNN) ở các địa phƣơng do UBND

các tỉnh ban hành.

25

Từ những tồn tại nêu trên, có thể thấy sự cần thiết phải nghiên cứu về QHTNN trên

phạm vi lƣu vực sông trong điều kiện phát triển hiện nay ở Việt Nam. Mô hình thủy

văn - kinh tế là công cụ đƣợc thiết lập trên cơ sở lƣu vực sông, xem xét yêu cầu sử

dụng nƣớc đa ngành, có tính đến yếu tố bảo vệ môi trƣờng và xã hội. Bởi vậy, mô hình

thủy văn - kinh tế là sự lựa chọn hợp lý cho nghiên cứu về quy hoạch tài nguyên nƣớc

lƣu vực sông Ba.

1.4.4 Tổng quan tình hình nghiên cứu về quy hoạch và quản lý tài nguyên nước

lưu vực sông Ba

Lƣu vực sông Ba là một trong những lƣu vực sông đƣợc quan tâm nghiên cứu rất

nhiều, đặc biệt là đối với lĩnh vực quản lý tài nguyên nƣớc. Một trong những nghiên

cứu đầu tiên là đề tài NCKH cấp Nhà nƣớc mã số KC.08.25 “Nghiên cứu giải pháp

tổng thể sử dụng hợp lý tài nguyên và bảo vệ môi trƣờng lƣu vực sông Ba và sông

Côn” do Nguyễn Văn Cƣ làm chủ nhiệm. Đề tài đã nghiên cứu và đề xuất mô hình

quản lý tổng hợp lƣu vực sông Ba và sông Côn, xem xét quy hoạch sử dụng cho từng

đối tƣợng tài nguyên trên hai lƣu vực. Đồng thời, đề tài cũng tiến hành xây dựng bộ cơ

sở dữ liệu về điều kiện tự nhiên, tài nguyên thiên nhiên môi trƣờng kinh tế - xã hội của

LVS sông Ba và sông Côn [43].

Dự án “Quy hoạch tài nguyên nƣớc Lƣu vực sông Ba” do Trƣờng Đại học Thủy lợi

[44] thực hiện và dự án “Quy hoạch sử dụng tổng hợp và bảo vệ tài nguyên nƣớc lƣu

vực sông Ba” do Viện Quy hoạch Thủy lợi [2] thực hiện đều đƣợc tiến hành trong giai

đoạn 2007- 2008. Điểm chung của hai dự án này là đều có xem xét đến các nhu cầu sử

dụng nƣớc khác nhau trên lƣu vực bao gồm nƣớc sử dụng cho nông nghiệp, công

nghiệp, thủy sản, và bảo vệ môi trƣờng. Từ các kết quả tính toán, các đơn vị nghiên

cứu đã đề xuất ra các phƣơng án khai thác, sử dụng nƣớc trên lƣu vực sông Ba theo

hƣớng đảm bảo nhu cầu nƣớc cho các ngành, đồng thời bảo vệ đƣợc hệ sinh thái trên

lƣu vực sông. Dự án QHTNN do VQHTL thực hiện tập trung vào đề xuất các giải

pháp công trình, đƣa ra các tính toán kinh tế và phân ra các giai đoạn đầu tƣ. Dự án do

Trƣờng ĐHTL tập trung vào những giải pháp mang tính chiến lƣợc, hƣớng tới sự phát

triển bền vững cho LVS Ba.

26

Một số nghiên cứu khác về lƣu vực sông Ba lại tập trung vào các vấn đề mâu thuẫn

trong sử dụng nƣớc hiện nay. Theo tác giả Huỳnh Thị Lan Hƣơng [45], quy hoạch

thủy điện trên lƣu vực sông Ba mới chỉ chú trọng hiệu quả phát điện của công trình mà

chƣa quan tâm đầy đủ tới nƣớc cho hệ sinh thái cũng nhƣ sử dụng nƣớc của các ngành

khác. Tác giả cho rằng trên lƣu vực sông Ba đang tồn tại những mâu thuẫn về sử dụng

tài nguyên nƣớc nhƣ sau: Lƣợng mƣa, lƣợng dòng chảy phân bố rất không đồng đều

theo không gian và thời gian; Phần lãnh thổ sông Ba thuộc Tây Nguyên chỉ chiếm

31,4% diện tích đất nông nghiệp nhƣng là nơi sản sinh ra 80% lƣợng nƣớc cho toàn

lƣu vực; vùng đồng bằng có diện tích đất nông nghiệp lớn nhƣng chỉ sinh ra 20%

lƣợng nƣớc; Mâu thuẫn giữa nƣớc đến và nƣớc dùng trong một số thời kỳ; mâu thuẫn

giữa phát điện và cấp nƣớc thƣợng nguồn; mâu thuẫn giữa sử dụng nƣớc cho các

ngành và duy trì dòng chảy sinh thái.

Tác giả Vũ Hoàng Hoa cũng có một số nhận định về tác động của khai thác thủy điện

trên lƣu vực sông Ba đối với môi trƣờng [46]. Các hồ thủy điện ngoài chức năng

nhiệm vụ phát điện thì không tham gia vào các công tác phòng lũ và cấp nƣớc cho hạ

du; đồng thời lại chiếm dụng những vị trí quan trọng trên dòng sông, cản trở việc xây

dựng các công trình làm nhiệm vụ cấp nƣớc khác. Phát triển thủy điện quá nóng chia

cắt lòng sông thành những đoạn nhỏ, trong đó có nhiều đoạn sau đập trở nên suy thoái

dòng chảy nghiêm trọng.

Theo tác giả Lê Đức Thƣờng [47], phƣơng thức khai thác sử dụng tài nguyên nƣớc ở

lƣu vực sông Ba chƣa bền vững. Một số đoạn sông đã bị suy thoái cạn kiệt, ví dụ đoạn

hạ lƣu đập Đồng Cam tới cửa Đà Rằng. Trên lƣu vực sông Ba đã có một số hồ chứa

lớn nhƣng chƣa đáp ứng đƣợc yêu cầu sử dụng tổng hợp cho chống lũ, phát điện, điều

hòa dòng chảy, cấp nƣớc hạ du. Việc khai thác sử dụng tài nguyên nƣớc trên lƣu vực

sông còn mang tính đơn lẻ, chƣa có sự phối hợp giữa các ngành liên quan. Nhiều công

trình bị xuống cấp, gây thất thoát một lƣợng nƣớc lớn. Hầu hết quy hoạch trên lƣu vực

sông Ba chỉ chú trọng đến khai thác sử dụng tài nguyên nƣớc mà chƣa quan tâm đến

yêu cầu dòng chảy môi trƣờng. Tài nguyên nƣớc dƣới đất còn đƣợc khai thác một cách

tùy tiện mà chƣa có sự phối hợp với khai thác sử dụng nƣớc mặt. Hiện nay trên lƣu

vực sông Ba chƣa có cơ quan, tổ chức chịu trách nhiệm về quản lý tài nguyên nƣớc

27

chung cho cả lƣu vực. Vì thế việc quản lý vận hành các công trình lớn trên hệ thống

sông còn nhiều bất cập, chƣa có sự phối hợp trên toàn hệ thống. Quản lý tài nguyên

nƣớc vẫn mang tính chất quản lý cung cấp nƣớc chƣa phải là quản lý nhu cầu nƣớc và

hiện ngƣời sử dụng vẫn chƣa tham gia một cách thực sự vào quá trình quản lý và bảo

vệ tài nguyên nƣớc trên lƣu vực.

1.5 Những khoảng trống chƣa đƣợc nghiên cứu trong quy hoạch và quản lý tài

nguyên nƣớc lƣu vực sông Ba

Nhìn chung, các nghiên cứu nêu trên đều đƣợc thực hiện trên cơ sở xem xét hiện trạng

khai thác sử dụng nƣớc cho các ngành cũng nhƣ nhiệm vụ thiết kế của các công trình.

Điều này có nghĩa là nhu cầu sử dụng nƣớc đƣợc coi là không đổi (tùy theo kịch bản

xem xét) tại các vị trí nhất định. Phƣơng pháp nghiên cứu chủ yếu áp dụng các mô

hình thủy văn truyền thống để mô phỏng quá trình sử dụng nƣớc trên lƣu vực. Kết quả

nghiên cứu tập trung đánh giá những khu vực thiếu nƣớc, từ đó đề xuất biện pháp công

trình hoặc phi công trình cho phù hợp. Hầu hết các nghiên cứu đều chƣa xem xét đến

giá trị kinh tế của nƣớc thay đổi tùy theo đối tƣợng, thời gian và vị trí sử dụng nƣớc.

Ngoài ra, một số giải pháp đề xuất còn định tính mà chƣa đƣợc định lƣợng, khiến cho

các nhà quản lý khó ra quyết định phù hợp.

Phần lớn các nghiên cứu đã đƣa ra đƣợc các mâu thuẫn sử dụng nƣớc trên lƣu vực

giữa thủy điện và tƣới, giữa phát triển kinh tế và bảo vệ môi trƣờng. Các nghiên cứu

chỉ dừng ở mức nêu vấn đề, phân tích nguyên nhân, mà chƣa thực sự có kết quả tính

toán cụ thể. Trong khi việc định lƣợng bằng các công cụ mô hình toán có vai trò rất

quan trọng nhằm hỗ trợ những nhà quản lý đƣa ra quyết định phù hợp.

Dựa trên các đặc điểm và những tồn tại trong khai thác sử dụng nƣớc trên lƣu vực

sông Ba đã đƣợc các tác giả đƣa ra và phân tích, luận án sẽ hƣớng tới áp dụng công cụ

mô hình toán để định lƣợng rõ hơn những tồn tại này. Công cụ mô hình thủy văn -

kinh tế sẽ giúp cho ngƣời quản lý hiểu rõ sự mâu thuẫn, tồn tại là do tự nhiên, do quy

hoạch hay do phƣơng thức quản lý sử dụng nƣớc. Chỉ khi hiểu rõ về những nguyên

nhân dẫn đến tình trạng mâu thuẫn trong sử dụng nƣớc thì các nhà hoạch định chính

sách mới có thể tìm kiếm giải pháp phù hợp.

28

1.6 Kết luận chƣơng 1

Mô hình thủy văn - kinh tế có thể ứng dụng trong nhiều lĩnh vực liên quan đến quản lý

tài nguyên nƣớc, bao gồm phân bổ nƣớc liên ngành, cấp nƣớc, nâng cấp cơ sở hạ tầng,

kết hợp sử dụng nƣớc mặt và nƣớc ngầm, thể chế, thị trƣờng, cơ cấu giá, giải quyết

xung đột, quản lý xuyên biên giới, ứng phó với biến đổi khí hậu, hạn hán, lũ lụt và

chất lƣợng nƣớc. Trong khuôn khổ luận án, một số ứng dụng mô hình thủy văn kinh tế

trên thế giới và ở Việt Nam đã đƣợc giới thiệu tóm tắt và đƣa ra một số nhận định. Qua

đó, có thể thấy sự đa dạng trong cách thức tiếp cận và phƣơng pháp nghiên cứu xây

dựng và ứng dụng mô hình thủy văn – kinh tế. Tùy theo mục đích nghiên cứu, các

phƣơng pháp đã đƣợc áp dụng có thể là phƣơng pháp mô phỏng hay phƣơng pháp tối

ƣu, ngẫu nhiên hay tất định. Cấu trúc mô hình thủy văn – kinh tế có thể là kiểu ghép

nhiều mô đun hay là một thể thống nhất. Phạm vi nghiên cứu có thể ở quy mô nhỏ (hệ

thống thủy lợi nội đồng), lƣu vực sông vừa, hoặc lƣu vực sông lớn. Thời gian nghiên

cứu thông thƣờng là một năm thủy văn.

Do bản chất của mô hình là kết hợp các yếu tố kỹ thuật, kinh tế và thủy văn nên mô

hình thủy văn - kinh tế là một công cụ tốt để thúc đẩy quản lý tổng hợp tài nguyên

nƣớc. Kết quả tính toán từ các mô hình thủy văn - kinh tế là cơ sở có tính định lƣợng,

giúp dự báo tác động của các công trình hoặc chính sách quản lý dự kiến đối với hệ

thống lƣu 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 nƣớc lớn, phức tạp và đa mục tiêu. Việc áp dụng các mô hình

hệ thống trong thực tế đã đƣợc chứng minh là nâng cao hiệu quả trong thiết kế, quản lý

và vận hành hệ thống tài nguyên nƣớc [48].

Tuy nhiên, các hệ thống tài nguyên nƣớc phức tạp hơn nhiều so với những gì mà các

nhà phân tích đã, hoặc có lẽ sẽ, có thể mô hình hóa và giải đƣợc. Lý do không chỉ đơn

giản vì hạn chế về khả năng tính toán hay số lƣợng các biến, các ràng buộc, các

chƣơng trình con, hay các câu lệnh trong các chƣơng trình con. Thay vào đó là vì

chúng ta không hiểu một cách đầy đủ về các quá trình vật lý, sinh hóa, sinh thái, xã

hội, luật pháp và chính trị điều khiển trạng thái của hệ thống tài nguyên nƣớc [48].

29

Các mô hình toán sử dụng để mô phỏng hệ thống thực không thể phản ánh đầy đủ các

tính chất, quy luật chuyển động của hệ thống thực, vì các quá trình tự nhiên của hệ

thống thực đã bị giản hoá hoặc đƣợc biểu đạt theo một "quan niệm" nào đó của ngƣời

nghiên cứu khi họ thiết lập các mô phỏng. Tuỳ thuộc vào mục đích nghiên cứu mà

biểu đạt và sự giản hoá theo các dạng khác nhau. Tiêu chuẩn đánh giá chất lƣợng của

mô hình mô phỏng là sự sai khác giữa giá trị thực và giá trị tính toán của các đặc trƣng

mà ngƣời nghiên cứu quan tâm [5].

Chính vì vậy, việc phát triển mô hình là cả một nghệ thuật. Nó đòi hỏi kiến thức về hệ

thống đƣợc mô hình hóa, các mục tiêu, thông tin cần biết và cả các kỹ năng phân tích

tính toán [48].

Quản lý tổng hợp tài nguyên nƣớc là một lĩnh vực có thời gian phát triển chƣa lâu nên

còn rất nhiều điểm mới mẻ và khó áp dụng. Luận án đã tổng hợp và cập nhật thông tin

về các văn bản pháp luật trong lĩnh vực này ở Việt Nam. Từ đó có thể thấy dù có tiến

bộ nhƣng các văn bản pháp luật vẫn còn rất nhiều điểm chƣa thật sự đi vào cuộc sống,

khó thực hiện trong thực tế. Để hỗ trợ trong công tác quy hoạch và quản lý tài nguyên

nƣớc theo lƣu vực sông, mô hình toán đƣợc coi là công cụ có vai trò vô cùng quan

trọng. Các mô hình này có thể định lƣợng hóa các tác động của các công trình hoặc

chính sách quản lý dự kiến, từ đó sẽ hỗ trợ các nhà hoạch định chính sách trong việc ra

quyết định liên quan. Mô hình thủy văn - kinh tế có điểm khác biệt so với các mô hình

thủy văn truyền thống nhờ việc coi trọng vai trò giá trị kinh tế trong sử dụng nƣớc.

Điều này đã đƣợc các nhà khoa học trong lĩnh vực tài nguyên nƣớc thừa nhận. Hiện

nay, Việt Nam đang hƣớng về cơ chế thị trƣờng theo định hƣớng xã hội chủ nghĩa. Vì

vậy, trong quy hoạch, ra quyết định phân phối nguồn nƣớc cũng cần phải thấm nhuần

quan điểm kinh tế: coi nƣớc là hàng hóa kinh tế đặc biệt.

Đã có rất nhiều nghiên cứu ứng dụng mô hình thủy văn - kinh tế trong các lĩnh vực

phân bổ sử dụng nƣớc liên ngành, mở rộng nâng cấp cơ sở hạ tầng, kết hợp sử dụng

nƣớc mặt và nƣớc ngầm, thể chế thị trƣờng và cơ chế giá nƣớc, giải quyết xung đột,

quản lý hạn hán và quản lý sử dụng đất. Việc lựa chọn công cụ mô hình thủy văn -

kinh tế nên đƣợc nghiên cứu tùy theo từng bài toán cụ thể. Ở lƣu vực sông Ba trong

những năm gần đây đã xảy ra nhiều vấn đề trong lĩnh vực khai thác sử dụng nƣớc.

30

Việc sử dụng mô hình thủy văn - kinh tế với quan điểm trọng tâm coi nƣớc có giá trị

kinh tế đặc biệt phù hợp trong bối cảnh nguồn nƣớc ngày càng trở nên cạn kiệt và

khan hiếm. Vì những lý do đã nêu, nội dung tiếp theo của luận án sẽ tập trung vào

nghiên cứu xây dựng một mô hình thủy văn - kinh tế áp dụng cho lĩnh vực phân bổ

nƣớc liên ngành trên lƣu vực sông Ba. Sơ đồ tiếp cận của luận án đƣợc trình bày trong

Hình 1.5.

THIẾT LẬP BÀI TOÁN

Đặc điểm tự nhiên, kinh tế, xã hội LVS Ba

Cơ sở khoa học và thực tiễn thiết lập bài toán phân bổ nƣớc tối ƣu LVS Ba

Hiện trạng và quy hoạch khai thác, sử dụng nƣớc

Dữ liệu đầu vào Phân tích kết quả Mô hình thủy văn – kinh tế

Hệ thống kịch bản Đề xuất biện pháp nâng cao hiệu quả khai thác, sử dụng nƣớc

ỨNG DỤNG MÔ HÌNH THỦY VĂN – KINH TẾ

Hình 1.5 Sơ đồ tiếp cận của luận án

31

THIẾT LẬP BÀI TOÁN THỦY VĂN – KINH TẾ PHÂN

CHƢƠNG 2 BỔ TÀI NGUYÊN NƢỚC LƢU VỰC SÔNG BA

Theo Nghị định 120/2008 về Quản lý lƣu vực sông [38] và Luật TNN 2012 [4], quy

hoạch tài nguyên nƣớc lƣu vực sông liên tỉnh bao gồm ba nội dung: 1. Phân bổ tài

nguyên nƣớc; 2. Bảo vệ tài nguyên nƣớc; 3. Phòng, chống và khắc phục hậu quả tác

hại do nƣớc gây ra. Trong ba nội dung này, thì nội dung đầu tiên chính là nội dung liên

quan trực tiếp đến quá trình phát triển kinh tế xã hội của các địa phƣơng thuộc lƣu vực.

Tài nguyên nƣớc ngày càng có những diễn biến bất ngờ và khó lƣờng do tác động của

biến đổi khí hậu, trong khi nhu cầu của con ngƣời đối với loại tài nguyên quý giá này

thì ngày càng gia tăng. Làm thế nào để điều hòa đƣợc giữa tài nguyên thiên nhiên và

nhu cầu của con ngƣời luôn là câu hỏi mà các nhà quản lý, các nhà hoạch định chính

sách muốn tìm ra giải pháp hợp lý nhất. Với nội dung phân bổ tài nguyên nƣớc, ngƣời

ta không chỉ cần tìm hiểu về số lƣợng và chất lƣợng nguồn nƣớc, hiện trạng khai thác

sử dụng nƣớc trên lƣu vực, mà quan trọng là phải tìm ra đƣợc tỷ lệ phân bổ cũng nhƣ

thứ tự ƣu tiên cho các đối tƣợng khai thác, sử dụng nƣớc. Trong những năm gần đây,

trên phƣơng tiện thông tin đại chúng đã có nhắc nhiều đến một số bất cập trong khai

thác sử dụng nƣớc trên phạm vi lƣu vực sông Ba. Những bất cập này có bắt nguồn từ

việc phân bổ tài nguyên nƣớc chƣa hợp lý hay không, cần phải có sự đánh giá cụ thể

và định lƣợng. Trong khuôn khổ nội dung chƣơng 2 này, luận án tập trung vào phân

tích đặc điểm tài nguyên nƣớc, hiện trạng khai thác sử dụng tài nguyên nƣớc giữa các

ngành, từ đó xây dựng bài toán và phƣơng pháp tiếp cận giải bài toán quy hoạch phân

bổ nƣớc cho lƣu vực sông Ba.

2.1 Hiện trạng khai thác và sử dụng tài nguyên nƣớc lƣu vực sông Ba

2.1.1 Đặc điểm tài nguyên nước lưu vực sông Ba

Lƣu vực sông Ba là một trong những lƣu vực nội địa lớn nhất Việt Nam. Lƣu 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 lƣu vực sông Ba rất đặc biệt.

Địa hình chia cắt mạnh do ảnh hƣởng của dãy Trƣờng Sơn, tạo ra các thung lũng độc

lập kéo dài từ An Khê đến Phú Túc. Ngoài ra về phía hạ lƣu có núi non bao bọc ba

32

phía Bắc, Tây, Nam, ôm lấy vùng đồng bằng Tuy Hòa rộng trên 24.000ha có xu thế

mở rộng ra phía Biển [2].

2.1.1.1 Đặc điểm mƣa năm

Do ảnh hƣởng của địa hình kết hợp với gió mùa Tây Nam và gió mùa Đông Bắc, lƣu

vực sông Ba đƣợc chia ra ba miền có khí hậu khác biệt là các khu vực Tây Trƣờng

Sơn, Đông Trƣờng Sơn, và khu vực trung gian. Đặc điểm của kiểu khí hậu khu vực

Tây Trƣờng Sơn là do gió mùa Tây Nam thổi qua vịnh Ben Gan mang theo hơi ẩm vào

hàng năm từ tháng V đến tháng X tạo nên các trận mƣa dông với một lƣợng mƣa khá

phong phú, tạo cho hầu hết lƣu vực một mùa mƣa ẩm dịu mát. Từ tháng XI đến tháng

VI năm sau là một mùa khô ít mƣa, gây tình trạng thiếu nƣớc nghiêm trọng.

Khu vực Đông Trƣờng Sơn chịu sự tác động mạnh mẽ của các nhiễu động thời tiết từ

biển Đông vào và kết hợp với gió mùa Đông Bắc. Hàng năm từ tháng IX đến tháng

XII các cơn bão muộn từ biển Đông đổ bộ vào đất liền, gặp dãy Trƣờng Sơn bão bị

suy yếu tạo thành vùng áp thấp nhiệt đới kết hợp với gió mùa Đông Bắc gây mƣa lớn ở

phần thƣợng nguồn trên dòng chính sông Ba và ảnh hƣởng khá mạnh mẽ cho vùng hạ

du sông Ba, lƣu vực sông Hinh và một phần sông Krông Hnăng. Về mùa Đông do gió

mùa Đông Bắc kết hợp bão muộn từ biển Đông hoạt động mang hơi ẩm từ biển Đông

vào nên ở phần lƣu vực kể trên vẫn có mƣa nhƣng với lƣợng mƣa không nhiều.

Do tác động qua lại của hai kiểu khí hậu Đông và Tây trƣờng Sơn, giữa hai luồng

không khí Đông Bắc và Tây Nam tạo cho vùng Trung lƣu (từ An Khê đến Sơn Hoà)

có mùa mƣa dịu mát từ tháng V đến tháng XI. Lƣợng mƣa thời kỳ này không lớn

nhƣng lại kéo dài nhiều ngày, vì vậy rất thuận lợi cho cây trồng phát triển, nhất là cây

công nghiệp và cây màu.

Với ảnh hƣởng của các kiểu khí hậu khác nhau, mùa mƣa ở vùng hạ lƣu thƣờng bắt

đầu muộn hơn mùa mƣa ở thƣợng và trung lƣu. Lƣợng mƣa bình quân hàng năm trên

lƣu vực khoảng 1.740mm. Tuy nhiên, lƣợng mƣa biến động lớn theo không gian.

Trong khi các vùng thƣợng nguồn sông Ba và sông Hinh có lƣợng mƣa hàng năm trên

dƣới 3.000mm thì các vùng Cheo Reo, Phú Túc chỉ đón đƣợc lƣợng mƣa không quá

1.300mm (Hình 2.1).

33

Hình 2.1 Bản đồ đẳng trị lƣợng mƣa trung bình nhiều năm lƣu vực sông Ba [44]

34

Lƣợng mƣa trên lƣu vực phân phối không đều theo thời gian. Mùa mƣa ở vùng thƣợng

và trung du thƣờng đến sớm từ tháng V và kết thúc vào tháng X hoặc tháng XI, kéo

dài trong 6-7 tháng. Trong khi đó mùa mƣa vùng hạ du đến muộn và kết thúc sớm, chỉ

kéo dài 3-4 tháng khoảng tháng IX đến tháng XII. Lƣợng mƣa mùa mƣa có thể chiếm

đến 90% lƣợng mƣa cả năm ở khu vực Tây Trƣờng Sơn, hay 65-75% ở khu vực Đông

Trƣờng Sơn, và 85-93% ở khu vực trung gian (Bảng 2.1).

Sự biến động mƣa giữa các năm rất rõ rệt. Khu vực Đông Trƣờng Sơn có biến động

lớn nhất do chịu ảnh hƣởng từ bão và các nhiễu động thời tiết. Lƣợng mƣa ở những

năm mƣa nhiều có thể gấp hai đến ba lần những năm mƣa ít. Ngƣợc lại, khu vực Tây

Trƣờng Sơn và khu vực trung gian có lƣợng mƣa năm ít biến động hơn do ít chịu ảnh

hƣởng của bão và các nhiễu động thời tiết biển Đông. Kết quả phân tích tần suất lƣợng

mƣa năm ở một số trạm khí tƣợng trên lƣu vực đƣợc trình bày trong Bảng 2.2.

2.1.1.2 Khả năng nguồn nƣớc các lƣu vực sông nhánh chính

Dòng chính sông Ba bắt nguồn từ đỉnh núi Ngọc Rô cao 1.549m của dải Trƣờng Sơn.

Từ thƣợng nguồn đến An Khê sông chảy theo hƣớng Tây Bắc - Đông Nam, sau đó

chuyển hƣớng Bắc - Nam, đến cửa sông Hinh chảy theo hƣớng gần nhƣ Tây - Đông

rồi đổ ra biển Đông tại Tuy Hòa.

Tính từ thƣợng nguồn đến cửa ra (sông Đà Rằng), sông Ba có diện tích lƣu vực 13.900km2, với chiều dài sông chính là 374km, mật độ lƣới sông 0,22km/km2. Sông

Ba thuộc loại sông kém phát triển so với các sông khác vùng lân cận. Hàng năm sông Ba đổ ra biển Đông xấp xỉ 10 tỷ m3 nƣớc. Các sông suối thuộc lƣu vực sông Ba

thƣờng hẹp và sâu, độ dốc sông suối lớn nên có tiềm năng lớn về nguồn thủy năng.

Mạng lƣới sông ngòi của lƣu vực sông Ba bao gồm 36 phụ lƣu cấp I, 54 phụ lƣu cấp

II, 14 phụ lƣu cấp III. Trong đó, một số phụ lƣu có diện tích lƣu vực lớn gồm có:

1) Sông Ia Pi Hao bắt nguồn từ đỉnh núi Chƣ Dru cao 1180m. Sông chảy theo hƣớng

Bắc - Nam sau đó chuyển hƣớng Tây Bắc – Đông Nam nhập vào sông Ba phía bờ phải. Chiều dài sông 70km, diện tích lƣu vực 552km2, hàng năm nhận một lƣợng mƣa khoảng 1.700mm, môđun dòng chảy hàng năm khoảng 22,0 l/s/km2, đổ vào sông Ba một lƣợng nƣớc khoảng 383 triệu m3 nƣớc.

35

Bảng 2.1. Lƣợng mƣa tháng, năm bình quân nhiều năm tại các trạm

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

Năm

I

II

7,2

30,4 86,1 4,4 27,6 75,5 0,5 14,1 76,9 0,0 0,1 20,2 87,1 36,0 18,0 33,1 80,6 24,3 83,5 3,9

2251,7 12,2 237,3 360,8 376,0 480,5 381,7 206,2 68,7 1811,9 205,6 250,0 231,0 344,2 294,8 246,3 132,9 26,6 1649,8 13,2 173,6 261,0 242,2 354,7 270,7 182,2 60,3 216,4 433,5 428,1 550,4 339,5 216,4 68,3 2373,1 10,9 169,4 105,6 111,7 122,9 213,1 422,8 454,8 220,5 1988,5 1566,4 192,9 217,3 168,8 255,0 247,9 219,0 116,6 30,1

71,2 28,9 38,0 56,0 43,0 16,7 53,9 52,8 22,5 9,6 38,3 38,4 47,3 18,0 35,3 29,5 48,0 20,5 45,1 34,0

226,8 519,9 671,3 291,4 2351,8 123,7 119,1 111,2 94,2 235,3 636,4 557,7 273,8 2257,7 77,8 124,1 103,0 83,1 113,2 208,5 467,0 402,2 139,9 1766,8 131,1 111,8 84,3 287,6 655,8 549,1 214,6 2090,1 56,6 41,8 60,0 94,4 249,6 622,3 508,7 264,4 1998,8 44,2 34,8 45,6 81,6

Trạm Khu vực Tây Trƣờng Sơn 7,3 Plei Ku 2,7 Pơ Mơ Rê 0,8 Chƣ Sê Chƣ Prông 2,3 Madrak Buôn Hồ Khu vực Đông Trƣờng Sơn Sông Hinh Sơn Thành Sơn Hoà Tuy Hoà Phú Lạc Khu vực trung gian An Khê Cheo Reo Phú Túc

4,2 2,1

17,7 11,0 17,3 54,3 16,7 62,5 1,2 11,6 35,2 0,0

134,6 97,4 154,4 145,3 128,5 157,4 225,2 234,7 146,3 27,0 102,2 126,8 190,0 284,9 175,5 51,3 144,7 90,0

108,4 129,9 194,1 338,7 281,4 107,8 1492,7 1303,3 1214,4

Đơn vị: mm

(Nguồn: [2])

Tên trạm

Cv

Cs

10%

25%

75%

90%

Xp (mm) 50%

0,21 0,20 0,28 0,31 0,29 0,10

0,42 0,40 0,63 0,43 0,83 0,19

2818 2256 3211 2235 2829 1806

2501 2011 2734 1899 2376 1704

2178 1760 2266 1556 1948 1594

1883 1531 1861 1245 1595 1489

1643 1342 1548 992 1336 1398

2207 2252 1758 2053 1999

0,29 0,28 0,26 0,26 0,33

1,06 1,23 1,18 1,00 0,81

3056 3088 2369 2773 2871

2552 2576 1998 2351 2379

2097 2127 1670 1965 1912

1743 1793 1423 1659 1524

1502 1577 1261 1447 1239

X (mm) Khu vực Tây Trƣờng Sơn 2210 Plei Ku 1784 Pơ Mơ Rê 2335 Chƣ Prông 1591 Chƣ Sê 2030 M’Đrak Buôn Hồ 1599 Khu vực Đông Trƣờng Sơn Sơn Thành Sông Hinh Sơn Hoà Tuy Hoà Phú Lạc Khu vực trung gian An Khê Cheo Reo Phú Túc

1485 1292 1141

0,23 0,19 0,34

0,36 0,59 0,62

1925 1614 1658

1698 1440 1377

1465 1268 1101

1250 1118 862

1072 1001 676

Bảng 2.2. Giá trị các thông số thống kê và trị số lƣợng mƣa năm thiết kế

(Nguồn: [2])

36

2) Sông Đăk Pô Kô bắt nguồn từ đỉnh núi Công Di Ông cao 1.029m. Sông chảy theo

hƣớng Đông Bắc - Tây Nam nhập vào bờ trái sông Ba với chiều dài sông 52km, diện tích lƣu vực 762km2. Hàng năm lƣợng mƣa rơi trên lƣu vực khoảng 1.570mm, môđun dòng chảy khoảng 18,7 l/s/km2, đổ vào sông Ba một lƣợng nƣớc khoảng 447 triệu m3

nƣớc.

3) Sông IaYun bắt nguồn từ đỉnh núi Công Lak có độ cao 1720m. Sông chảy theo

hƣớng Bắc - Nam sau chuyển hƣớng Tây Bắc - Đông Nam đến Cheo Reo nhập vào bờ phải sông Ba. Chiều dài sông 175km, diện tích lƣu vực là 2.950km2. Hàng năm lƣu vực nhận lƣợng mƣa khoảng 1.580mm, môđun dòng chảy khoảng 18,9 l/s/km2, đổ vào sông Ba một lƣợng nƣớc khoảng 1.748 triệu m3 nƣớc.

4) Sông Krông Hnăng bắt nguồn từ đỉnh Chƣ Tun cao 1.215m, hƣớng chảy hình vòng

cung theo hƣớng Bắc – Nam và Tây Bắc – Đông Nam. Sông dài 130km, diện tích lƣu vực 1.840km2, hàng năm nhận lƣợng mƣa khoảng 1.700mm, môđun dòng chảy khoảng 21,7 l/s/km2, tổng lƣợng dòng chảy khoảng 1.252 triệu m3.

5) Sông Hinh bắt nguồn từ đỉnh Chƣ H'Mu cao 2.051m, chiều dài sông 88km, chảy

theo hƣớng Tây Bắc – Đông Nam đến vĩ độ 12050' Bắc sông chuyển sang hƣớng Nam

– Bắc, gần đến thị trấn Sơn Hòa thì nhập vào bờ phải của sông Ba. Diện tích lƣu vực sông Hinh là 1.040km2, môđun dòng chảy bình quân nhiều năm khoảng 53,4 l/s/km2, tổng lƣợng dòng chảy bình quân khoảng 1.741 triệu m3.

Môđun dòng chảy bình quân nhiều năm trên lƣu vực sông Ba đa ̣t khoảng 23,6 l/s/km2.

Một số đặc trƣng dòng chảy trung bình nhiều năm của các nhánh sông thuộc hệ thống

sông Ba đƣợc trình bày trong Bảng 2.3.

2.1.1.3 Phân mùa dòng chảy

Do ảnh hƣởng của khí hậu và địa hình, chế độ dòng chảy ở lƣu vực sông Ba cũng có

sự khác biệt cho từng vùng. Mùa lũ khu vực thƣợng lƣu và trung lƣu đến sớm và kết

thúc sớm hơn so với khu vực hạ lƣu. Mùa lũ khu vực bắc Tây Trƣờng Sơn (toàn bộ

nhánh sông IaYun) kéo dài 5 tháng (từ tháng VII đến tháng XI), mùa kiệt 7 tháng (từ

tháng XII đến tháng VI năm sau), chỉ chiếm 25-30% lƣợng nƣớc cả năm. Ở khu vực

nam Tây Trƣờng Sơn (thƣợng nguồn sông Krông Hnăng), mùa lũ đến chậm hơn một

37

tháng (từ tháng VIII đến tháng XII), có lƣợng dòng chảy chiếm 65-70% lƣợng nƣớc cả

năm. Khu vực trung gian bao gồm phần lớn lƣu vực sông Ba, dọc theo thung lũng

sông Ba kéo dài đến thƣợng nguồn sông Krông Hnăng, có tính trung gian khí hậu Tây

và Đông Trƣờng Sơn. Mùa lũ ở đây thƣờng kéo dài 4 tháng (từ tháng IX đến tháng

XII) có lƣợng nƣớc chiếm 70-75% lƣợng nƣớc cả năm. Cuối cùng là khu vực hạ lƣu

có mùa lũ ngắn và muộn hơn cả, kéo dài chỉ 3 tháng (từ tháng X đến tháng XII). Mùa

kiệt khu vực này dài 9 tháng nhƣng lƣợng dòng chảy cũng chỉ đạt từ 25-35% lƣợng

nƣớc cả năm. Với chế độ dòng chảy phức tạp nhƣ vậy, rất khó để lựa chọn mô hình

năm thủy văn chung cho cả lƣu vực. Tham khảo quy định mùa lũ và mùa cạn từ Quy

trình vận hành liên hồ chứa (QTVHLH) trên lƣu vực sông Ba [49], mùa lũ kéo dài từ

ngày 01/9 đến ngày 15/12 và mùa cạn từ 16/12 đến 31/8. Để tiện cho tính toán với

bƣớc thời gian một tháng, trong nghiên cứu này, mùa lũ sẽ đƣợc coi là kéo dài từ tháng

IX đến tháng XII, mùa cạn bao gồm các tháng còn lại.

Sông Tính đến

Bảng 2.3. Các đặc trƣng dòng chảy mặt của các sông trên lƣu vực X0 (mm) Flv (km2)

An Khê Ba Ayun Cửa sông Krông Hnăng Cửa sông Sông Hinh Cửa sông Củng Sơn Ba Cửa sông Ba 1350 2950 1840 1040 12410 13900 Yo ( mm) 792 597 684 1859 729 744 Q0 (m3/s) 33,9 55,8 39,9 61,3 287 328 M0 (l/s.km2) 25,11 18,92 21,68 58,94 23,13 23,60 W0 (109m3) 1,07 1,76 1,26 1,93 9,05 10,34 1800 1580 1700 2760 1700 1740

(Nguồn: [2])

2.1.2 Nhu cầu sử dụng nước trên lưu vực sông Ba

Lƣu vực Sông Ba có tiềm năng rất lớn về nông lâm nghiệp và thuỷ hải sản, với hơn

400.000 ha đất nông nghiệp và gần 1.000.000 ha đất lâm nghiệp, lƣu vực có điều kiện

phát triển các loại cây trồng có giá trị kinh tế cao nhƣ cà phê, cao su, tiêu, ... và lúa

nƣớc cao sản. Lƣu vực sông Ba còn có nguồn thuỷ năng khá lớn với nhiều vị trí có thể

xây dựng các công trình thuỷ điện vừa và lớn. Hệ thống sông Ba có vai trò hết sức

quan trọng trong phát điện, cấp nƣớc nông nghiệp, công nghiệp, dân sinh, cải tạo môi

trƣờng… phục vụ phát triển kinh tế xã hội của các tỉnh Gia Lai, Đak Lak và Phú Yên

[2].

38

2.1.2.1 Nƣớc sử dụng cho nông nghiệp

Nƣớc sử dụng cho nông nghiệp chủ yếu đƣợc khai thác trực tiếp từ sông và các hồ

chứa. Nƣớc ngầm chỉ khai thác tƣới diện tích một số loại cây công nghiệp nhƣ cà phê,

hồ tiêu … thuộc một số khu vực ở thƣợng lƣu (các huyện Chƣ Sê, Ea Kar, Krông

Hnăng).

Trong số các công trình thủy lợi ở lƣu vực sông Ba có thể kể đến hai công trình có ý

nghĩa vô cùng quan trọng. Đập dâng Đồng Cam đƣợc xây dựng từ năm 1930 trên dòng

chính sông Ba, cách biển 30km, cho đến nay vẫn hoạt động tốt, cung cấp nƣớc tƣới

cho 19.500 ha đất canh tác, chủ yếu lúa nƣớc hai vụ cho đồng bằng Tuy Hòa. Hồ Ayun

Hạ là hồ thủy lợi lớn nhất Tây Nguyên nằm trên nhánh Ia Yun. Hồ có dung tích 201 triệu m3, có năng lực thiết kế cấp nƣớc tƣới cho 13.500 ha đất canh tác của huyện

Ayun Pa. Ngoài ra trên lƣu vực còn có gần 400 công trình thủy lợi (hồ chứa, đập dâng,

trạm bơm) vừa và nhỏ với năng lực tƣới thiết kế 58.642ha, tƣới thực tế đƣợc 45.485ha

[44].

2.1.2.2 Nƣớc sử dụng cho sinh hoạt và công nghiệp

Hiện tại nƣớc sử dụng cho sinh hoạt và công nghiệp cho các khu vực đô thị và nông

thôn đƣợc khai thác từ cả hai nguồn nƣớc mặt và nƣớc ngầm. Trên lƣu vực sông Ba có 11 nhà máy cấp nƣớc tập trung với công suất thiết kế 53.095 m3/ngày [44]. Trong đó,

đáng kể nhất là nhà máy nƣớc Tuy Hòa lấy nƣớc ngầm tầng nông trên các bãi ven sông Ba có công suất 10.000m3/ngày, cấp nƣớc sinh hoạt và công nghiệp cho khu vực

thành phố Tuy Hòa. Tiếp đó là nhà máy nƣớc thị xã An Khê có công suất 5.000m3/ngày. Các nhà máy cấp nƣớc khác đều có công suất dƣới 2.000m3/ngày.

Ngoài ra, các công trình cấp nƣớc khu vực nông thôn thƣờng có quy mô nhỏ, với công suất trong khoảng 100-300m3/ngày. Nhiều ngƣời dân khu vực nông thôn vẫn sử dụng

nguồn nƣớc mặt từ các sông suối, ao hồ hoặc khai thác nƣớc giếng đào, giếng khoan

tại hộ gia đình [44].

2.1.2.3 Nƣớc sử dụng cho các ngành khác

Ngoài các đối tƣợng sử dụng nƣớc nêu trên, trong số những ngành tiêu hao nƣớc phải

kể đến nƣớc dành cho nuôi trồng thủy sản. Trong đó, việc nuôi cá nƣớc ngọt trên các

39

diện tích ao, hồ tự nhiên và các hồ chứa rải đều trên khắp lƣu vực phần lớn hình thức

quảng canh sử dụng nguồn nƣớc mƣa tự nhiên hoặc nƣớc trữ trong các hồ chứa cấp

nƣớc cho các nhu cầu sử dụng khác. Ví dụ điển hình là việc nuôi cá ở các hồ Ayun Hạ

và hồ Sông Hinh. Việc nuôi cá nƣớc lợ chỉ có một số diện tích khu vực cửa sông ven

biển thuộc thành phố Tuy Hòa, Tuy An với diện tích khoảng 30 ha [44].

Theo kết quả nghiên cứu của dự án Quy hoạch sử dụng tổng hợp và bảo vệ tài nguyên

nƣớc lƣu vực sông Ba của VQHTL nhu cầu sử dụng nƣớc trên LVS Ba năm 2010 bao gồm trồng trọt 2065,8 triệu m3, chăn nuôi 12,9 triệu m3, công nghiệp 47,3 triệu m3, sinh hoạt 44,3 triệu m3, thủy sản 42 triệu m3. Dự kiến năm 2020 nhu cầu sẽ tăng lên là trồng trọt 2786,8 triệu m3, chăn nuôi 25,7 triệu m3, công nghiệp 100,6 triệu m3, sinh hoạt 57,8 triệu m3, thủy sản 52,5 triệu m3 [2]. Nếu chƣa xét đến nhu cầu nƣớc dành

cho thủy điện và bảo vệ môi trƣờng thì phần lớn nguồn nƣớc trên lƣu vực sông Ba

đƣợc dùng cho trồng trọt (chiếm khoảng 93,4% năm 2010 và 92,2% năm 2020).

2.2 Quá trình phát triển quy hoạch liên quan đến tài nguyên nƣớc lƣu vực sông Ba

2.2.1 Quy hoạch thủy lợi

Để phục vụ cho phát triển kinh tế, các tỉnh trên lƣu vực sông Ba đều đã có các quy

hoạch thuỷ lợi của tỉnh nhƣ là “Quy hoạch thuỷ lợi tỉnh Gia Lai” do Viện Quy hoạch

Thuỷ Lợi (VQHTL lập năm 1986 và rà soát lại năm 1999), “Quy hoạch thuỷ lợi tỉnh

Đắc Lắk” do VQHTL lập năm 2000, “Quy hoạch thuỷ lợi tỉnh Phú Yên” do Trƣờng

ĐHTL lập năm 1996. Báo cáo tổng kết Dự án “Xây dựng quy hoạch tổng thể sử dụng

tài nguyên nƣớc tỉnh Phú Yên đến năm 2015 và dự báo đến năm 2020 theo hƣớng sử

dụng tổng hợp, bảo vệ tài nguyên nƣớc, phòng chống suy giảm nguồn nƣớc và các tác

hại do nƣớc gây ra” do Viện Khoa học Khí tƣợng thủy văn và Biến đổi khí hậu

(VKHKTTV&BĐKH) thực hiện năm 2007. Trên phạm vi toàn lƣu vực, đã có “Báo

cáo tổng quan sông Ba” do VQHTL lập năm 1994, báo cáo dự án “Quy hoạch sử dụng

tổng hợp và bảo vệ tài nguyên nƣớc lƣu vực sông Ba” do VQHTL lập năm 2007, Báo

cáo tổng kết dự án “Quy hoạch tài nguyên nƣớc lƣu vực sông Ba” do Trƣờng ĐHTL

lập năm 2008 [44]. Mặc dù trong cùng một giai đoạn có đến ba đơn vị nghiên cứu về

quy hoạch tài nguyên nƣớc, tuy nhiên phạm vi ứng dụng tƣơng đối khác nhau. Nghiên

cứu của VKHKTTV&BĐKH chỉ tập trung cho tỉnh Phú Yên, chƣa phản ánh hết đƣợc

40

mối quan hệ dòng chảy và khai thác sử dụng nƣớc trên toàn lƣu vực. Nghiên cứu của

Trƣờng ĐHTL tập trung vào các giải pháp chiến lƣợc về quy hoạch và quản lý, trong

đó có hai giải pháp quan trọng bao gồm thành lập Tổ chức quản lý lƣu vực sông Ba và

đƣa dòng chảy môi trƣờng vào thực hiện trong quản lý tài nguyên nƣớc. Cho đến nay,

Tổ chức quản lý lƣu vực sông Ba vẫn chƣa đƣợc thành lập. Yếu tố dòng chảy môi

trƣờng hiện nay đã đƣợc lồng ghép trong yếu tố dòng chảy tối thiểu. Năm 2014, Bộ

Tài nguyên và Môi trƣờng đã ban hành quy trình vận hành liên hồ chứa trên lƣu vực

sông Ba, ở đó giá trị dòng chảy tối thiểu đã đƣợc quy định cụ thể và có sự khác biệt về

số điểm kiểm soát và giá trị lƣu lƣợng so với kết quả nghiên cứu của Trƣờng ĐHTL.

Nghiên cứu của Viện QHTL tập trung vào các giải pháp công trình nhằm nâng cao khả

năng phát triển và bảo vệ nguồn nƣớc. Cơ quan nghiên cứu đề xuất 185 công trình

nâng cấp, 240 công trình xây dựng mới và 12 công trình thủy điện vừa và lớn kết hợp

giảm lũ và tăng cƣờng lƣu lƣợng kiệt.

Nhìn chung các quy hoạch thuỷ lợi đã đánh giá đƣợc đặc điểm và điều kiện nguồn

nƣớc của sông Ba tại các vùng quy hoạch và đƣa ra các phƣơng án quy hoạch các công

trình chủ yếu là hồ chứa và đập dâng vừa và nhỏ nhằm giải quyết nguồn nƣớc tại chỗ

cho yêu cầu tƣới của các khu vực.

Các quy hoạch này đã làm cơ sở để đầu tƣ các công trình thuỷ lợi của các tỉnh trong

những thời gian qua, trong đó có hồ Ayun Hạ [2].

Mặc dù trong xu thế những năm gần đây, nghiên cứu về quy hoạch thủy lợi đã đƣợc

xem xét cùng với các nhu cầu sử dụng khác nhƣ phát điện, phòng chống lũ, cấp nƣớc

sinh hoạt... Tuy nhiên, các quy hoạch đã lập vẫn chƣa đáp ứng yêu cầu và nội dung

của quy hoạch tổng hợp và vẫn chỉ là quy hoạch đơn ngành. Các quy hoạch cũng chƣa

xem xét đến giá trị kinh tế sử dụng nƣớc, bởi vậy các phƣơng án quy hoạch đƣa ra

chƣa thực sự hiệu quả về mặt kinh tế xã hội. Phần lớn các nghiên cứu chỉ dừng ở mức

đánh giá năng lực thiết kế của hệ thống công trình thủy lợi. Nếu hệ thống cấp nƣớc

đảm bảo đƣợc tiêu chuẩn thiết kế (75%) thì nhu cầu sử dụng nƣớc đƣợc coi là đáp ứng.

Điều này sẽ dẫn đến tình trạng khi gặp những năm thiếu nƣớc, có khu vực thì đƣợc

đáp ứng đủ nhƣng có những khu vực sẽ bị thiếu nƣớc trầm trọng (đặc biệt là hạ du).

41

2.2.2 Quy hoạch thủy điện

Quy hoạch khai thác thuỷ điện sông Ba đã đƣợc Uỷ ban sông Mê Kông và hãng

Nippon Koei (Nhật) nghiên cứu từ những năm 1970. Từ sau 1975, quy hoạch khai thác

thuỷ điện sông Ba đã đƣợc ngành điện nghiên cứu nhiều lần, đặc biệt là “Thuyết minh

tổng quan khai thác bậc thang thuỷ điện sông Ba” do Viện Năng lƣợng và Điện khí

hóa, Bộ Điện Lực lập năm 1985. Năm 1998 “Báo cáo quy hoạch bậc thang thuỷ điện

sông Ba” đã đƣợc Công Ty Tƣ vấn xây dựng Điện 1 thuộc Bộ Công nghiệp lập và năm

2000 quy hoạch này lại đƣợc nghiên cứu bổ sung [44].

Các quy hoạch thuỷ điện đã đƣa ra sơ đồ khai thác thuỷ năng phù hợp với đặc điểm và

điều kiện của lƣu vực sông Ba. Tuy nhiên trong quy hoạch mới xem xét chủ yếu mặt

khai thác nguồn thuỷ năng của sông mà chƣa đề cập đến các ngành dùng nƣớc khác.

Quy hoạch thủy điện đã đề xuất xây dựng hệ thống thủy điện bậc thang trên dòng

chính và các sông nhánh chính sông Ba. Công suất phát điện của cả hệ thống theo quy hoạch là 737MW và tổng điện lƣợng là 3,22. 109 KWh/năm. Tính đến nay đã có hệ

thống 5 cụm hồ chứa lớn với tổng công suất 530MW đi vào hoạt động. Trong đó, đáng

lƣu ý có thủy điện An Khê – Ka Nak chuyển nƣớc từ thƣợng nguồn sông Ba sang sông Côn với lƣợng nƣớc ƣớc tính theo thiết kế khoảng 540 triệu m3 (ứng với mức bảo đảm

90%) chiếm đến 62% lƣợng nƣớc đến hồ An Khê [50] . Việc chuyển nƣớc từ sông Ba

sang sông Côn đƣợc cho là sẽ mang lại lợi ích cho vùng hạ lƣu sông Côn, tuy nhiên tác

động đến vùng hạ lƣu thủy điện An Khê trên sông Ba lại chƣa đƣợc đánh giá hết. Bởi

vậy rất cần nghiên cứu thêm về tác động của các thủy điện trên hệ thống sông Ba đối

với các nhu cầu sử dụng nƣớc khác, đặc biệt là tƣới.

Ngoài quy hoạch thủy lợi và quy hoạch thủy điện, còn có quy hoạch cấp nƣớc sinh

hoạt đô thị và nông thôn, quy hoạch thủy sản. Đây đều là các quy hoạch đơn ngành do

từng ngành lập.

2.2.3 Quy hoạch tài nguyên nước

Trong xu thế phát triển tài nguyên nƣớc gần đây, một số địa phƣơng đã có bƣớc tiến

trong việc ban hành các quy hoạch tài nguyên nƣớc đa ngành. Lƣu vực sông Ba nằm

trong phạm vi hành chính của các tỉnh Gia Lai, Đăk Lăk và Phú Yên và một phần rất

42

nhỏ thuộc Kon Tum. Năm 2011, UBND tỉnh Phú Yên ban hành quyết định về việc phê

duyệt Quy hoạch tổng thể sử dụng tài nguyên nƣớc tỉnh Phú Yên đến năm 2015 và dự

báo đến năm 2020 [51]. Năm 2015, UBND tỉnh Gia Lai đã có quyết định phê duyệt

QHTNN tỉnh Gia Lai đến năm 2025 [52]. Nhìn chung, các quy hoạch tài nguyên nƣớc

này đều có quan điểm quy hoạch khai thác sử dụng tổng hợp tài nguyên nƣớc. Tuy

nhiên, nội dung của các quy hoạch hầu hết đƣợc kế thừa từ quy hoạch thủy lợi lƣu vực

sông Ba. Vì thế, trong cả hai quy hoạch đều không đề cập đến các công trình thủy

điện, mặc dù hai địa phƣơng này đều có khá nhiều công trình thủy điện lớn.

2.3 Hệ thống các hồ chứa thủy lợi, thủy điện lớn trên LVS Ba

2.3.1 Quá trình xây dựng và phát triển

Dựa theo nhu cầu phát triển và kết quả từ các quy hoạch thủy lợi và quy hoạch thủy

điện, cho đến nay trên hệ thống LVS Ba đã có một số hồ chứa lớn đƣợc hoàn thành và

đi vào vận hành.

Hồ thủy lợi lớn nhất trên LVS Ba là hồ Ayun Hạ bắt đầu hoạt động từ năm 1999. Hồ

thủy điện Sông Hinh trên nhánh sông Hinh cũng bắt đầu phát điện trong năm này. Cho

đến năm 2010 thì có thêm ba cụm hồ lớn khác đều là các hồ chứa thủy điện, bao gồm

cụm hồ An Khê – Ka Nak, hồ Krông Hnăng, hồ Sông Ba Hạ (Hình 2.2). Một số thông

số cơ bản của các hồ chứa đƣợc trình bày tóm tắt trong Bảng 2.4 và Phụ lục 2.

Bảng 2.4 Một số thông số các hồ chứa trên hệ thống sông Ba

TT Nhà máy thuỷ

Sông

Nlm (MW)

Nđb (MW)

MNDBT (m)

MNC (m)

điện

Kanak

Ba

1

6,5

515

485

13

An Khê

Ba

2

30,3

429

427

160

Ayun Hạ

Ayun

3

204

195

3

Krông Hnăng

Krông Năng

4

12,1

255

242.5

64

Sông Hinh

Sông Hinh

5

22,9

209

196

70

Sông Ba Hạ

Sông Ba

220

6

33,3

105

101

Nguồn: [49] Ghi chú: Nlm, Nđb: công suất lắp máy, công suất đảm bảo; MNDBT, MNC: mực nƣớc dâng bình thƣờng, mực nƣớc chết.

43

Hình 2.2 Bản đồ vị trí một số công trình thủy lợi, thủy điện lớn trên HTS Ba [44]

44

2.3.2 Các vấn đề nảy sinh sau khi các hồ chứa lớn hoàn thành và đi vào hoạt động

Theo Bộ TN&MT [50], trong 11 năm hoạt động (2000-2011), hồ Ayun Hạ thƣờng

xuyên thừa nƣớc. Duy nhất chỉ có năm 2005 mực nƣớc hồ xuống dƣới mực nƣớc chết.

Cụm hồ Kanak – An Khê mới đi vào hoạt động thì năm 2012 đã thiếu nƣớc. Hồ Sông

Ba Hạ nằm ở hạ lƣu nên bị ảnh hƣởng bởi sự điều tiết của các hồ thƣợng lƣu. Trong

thời gian hoạt động (2010 -2012), mực nƣớc hồ thƣờng xuyên rơi vào vùng hạn chế

cấp nƣớc. Hồ sông Hinh có dung tích hữu ích lớn, nguồn nƣớc dồi dào, vì thế hầu hết

các năm hoạt động đều thừa nƣớc. Sự thừa, thiếu của các hồ chứa chính là một biểu

hiện của việc hoạt động không hiệu quả trên toàn hệ thống. Một phần lý do là do mỗi

hồ chứa trên hệ thống do một đơn vị quản lý. Hồ Ayun Hạ do Công ty QL,KTCTTL

Gia Lai quản lý; Cụm CTTĐ An Khê – Kanak do Công ty Thủy điện An Khê- Kanak

(thuộc Tổng Công ty Phát điện 2) quản lý; CTTĐ Krông Hnăng trên nhánh sông

Krông Hnăng do CTCP Sông Ba quản lý; CTTĐ Sông Hinh trên nhánh sông Hinh do

CTCP Thủy điện Vĩnh Sơn – Sông Hinh quản lý; CTTĐ Sông Ba Hạ trên dòng chính

ở khu vực hạ lƣu sông Ba do CTCP TĐ Sông Ba Hạ quản lý.

Công trình thủy điện An Khê có nhiệm vụ chuyển nƣớc từ sông Ba sang sông Côn

nhằm giải quyết vấn đề thiếu nƣớc trầm trọng trên lƣu vực sông Côn, dẫn đến việc

thiếu nƣớc lại xảy ra trên hạ lƣu sông Ba. Quá nhiều đập dâng nhỏ ở trung và thƣợng

lƣu, đập dâng Đồng Cam lớn ở hạ lƣu nhƣng không có hồ điều tiết thƣợng nguồn là

những bất cập trong phƣơng thức khai thác và sử dụng tài nguyên nƣớc. Đoạn sông

khu vực hạ lƣu đập Đồng Cam ra đến biển có chiều rộng lòng sông từ 1-2km nhƣng

gần nhƣ khô cạn và nổi lên toàn là cồn cát trắng trong mùa khô [45].

Đồng thời, ngay dƣới hạ lƣu thị xã An Khê là một loạt các hồ chứa thủy điện dung tích

nhỏ (điều tiết ngày đêm) là Đăk Srông (18MW), Đăk Srông 2 (24MW), và Đăk Srông

2A (18MW), gây chia cắt lòng sông. Hoặc hạ lƣu thủy điện sông Ba Hạ có đoạn sông

gần 8km bị suy giảm dòng chảy nghiêm trọng. Một số vấn đề môi trƣờng khác cũng

đƣợc tác giả đề cập bao gồm: giảm diện tích rừng nguyên sinh, rừng phòng hộ đầu

nguồn; chƣa thực hiện tốt việc đền bù, di dân tái định cƣ; việc điều hành xả lũ từ các

hồ chứa gây ngập lụt hạ lƣu [46].

45

2.3.3 Tóm lược về Quy trình vận hành liên hồ

Để nâng cao hiệu quả khai thác sử dụng nƣớc trên lƣu vực sông Ba, mới đây

QTVHLH đã đƣợc ban hành kèm theo QĐ 1077/QĐ-TTg ngày 7/7/2014 của TTCP,

áp dụng cho các hồ: Sông Ba Hạ, Sông Hinh, Krông H’Năng, Ayun Hạ và An Khê-Ka

Nak. Quy trình này đƣợc thay thế cho QTVHLH ban hành kèm theo QĐ 1757/QĐ-

TTg ngày 23/9/2010 của TTCP, chỉ dùng để áp dụng trong mùa lũ hàng năm. Đồng

thời các quy trình vận hành của từng hồ chứa riêng lẻ cũng phải điều chỉnh theo

QTVHLH mới ban hành.

Quy trình quy định nguyên tắc ƣu tiên vận hành các hồ chứa trong hai mùa lũ, mùa

cạn. Trong đó, mùa lũ đƣợc xác định từ 1/IX đến 15/XII và mùa cạn từ 16/XII đến

31/VIII năm sau. Ngoài ra, riêng mùa cạn đƣợc chia thành các thời kỳ: Thời kỳ dùng

nƣớc gia tăng và thời kỳ dùng nƣớc bình thƣờng (theo thời đoạn 10 ngày). Việc vận

hành hồ chứa phụ thuộc vào lƣu lƣợng đến hồ ngày hôm trƣớc (đối với cụm hồ An

Khê – Ka Nak) và dự báo lƣu lƣợng đến hồ trung bình 10 ngày (đối với các hồ Sông

Ba Hạ, Sông Hinh và Krông H’Năng). Mực nƣớc hồ không đƣợc nhỏ hơn mực nƣớc

quy định. Trƣờng hợp phải điều chỉnh lƣu lƣợng, thời gian vận hành đối với các hồ,

Chủ tịch UBND tỉnh Phú Yên quyết định đối với các hồ Sông Ba Hạ, Sông Hinh và

Krông H’Năng; Chủ tịch UBND tỉnh Gia Lai quyết định đối với cụm hồ An Khê – Ka

Nak và hồ Ayun Hạ.

Quy trình vận hành liên hồ là bƣớc tiến mới trong quản lý tài nguyên nƣớc trên lƣu

vực sông Ba theo hƣớng phát triển bền vững. Tuy nhiên, do Quy trình mới đi vào thực

hiện nên hiệu quả cần có thời gian để kiểm chứng.

2.4 Thiết lập bài toán quy hoạch phân bổ tài nguyên nƣớc lƣu vực sông Ba

Theo [5], quy hoạch tài nguyên nƣớc đƣợc thiết lập theo các giai đoạn khác nhau, mỗi

một giai đoạn tiếp theo các nghiên cứu sẽ chi tiết hơn giai đoạn trƣớc. Tùy thuộc đặc

điểm của hệ thống và yêu cầu sử dụng nƣớc cần thiết phải hoạch định chiến lƣợc khai

thác tài nguyên nƣớc, và nghiên cứu các phƣơng pháp khai thác khả thi và hợp lý.

Trên cơ sở đó hình thành các mục tiêu khai thác hệ thống và thiết lập hệ thống chỉ tiêu

đánh giá hệ thống.

46

Từ các nghiên cứu về hiện trạng khai thác, sử dụng nƣớc trên lƣu vực sông Ba và hệ

thống các công trình thủy lợi, thủy điện, có thể thấy lƣu vực sông Ba đang ở trong giai

đoạn có sự tác động của các biện pháp quy hoạch, không còn đơn thuần là khai thác từ

sông ngòi tự nhiên nhƣ trƣớc đây. Để làm rõ các mâu thuẫn trong sử dụng nƣớc, hay

những chồng chéo trong các quy hoạch ngành, và tính địa phƣơng trong quy hoạch tài

nguyên nƣớc, hƣớng tới chiến lƣợc phát triển hệ thống, bao gồm cả chiến lƣợc phát

triển hệ thống công trình và chiến lƣợc sử dụng nguồn nƣớc trong tƣơng lai thì cần

phải:

- Lƣợng hóa các mục tiêu khai thác bằng các hàm mục tiêu

- Hoạch định kế hoạch thực hiện các nghiên cứu về dự án quy hoạch bao gồm cả các

vấn đề về kỹ thuật, tài chính, hệ thống chính sách quản lý tài nguyên nƣớc và các vấn

đề liên quan đến chiến lƣợc phát triển chung của quốc gia

2.4.1 Mục tiêu

Phân bổ nƣớc lƣu vực sông Ba cho nhiều ngành sử dụng nƣớc khác nhau sao cho vừa

có lợi về kinh tế, vừa bảo đảm đƣợc các yêu cầu về ổn định xã hội và bảo vệ môi

trƣờng.

2.4.2 Hàm mục tiêu

Có thể nói bài toán phân bổ nƣớc cho lƣu vực sông Ba là bài toán đa mục tiêu. Vì

ngoài mục tiêu kinh tế (sự tăng trƣởng kinh tế của các ngành khai thác sử dụng nƣớc),

còn có các mục tiêu khác về ổn định xã hội, bảo vệ môi trƣờng. Các mục tiêu này

không cùng một hệ thống đo lƣờng, đánh giá vì thế việc lƣợng hóa hàm mục tiêu sẽ

gặp nhiều khó khăn. Luận án xem xét bài toán dƣới dạng hàm một mục tiêu kinh tế,

các mục tiêu còn lại đƣợc coi là các ràng buộc của bài toán.

2.4.2.1 Hàm mục tiêu đầy đủ

Theo [53], bài toán phân bổ nƣớc tối ƣu tổng quát có dạng nhƣ sau:

(2-1) 𝐦𝐚𝐱𝒛∈(𝒛) 𝒇(𝒛)

47

Trong đó f là hàm mục tiêu, z(u,Q) bao gồm vectơ u biến trạng thái và vectơ Q biến

quyết định, z =uQ là miền khả thi của z biểu thị một loạt các phƣơng trình ràng

buộc, u biểu thị miền khả thi của u, và Q biểu thị miền khả thi của Q.

Dạng phổ biến nhất của hàm mục tiêu là tìm giá trị cực đại của lợi ích kinh tế tổng thể

[54] nhƣ sau:

𝑖

(2-2) max𝑧∈(𝑧) 𝐸𝐵 = 𝐸𝐵𝑖 𝑄𝑖, 𝑢

Trong đó: Vectơ biến quyết định Q = {Qi} là là lƣợng nƣớc cấp cho các ngành sử

dụng nƣớc, bao gồm nƣớc sử dụng cho nông nghiệp, thủy sản, sinh hoạt, công nghiệp,

thủy điện, môi trƣờng, giải trí … ; EBi là giá trị hoặc lợi ích kinh tế từ việc lấy lƣợng

nƣớc Qi. Đơn vị thƣờng dùng để tính EBi là đơn vị tiền tệ theo thời gian (ví dụ

$/tháng).

Đã có rất nhiều nghiên cứu sử dụng hàm mục tiêu là tổng giá trị kinh tế từ các ngành

khai thác sử dụng nƣớc bao gồm nông nghiệp, thủy sản, sinh hoạt, công nghiệp, thủy

điện, du lịch … (xem [15], [20], [13], [16], [34]). Riêng đối với những đối tƣợng sử

dụng nƣớc bao gồm môi trƣờng, giải trí là rất khó định giá nên thƣờng đƣợc coi dƣới

dạng ràng buộc. Sự khác nhau của các hàm mục tiêu nằm ở phƣơng pháp xác định giá

trị kinh tế nƣớc cho các đối tƣợng khác nhau. Nhƣ đã trình bày trong mục 1.2.4, có rất

nhiều phƣơng pháp xác định giá trị kinh tế nƣớc, mỗi phƣơng pháp đều có phạm vi

ứng dụng nhất định cùng với những ƣu và nhƣợc điểm riêng.

Đối với lƣu vực sông Ba, hàm mục tiêu đƣợc kế thừa từ hai nghiên cứu về mô hình

thủy văn – kinh tế đã thực hiện ở Việt Nam cho lƣu vực sông Đồng Nai [13] và lƣu

vực sông Hồng [34], có dạng nhƣ sau:

a

𝑚

𝑖𝑛

(2-3) ) 𝑀𝑎𝑥 𝐟 𝐱 = ( 𝑉𝐴𝑎 + 𝑉𝑀𝑚 + 𝑉𝐼𝑖𝑛 + 𝑉𝑃𝑝 𝑝

Trong đó VAa là giá trị sử dụng nƣớc cho nông nghiệp (bao gồm trồng trọt và chăn

nuôi); VPp là giá trị sử dụng nƣớc cho thủy điện; VIin là giá trị sử dụng nƣớc cho công

nghiệp; VMm là giá trị sử dụng nƣớc cho sinh hoạt. Phƣơng pháp tính toán xác định

giá trị sử dụng nƣớc cho các ngành đƣợc trình bày trong mục 1.2.4.

48

2.4.2.2 Hàm mục tiêu rút gọn

Việc áp dụng hàm mục tiêu đầy đủ nhƣ trên là rất phức tạp trong thực tế do yêu cầu

nhiều thông số đầu vào. Với trƣờng hợp lƣu vực sông Ba, nƣớc sử dụng cho nông

nghiệp vẫn chiếm tỉ trọng rất lớn (trên 90% - khi chƣa xét chuyển nƣớc từ sông Ba

sang sông Côn). Nƣớc sử dụng trong sinh hoạt luôn luôn đƣợc ƣu tiên hàng đầu trong

khai thác sử dụng nƣớc. Nƣớc sử dụng trong công nghiệp có giá trị kinh tế cao hơn

nhiều so với nông nghiệp nên cũng thƣờng đƣợc ƣu tiên. Do đó, để thể hiện tính linh

hoạt trong trƣờng hợp cụ thể, luận án xem xét hai hàm mục tiêu rút gọn có dạng nhƣ

sau:

a

(2-4) ) 𝑀𝑎𝑥 𝐟𝟏 𝐱 = ( 𝑉𝐴𝑎 + 𝑉𝑃𝑝 𝑝

a

(2-5) ) 𝑀𝑎𝑥 𝐟𝟐 𝐱 = ( 𝑉𝐴𝑎

Trong đó, hàm mục tiêu (2-4) xem xét tối đa hóa lợi ích kinh tế từ sử dụng nƣớc trong

nông nghiệp và thủy điện, còn hàm mục tiêu (2-5) chỉ xem xét tối đa hóa lợi ích sử

dụng nƣớc trong nông nghiệp. Trong phần ứng dụng ở chƣơng 4, luận án sẽ phân tích

rõ hơn về việc lựa chọn hàm mục tiêu phù hợp cho lƣu vực sông Ba.

2.4.3 Biến quyết định và biến trạng thái

2.4.3.1 Biến quyết định

Biến quyết định đƣợc hiểu là các biến độc lập. Đối với trƣờng hợp hàm mục tiêu đầy

đủ bao gồm các thành phần giá trị kinh tế sử dụng nƣớc trong nông nghiệp, công

nghiệp, sinh hoạt và thủy điện, các biến quyết định sẽ bao gồm:

 Đối với hàm xác định giá trị sử dụng nƣớc tƣới:

Ai,j: diện tích tƣới (ha) cho mỗi loại cây trồng ở mỗi nút tƣới. (6 loại cây trồng x 7

vùng tƣới =42 biến)

 Đối với hàm xác định giá trị sử dụng nƣớc chăn nuôi:

numi: số lƣợng gia súc tại từng nút lấy nƣớc chăn nuôi (7 biến)

 Đối với hàm xác định giá trị sử dụng nƣớc thủy điện:

49

Qtđi,t: lƣu lƣợng qua tuabin của mỗi hồ chứa tại từng thời đoạn (6 hồ x 12 tháng = 72

biến)

 Đối với hàm xác định giá trị sử dụng nƣớc trong công nghiệp:

Qcni,t: lƣu lƣợng cấp nƣớc trong công nghiệp (7 nút x 12 tháng = 72 biến)

 Đối với hàm xác định giá trị sử dụng nƣớc trong sinh hoạt:

Qshi,t: lƣu lƣợng cấp nƣớc trong sinh hoạt (7 nút x 12 tháng = 72 biến)

Bài toán có tổng cộng 265 biến độc lập. Khi rút gọn hàm mục tiêu thì số biến quyết

định cũng giảm đi. Nếu xét theo hàm mục tiêu rút gọn f1(x) thì số lƣợng biến quyết

định giảm còn 121, các biến còn lại (Qcni,t và Qshi,t) trở thành các tham số hệ thống.

Nếu xét theo hàm mục tiêu rút gọn f2(x) thì số lƣợng biến quyết định chỉ còn 49 biến,

tuy nhiên không giống nhƣ Qcni,t và Qshi,t các biến Qtđi,t sẽ trở thành các biến trạng

thái.

2.4.3.2 Biến trạng thái

Biến trạng thái là biến phụ thuộc. Các biến trạng thái của hệ thống bao gồm:

Qtƣớii,t: lƣu lƣợng lấy nƣớc tƣới vào nút thứ i, thời đoạn t, phụ thuộc vào diện tích tƣới

theo quan hệ sau:

(2-6) 𝑄𝑡𝑢𝑜𝑖𝑖,𝑡 = 𝐴𝑖,𝑗 . 𝑞𝑡𝑢𝑜𝑖𝑗 ,𝑡

Qchni,t: lƣu lƣợng lấy nƣớc cho chăn nuôi vào nút thứ i, thời đoạn t, phụ thuộc vào số

lƣợng gia súc theo quan hệ sau:

(2-7) 𝑄𝑐𝑕𝑛𝑖,𝑡 = 𝑛𝑢𝑚𝑖. 𝑞𝑐𝑕𝑛

Trong đó qchn là nhu cầu nƣớc cho mỗi con gia súc;

Qvàoi,t, Qrai,t: lƣu lƣợng vào và ra khỏi một nút; Qreti,t: lƣu lƣợng hồi quy; Vi,t, Hi,t,

Hhli,t: Dung tích, mực nƣớc thƣợng lƣu và mực nƣớc hạ lƣu hồ chứa i tại thời điểm t;

Hi,t: cột nƣớc phát điện; Nphati,t: Công suất phát điện; Qxải,t: lƣu lƣợng xả thừa từ hồ

chứa.

50

2.4.4 Các ràng buộc

2.4.4.1 Mô phỏng cân bằng nƣớc hệ thống

Mô phỏng cân bằng nƣớc hệ thống chính là thành phần thủy văn trong mô hình thủy

văn-kinh tế. Mô phỏng cân bằng nƣớc hệ thống gồm mô phỏng hoạt động của mỗi nút

trong hệ thống và quan hệ cân bằng nƣớc với các nút khác trong hệ thống. Các nút của

hệ thống cân bằng nƣớc bao gồm: nút nhập lƣu, nút sông, nút cấp nƣớc, nút hồ chứa

cấp nƣớc và phát điện. Mô phỏng cân bằng nƣớc tại các nút theo nguyên lý: tổng

lƣợng nƣớc đến bằng tổng lƣợng nƣớc ra khỏi nút cộng với lƣợng nƣớc trữ lại tại nút

đó (nếu là nút hồ chứa). Nguyên lý và phƣơng pháp mô phỏng này đƣợc sử dụng nhiều

trong các mô hình hệ thống nhƣ MIKE-BASIN, HEC-RESSIM, SWAT..

A. Đối với hồ chứa thủy điện:

- Phƣơng trình cân bằng nƣớc:

(2-8) 𝑉𝑖,𝑡+1 = 𝑉𝑖,𝑡 + 𝑄𝑣à𝑜𝑖,𝑡 − 𝑄𝑐ấ𝑝𝑖,𝑡 − 𝑄𝑡đ𝑖,𝑡−𝑄𝑥ả𝑖,𝑡 . ∆𝑡 − 𝐿𝑖,𝑡

Trong đó: Vi,t và Vi,t+1 là dung tích hồ chứa i tại đầu và cuối thời đoạn t (triệu m3);

Qvàoi,t, Qcấpi,t, Qtđi,t, Qxải,t lần lƣợt là lƣu lƣợng vào hồ, lƣu lƣợng cấp nƣớc, lƣu lƣợng qua tuabin và lƣu lƣợng xả thừa của hồ chứa i tại thời đoạn t (m3/s); t là bƣớc thời gian tính toán; Li,t: tổng lƣợng tổn thất hồ chứa (triệu m3).

- Quan hệ lƣu lƣợng ~ mực nƣớc hạ lƣu:

(2-9) Hhli,t = f (Qtđi,t+Qxải,t) Trong đó Hhli,t là mực nƣớc hạ lƣu hồ chứa (m);

- Phƣơng trình tính cột nƣớc phát điện:

(2-10) Hi,t = Hi,t – Hhli,t Trong đó H là cột nƣớc phát điện (m).

- Phƣơng trình tính công suất phát điện

(2-11) Ni,t = ki.Qtđi,t*Hi,t/1000

Trong đó ki: hệ số phát điện phụ thuộc vào mỗi nhà máy

B. Tại nút nƣớc hồi quy:

(2-12) Qreti,t = ri * Qirri,t

51

Trong đó ri: hệ số hồi quy tùy thuộc vào khu tƣới i; Qreti,t: lƣu lƣợng hồi quy (m3/s); Qtƣớii,t: lƣu lƣợng lấy nƣớc tƣới (m3/s).

2.4.4.2 Miền giới hạn của biến

A. Tại các nút lấy nƣớc

1. Lƣợng nƣớc lấy không đƣợc vƣợt quá lƣợng nƣớc có trong sông tại thời điểm

tính toán

(2-13) Qcấpi,t  Qghi,t

Trong đó Qghi,t là lƣu lƣợng có trong sông tại nút i, thời điểm t. Lƣu ý là Qghi,t không

phải là giá trị "tĩnh" mà nó thay đổi phụ thuộc vào phƣơng án phân bổ nƣớc của các

nút phân bổ khác trong hệ thống. Vì thế, có thể gọi ràng buộc loại này là ràng buộc

“động”.

2. Diện tích tƣới phải nằm trong phạm vi cho phép

(2-14) Amini  Atƣớii  Amaxi

Trong đó Amin là diện tích tƣới tối thiểu, đƣợc xác định từ yêu cầu an ninh lƣơng thực.

Amax là diện tích tƣới tối đa, chủ yếu đƣợc chọn theo loại đất phù hợp với loại cây

trồng.

3. Số lƣợng gia súc phải nằm trong phạm vi cho phép

(2-15) Numi  Nummaxi

4. Lƣợng nƣớc cấp cho sinh hoạt, công nghiệp, thủy sản đã xác định

(2-16) (2-17) (2-18) Qshi,t = hằng số Qcni,t = hằng số Qtsi,t = hằng số

B. Tại các nút hồ chứa thủy điện

1. Ràng buộc dung tích hồ chứa

(2-19) Vci  Vi,t Vbti,t

Trong đó Vci dung tích chết; Vbti,t: dung tích ứng với mực nƣớc dâng bình thƣờng;

2. Lƣu lƣợng phát điện thực tế phải nhỏ hơn khả năng phát điện của nhà máy

(2-20) Qtđi,t  Qtđmaxi

52

Trong đó Qtđmaxi: lƣu lƣợng phát điện lớn nhất của nhà máy i

3. Công suất phát điện nằm trong phạm vi thiết kế

(2-21) Nbđi Nphati,t  Nlmi

Trong đó Nbđi, Nlmi: công suất bảo đảm và công suất lắp máy (MW) của nhà máy i.

4. Đảm bảo dòng chảy tối thiểu tại hạ lƣu các hồ chứa

- Đối với hồ chứa thủy điện có chuyển nƣớc:

(2-22) Qxải,t  Qtti

- Đối với các hồ chứa thủy điện không chuyển nƣớc:

(2-23) Qtđi,t + Qxải,t  Qtti

Trong đó: Qtti là lƣu lƣợng dòng chảy tối thiểu tại hạ lƣu các hồ chứa (m3/s);

2.4.5 Bài toán tối ưu phi tuyến và phương pháp giải

Các bài toán tối ƣu, còn gọi là các bài toán quy hoạch toán học, đƣợc chia thành các

loại: quy hoạch tuyến tính, tối ƣu phi tuyến (bao gồm quy hoạch lồi và quy hoạch toàn

phƣơng), tối ƣu rời rạc, tối ƣu nguyên và hỗn hợp, quy hoạch động, quy hoạch đa mục

tiêu, quy hoạch ngẫu nhiên/mờ … Khi hàm mục tiêu và các ràng buộc đều là hàm

tuyến tính, thì bài toán tối ƣu là bài toán quy hoạch tuyến tính. Bài toán quy hoạch

tuyến tính có thể giải bằng một số phƣơng pháp tối ƣu quen thuộc nhƣ phƣơng pháp

đơn hình, phƣơng pháp đơn hình cải biên hay các phƣơng pháp điểm trong [55]. Khi

hàm mục tiêu hoặc một trong số các ràng buộc là phi tuyến thì bài toán là tối ƣu phi

tuyến hoặc quy hoạch phi tuyến. Tối ƣu phi tuyến có thể chia thành hai loại: tối ƣu phi

tuyến không ràng buộc và tối ƣu phi tuyến ràng buộc.

Bài toán phân bổ nƣớc tối ƣu cho lƣu vực sông Ba nhƣ đã trình bày ở trên có thể đƣợc

xếp vào loại bài toán tối ƣu phi tuyến có ràng buộc.

2.4.5.1 Bài toán tối ƣu phi tuyến có ràng buộc tổng quát [56]

Bài toán tối ƣu phi tuyến có dạng tổng quát nhƣ sau:

min 𝒇 𝒙

(2-24)

𝑣ớ𝑖 𝑔𝑖 𝒙 = 0, 𝑖 = 1, … , 𝑚 𝑥𝑗 ≤ 𝑥𝑗 ≤ 𝑥𝑗 , j=1, …, n

53

2.4.5.2 Các phƣơng pháp giải

Có rất nhiều phƣơng pháp giải bài toán tối ƣu phi tuyến, nhƣng chƣa có phƣơng pháp

nào tỏ ra hữu hiệu cho mọi bài toán tối ƣu phi tuyến. Khi giải bài toán tối ƣu phi tuyến

có ràng buộc ngƣời ta thƣờng đƣa về dạng bài toán tối ƣu phi tuyến không ràng buộc

(có thể sử dụng phƣơng pháp nhân tử Lagrange). Các bài toán tìm giá trị cực đại

thƣờng đƣợc chuyển về bài toán tìm giá trị cực tiểu (minimize), sau đó suy ngƣợc lại

[57]. Nhìn chung, chỉ trong một vài trƣờng hợp cụ thể ngƣời ta mới có thể giải trực

tiếp ra nghiệm. Cách giải phổ biến nhất là áp dụng thuật toán tìm kiếm thông qua hai

bƣớc cơ bản sau:

(1) Xác định phƣơng tìm kiếm theo chiều giảm của hàm mục tiêu (minimize)

(2) Tìm điểm tối ƣu dọc theo phƣơng tìm kiếm đã xác định ở bƣớc 1

Có

Có

Dừng ?

Lựa chọn lời giải ban đầu

Đánh giá hàm mục tiêu

Thoát

Khả thi?

Không

Không

Chuyển sang lời giải khả thi tốt hơn

Thử lại?

Có

Không

Sơ đồ tìm kiếm nghiệm theo phƣơng pháp lặp đƣợc trình bày trong Hình 2.3

Hình 2.3 Sơ đồ tìm kiếm nghiệm bài toán tối ƣu [58]

2.4.5.3 Phƣơng pháp gradient rút gọn tổng quát (Generalized Reduced Gradient -

GRG) [56]

Ý tƣởng cơ bản của phƣơng pháp GRG là tách vectơ biến quyết định (x) thành hai

vectơ biến cơ sở (xB) và biến tự do (xN).

(2-25) 𝒙 = 𝒙𝐵, 𝒙𝑁 𝑇

Khi đó, dạng bài toán (2-22) đƣợc viết lại dƣới dạng:

min 𝒇 𝒙𝑩, 𝒙𝑵

(2-26)

𝑣ớ𝑖 𝑔𝑖 𝒙𝑩, 𝒙𝑵 = 0, 𝑖 = 1, … , 𝑚 𝑥𝐵 ≤ 𝑥𝐵 ≤ 𝑥𝐵, 𝑥𝑁 ≤ 𝑥𝑁 ≤ 𝑥𝑁

54

Về lý thuyết, m biến cơ sở có thể biểu diễn theo (n-m) biến tự do. Khi đó hàm mục

tiêu rút gọn sẽ có dạng:

(2-27) 𝑭 𝒙𝑁 = 𝒇 𝒙𝐵 𝒙𝑁 , 𝒙𝑁

Dạng bài toán ban đầu đƣợc rút gọn thành:

(2-28) Min F(𝒙𝑁)

Với 𝑥𝑁 ≤ 𝑥𝑁 ≤ 𝑥𝑁

Đây là dạng bài toán tối ƣu phi tuyến không ràng buộc, có thể sử dụng các thuật giải

dành cho bài toán tối ƣu phi tuyến không ràng buộc.

𝑘 = 𝒙𝑘=0

Thuật giải tổng quát:

Bƣớc 0: Bắt đầu với lời giải khả thi ban đầu xk=0 và đặt 𝒙𝑁

Bƣớc 1: Thay vào hệ m phƣơng trình ràng buộc gi(𝒙𝐵, 𝒙𝑁) = 0 để xác định các giá trị

các biến cơ sở xB. Thông thƣờng xB không thể tìm đƣợc trực tiếp mà thông qua phƣơng

pháp lặp.

cho các biến tự do. Có nhiều phƣơng pháp tìm dk đƣợc phân thành bốn nhóm: hƣớng dốc nhất, gradient liên hợp, giả Newton, Newton.

Bƣớc 2: Xác định hƣớng tìm kiếm dk

Trong đó phƣơng pháp Newton hội tụ nhanh hơn các phƣơng pháp khác nhƣng việc

tính toán phức tạp nhất:

(2-29) 𝐝𝑘+1 = −𝐇−1 𝒙𝑘 ∇𝑓 𝒙𝑘

𝑇

𝜕𝑓

𝜕𝑓

Với

𝜕𝒙𝟐

𝜕𝒙𝑵

(2-30) , , … , ∇𝑓 𝒙 = 𝜕𝑓 𝜕𝒙 = 𝜕𝑓 𝜕𝒙𝟏 Và

…

𝜕 2𝑓 𝜕𝑥1𝜕𝑥2 𝜕 2𝑓 𝜕𝑥2

(2-31)

𝐇 𝒙 = ∇2𝑓 𝒙 =

…

2 … . . . 𝜕 2𝑓 𝜕𝑥𝑁 𝜕𝑥2

𝜕 2𝑓 2 𝜕𝑥1 𝜕 2𝑓 𝜕𝑥2𝜕𝑥1 . . . 𝜕 2𝑓 𝜕𝑥𝑁 𝜕𝑥1

𝜕 2𝑓 𝜕𝑥1𝜕𝑥𝑁 𝜕 2𝑓 𝜕𝑥2𝜕𝑥𝑁. . . 𝜕 2𝑓 2 𝜕𝑥𝑁

55

Bƣớc 3: Chọn kích thƣớc bƣớc tìm kiếm 𝛽𝑘 sao cho:

𝑘 + 𝛽𝑘 𝐝𝑘

𝑘+1 = 𝒙𝑁 𝒙𝑁

(2-32)

𝑘 + 𝛽𝐝𝑘 ) trên xn.

Việc tìm kiếm đƣợc thực hiện bằng cách giải bài toán tìm kiếm một chiều: cực tiểu

𝑘 .

hóa F(𝒙𝑁

𝑘 , 𝒙𝑁

Bƣớc 4: Kiểm tra điều kiện tối ƣu cho điểm hiện tại 𝒙𝑘 = 𝒙𝐵

Nếu chƣa tối ƣu thì đặt k= k+1 và quay lại bƣớc 1.

Phƣơng pháp GRG do Abadie và Carpenter phát triển dựa trên cơ sở của phƣơng pháp

gradient rút gọn do Wolfe khởi xƣớng. Đây là phƣơng pháp đã có trong Solver

CONOPT của mô hình GAMS và luận án cũng sử dụng để giải bài toán phân bổ tối ƣu

nƣớc cho lƣu vực sông Ba.

2.4.6 Lựa chọn công cụ tính toán

Đối với LVS Ba, đã có khá nhiều nghiên cứu ứng dụng các mô hình toán để phục vụ

cho bài toán quản lý khai thác, sử dụng tài nguyên nƣớc. Phần lớn các nghiên cứu đều

sử dụng mô hình thủy văn truyền thống, có xét hoặc không xét đến yếu tố kinh tế. Các

tác giả Nguyễn Văn Cƣ và Nguyễn Thái Sơn (2005) đã kết hợp sử dụng mô hình

SWAT (Soil and Water Assessment Tool) với mô hình IQQM (Integrated Quantity

Quality Model) trong QLLVS Ba. Kết quả tính quá trình dòng chảy tại tuyến cửa ra

cùng cơ sở dữ liệu đầu vào của mô hình SWAT đƣợc chuyển sang môđun Basin và

IQQM để tính toán cân bằng nƣớc theo các phƣơng án cho lƣu vực sông Ba. Đồng

thời, mô hình IQQM cũng đƣợc áp dụng để mô phỏng quá trình dòng chảy, bùn cát và

lan truyền các chất ô nhiễm trong sông [43]. Hai dự án do Trƣờng ĐHTL [44] và

VQHTL [2] thực hiện đều áp dụng mô hình MIKE BASIN trong tính toán cân bằng

nƣớc trên toàn lƣu vực. Cả hai nghiên cứu đều có xem xét đến các nhu cầu sử dụng

nƣớc khác nhau trên lƣu vực bao gồm nƣớc sử dụng cho nông nghiệp, công nghiệp,

thủy sản, và bảo vệ môi trƣờng. Từ các kết quả tính toán, các đơn vị nghiên cứu đã đề

xuất ra các phƣơng án khai thác, sử dụng nƣớc trên lƣu vực sông Ba theo hƣớng đảm

bảo nhu cầu nƣớc cho các ngành, đồng thời bảo vệ đƣợc hệ sinh thái trên lƣu vực

sông. Vũ Thành Tâm và cộng sự (2012) đã áp dụng mô hình WEAP (Water Evaluation

56

and Planning System) mô phỏng một số kịch bản giả định, nhằm phân tích khả năng

đáp ứng của nguồn nƣớc cho các nhu cầu dùng nƣớc của các đối tƣợng, các địa

phƣơng trên lƣu vực giai đoạn 2011-2020 mà không làm thay đổi, điều chỉnh cơ sở hạ

tầng cung ứng hiện có trên lƣu vực [59]. Hoàng Thanh Tùng và nnk. (2015) trong

nghiên cứu về phân bổ nguồn nƣớc lƣu vực sông Ba cũng đã áp dụng mô hình WEAP

tính toán cân bằng nƣớc cho hàng loạt các kịch bản khai thác sử dụng nƣớc. Đồng

thời, các tác giả cũng đã ứng dụng mô hình này để phân tích đánh giá hiệu ích kinh tế

của các kịch bản, trên cơ sở đó đề xuất phƣơng án phân bổ nƣớc hợp lý hơn cho LVS

Ba [60].

Các nghiên cứu đã nêu đều áp dụng các mô hình mô phỏng, ở đó các thành phần thủy

văn và thành phần kinh tế (nếu có) đƣợc xác định ở các môđun riêng rẽ. Vì thế, sự liên

kết giữa hai thành phần này không chặt chẽ, chƣa thể hiện đƣợc tính thống nhất và

toàn diện trên phạm vi lƣu vực sông. Ngoài ra, chƣa có nghiên cứu nào áp dụng

phƣơng pháp tối ƣu là phƣơng pháp đƣợc khuyến khích sử dụng khi phân tích kinh tế.

Bởi vậy, luận án đã lựa chọn xây dựng mô hình thủy văn - kinh tế theo phƣơng pháp

tối ƣu hóa để tìm lời giải hợp lý nhất cho bài toán phân bổ nƣớc trên lƣu vực sông.

Mô hình thủy văn - kinh tế lƣu vực sông Ba là mô hình tổng hợp khi mà thành phần

thủy văn và thành phần kinh tế đƣợc liên kết với nhau một cách chặt chẽ. Mô hình có

thể biểu thị hệ thống nguồn nƣớc (sông, hồ, nƣớc ngầm), hệ thống công trình khai

thác, sử dụng nƣớc (CTTL, CTTĐ), hệ thống yêu cầu về nƣớc (yêu cầu dùng nƣớc,

yêu cầu sử dụng nƣớc, yêu cầu bảo vệ) và mối quan hệ giữa chúng. Mô hình cũng có

thể mô tả các phƣơng thức sử dụng nƣớc (ví dụ: vận hành hồ chứa), chính sách quản lý

tài nguyên nƣớc (ví dụ: chính sách ƣu tiên sử dụng nƣớc). Bản chất của mô hình là giải

theo phƣơng pháp tối ƣu hóa, điều này rất phù hợp với cách tiếp cận kinh tế của bài

toán phân bổ nƣớc lƣu vực sông.

Hiện nay trên thế giới có khá nhiều công cụ giải bài toán tối ƣu hệ thống, một số trong

đó đã đƣợc tổng hợp và phân tích ƣu nhƣợc điểm trong [61] bao gồm: LINDO,

LINGO, GAMS, CALSIM, PERL, MIKE BASIN OPTIMISATION, HEC-PRM. Các

công cụ này đều đã đƣợc ứng dụng khá rộng rãi trong quy hoạch và quản lý nguồn

nƣớc. Phần mềm LINDO thƣờng đƣợc dùng để giải bài toán tối ƣu tuyến tính, tối ƣu

57

tuyến tính biến nguyên, tối ƣu hàm bậc hai. Ngôn ngữ máy tính LINGO dùng để thiết

kế và giải các dạng tối ƣu tuyến tính, tối ƣu tuyến tính biến nguyên, tối ƣu phi tuyến.

Hệ thống GAMS đƣợc thiết kế để giải các bài toán lớn về tối ƣu tuyến tính, tối ƣu phi

tuyến, tối ƣu biến nguyên ... Thực chất đây là hệ thống các ngôn ngữ máy tính có khả

năng xây dựng mô hình toán kết nối với bộ thƣ viện các công cụ giải bài toán tối ƣu hệ

thống. Mặc dù phải tốn công phát triển bộ mã chƣơng trình máy tính mô hình nhƣng

các công cụ này cho phép ngƣời sử dụng mô tả chi tiết đặc thù của hệ thống. Theo các

tác giả Mays and Tung (1992) [62] thì hệ thống GAMS là một trong những công cụ

phù hợp để giải bài toán phân bổ tối ƣu nguồn nƣớc. GAMS đƣợc phát triển bởi một

nhóm các nhà nghiên cứu mô hình kinh tế ở Ngân hàng Thế giới (World Bank) nhằm

nỗ lực cung cấp một cấu trúc hệ thống và ngôn ngữ lập trình mà có thể mô tả các biểu

thức toán học một cách ngắn gọn, súc tích và tổng quát. Gần đây GAMS đƣợc sử dụng

nhiều trong quy hoạch và quản lý tài nguyên nƣớc vì công cụ này có thể giải đƣợc

những bài toán tối ƣu phức tạp, cồng kềnh, đồng thời cho phép ngƣời sử dụng điều

chỉnh mô hình để thích ứng với các tình huống mới. Các nghiên cứu ứng dụng GAMS

có thể tìm thấy trong [26], [12], [30], [20],[13]. Theo [63], các ngôn ngữ lập trình nhƣ

kiểu GAMS hữu dụng hơn so với các gói phần mềm nhƣ kiểu LINGO vì nó cho phép

dễ dàng xây dựng cấu trúc mô hình tổng quát ở đó cần giải các phƣơng trình vi phân.

Một số ngôn ngữ lập trình bậc cao khác cũng có tính chất tƣơng tự GAMS bao gồm

AIMMS và AMPL.

Với những lý do nhƣ vậy, luận án đã tiến hành xây dựng mô hình thủy văn - kinh tế

cho lƣu vực sông Ba, áp dụng hệ thống GAMS (General Algebraic Modeling System –

Hệ thống mô hình số học tổng quát).

2.5 Kết luận chƣơng 2

Với đặc thù của một lƣu vực sông nội địa ở miền Nam Trung bộ và Tây nguyên, lƣu

vực sông Ba có khá nhiều điểm bất lợi trong khai thác sử dụng nƣớc phục vụ phát triển

kinh tế. Do ảnh hƣởng của điều kiện địa hình và khí hậu, tài nguyên nƣớc mặt trên lƣu

vực sông Ba phân bố rất không đều theo không gian và thời gian. Đồng thời, sự phát

triển kinh tế xã hội giữa các vùng miền cũng có nhiều khác biệt. Khi mà sự biến động

của dòng chảy không phù hợp với nhu cầu của con ngƣời thì dẫn đến các biện pháp tất

58

yếu về công trình và quản lý nhằm khai thác sử dụng nƣớc tốt hơn. Trong hoàn cảnh

đó, quy hoạch khai thác, sử dụng tài nguyên nƣớc ở LVS Ba đã có thời gian phát triển

hàng chục năm với kết quả là sự ra đời một loạt các hệ thống công trình thủy lợi, thủy

điện và cơ sở hạ tầng. Hệ thống công trình này thực sự phát huy hiệu quả, tạo đà phát

triển kinh tế cho các lĩnh vực nông nghiệp, công nghiệp, thủy sản ... Tuy nhiên, trong

những năm gần đây, yếu tố thiếu bền vững đã dần dần bộc lộ thông qua các mâu thuẫn

trong lĩnh vực sử dụng nƣớc. Các mâu thuẫn giữa thủy điện và nông nghiệp, giữa

thƣợng lƣu và hạ lƣu, giữa phát triển kinh tế và bảo vệ môi trƣờng đã có những biểu

hiện tƣơng đối rõ ràng ở lƣu vực sông Ba. Từ rất nhiều nghiên cứu, luận án đã tổng

hợp những vấn đề bất cập và nổi cộm trong lĩnh vực khai thác sử dụng tài nguyên

nƣớc trên lƣu vực sông Ba. Một phần nguyên nhân đã đƣợc lý giải do sự chồng chéo,

không rõ ràng giữa các quy hoạch đơn ngành. Một phần nguyên nhân khác do sự phối

hợp chƣa chặt chẽ hệ thống công trình trên lƣu vực sông Ba.

Trong bối cảnh cụ thể của lƣu vực sông Ba, luận án đã phân tích, làm rõ và dẫn giải

đến sự cần thiết phải có cách đánh giá tổng thể hơn, toàn diện hơn về các phƣơng thức

sử dụng nƣớc trên lƣu vực. Luận án đã thiết lập đƣợc bài toán phân bổ nƣớc cho lƣu

vực sông Ba với hàm mục tiêu tổng quát là cực đại hóa lợi ích thu đƣợc từ các đối

tƣợng sử dụng nƣớc cho nông nghiệp, sinh hoạt, công nghiệp, thủy điện. Biến quyết

định, biến trạng thái và các ràng buộc của bài toán cũng đƣợc phân tích và trình bày cụ

thể. Với đặc điểm của bài toán tối ƣu phi tuyến có ràng buộc, luận án lựa chọn hệ

thống GAMS có tích hợp phƣơng pháp giải là phƣơng pháp GRG. Trong phần tiếp

theo, luận án sẽ đi sâu vào việc xây dựng mô hình thủy văn - kinh tế cho lƣu vực sông

Ba trong hệ thống GAMS cũng nhƣ phân tích một số kết quả ban đầu cho bài toán quy

hoạch phân bổ tài nguyên nƣớc.

59

MÔ PHỎNG VÀ GIẢI BÀI TOÁN THỦY VĂN - KINH

CHƢƠNG 3 TẾ LƢU VỰC SÔNG BA TRONG HỆ THỐNG GAMS

3.1 Giới thiệu về hệ thống GAMS

GAMS (General Algebraic Modeling System) là một hệ thống mô hình hóa bậc cao

dùng để giải các bài toán tối ƣu hóa [64]. GAMS bao gồm một trình biên dịch và rất

nhiều các chƣơng trình giải (solvers). Một số solver đã đƣợc ứng dụng rộng rãi trong

các mô hình tối ƣu có thể kể đến nhƣ: AMPL, CONOPT 3, MINOS, LINDO, LINGO,

SNOPT …

Hệ thống GAMS có một số ƣu điểm sau:

- Có thể biểu thị các mô hình lớn và phức tạp dƣới dạng nhỏ gọn.

- Thực hiện thay đổi mô hình một cách đơn giản và an toàn.

- Mô tả các quan hệ toán học bằng những câu lệnh rõ ràng.

- Việc thiết lập cấu trúc mô hình không phụ thuộc vào sự lựa chọn thuật toán giải.

Hệ thống GAMS có ngôn ngữ lập trình cấu trúc dễ hiểu. Tất cả việc xử lý dữ liệu đều

đƣợc thực hiện một cách ngắn gọn và mang tính chất toán học, có nghĩa là tất cả dữ

liệu đều có thể đƣợc nhập vào dƣới dạng cơ bản nhất và các quá trình trong xây dựng

mô hình và báo cáo kết quả đều có thể đƣợc kiểm tra và giám sát. Ngoài ra, GAMS có

thƣ viện mô hình mẫu để ngƣời sử dụng có thể tham khảo.

3.1.1 Cấu trúc của một mô hình xây dựng trong hệ thống GAMS

Vì GAMS là một ngôn ngữ lập trình, nên các chƣơng trình trong hệ thống GAMS phải

đƣợc viết theo ngôn ngữ lập trình mới có thể sử dụng đƣợc. Các chƣơng trình có thể

bao gồm một hoặc nhiều câu lệnh để xác định cấu trúc dữ liệu, giá trị ban đầu, sửa đổi

dữ liệu và các phƣơng trình quan hệ.

Các thành phần cơ bản của một mô hình xây dựng trong GAMS đƣợc tổng hợp trong

Bảng 3.1. Ngoài ra còn có một số thành phần đầu vào ngƣời dùng có thể tùy ý sử

dụng, nhƣ chỉnh sửa và kiểm tra dữ liệu sai và yêu cầu thêm kết quả trong báo cáo.

60

Bảng 3.1 Các thành phần cơ bản của một mô hình trong GAMS

Đầu vào * Sets (tập hợp) - Khai báo - Đặt và phân chia các đối tƣợng

Đầu ra * Bản in * Sơ đồ dữ liệu * Danh mục các phƣơng trình * Báo cáo trạng thái * Kết quả

* Data (dữ liệu) (Parameters, Tables, Scalars)

- Khai báo - Gán các giá trị

* Variables (Biến)

- Khai báo - Gán các thuộc tính - Gán các giá trị biên hoặc/và giá trị ban đầu (nếu có) * Equations (Phƣơng trình)

- Khai báo - Định nghĩa, định dạng

* Câu lệnh “Model” và “Solve” (Mô hình và Giải) * Câu lệnh Display (Hiển thị)

Nguồn: [64]

3.1.2 Mô tả bài toán tối ưu phi tuyến tổng quát trong GAMS [65]

min or max f(x) (1) subject to g(x) = b (2) lo < x < up (3)

Bài toán tối ƣu phi tuyến tổng quát trong GAMS có dạng nhƣ sau:

trong đó f(x) là hàm mục tiêu; x là vectơ biến tối ƣu hóa; g(x) là các ràng buộc; b là

vectơ vế phải ; lo và up là các vectơ giới hạn dƣới và trên của x.

3.1.2.1 Mô tả hàm mục tiêu

Thực ra GAMS không có sẵn hàm mục tiêu. Thay vào đó, ngƣời sử dụng phải tạo ra

một biến tự do (không bị giới hạn về dấu) và có giá trị vô hƣớng (không có miền xác

định _ no domain). Sau đó, ngƣời sử dụng sẽ thiết lập một phƣơng trình lấy nó làm

hàm mục tiêu.

Sets n

Khai báo các chỉ số ký hiệu cho tất cả các nút

Ví dụ 3-1 Mô tả hàm mục tiêu trong GAMS

61

ký hiệu cho nút thủy điện bước thời gian

khai báo biến

công suất phát điện của thủy điện n thời đoạn t giá bán điện (đồng/kwh) của thủy điện n chi phí sản xuất điện (đồng/kwh) của thủy điện n lợi nhuận thuần từ thủy điện

khai báo phương trình

Phương trình tính hàm mục tiêu thủy điện

nrp t Variables Csp(t,n) Pp(n) Cp(n) Obj_hp Equations E_obj_hp *Công thức tính hàm mục tiêu thủy điện: e_obj_hp..obj_hp =e= sum(t,sum(n$(nrp(n)),(csp(t,n)*1000*30*24*(pp(n)- cp(n)))))/1000000000;

Nội dung trong hộp thoại Ví dụ 3-1 trên tƣơng đƣơng với việc tính lợi nhuận thuần từ

thủy điện theo công thức (1-2).

3.1.2.2 Mô tả biến quyết định

GAMS không phân biệt biến quyết định (biến độc lập) và các biến khác (biến đầu vào,

biến trạng thái, biến ngoại sinh, biến đầu ra). Tất cả các biến của mô hình trong GAMS

phải đƣợc khai báo bằng câu lệnh Variables. Mỗi biến cần có một cái tên riêng, miền

xác định (nếu thích hợp) và (có thể) mô tả bằng lời. Một khi đã khai báo thì biến phải

đƣợc xếp vào một trong số các loại sau: tự do (mặc định), dƣơng, âm, nhị thức và số

nguyên.

Ví dụ 3-2 Mô tả biến quyết định trong GAMS POSITIVE VARIABLES khai báo biến quyết định ar(n) diện tích gieo trồng lúa đông xuân nút n

Miền xác định

Mô tả về biến Tên biến

3.1.2.3 Mô tả các ràng buộc

Các ràng buộc đƣợc mô tả trong GAMS dƣới dạng các phƣơng trình (equations). Các

thành phần của một phƣơng trình bao gồm:

1. Tên phƣơng trình

2. Miền xác định

3. Điều kiện giới hạn miền xác định (không bắt buộc)

62

4. Ký hiệu '. .'

5. Biểu thức vế trái

6. Quan hệ toán học: =l= (nhỏ hơn hoặc bằng), =e= (bằng), hoặc =g= (lớn hơn

hoặc bằng)

7. Biểu thức vế phải

khai báo nút nút lấy nước nút hồ chứa

ký hiệu n và n1 có vai trò như nhau bước thời gian 1 tháng quy đổi ra giây

khai báo biến

khai báo phương trình

phương trình cân bằng nước nút hồ chứa

SETS n nd nr n_to_nd(n,n1) dòng chảy từ nút n đến nút n1 ALIAS (n,n1); Scalar m_to_s; m_to_s=30.4166666666667*24*3600; scalar loss =0.02; khai báo hệ số tổn thất từ hồ chứa POSITIVE VARIABLES s(t,n) dung tích hồ chứa n cuối thời đoạn t q(t,n) lưu lượng nước đến hồ chứa n thời đoạn t r(t,n) lưu lượng xả thừa hồ chứa n thời đoạn t d(t,n) lưu lượng cấp nước từ hồ chứa n thời đoạn t EQUATIONS e_rn01(t,n) *Phương trình ràng buộc cân bằng nước tại nút hồ chứa: e_rn01(t,n)$(nr(n)$(not txi1(t)))..s(t,n)=e= s(t-1,n)+(q(t,n)-r(t,n)- sum(n1$(n_to_nd(n,n1)),d(t,n1)))*m_to_s/1000000 -loss*s(t-1,n);

Ví dụ 3-3 Mô tả ràng buộc cân bằng nƣớc trong hồ chứa

Nội dung mô tả trong hộp thoại Ví dụ 3-3 tƣơng đƣơng với phƣơng trình cân bằng

nƣớc quen thuộc có dạng (2-6).

3.1.2.4 Mô tả giới hạn của biến

Giới hạn trên và dƣới của biến trong GAMS có thể đƣợc mô tả bằng hai cách:

- Sử dụng dạng equations: trong đó các giới hạn trên và dƣới sẽ đƣợc mô tả bằng

các bất đẳng thức.

- Sử dụng giới hạn dƣới (lo) và giới hạn trên (up)

63

3.1.3 Giới thiệu về các solvers trong GAMS

Việc thiết lập cấu trúc mô hình trong GAMS không phụ thuộc vào sự lựa chọn thuật

toán giải. Ngƣời sử dụng có thể hoàn thành việc xây dựng mô hình (khai báo biến, xây

dựng phƣơng trình hàm mục tiêu, ràng buộc …) trƣớc khi quyết định giải bài toán tối

ƣu theo dạng tuyến tính (linear programming LP), quy hoạch hỗn hợp nguyên (mixed

integer programming MIP), tối ƣu phi tuyến (nonlinear programming NLP) … GAMS

tích hợp khá nhiều (50) solvers để giải bài toán tối ƣu hóa, tuy nhiên mỗi solver có khả

năng ứng dụng khác nhau, tùy theo loại bài toán tối ƣu và hệ điều hành hỗ trợ [65]. Ƣu

điểm của GAMS là sau khi mô hình đã thiết lập, ngƣời sử dụng có thể chuyển từ

solver này sang solver khác mà không cần thao tác nhiều.

Sự khác biệt quan trọng nhất giữa các solvers là chúng cố gắng tìm kiếm lời giải tối ƣu

cục bộ hay tối ƣu toàn phần. Các solvers cố gắng tìm kiếm lời giải tối ƣu toàn phần

(còn gọi là Global Solvers) có thể chỉ giải đƣợc các mô hình không lớn lắm. Ngƣợc

lại, các Local Solvers có thể làm việc với các mô hình lớn hơn, các mô hình với hơn

10.000 biến và ràng buộc có thể không thƣờng gặp. Nếu mô hình có các đặc tính toán

học đúng, ví dụ tính lồi, thì các Local Solvers có thể tìm đƣợc lời giải tối ƣu. Việc lựa

chọn solver phụ thuộc rất nhiều vào các bài toán cụ thể và thƣờng đƣợc dựa theo kinh

nghiệm.

Solver CONOPT là một sản phẩm của ARKI Consulting & Development A/S ở

Bagsvaerd, Đan Mạch. Solver CONOPT đƣợc cho là thích hợp để giải các bài toán tối

ƣu quy mô lớn với nhiều ràng buộc phi tuyến. So với các solver khác, CONOPT có thể

tìm nghiệm khả thi ban đầu nhanh hơn. Ngoài ra, CONOPT thuận lợi hơn khi giải các

mô hình tối ƣu có nhiều biến trung gian. Với đặc điểm của bài toán phân bổ nƣớc lƣu

vực sông Ba, việc lựa chọn solver CONOPT là rất phù hợp. Hơn nữa, đã có nhiều ứng

dụng GAMS/CONOPT trong các nghiên cứu mô hình thủy văn - kinh tế trên thế giới

và ở Việt Nam, trích trong các tài liệu tham khảo [20], [12], [13].

3.2 Xây dựng cấu trúc mô hình thủy văn – kinh tế trong hệ thống GAMS

Hệ thống GAMS phù hợp để mô tả và giải các bài toán tối ƣu. Tuy nhiên, bài toán

phân bổ nƣớc lƣu vực sông Ba không chỉ đơn thuần là bài toán tối ƣu thông thƣờng, nó

64

là sự kết hợp của bài toán mô phỏng (cân bằng nƣớc lƣu vực sông) và bài toán tối ƣu

(kinh tế). Vì thế, cấu trúc của mô hình thủy văn – kinh tế lƣu vực sông Ba cũng phải là

sự kết hợp của mô hình thủy văn và mô hình kinh tế.

3.2.1 Xây dựng cấu trúc mô hình thủy văn

3.2.1.1 Thiết lập hệ thống lƣu vực sông trong GAMS

Hệ thống lƣu vực sông đƣợc mô tả trong GAMS dƣới dạng nút và liên kết giữa các nút

(node – link). Đây là cách làm thông dụng đối với các mô hình thủy văn mô phỏng

nhƣ WEAP, MIKE BASIN, HEC-RESSIM … Để sử dụng ngôn ngữ lập trình trong

GAMS, đầu tiên phải khai báo các loại nút và các loại liên kết giữa các nút. Việc này

đƣợc thực hiện bằng cách sử dụng “Sets”. Các nút trên lƣu vực sông Ba bao gồm các

loại: nút biên, nút dòng chảy, nút hồ chứa, nút thủy điện, nút chuyển nƣớc, nút cấp

nƣớc công nghiệp và dân sinh, nút cấp nƣớc thủy sản, nút cấp nƣớc chăn nuôi, nút cấp

nƣớc tƣới (cho mỗi loại cây trồng), nút kiểm soát dòng chảy tối thiểu. Liên kết giữa

các nút đƣợc khai báo dựa trên liên kết trong tự nhiên, ví dụ nhƣ liên kết giữa nút hồ

chứa và nút thủy điện, liên kết giữa nút cấp nƣớc tƣới và nút dòng chảy (hồi quy) …

Danh mục các chỉ số về nút và liên kết giữa các nút đƣợc trình bày trong Phụ lục 1.

3.2.1.2 Khai báo trình tự thời gian trong GAMS

Ở bài toán hệ thống tài nguyên nƣớc thì các biến trạng thái thay đổi theo thời gian.

Trạng thái của hệ thống tại bất cứ thời điểm t nào đƣợc xác định bởi giá trị của các

biến trạng thái xt. Với bài toán phân bổ nƣớc cho lƣu vực sông Ba, thời gian nghiên

cứu là một năm thủy văn, bắt đầu từ đầu mùa lũ và kết thúc vào cuối mùa kiệt. Chính

vì vậy, chỉ số về thời gian chính là thể hiện các tháng trong năm (từ tháng IX đến

tháng VIII). Chỉ số thời gian cũng đƣợc khai báo bằng "Sets" ở trong GAMS.

3.2.1.3 Dữ liệu đầu vào mô hình thủy văn

Dữ liệu đầu vào trong hệ thống GAMS có thể biểu diễn ở ba dạng: danh mục, bảng,

hoặc gán giá trị trực tiếp. Với lƣu vực sông Ba thì dữ liệu phổ biến nhất là dạng danh

mục (parameter), tiếp đó là dạng bảng (table) và dạng gán giá trị trực tiếp (scalar).

Tổng hợp các dữ liệu đầu vào cho mô hình thủy văn đƣợc phân thành các nhóm nhƣ

trình bày trong bảng Bảng 3.2.

65

Bảng 3.2 Phân loại các dữ liệu đầu vào mô hình thủy văn - kinh tế lƣu vực sông Ba

Dạng dữ liệu Loại dữ liệu

Danh mục Hệ số công suất phát điện cho các nhà máy; Diện tích cây

trồng lớn nhất (cho mỗi loại); Thông số công trình (Công suất

lắp máy, công suất phát điện; Yêu cầu dòng chảy tối thiểu; Tỉ

lệ dòng hồi quy; Nhu cầu nƣớc sinh hoạt, công nghiệp, chăn

nuôi, thủy sản; Năng suất cây trồng;

Bảng Lƣu lƣợng dòng chảy đến các nút biên trên và nhập lƣu; Mức

tƣới cho mỗi loại cây trồng ở từng vùng; Dung tích nhỏ nhất

và lớn nhất của mỗi hồ chứa từng tháng;

Gán giá trị trực tiếp Bƣớc thời gian (số giây trong 1 tháng); Hệ số tổn thất hồ

chứa

3.2.1.4 Các biến và các phƣơng trình ràng buộc

Các biến cho mô hình thủy văn bao gồm: Lƣu lƣợng biên; Lƣu lƣợng vào nút; Lƣu

lƣợng ra khỏi nút; Dung tích hồ chứa; Mực nƣớc thƣợng lƣu hồ chứa; Mực nƣớc hạ

lƣu hồ chứa; Lƣu lƣợng qua tuabin; Cột nƣớc phát điện; Công suất phát điện; Lƣu

lƣợng tối thiểu; Lƣu lƣợng cấp nƣớc sinh hoạt, công nghiệp, thủy sản; Lƣu lƣợng tƣới

(lúa, ngô, cà phê, mía); Lƣu lƣợng xả thừa (từ hồ chứa); Tổn thất hồ chứa … Tất cả

các biến này đều thuộc loại Positive variable (biến không âm). Chi tiết về tên biến và

cách khai báo trong GAMS đƣợc trình bày ở Phụ lục 1.

Ràng buộc đẳng thức hoặc bất đẳng thức đều đƣợc mô tả bằng Equations trong

GAMS. Các ràng buộc của bài toán đã đƣợc trình bày trong mục 2.4.4. Ví dụ để mô tả

ràng buộc cân bằng nƣớc tại mỗi nút trong hệ thống, tổng lƣợng dòng chảy ra khỏi nút

sẽ bằng tổng lƣợng dòng chảy đến từ các nút thƣợng lƣu trừ đi tổng lƣợng nƣớc đƣợc

lấy đi khỏi nút (cho các nhu cầu sử dụng khác nhau), phƣơng trình có dạng nhƣ sau:

66

𝑛∈𝑜𝑢𝑡

𝑛∈𝑖𝑛

𝑛

(3-1) 𝑄𝑟𝑎 𝑛, 𝑡 = 𝑄đế𝑛 𝑛, 𝑡 + 𝑄𝑐ấ𝑝 𝑛, 𝑡

Trong đó: n: chỉ số nút: out: chỉ số nút hạ lƣu; in: chỉ số nút thƣợng lƣu;

Chi tiết về khai báo phƣơng trình và công thức tính toán trong GAMS đƣợc trình bày

trong Phụ lục 1.

3.2.2 Xây dựng cấu trúc mô hình kinh tế

Mô hình kinh tế cũng bao gồm các nội dung: khai báo, dữ liệu, biến và các phƣơng

trình giống nhƣ mô hình thủy văn. Trong đó phần dữ liệu kinh tế chủ yếu là: Chi phí

trồng trọt (máy móc, nhân công, phân bón, thuốc trừ sâu, giống, thủy lợi phí …); Năng

suất và giá bán nông sản; Chi phí chăn nuôi; Sản lƣợng và giá bán gia súc; Chi phí và

giá bán điện …

Các biến bao gồm: Diện tích trồng trọt; số lƣợng gia súc; lƣu lƣợng phát điện; lƣu

lƣợng cấp nƣớc cho sinh hoạt, công nghiệp, thủy sản.

Các phƣơng trình bao gồm các hàm xác định giá trị kinh tế từ các đối tƣợng sử dụng

nƣớc (thủy điện; tƣới lúa, ngô, cà phê, mía; chăn nuôi) và hàm mục tiêu.

3.2.3 Kết hợp mô hình thủy văn và mô hình kinh tế

Cấu trúc của mô hình thủy văn – kinh tế đƣợc xây dựng trong GAMS thực chất là sự

kết hợp mô hình thủy văn và mô hình kinh tế thành một thể thống nhất. Sự kết hợp này

thể hiện ở yếu tố liên kết là lƣu lƣợng phân bổ nƣớc cho mỗi đối tƣợng sử dụng nƣớc

(tại các nút). Với mô hình kinh tế thì nghiệm của bài toán chính là phƣơng án phân bổ

nƣớc tối ƣu. Với mô hình thủy văn thì phƣơng án phân bổ nƣớc sẽ quyết định trạng

thái cân bằng nƣớc cho toàn hệ thống tại từng thời điểm khác nhau. Ngƣợc trở lại, mô

hình thủy văn cũng xác định giá trị lƣu lƣợng giới hạn Qghi,t tại từng nút lấy nƣớc, tác

động đến phƣơng án phân bổ nƣớc ở thời điểm tiếp theo. Khi kết hợp hai mô hình ở

trong GAMS thì bài toán chung vẫn là bài toán tối ƣu hệ thống, nhƣng đƣợc lồng ghép

trong đó là mối quan hệ thủy văn trên toàn hệ thống. Khi giải mô hình thủy văn – kinh

tế sẽ đƣợc nghiệm tối ƣu về giá trị kinh tế (hàm mục tiêu), đồng thời đảm bảo đƣợc

mối quan hệ cân bằng nƣớc theo từng bƣớc thời gian. Nội dung chính của chƣơng

trình tính mô hình thủy văn – kinh tế đƣợc trình bày chi tiết trong Phụ lục 1.

67

3.3 Thiết lập tổ hợp các kịch bản tính toán ứng dụng mô hình thủy văn – kinh tế

Nhƣ đã trình bày trong các Chƣơng 1 và 2, hiện nay lĩnh vực khai thác sử dụng nƣớc

trên lƣu vực sông Ba vẫn còn tồn tại rất nhiều điểm bất hợp lý. Một trong những

nguyên nhân cơ bản là do sự chồng chéo, không rõ ràng trong quy hoạch và quản lý tài

nguyên nƣớc. Khi mà hệ quả của các quy hoạch thủy lợi và quy hoạch thủy điện là sự

ra đời của hàng loạt các công trình khai thác nƣớc, thì đồng thời cũng làm thay đổi lại

hoàn toàn tình trạng phân bổ nguồn nƣớc trên lƣu vực sông. Những năm gần đây,

nguồn nƣớc sông Ba càng ngày càng trở nên khan hiếm, dẫn đến các mâu thuẫn sử

dụng nƣớc liên tục phát sinh và khó giải quyết. Trong khi trên lƣu vực sông Ba vẫn

còn đang ở giai đoạn chờ đợi sự ra đời của một tổ chức quản lý tài nguyên nƣớc cho

lƣu vực thì khó khăn hiện nay sẽ nằm ở việc phối hợp các hệ thống công trình hiện tại

nhƣ thế nào để nâng cao hiệu quả khai thác sử dụng nƣớc.

Áp dụng mô hình thủy văn - kinh tế đã đƣợc xây dựng, luận án sẽ tập trung vào tìm

kiếm mô hình phân bổ nƣớc cho các vùng, các ngành trên lƣu vực sông Ba theo định

hƣớng tối ƣu hóa lợi ích kinh tế. Từ các mô hình phân bổ nƣớc tìm đƣợc, có thể lý giải

một phần sự bất hợp lý trong khai thác sử dụng nƣớc hiện nay trên lƣu vực. Đồng thời

một số kịch bản liên quan đến chính sách quản lý tài nguyên nƣớc sẽ đƣợc xây dựng

trên cơ sở xem xét các điều kiện về tự nhiên, kinh tế, xã hội và môi trƣờng. Kết quả

nghiên cứu từ những kịch bản này có thể hỗ trợ cho những nhà hoạch định chính sách

có biện pháp quy hoạch, xây dựng hoặc quản lý phù hợp, nâng cao hiệu quả khai thác

sử dụng nƣớc. Sơ đồ tiếp cận ứng dụng mô hình thủy văn - kinh tế cho lƣu vực sông

Ba đƣợc trình bày trong Hình 3.1.

3.3.1 Kịch bản cơ sở

Kịch bản cơ sở đƣợc thiết lập để kiểm tra hiệu quả phƣơng án phân bổ nƣớc tối ƣu

theo mô hình thủy văn – kinh tế so với phƣơng án phân bổ nƣớc thực tế. Luận án đã

lựa chọn mô hình năm 2009-2010 làm kịch bản cơ sở, do thời điểm này là thời điểm

đã hoàn thành việc xây dựng các công trình hồ chứa lớn trên hệ thống. Đồng thời các

thông tin về thủy văn và nhu cầu nƣớc là tƣơng đối đầy đủ. Tuy nhiên, thời điểm này

chƣa có các yêu cầu về dòng chảy tối thiểu do chƣa ban hành quy trình vận hành liên

hồ.

68

Kịch bản cơ sở Kịch bản điều chỉnh

Lựa chọn mô hình phân phối dòng chảy năm khác Mô hình dòng chảy năm 2009-2010

Điều chỉnh đầu vào nông nghiệp: - Điều chỉnh giá bán nông sản Đầu vào nông nghiệp: - Chi phí trồng trọt (phân bón, giống, thuốc bảo vệ thực vật, nhân công, thủy lợi phí) - Điều chỉnh năng suất cây trồng Mô hình TVKT - Điều chỉnh hệ số tƣới

- Định mức trồng trọt - Năng suất cây trồng - Mức tƣới - Chi phí chăn nuôi - Giá bán nông sản - Mức sử dụng nƣớc

trong chăn nuôi Điều chỉnh đầu vào thủy điện: - Điều chỉnh chi phí sản xuất

- Điều chỉnh mức thuế

Đầu vào thủy điện - Chi phí sản xuất - Giá bán điện - Thuế 1. Tổng lợi nhuận thuần lớn nhất 2. Phƣơng án phân bổ nƣớc tối ƣu

Điều chỉnh cơ sở hạ tầng - Bổ sung hoặc nâng cấp công trình

- Điều chỉnh nhiệm vụ công trình khi xảy ra hạn hán Cơ sở hạ tầng - Số lƣợng công trình - Thông số công trình - Nhiệm vụ công trình - Các quan hệ đặc trƣng

Đánh giá kết quả + đề chính xuất biện sách, pháp quản lý Điều chỉnh yêu cầu về nƣớc bắt buộc: - Điều chỉnh yêu cầu nƣớc sinh hoạt - Điều chỉnh yêu cầu Các yêu cầu về nƣớc bắt buộc: - Yêu cầu nƣớc sinh hoạt, công nghiệp, thủy sản nƣớc công nghiệp - Yêu cầu dòng chảy tối

thiểu

- - Yêu cầu diện tích trồng lúa và ngô tối thiểu Hình 3.1 Sơ đồ ứng dụng mô hình thủy văn - kinh tế cho lƣu vực sông Ba

69

3.3.2 Kịch bản điều chỉnh

Kịch bản điều chỉnh đƣợc xây dựng dựa trên kịch bản cơ sở với các đầu vào điều

chỉnh tùy theo mong muốn của ngƣời sử dụng. Luận án đề xuất bốn nhóm kịch bản

nhƣ liệt kê dƣới đây:

3.3.2.1 Nhóm kịch bản xem xét khi dòng chảy tự nhiên thay đổi

Trong khi nhu cầu sử dụng nƣớc thay đổi chậm giữa các năm thì nguồn nƣớc tự nhiên

(dòng chảy sông ngòi) lại có sự biến động rất lớn giữa các năm. Để tìm hiểu tác động

của sự thay đổi dòng chảy đến các phƣơng án phân bổ nƣớc tối ƣu cho lƣu vực sông

Ba, nghiên cứu thiết lập nhóm kịch bản A.

Các yếu tố đầu vào cho nhóm kịch bản A giống với kịch bản cơ sở ngoại trừ yếu tố

dòng chảy biên. Dòng chảy mặt đến các vùng KTSDN là mô hình phân phối dòng

chảy các năm khác nhau, từ 1978-1979 đến 2009-2010, đƣợc tổng hợp từ các nghiên

cứu của VQHTL.

Toàn bộ chuỗi dòng chảy đến các phân vùng khai thác sử dụng nƣớc giai đoạn 1979-

2010 đƣợc chia thành ba nhóm năm:

Nhóm năm nhiều nƣớc (tƣơng ứng với tần suất <33,33%): 1999-2000, 1996-1997,

1998-1999, 1981-1982, 1993-1994, 1980-1981, 1990-1991, 2007-2008, 1983-1984,

1988-1989, 2000-2001.

Nhóm năm nƣớc trung bình (tƣơng ứng với tần suất từ 33,33 đến 66,7%): 1995-1996,

2008-2009, 2009-2010, 2005-2006, 1986-1987, 1984-1985, 1979-1980, 1978-1979,

1992-1993, 1985-1986, 1991-1992.

Nhóm năm ít nƣớc (tƣơng ứng với tần suất trên 66,7%): 2002-2003, 2006-2007, 2003-

2004, 1987-1988, 1994-1995, 1989-1990, 2001-2002, 1997-1998, 2004-2005, 1982-

1983.

3.3.2.2 Nhóm kịch bản xem xét khi đầu vào kinh tế thay đổi

Nƣớc là một loại hàng hóa đặc biệt không tuân theo quy tắc thị trƣờng nhƣ các loại

hàng hóa thông thƣờng. Bởi vậy, quản lý tài nguyên nƣớc luôn cần có các chính sách,

70

cơ chế phù hợp để việc khai thác, sử dụng nƣớc vừa tiết kiệm, hiệu quả, vừa bảo vệ

môi trƣờng. Trong số những chính sách về nƣớc, các chính sách kinh tế luôn đƣợc ƣu

tiên xem xét bởi các nhà quản lý. Ví dụ ở Việt Nam, để hỗ trợ ngƣời dân sản xuất nông

nghiệp, Nhà nƣớc đã có chính sách miễn giảm thủy lợi phí. Tuy nhiên, sau một thời

gian triển khai, chính sách này có một số tác động không mong muốn bao gồm việc sử

dụng nƣớc một cách lãng phí của ngƣời dân. Các chính sách kinh tế khác cũng có thể

tác động đến việc sử dụng nƣớc bao gồm chính sách trợ giá cho các sản phẩm nông

nghiệp, chính sách thu thuế tài nguyên dành cho các đối tƣợng sử dụng nƣớc trong

công nghiệp, thủy điện. Các chính sách có thể ở phạm vi quốc gia hoặc cho từng lƣu

vực sông cụ thể. Để đánh giá ảnh hƣởng của một số chính sách kinh tế, nhóm kịch bản

B đƣợc thiết lập.

Vẫn xuất phát từ kịch bản cơ sở, tuy nhiên nhóm kịch bản B mở rộng tính toán cho các

trƣờng hợp năm nhiều nƣớc, năm nƣớc trung bình và năm ít nƣớc. Cụ thể, ba năm đại

biểu đƣợc chọn từ chuỗi dòng chảy năm tƣơng ứng với các tần suất 25% (nhiều nƣớc),

50% (nƣớc trung bình) và 75% (ít nƣớc) lần lƣợt là 1980-1981, 1984-1985, 2003-

2004. Các chỉ số kịch bản tƣơng ứng là a, b, c. Nhóm kịch bản B đƣợc nghiên cứu để

đánh giá các thay đổi đầu vào kinh tế, bao gồm:

 Thay đổi giá bán nông sản

 Thay đổi chi phí sản xuất điện

 Thay đổi năng suất cây trồng

3.3.2.3 Nhóm kịch bản khi xem xét thay đổi một số yếu tố khác

Ngoài các yếu tố tự nhiên và kinh tế, các yếu tố xã hội và môi trƣờng cũng cần đƣợc

đánh giá. Nhóm kịch bản C có cấu trúc tƣơng đƣơng nhóm kịch bản B nhƣng đƣợc

thiết lập để nghiên cứu tác động của các yếu tố sau:

 Thay đổi hiệu suất tƣới: Cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ và kỹ

thuật quản lý tƣới, hiệu suất tƣới có thể đƣợc nâng cao. Lƣợng nƣớc sử dụng

tiết kiệm hơn có thể làm gia tăng khả năng cấp nƣớc cho các đối tƣợng sử dụng

khác.

 Thay đổi cơ cấu cây trồng: Biện pháp thay đổi cơ cấu cây trồng hiện nay luôn

đƣợc các nhà quy hoạch đề cập đến nhƣ một biện pháp ƣu tiên trong quản lý tài

71

nguyên nƣớc. Những loại cây trồng truyền thống nhƣ lúa có mức tƣới rất cao,

nhƣng giá trị kinh tế thấp không còn là sự lựa chọn ở nhiều vùng miền trên cả

nƣớc.

 Dự báo thay đổi nhu cầu nƣớc dành cho các ngành trong tƣơng lai: Quá trình

đô thị hóa, dân số tăng, sự mở rộng các cơ sở công nghiệp dẫn đến nhu cầu

nƣớc dành cho các đối tƣợng này tăng mạnh. Chƣa kể đến điều kiện kinh tế

phát triển thì mức sử dụng nƣớc cũng tăng lên.

3.3.2.4 Nhóm kịch bản khi xem xét trƣờng hợp xảy ra hạn hán

Khi xảy ra hạn hán thì mâu thuẫn trong sử dụng nƣớc sẽ phát sinh mạnh mẽ, đặc biệt

là giữa thủy điện và tƣới. Bởi vậy, luận án sử dụng nhóm kịch bản D để nghiên cứu cụ

thể mô hình dòng chảy năm đặc biệt ít nƣớc, đó là năm 1982-1983. Các kịch bản

nghiên cứu phƣơng án phân bổ nƣớc tối ƣu trong trƣờng hợp thay đổi nhiệm vụ phát

điện của các nhà máy.

Tổ hợp các kịch bản tính toán đƣợc trình bày trong Bảng 3.3.

3.4 Các dữ liệu đầu vào của mô hình thủy văn - kinh tế

3.4.1 Phân vùng khai thác sử dụng nước

Viện Quy hoạch Thủy lợi đã dựa theo đặc điểm tự nhiên và ranh giới hành chính các

huyện trên lƣu vực, kết hợp với kết quả nghiên cứu trƣớc đây để phân ra thành bảy

vùng thủy lợi cho lƣu vực sông Ba [66]. Luận án đã kế thừa kết quả phân vùng này và

thay bằng tên gọi phân vùng khai thác sử dụng nƣớc để xét đến các yêu cầu sử dụng

nƣớc khác ngoài tƣới. Đặc điểm của mỗi vùng đƣợc trình bày tóm tắt dƣới đây:

+ Vùng I: Nam Bắ c An Khê. Là phần thƣợng nguồn của sông Ba , bao gồm đất đai

của các huyê ̣n KBang, Đak Pơ, Kon Chro và thị xã An Khê, tỉnh Gia Lai và một phần

nhỏ huyện Kon Plong tỉnh Kon Tum với tổng diện tích tự nhiên khoảng 310.667ha.

Đây là vùng tập trung phát triển nông lâm nghiệp và công nghiệp chế biến nông lâm

sản. Diện tích đất nông nghiệp khoảng 82.684ha, trong đó đất trồng cây hàng năm là

73.842ha, đất trồng cây lâu năm 90.629ha. Diện tích đất lâm nghiệp xấp xỉ 190.380ha.

Cụm công trình thủy điện Kanak – An Khê nằm trong vùng này với tổng công suất lắp

máy 173MW.

72

Bảng 3.3 Bảng tổng hợp các kịch bản tính toán

Nhóm

Kịch bản

Dòng chảy biên

Nhu cầu nƣớc tƣới

Các nhu cầu nƣớc khác

Nhu cầu nƣớc thủy điện

Đầu vào kinh tế

Yêu cầu dòng chảy tối thiểu

Các hồ chứa

Yêu cầu an ninh lƣơng thực

2009-2010

Xem 3.4.4

Xem 3.4.4

Xem 3.4.4

Xem 3.4.5;

Không

Không

Xem 3.4.6

CS

KBCS

KBCS

KBCS

KBCS

Có

Có

KBCS

A

Có

Có

B

KBCS

KBCS

KBCS

KBCS

Có

Có

KBCS

KBCS

KBCS

KBCS

Có

Có

KBCS

KBCS

KBCS

KBCS

Tăng giá bán nông sản 20% Tăng chi phí sản xuất điện 20% Tăng năng suất cây trồng

Hệ số tƣới: 0,8

KBCS

Có

Có

C

KBCS

KBCS

KBCS

KBCS

Có

Có

KBCS

KBCS

KBCS

SH và CN tăng 100%

Có

Có

KBCS

KBCS

KBCS

KBCS

Thay đổi cơ cấu cây trồng

1978-1979 1979-1980 … 2009-2010 1980-1981 1984-1985 2003-2004 1980-1981 1984-1985 2003-2004 1980-1981 1984-1985 2003-2004 1980-1981 1984-1985 2003-2004 1980-1981 1984-1985 2003-2004 1980-1981 1984-1985 2003-2004

1982-1983

KBCS

Có

Có

D

KBCS

KBCS

KBCS

KBCS1 KBCS2 A1 A2 … A25 B1a B1b B1c B2a B2b B2c B3a B3b B3c C1a C1b C1c C2a C2b C2c C3a C3b C3c D1 D2 D3

Nmin=0.55Nđb Nmin=0.45Nđb Nmin=0.35Nđb

73

+ Vùng II: Thƣợng Ayun. Là phần lƣu vực của sông Ayun tính đến hồ Ayun Hạ, gồm

đất đai củ a các huyện Mang Yang , Đak Đoa và một phần huyện Chƣ Sê, tỉnh Gia Lai.

Diện tích tự nhiên là 168.475ha. Đây là vùng có thế mạnh phát triển cây công nghiệp

dài ngày, đặc biệt là cà phê, cao su, tiêu, chè. Diện tích đất trồng cây lâu năm khu vực

này khoảng 24.642ha, gần bằng với diện tích đất trồng cây hàng năm là 30.343ha.

Diện tích đất lâm nghiệp vùng này khoảng 70.394ha. Điểm bất lợi của vùng này là

không có hồ chứa thủy lợi, thủy điện dung tích lớn.

+ Vùng III: Ayun Pa. Là phần dòng chính trung lƣu sông Ba và hạ lƣu sông Ayun trong ranh giới hành chính thuô ̣c huyê ̣n Ayun Pa, Ia Pa, tỉnh Gia Lai và một phần của

huyê ̣n EaHLeo, tỉnh Đak Lak. Đây là vùng có thế mạnh về nông nghiệp, đặc biệt là lúa

nƣớc cao sản. Diện tích tự nhiên là 253.662ha, trong đó diện tích đất nông nghiệp là

78.164ha, diện tích đất lâm nghiệp là 147.741ha. Thế mạnh của vùng có đƣợc phần

lớn là do sự hoạt động của hệ thống công trình thủy lợi Ayun Hạ.

+ Vùng IV: Krông Pa. Là phần dòng chính trung lƣu sông Ba và các nhánh hai bên tả

, tỉnh Gia Lai. Diện tích tự nhiên vùng này là hƣ̃u sông Ba thuô ̣c huyê ̣n KRông Pa

162.363ha, với khoảng 43.586ha đất nông nghiệp và 92.122ha đất lâm nghiệp. Đây là

vùng tập trung phát triển nông lâm nghiệp là chính. Tuy nhiên, do đặc điểm nguồn

nƣớc khu vực này kém nhất so với toàn lƣu vực nên diện tích trồng trọt cũng chiếm tỉ

lệ thấp nhất.

+ Vùng V: Krông Hnăng. Gồm dòng chính thƣợng trung lƣu sông Krông Hnăng về

đến tuyến công trình thủy điện Krông Hnăng trong ranh giới hành chính toàn bộ huyện

Krông Hnăng và một phần đất đại huyện Ea Kar, Ma Đrăk và một xã huyện Krông

Buk tỉnh Đăk Lăk. Diện tích tự nhiên là 202.886ha.Vùng có diện tích đất đỏ Bazan

lớn, có điều kiện phát triển thuận lợi các loại cây công nghiệp ngắn và dài ngày, và

vùng đồng cỏ tự nhiên thuận lợi cho phát triển chăn nuôi trâu, bò. Trong tổng số

84.336ha đất nông nghiệp thì có khoảng 32.775ha đất trồng cây lâu năm, 2.416ha đất

đồng cỏ chăn nuôi. Thủy điện Krông Hnăng thuộc vùng này có công suất lắp máy

64MW.

74

+ Vùng VI: Thƣơ ̣ng đập Đồng Cam . Là vùng chuyển tiếp giữa vùng Tây Nguyên

xuống đồng bằng ven biển duyên hải miền Trung trung bộ. Bao gồm phần dòng chính sông Ba, dòng nhánh sông Hinh và hai bên tả hƣ̃u sông Ba thuô ̣c các huyê ̣n Sơn Hoà và Sông Hinh tỉnh Phú Yên, một phần huyện Ma Đrăk, tỉnh Đăk Lăk. Diện tích tự

nhiên khoảng 187.667ha. Trong đó, diện tích đất lâm nghiệp khoảng 97.622ha, lớn

hơn rất nhiều so với diện tích đất nông nghiệp là 38.317ha. Vùng có hai công trình

thủy điện lớn là sông Ba Hạ (220MW) trên dòng chính sông Ba và Sông Hinh

(70MW) trên dòng nhánh sông Hinh.

+ Vùng VII: hạ lƣu đập Đồng Cam. Gồm lƣu vực dòng chính hạ lƣu sông Ba kể từ

đập Đồng Cam đổ ra biển và toàn bộ lƣu vực sông Bàn Thạch với ranh giới hành chính

gồm Thành Phố Tuy Hoà, các huyện Phú Hoà, Đông Hoà, Tây Hoà. Diện tích tự nhiên

là 127.480ha. Diện tích đất nông nghiệp là 36.015ha (trong đó chủ yếu đất trồng cây

hàng năm 31.499ha), diện tích đất lâm nghiệp là 54.550ha. Vùng này phát triển toàn

diện ở các lĩnh vực nông lâm nghiệp, thủy sản, công nghiệp, dịch vụ du lịch.

Có thể nói cách phân vùng khai thác sử dụng nƣớc nhƣ đã trình bày là tƣơng xứng với

điều kiện tự nhiên và kinh tế xã hội. Trong mỗi vùng thì điều kiện về địa hình, địa

chất, khí tƣợng thủy văn là tƣơng đối đồng nhất. Điều kiện về các ngành nghề phát

triển kinh tế cũng đƣợc xem xét trên cơ sở địa bàn hành chính phù hợp. Ngoài ra, diện

tích tự nhiên giữa các vùng cũng không chênh nhau quá nhiều.

3.4.2 Sơ đồ hệ thống

Các vùng sử dụng nƣớc trong hệ thống đƣợc liên kết với nhau về mặt dòng chảy nhƣ

trình bày trong sơ đồ Hình 3.2. Tùy theo đặc điểm khai thác sử dụng nƣớc ở từng vùng

mà sẽ có các nút lấy nƣớc, nút sử dụng nƣớc và nút kiểm soát dòng chảy tƣơng ứng.

Toàn bộ hệ thống bao gồm 7 nút biên, 20 nút dòng chảy, 6 nút hồ chứa (ngoài ra còn

sử dụng 7 nút hồ chứa giả định đại diện cho các cụm hồ thủy lợi nhỏ ở mỗi vùng), 4

nút nhà máy thủy điện kiểu chân đập, 2 nút nhà máy thủy điện kiểu đƣờng dẫn

(chuyển nƣớc), 42 nút cấp nƣớc (trồng trọt, công nghiệp & dân sinh, chăn nuôi, thủy

sản), và 5 nút kiểm soát dòng chảy tối thiểu (Hình 3.3). Tên gọi và chỉ số các nút đƣợc

trình bày trong Phụ lục 1.

75

Hình 3.2 Bản đồ phân vùng KTSDN cho LVS Ba (theo VQHTL [2])

76

Hình 3.3 Sơ đồ hệ thống lƣu vực sông Ba

77

3.4.3 Dòng chảy biên

Quá trình dòng chảy thời đoạn tháng đến từng phân vùng khai thác sử dụng nƣớc đƣợc

kế thừa từ kết quả mô phỏng mô hình NAM (Nedbor – Astrommings – Model) do

Viện Quy hoạch Thủy lợi thực hiện cho giai đoạn 1978-2010.

Mô hình NAM là một sản phẩm của Viện Thủy lực Đan Mạch (DHI) đã có rất nhiều

ứng dụng ở Việt Nam. Mô hình NAM là mô hình quan niệm, mô tả đặc tính vật lý của

lƣu vực, trên cơ sở đó tính toán dòng chảy từ mƣa. Cơ quan nghiên cứu đã ứng dụng

mô hình NAM tiến hành mô phỏng quá trình mƣa dòng chảy cho các trạm thủy văn

An Khê, Krông Hnăng, Sông Hinh và Củng Sơn, với kết quả so sánh dòng chảy trung

bình tháng thực đo và tính toán là tƣơng đối phù hợp [67]. Với bộ thông số mô hình

tìm đƣợc, dữ liệu đầu vào là mƣa và bốc thoát hơi ở mỗi phân vùng, đầu ra của mô

hình chính là chuỗi dòng chảy tháng từ năm 1978 đến 2010 (Phụ lục 3).

3.4.4 Nhu cầu khai thác sử dụng nước

Do nghiên cứu của VQHTL đƣợc thực hiện từ năm 2008, trong đó nhu cầu nƣớc cho

các đối tƣợng giai đoạn 2010 là kết quả dự báo. Luận án đã tham khảo Niên giám

thống kê các tỉnh Gia Lai, Đăk Lăk và Phú Yên để đối chiếu so sánh cùng năm này thì

nhận thấy sự chênh lệch không đáng kể.

Tuy nhiên, tài liệu ở các niên giám thống kê không đƣợc đầy đủ và chi tiết nhƣ trong

nghiên cứu của VQHTL đã thực hiện. Vì thế, luận án đã kế thừa kết quả tính toán nhu

cầu sử dụng nƣớc từ nghiên cứu của VQHTL [66] và trình bày trong các nội dung

dƣới đây.

3.4.4.1 Nhu cầu nƣớc tƣới

Lƣợng nƣớc tƣới cho mỗi loại cây trồng phụ thuộc vào điều kiện khí hậu, loại đất và

bản thân cây trồng. Lƣợng nƣớc tƣới cho mỗi loại cây trồng trong từng tháng đƣợc tính bằng tích của mức tƣới (m3/tháng/ha) và diện tích tƣới (ha). Trong đó, mức tƣới

cho một số cây trồng chủ yếu ở mỗi vùng đƣợc kế thừa từ các kết quả nghiên cứu của

VQHTL[66]. Cơ quan nghiên cứu đã tính toán nhu cầu nƣớc cho cây trồng sử dụng

phần mềm CROPWAT của Tổ chức lƣơng thực thế giới (FAO), tƣơng ứng với lƣợng

78

mƣa vụ tần suất 75%. Tổng hợp mức tƣới cho các loại cây trồng theo thời gian đƣợc

trình bày trong Phụ lục 4.

Diện tích tƣới thực tế của mỗi loại cây trồng sẽ phụ thuộc vào phƣơng án phân bổ

nƣớc tối ƣu trong mô hình thủy văn - kinh tế. Tuy nhiên, diện tích tƣới thực tế sẽ

không đƣợc vƣợt mức diện tích có thể tƣới đƣợc tổng hợp trong Bảng 3.4. Những giá

trị trong bảng đƣợc dựa theo điều kiện đất đai, thổ nhƣỡng và hiện trạng khai thác sử

dụng nƣớc trên lƣu vực.

3.4.4.2 Nhu cầu nƣớc dành cho chăn nuôi

Nhu cầu nƣớc cho chăn nuôi đƣợc tính dựa theo số lƣợng gia súc và tiêu chuẩn dùng

nƣớc là 70lít/con/ngày đêm đối với trâu bò và 20 lít/con/ngày đêm đối với lợn (TCVN

4454-1987). Số lƣợng gia súc lớn nhất có thể chăn nuôi đƣợc tổng hợp trong Bảng 3.5.

Bảng 3.4. Diện tích tƣới lớn nhất theo tiềm năng đất đai ở mỗi phân vùng (ha)

Tổng

Nam Bắc An Khê

Thƣợng Ayun

Ayun Pa

Krông Pa

Krông Hnăng

Hạ lƣu

Thƣợng Đồng cam

Loại cây trồng

79640

8800 8800

11000 11000

19800 19800

4400 4400

7700 7700

3740 3740

24200 24200

79640

78260

8800 8800

78260

50380

27500 27500 1100 9900

2750 2750 16500

11440 11440 6050 10150

1100

22000 22000 24200 2970

4950 4950 2200 11800

820 820 330 4680

Lúa đông xuân Lúa mùa Ngô đông xuân Ngô mùa Cà phê Mía

40600

Nguồn:VQHTL [66]

Bảng 3.5. Số lƣợng gia súc lớn nhất ở mỗi phân vùng (con)

Tổng

Nam Bắc An Khê

Thƣợng Ayun

Ayun Pa

Krông Pa

Krông Hnăng

Hạ lƣu

Loại cây trồng

72146 54207

38993 66757

37018 81186

61234 18100

26732 103814

Thƣợng Đồng cam 38960 19654

83893 74441

Trâu bò Lợn

358976 418159

Nguồn:VQHTL[66], Niên giám thống kê các tỉnh [70],[69], [68]

79

3.4.4.3 Nhu cầu nƣớc dành cho sinh hoạt, công nghiệp và thủy sản

Nói chung, nhu cầu nƣớc dành cho các đối tƣợng này đều chiếm tỉ lệ nhỏ so với nhu

cầu nƣớc tƣới nên trong mô hình tính toán đƣợc coi là cố định.

3.4.4.4 Nhu cầu nƣớc cho thủy điện

Trên lƣu vực sông Ba hiện có 6 hồ chứa thủy lợi, thủy điện lớn đƣợc đƣa vào xem xét

trong mô hình, đó là các hồ chứa: Ayun Hạ, Kanak, An Khê, Krông Hnăng, Sông Ba

Hạ và Sông Hinh. Một số thông số cơ bản của các hồ chứa đƣợc trình bày tóm tắt

trong Phụ lục 2. Trong đó, tổng công suất lắp máy của hệ thống hồ chứa là 527MW

với sản lƣợng điện trung bình nhiều năm (chƣa kể Ayun Hạ) là 2.136 triệu kWh.

Bảng 3.6. Nhu cầu nƣớc cho các ngành năm 2009-2010 Đơn vị: triệu m3

Công nghiệp Thủy sản Vùng Tổng

Nam bắc An Khê Thƣợng Ayun Ayun Pa KRông Pa KRông HNăng Thƣợng Đồng Cam Hạ Lƣu Tổng cộng 18,33 7,93 17,08 4,58 10,74 9,15 78,59 146,4 Sinh hoạt 6,3 4,3 5,8 2 7,6 3,5 14,9 44,4 9,63 2,23 9,58 1,28 1,14 3,95 19,49 47,3 42 42

Nguồn: VQHTL [2], Niên giám thống kê các tỉnh [76],[77],[75]

3.4.5 Các dữ liệu đầu vào tính kinh tế

3.4.5.1 Chi phí đầu vào tƣới

Luận án áp dụng khối lƣợng phân bón, thuốc trừ cỏ, thuốc bảo vệ thực vật, phân vi

sinh theo Định mức tạm thời chƣơng trình khuyến nông kèm theo QĐ 3073/BNN-

KHCN ngày 28/10/2009 (xem Bảng 3.7). Các mức giá đƣợc tham khảo theo giá thị

trƣờng và giả thiết bằng nhau cho cả lƣu vực.

80

Phân Nitơ

Phân kali

Nhân công

Phân phốt pho

Giống

Giá nƣớc

Phân vi sinh

Giá

Giá

Giá

Giá

Thuốc trừ cỏ + thuốc BVTV

Số lƣợng

Số lƣợng

Số lƣợng

Số lƣợng

Loại cây trồng

tấn

tấn

tấn

công

tr.đ/ha

đ/m3

tr.đ/ha

tr.đ/ tấn

tr.đ/ tấn

tr.đ/ tấn

tr.đ/ công

tr.đ/ ha

0,22

9,2

0,14

11,3

0,45

3

20

2,0

0,15

1,0

259

Lúa

0,22

9,2

0,14

11,3

0,45

3

20

2,0

0,15

1,0

259

0,4

9,2

0,5

11,3

0,6

3

60

2,5

10,5

0,15

930

Ngô Cà phê

0,4

9,2

0,4

11,3

0,6

3

60

2,0

0,15

930

Mía

1,0 Nguồn: [71]

Bảng 3.7 Bảng tổng hợp số lƣợng và các chi phí đầu vào tƣới

Riêng đối với chi phí nƣớc tƣới, trong nhiều năm trở lại đây Nhà nƣớc đã có chính

sách miễn giảm thủy lợi phí, tạo điều kiện cho nông dân xóa đói giảm nghèo thông qua

việc ban hành các Nghị định 143/2003/NĐ-CP ngày 28 tháng 11 năm 2003 của Chính

phủ. Qua quá trình thực hiện do có một số vấn đề chƣa phù hợp với thực tế nên Chính

phủ tiếp tục ban hành lần lƣợt các Nghị định 115/2008/NĐ-CP và Nghị định

67/2012/NĐ-CP để sửa đổi bổ sung. Việc áp dụng chủ trƣơng chính sách của Chính

phủ ở mỗi địa phƣơng lại có những đặc thù riêng. Trên lƣu vực sông Ba, cả ba địa

phƣơng đều đã ra những quyết định riêng về việc thu thủy lợi phí đó là Quyết định số

13/2009/QĐ-UBND của UBND tỉnh Gia Lai, Quyết định số 03/2010 QĐ-UBND của

UBND tỉnh Đăk Lăk, và Quyết định số 1193/2013 QĐ-UBND của UBND tỉnh Phú

Yên. Luận án tham khảo quyết định mới nhất của UBND tỉnh Phú Yên (đã dựa theo

Nghị định 67) để làm căn cứ xác định mức thu thủy lợi phí cho toàn lƣu vực. Theo

Quyết định này, mức thu thủy lợi phí đƣợc xác định phụ thuộc vào vị trí vùng miền,

hình thức công trình lấy nƣớc và vụ trồng. Để thuận tiện cho việc mô hình hóa, luận án đã quy đổi mức thu thủy lợi phí tính trung bình cho một đơn vị sử dụng nƣớc (m3). Về

cơ cấu giá có xét đến sự thay đổi vùng miền (miền núi, đồng bằng) cũng nhƣ đối tƣợng

cây trồng (cây lƣơng thực, cây công nghiệp ngắn ngày, cây công nghiệp dài ngày). Cụ thể mức thủy lợi phí cho cây lúa và ngô là 259 đồng/m3 ở vùng núi và 201 đồng/m3 ở vùng đồng bằng. Mức thủy lợi phí cho cây cà phê và mía là 930 đồng/m3.

81

3.4.5.2 Năng suất và giá bán nông sản

Năng suất cây trồng đƣợc tham khảo từ Niên giám thống kê các tỉnh Đăk Lăk, Gia Lai

và Phú Yên, với giả thiết mỗi đơn vị diện tích trồng trọt (ha) đều đƣợc cấp đủ nƣớc

(Bảng 3.8). Do thông tin giá bán nông sản thƣờng không có sẵn nên trong luận án chỉ

áp dụng mức giá ƣớc tính theo giá thị trƣờng (giá bán tại ruộng bằng 70% giá thị

trƣờng khi xem xét chi phí vận chuyển, lƣu trữ và bán lẻ [16]). Thông tin về giá bán

nông sản đƣợc trình bày trong Bảng 3.9.

Bảng 3.8. Năng suất cây trồng (kg/ha)

Nam Bắc An Khê

Thƣợng Ayun

Ayun Pa

Krông Pa

Krông Hnăng

Hạ lƣu

4300 3312 2720 2720

Loại cây trồng

5500 5069 5077 5077 2500 67580

5400 4060 5300 5300 2644 67580

6770 5562 5300 5300 2644 67580

67580

7670 6498 6421 6421 2874 67580

Thƣợng Đồng cam 5790 6010 3200 3200 2874 67580

8170 7130 6360 6360 2874 67580

Lúa đông xuân Lúa mùa Ngô đông xuân Ngô mùa Cà phê Mía

Nguồn: Niên giám thống kê các tỉnh [70],[69], [68]

Giá bán

Loại

Đồng/kg

5200 5200 4500 4500 30000 800

Lúa đông xuân Lúa mùa Ngô đông xuân Ngô mùa Cà phê Mía

Bảng 3.9 Giá bán nông sản

Nguồn: Niên giám thống kê [68], [69], [70]

3.4.5.3 Chi phí và giá bán điện

Chi phí sản xuất điện gồm có vốn đầu tƣ và chi phí vận hành bảo dƣỡng. Theo Quyết

định số 2014/QĐ-BCN ngày 13 tháng 6 năm 2007 của Bộ trƣởng Bộ Công nghiệp

82

(nay là Bộ Công thƣơng), các công trình thủy điện có công suất lắp máy trên 30MW

thời hạn dự án là 40 năm, chi phí vận hành bảo dƣỡng từ 0,5 đến 1,0% vốn đầu tƣ, giá

bán điện thanh cái từ 2,5 đến 5,0 US cent/kWh (mùa khô) và từ 2,0 đến 4,7 US

cent/kWh (mùa mƣa). Thông tin chi tiết về chi phí sản xuất và giá bán điện của các

nhà máy trên lƣu vực sông Ba đƣợc trình bày trong Bảng 3.10. Ngoài ra, theo Luật

Thuế tài nguyên, mức thuế sử dụng nƣớc cho thủy điện hiện nay là ở mức 2-5% giá

bán điện thƣơng phẩm bình quân. Trong đó, giá bán điện thƣơng phẩm bình quân áp

dụng làm giá tính thuế tài nguyên nƣớc thiên nhiên sản xuất thủy điện đƣợc quy định

trong Quyết định số 155/QĐ-BTC ngày 22/1/2013 của Bộ Tài chính là 1.437đ/KWh.

Nhà máy

Vốn đầu tƣ (tỷ đồng)

Chi phí sản xuất (đ/kwh)

Giá bán điện thanh cái (đ/kwh)

Chi phí vận hành bảo dƣỡng (tỷ đồng/năm)

Thuế tài nguyên (đ/kwh)

Sản lƣợng điện trung bình nhiều năm (triệu Kwh)

29

3740

37,4

694

189

1067

29

1476

14,76

247

209

1067

29

An Khê - Ka nak Krông Hnăng Sông Hinh

1300

13,00

370

123

1067

29

Sông Ba Hạ

4275

42,75

825

181

1067 Nguồn:[73,72]

Bảng 3.10. Chi phí sản xuất và giá bán điện

3.4.6 Các hồ chứa trong hệ thống

Mô hình thủy văn - kinh tế lƣu vực sông Ba xem xét 6 hồ chứa lớn bao gồm: hồ Ayun

Hạ (hồ thủy lợi), cụm hồ An Khê-Kanak, hồ Krông Hnăng, hồ Sông Hinh và Hồ Sông

Ba Hạ. Thông số các hồ đƣợc trình bày trong Phụ lục 2. Ngoài ra, ở mỗi vùng KTSDN

đều có rất nhiều các hồ chứa thủy lợi nhỏ. Mô hình xem xét tạo ra các hồ chứa giả

tƣởng để đại diện cho các cụm hồ ở mỗi vùng, trong đó dung tích của các hồ này là

tổng dung tích của các hồ chứa nhỏ trong thực tế. Các thông số khác của hồ chứa đều

đƣợc giả định cho phù hợp với hệ thống. Thông tin về dung tích các hồ chứa trên hệ

thống đƣợc tổng hợp trong Bảng 3.11.

Do nghiên cứu áp dụng phƣơng án tính toán cho một năm thủy văn, bắt đầu từ đầu

mùa lũ và kết thúc vào cuối mùa kiệt năm kế tiếp, giá trị ban đầu của dung tích các hồ

83

chứa trong hệ thống đƣợc lựa chọn bằng giá trị dung tích chết. Đồng thời, để tận dụng

triệt để dung tích hồ chứa, tránh trƣờng hợp các hồ thủy điện để dành cột nƣớc phát

điện vào cuối mùa kiệt, luận án quy định giá trị dung tích hồ chứa cuối mùa kiệt bằng

với dung tích chết.

Bảng 3.11 Các đặc trƣng dung tích hồ chứa trong hệ thống lƣu vực sông Ba Đơn vị: triệu m3

Hồ chứa

Vùng KTSDN

Nam Bắc- An Khê Thƣợng Ayun Ayunpa Krôngpa Krông Hnăng Thƣợng Đồng cam Hạ lƣu

Vc 28,2 10,3 52 57,28 34 183,9 0,3 0,4 0,2 0,1 3,2 2,4 0,5

Vhi 285,5 5,6 201 108,5 323 165,8 6,1 2,7 1,6 0,8 27,6 19,4 2,4

Vtb 313,7 15,9 253 165,78 357 349,7 6,4 3,1 1,8 0,9 30,8 21,8 2,9

Kanak An Khê Ayun Hạ Krông Hnăng Sông Hinh Sông Ba Hạ Hồ thủy lợi 1 Hồ thủy lợi 2 Hồ thủy lợi 3 Hồ thủy lợi 4 Hồ thủy lợi 5 Hồ thủy lợi 6 Hồ thủy lợi 7 Ghi chú: Vc, Vhi, Vtb: Dung tích chết, dung tích hữu ích, dung tích toàn bộ.

3.4.7 Yêu cầu về an ninh lương thực

So với kịch bản cơ sở thì các kịch bản điều chỉnh đều cân nhắc thêm hai yêu cầu về an

ninh lƣơng thực và dòng chảy tối thiểu. Điều này cũng phù hợp với nguyên tắc chung

trong quản lý tài nguyên nƣớc và QTVHLH mới ban hành.

An ninh lƣơng thực là mọi ngƣời có quyền tiếp cận các thực phẩm một cách an

toàn, bổ dƣỡng, đầy đủ mọi lúc mọi nơi để duy trì cuộc sống khỏe mạnh và năng động

(Hội nghị Thƣợng đỉnh Lƣơng thực Thế giới 1996). Khái niệm về an ninh lƣơng thực

là rất rộng, và có nhiều cách hiểu khác nhau. Ở Việt Nam, Nghị quyết số 63/NQ-CP

ngày 23/12/2009 về đảm bảo an ninh lƣơng thực quốc gia đƣa ra ba mục tiêu bao gồm:

a) đảm bảo nguồn cung lƣơng thực; b) đảm bảo nhu cầu về dinh dƣỡng; c) đảm bảo

khả năng tiếp cận lƣơng thực của ngƣời dân. Trong đó, nhu cầu về lƣơng thực tối thiểu

cho đầu ngƣời một năm là 100kg gạo và một số loại lƣơng thực khác nữa bao gồm thịt,

cá, rau, quả, trứng, sữa. Áp dụng đối với mô hình thủy văn - kinh tế lƣu vực sông Ba,

luận án sử dụng giá trị 100kg gạo, tƣơng ứng khoảng 160kg thóc (hoặc ngô). Với số

84

dân trên toàn lƣu vực sông Ba khoảng 1.577.000ngƣời (theo số liệu Niên giám thống

kê các tỉnh năm 2014), nhu cầu lƣơng thực tối thiểu là 252,32 ngàn tấn. Với năng suất

bình quân 5.357kg/ha thì diện tích cây lƣơng thực tối thiểu cần phải đảm bảo là

47.100ha, xấp xỉ 23.5% diện tích có thể trồng lúa và ngô trên toàn lƣu vực. Giá trị diện

tích trồng cây lƣơng thực tối thiểu ở mỗi phân vùng đƣợc trình bày trong Bảng 3.12.

Bảng 3.12. Diện tích tƣới cây lƣơng thực tối thiểu ở mỗi phân vùng (ha)

Tổng

Nam Bắc An Khê

Thƣợng Ayun

Ayun Pa

Krông Pa

Krông Hnăng

Hạ lƣu

Thƣợng Đồng cam

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

Phân vùng

8433

4876

10695

3298

6596

2662

10539

Diện tích tối thiểu cây lƣơng thực

47100

Nguồn:VQHTL [64], Niên giám thống kê các tỉnh [68], [67], [66] 3.4.8 Yêu cầu dòng chảy tối thiểu

Điểm mấu chốt trong QTVHLH mới ban hành chính là yêu cầu xả lƣu lƣợng tối thiểu

từ các hồ chứa vào mùa cạn để đảm bảo nhu cầu nƣớc hạ lƣu. Để phục vụ cho việc mô

hình hóa theo thời đoạn tháng, luận án đã tổng hợp các yêu cầu xả dòng chảy tối thiểu

từ các hồ và tính toán giá trị trung bình tháng.

 Thời kỳ sử dụng nƣớc gia tăng:

Cụm hồ An Khê – Ka Nak (1/I-15/VI): lƣu lƣợng xả tối thiểu từ 6h đến 19h là 6m3/s; từ 19h đến 6h sáng hôm sau là 4m3/s. Giá trị trung bình ngày là 5m3/s. Các hồ Sông Ba

Hạ, Sông Hinh, Krông H'năng (16/XII-15/IV và 16/V-31/VIII).

Hồ Sông Ba Hạ bắt đầu xả nƣớc phát điện từ 03h sáng, ít nhất 6 giờ/ngày. Nếu xét lƣu lƣợng phát điện tối thiểu của hồ Sông Ba Hạ là 120m3/s thì giá trị lƣu lƣợng xả tối thiểu trung bình ngày là 30m3/s.

Sau khi hồ Sông Ba Hạ ngừng xả nƣớc phát điện không quá 3 giờ, hồ sông Hinh phải xả nƣớc phát điện liên tục với lƣu lƣợng không nhỏ hơn 30m3/s và kết thúc trƣớc 6h

sáng ngày hôm sau. Nhƣ vậy, hồ Sông Hinh phải phát điện 18giờ với lƣu lƣợng 30m3/s, tƣơng ứng giá trị trung bình ngày là 22,5m3/s.

85

Hồ Krông H'năng: lƣu lƣợng xả tối thiểu 10m3/s.

Hồ Ayun Hạ: lƣu lƣợng xả trả về sông Ayun tối thiểu là 5m3/s.

 Thời kỳ sử dụng nƣớc bình thƣờng:

Cụm hồ An Khê- Kanak (16/XII -31/XII và 16/VI-31/VIII): lƣu lƣợng xả tối thiểu 4m3/s. Các hồ Sông Ba Hạ, Sông Hinh và Krông Hnăng (16/IV-15/V):

Hồ Sông Ba Hạ xả nƣớc phát điện từ 03h sáng đến 08h sáng cùng ngày, với lƣu lƣợng tối thiểu 120m3/s thì giá trị lƣu lƣợng xả tối thiểu trung bình ngày là 25m3/s.

Hồ Sông Hinh xả sau khi hồ Sông Ba Hạ ngừng xả nƣớc không quá 5 giờ, lƣu lƣợng phát điện liên tục không nhỏ hơn 30m3/s và kết thúc không trƣớc 5h sáng hôm sau. Nhƣ vậy, hồ Sông Hinh xả tổng cộng 16 giờ với lƣu lƣợng 30m3/s, tƣơng ứng giá trị lƣu lƣợng xả tối thiểu trung bình ngày là 20m3/s.

Hồ Krông Hnăng lƣu lƣợng xả tối thiểu 8m3/s.

Với những tháng có hai nửa thuộc hai thời kỳ sử dụng nƣớc khác nhau thì lƣu lƣợng

xả tối thiểu đƣợc chọn bằng giá trị trung bình.

Tổng hợp lƣu lƣợng xả tối thiểu tại các hồ chứa theo thời gian đƣợc trình bày trong

Bảng 3.13.

Bảng 3.13. Tổng hợp lƣu lƣợng xả tối thiểu xuống hạ lƣu của các hồ chứa

Đơn vị: m3/s

Tháng XII I II III IV V VI VII VIII

4 5 5 5 5 5

9

Hồ chứa Kanak_An Khê Ayun Hạ Krông Hnăng Sông Hinh Sông Ba Hạ 10 10 22,5 22,5 30 30 10 22,5 30 10 22,5 30 4,5 5 10 9 21,25 21,25 22,5 30 27,5 27,5 4 4 5 5 10 10 22,5 22,5 30 30

Nguồn: [49]

86

3.5 Kết luận chƣơng 3

Những nội dung đã thực hiện trong chƣơng 3 của luận án bao gồm:

- Trình bày cấu trúc của một mô hình thông thƣờng trong hệ thống GAMS và

liên hệ với khả năng ứng dụng trong bài toán phân bổ nƣớc trên lƣu vực sông.

- Đƣa ra sơ đồ các bƣớc xây dựng mô hình cùng với sự lựa chọn loại cơ sở dữ

liệu thích hợp cho bài toán phân bổ nƣớc tối ƣu trong hệ thống GAMS.

- Phân tích điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội, môi trƣờng và thể chế làm cơ sở

lựa chọn bộ dữ liệu đầu vào cho mô hình thủy văn - kinh tế lƣu vực sông Ba.

- Hoàn thiện nội dung chƣơng trình tính mô hình thủy văn - kinh tế lƣu vực sông

Ba trong hệ thống GAMS.

- Thiết lập hệ thống kịch bản và mô tả chi tiết các loại dữ liệu cần thiết để ứng

dụng mô hình thủy văn – kinh tế trong bài toán phân bổ nƣớc lƣu vực sông Ba.

Luận án đã đề xuất sử dụng mô hình thủy văn - kinh tế để làm công cụ nghiên cứu

phục vụ quy hoạch và quản lý tài nguyên nƣớc bởi vì mô hình có ƣu điểm khi xem xét

đến giá trị kinh tế của nƣớc. Mục tiêu của mô hình là nghiên cứu về vấn đề khai thác,

sử dụng tài nguyên nƣớc theo một cách toàn diện, tổng thể. Các khía cạnh đƣợc xem

xét trong mô hình bao gồm điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội, môi trƣờng và thể chế.

Từ kết quả tính toán của mô hình, phân tích và đề xuất cách thức phân bổ lại tài

nguyên nƣớc trên lƣu vực sông Ba một cách hợp lý và hiệu quả nhất. Để xây dựng mô

hình trong hệ thống GAMS, luận án đã tổng hợp rất nhiều thông tin có liên quan, tạo

lập cơ sở để lựa chọn dữ liệu đầu vào. Do hạn chế về mặt thời gian và thông tin nên

một số dữ liệu trong mô hình chƣa thực sự chi tiết và bám sát thực tế. Tuy nhiên mô

hình vẫn có thể là một công cụ tốt, đáng tin cậy trong bài toán quy hoạch khai thác, sử

dụng tài nguyên nƣớc.

87

CHƢƠNG 4 ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CÁC KỊCH BẢN KHAI THÁC SỬ DỤNG NƢỚC ĐẾN LỢI ÍCH KINH TẾ XÃ HỘI TRÊN LƢU VỰC SÔNG BA

Mô hình thủy văn – kinh tế lƣu vực sông Ba đƣợc ứng dụng để tính toán tổ hợp các

kịch bản trình bày trong Bảng 3.3. Trong đó, mục đích của việc tính toán kịch bản cơ

sở là để làm rõ hiệu quả của sự phân bổ nƣớc tối ƣu so với tỉ lệ phân bổ nƣớc thực tế.

Đồng thời, sự hợp lý về các kết quả mô phỏng thủy văn cũng đƣợc kiểm tra để đánh

giá độ tin cậy của mô hình. Trên cơ sở đó, mô hình sẽ tiếp tục đƣợc áp dụng cho các

nhóm kịch bản điều chỉnh đã thiết lập. Thông qua các kết quả tính toán, một số biện

pháp về quản lý tài nguyên nƣớc sẽ đƣợc đề xuất, nhằm nâng cao hiệu quả trong lĩnh

vực khai thác, sử dụng tài nguyên nƣớc trên lƣu vực sông Ba.

4.1 Đánh giá kết quả tính toán kịch bản cơ sở

4.1.1 Đánh giá sự hợp lý kết quả mô phỏng thủy văn

Với các dữ liệu cho năm 2009-2010, MHTV-KT lƣu vực sông Ba đƣợc áp dụng để

tính toán phân bổ lại nguồn nƣớc với mục đích làm tăng giá trị lợi ích từ việc sử dụng

nƣớc cho các ngành khác nhau. Việc tính toán đƣợc thực hiện cho hai kịch bản

KBCS1 và KBCS2, tƣơng ứng với hai mục tiêu f1(x) và f2(x) nhƣ đã trình bày ở mục

2.4.2.2.

Về tổng thể, mô hình thủy văn – kinh tế là mô hình tối ƣu. Mặc dù thành phần thủy

văn đã đƣợc lồng ghép trong mô hình, tuy nhiên kết quả mô phỏng dòng chảy trên hệ

thống sẽ phụ thuộc vào kịch bản phân bổ nƣớc tối ƣu. Ở đó, lƣợng nƣớc đƣợc phân bổ

đến các ngành sử dụng nƣớc không phải là lƣợng nƣớc khai thác thực tế mà là kết quả

tính toán từ mô hình, tùy theo hàm mục tiêu lựa chọn. Thông thƣờng, khó có thể hiệu

chỉnh hay kiểm định các mô hình tối ƣu hóa. Tuy nhiên, để đánh giá tính hợp lý của

kết quả mô phỏng thủy văn trong mô hình thủy văn - kinh tế lƣu vực sông Ba, trích

quá trình lƣu lƣợng tại vị trí trạm thủy văn Củng Sơn và quá trình mực nƣớc hồ thủy

điện Sông Hinh đã đƣợc so sánh với tài liệu thực đo và trình bày trong Hình 4.1 và

Hình 4.2.

88

Quá trình lƣu lƣợng dòng chảy năm 2009-2010

1600

1400 1200 1000

800 600 400

200 0

IX

X

XI

XII

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

Qthực đo tại Củng Sơn

Qtính toán KBCS1

Qtính toán KBCS2

Hình 4.1 Quá trình dòng chảy thực đo và tính toán tại trạm Củng Sơn năm 2009-2010

Đƣờng quá trình mực nƣớc hồ Sông Hinh

211

MNDBT

209

)

207

m

(

205

203

KBCS1 KBCS2 MNC MNDBT MN thực đo

201

ồ h c ớ ƣ n c ự M

199

197

MNC

195

IX

X

XI

XII

I

IV

V

VI

VII

VIII

II III Tháng

Hình 4.2 Đƣờng quá trình mực nƣớc hồ Sông Hinh theo các kịch bản tính toán

Lƣu vực sông Ba không có nhiều tài liệu đo đạc thủy văn. Hơn thế, quá trình lƣu lƣợng

tại các trạm thủy văn đều bị ảnh hƣởng bởi việc vận hành hồ chứa. Trạm An Khê nằm

ở hạ lƣu thủy điện An Khê, trạm Củng Sơn nằm ở hạ lƣu thủy điện Sông Ba Hạ. Các

trạm khác phần lớn chỉ đo mực nƣớc. Theo kết quả tính toán trong Hình 4.1 thì đƣờng

quá trình lƣu lƣợng tại trạm Củng Sơn trong KBCS1 và KBCS 2 có hình dạng điều

89

hòa hơn vào mùa lũ so với quá trình dòng chảy thực đo. Vào mùa kiệt thì các đƣờng

quá trình đều bám sát nhau. Lƣu lƣợng bình quân mùa kiệt theo KBCS2 là cao nhất,

tiếp đến là quá trình thực đo, và thấp nhất là theo KBCS1. Ở KBCS1 do mục tiêu có

chứa hàm lợi ích kinh tế thủy điện nên nƣớc đƣợc dành để phát điện cho hồ Sông Ba

Hạ trong mùa kiệt. Ở KBCS2 do mục tiêu chỉ chứa hàm lợi ích kinh tế nông nghiệp,

nhƣng với lƣợng nƣớc khu vực hạ lƣu tƣơng đối dồi dào thì hồ sông Ba Hạ không cần

phải bổ sung thêm nƣớc. Vì thế, lƣu lƣợng bình quân mùa kiệt sẽ giảm đi. Đƣờng quá

trình mực nƣớc hồ sông Hinh cũng phản ảnh khá rõ mục tiêu khai thác nƣớc của hệ

thống. Với phƣơng án thực tế, hồ sông Hinh dự trữ lƣợng nƣớc trong hồ khá lớn, ƣu

tiên cho việc phát điện. Ở KBCS1 mực nƣớc trong hồ cũng bám sát mục tiêu phát

điện. Tuy nhiên, ở KBCS2, mực nƣớc hồ sông Hinh thấp hẳn. Nguyên nhân có thể do

nƣớc từ hồ sông Hinh đƣợc ƣu tiên xả xuống hạ lƣu để cấp nƣớc tƣới, đáp ứng đúng

mục tiêu cực đại hóa giá trị kinh tế từ nông nghiệp.

Nhìn chung, quá trình dòng chảy tại nút dòng chảy hoặc quá trình mực nƣớc trong hồ

chứa đều phù hợp với quy luật hoạt động thông thƣờng. Bởi vậy, có thể thấy việc tính

toán mô phỏng thủy văn trong mô hình thủy văn – kinh tế là hợp lý. Sự khác nhau ở

các kết quả tính toán đều xuất phát từ việc lựa chọn hàm mục tiêu của bài toán.

4.1.2 Nghiệm của bài toán tối ưu

Đối với KBCS1, nghiệm của bài toán chính là quá trình lƣu lƣợng qua tua bin tại các

hồ chứa thủy điện (Bảng 4.1) và diện tích tƣới tối ƣu cho mỗi loại cây trồng ở từng

vùng (Bảng 4.2). Đối với KBCS2, nghiệm của bài toán chỉ là diện tích trồng trọt tối ƣu

(Bảng 4.3). Kết quả tính toán hàm mục tiêu cho hai kịch bản đƣợc so sánh với tài liệu

năm 2010 và trình bày trong Hình 4.3. Lợi nhuận thuần thực tế năm 2009-2010 đƣợc

tính toán theo diện tích tƣới thực tế (Bảng 4.4) và số lƣợng chăn nuôi thực tế tham

khảo từ các niên giám thống kê, với giả thiết các dữ liệu về giá và chi phí giống nhƣ ở

hai kịch bản KBCS1 và KBCS2. Do thiếu thông tin về lợi nhuận thuần từ thủy điện

nên luận án đã tính toán dựa trên sản lƣợng điện trung bình nhiều năm của các nhà

máy.

90

Hồ chứa Kanak An Khê Ayun Hạ Krông Hnăng

Sông Hinh

Sông Ba Hạ

30.83

49.55

65.87

57.3

393

14.11

IX

31.55

49.55

65.91

57.3

393

15.98

X

30.72

49.55

65.41

57.3

389.93

15.98

XI

25.52

49.44

62.72

57.3

243.46

14.19

XII

25.39

42.93

38.21

57.3

90.82

14.19

I

25.75

0

11.82

57.3

57.97

14.37

II

26.97

0

12.01

42.61

57.97

15.47

III

29.1

0

12.49

19.55

57.97

17.73

IV

32.95

0

12.99

19.77

58.57

4.34

V

29.03

0

29.84

20.05

60.32

0

VI

16.88

1.1

68

20.37

60.43

0

VII

42

49.7

68

21.2

306.6

20.37

VIII

Bảng 4.1 Quá trình lƣu lƣợng qua tuabin tại các hồ chứa theo KBCS1 Đơn vị: m3/s

Lợi nhuận thuần từ các đối tƣợng sử dụng nƣớc

2500

2000

1500

2010

KBCS1

1000

KBCS2

500

0

Thủy điện

Lúa

Ngô

Mía

Cà phê

Chăn nuôi

Kịch bản

2131 1799 1132 1072 1927 1519 1829 1950

2323 2323 2072

1286 1286 1286

KBCS1 KBCS2 2009-2010

Lợi nhuận thuần từ các đối tƣợng sử dụng nƣớc (tỉ đồng) Thủy điện Lúa Ngô Mía Cà phê Chăn nuôi Tổng cộng 9480 8972 9005

809 845 811 1057 Hình 4.3 Lợi nhuận thuần từ các đối tƣợng sử dụng nƣớc theo KBCS

91

Bảng 4.2 Diện tích trồng trọt tối ƣu theo KBCS 1 Đơn vị: ha

Nam Bắc An Khê

Thƣợng Ayun

Ayun Pa

Krông Pa

Krông Hnăng

Thƣợng Đồng cam

Hạ lƣu

Loại cây trồng

2094.6

8800

0

0

0

0

24200

Lúa đông xuân

4686.5

8800

0

4400

7700

0

24200

Lúa mùa

2750

27500

0

0

2410.1

0

820

Ngô đông xuân

2750

27500

0

0

22000

0

820

Ngô mùa

1100

16500

6050

0

24200

2200

330

Cà phê

9900

0

242.7

1100

2970

11800

4680

Mía

Bảng 4.3 Diện tích trồng trọt tối ƣu theo KBCS 2 Đơn vị: ha

Thƣợng Đồng cam

Hạ lƣu

Nam Bắc An Khê

Thƣợng Ayun

Ayun Pa

Krông Pa

Krông Hnăng

Loại cây trồng

8800

0

4400

0

3740

24200

0

Lúa đông xuân

8800

3921.9

4400

7700

3740

24200

0

Lúa mùa

27500

2750

5054.7

8800 20388.2

4950

820

Ngô đông xuân

27500

2116.2

8800

22000

4950

820

0

Ngô mùa

1100

16500

6050

0

24200

2200

330

Cà phê

9900

0

1549.8

1100

2970

11800

4680

Mía

Bảng 4.4 Diện tích trồng trọt thực tế năm 2009-2010 Đơn vị: ha

Loại cây trồng

Nam Bắc An Khê

Thƣợng Ayun

Ayun Pa

Krông Pa

Krông Hnăng

Thƣợng Đồng cam

Hạ lƣu

Lúa đông xuân

2364

7810

12240

2000

1729

1525

19560

Lúa mùa

5500

9114

16540

3000

4059

1846

2440

Ngô 2 vụ

25000

2500

10400

8000

20000

4500

740

Cà phê

987

14577

5112

0

20957

1845

285

Mía

9000

0

9229

1000

2700

10725

4250 Nguồn:[77][76] [75]

92

4.1.3 Lựa chọn hàm mục tiêu rút gọn

KBCS1 hƣớng đến tổng giá trị lợi nhuận thuần lớn nhất, kể cả thủy điện và nông

nghiệp. KBCS2 xem xét mục tiêu chỉ là tối đa hóa giá trị lợi nhuận thuần trong nông

nghiệp. Từ kết quả tính toán đƣợc tổng hợp trong Hình 4.3 có thể thấy KBCS1 có tổng

lợi nhuận thuần cao nhất, ngƣợc lại KBCS2 có tổng lợi nhuần thấp nhất, xấp xỉ với giá

trị thực tế năm 2009-2010. Tuy vậy thì do hai mục tiêu khác nhau nên sự phân bổ lợi

nhuận thuần cũng rất khác nhau. KBCS2 có lợi nhuận thuần từ thủy điện rất thấp, tuy

nhiên lợi nhuận từ các loại cây lƣơng thực (lúa và ngô) lại khá cao. Lý giải cho sự

khác nhau này phần lớn là do vị trí của các hồ chứa thủy điện trên lƣu vực sông Ba.

Thứ nhất là thủy điện An Khê - Kanak chuyển nƣớc sang sông Côn, dẫn đến mất nƣớc

xuống khu vực trung lƣu (Ayun Pa, Krông Pa). Thứ hai là thủy điện Sông Ba Hạ có

dung tích khá lớn và lại nằm ở vùng hạ lƣu. Vì thủy điện mang lại lợi nhuận thuần trên

một đơn vị thể tích nƣớc cao hơn nhiều so với trồng trọt, nên nƣớc ở các vùng thƣợng

lƣu (ví dụ Thƣợng Ayun, Ayun Pa) thay vì đƣợc sử dụng để tƣới có thể bị chuyển về

hạ lƣu để tích nƣớc phát điện.

Hiện nay vấn đề chuyển nƣớc từ lƣu vực sông Ba sang lƣu vực sông Côn gây ra nhiều

bức xúc trong xã hội. Đồng thời, để đảm bảo tính cân bằng theo không gian, tránh

trƣờng hợp vùng phát triển mạnh, vùng chậm phát triển thì sự lựa chọn hàm mục tiêu

theo KBCS2 có tính hợp lý hơn.

4.2 Đánh giá ảnh hƣởng của biến thiên dòng chảy

4.2.1 Đánh giá ảnh hưởng của biến thiên dòng chảy đến hiệu quả kinh tế

Nhóm kịch bản A nghiên cứu ảnh hƣởng của biến thiên dòng chảy đến hiệu quả kinh

tế. Theo đó, mỗi năm thủy văn khác nhau, lợi ích kinh tế thu đƣợc từ việc sử dụng

nƣớc sẽ khác nhau. Luận án tiến hành tính toán cho lần lƣợt từng năm từ 1978-1979

đến 2009-2010. Kết quả tính toán cho thấy lợi nhuận thuần trên toàn lƣu vực tỉ lệ

thuận với tổng lƣợng dòng chảy sinh ra trên lƣu vực. Những năm có lợi nhuận thuần

lớn là những năm có lƣợng nƣớc đến dồi dào. Những năm có lợi nhuận thuần nhỏ là

những năm có lƣợng dòng chảy thấp. Kết quả tính tổng lợi nhuận thuần cho từng năm

đƣợc tổng hợp trong Bảng 4.5 và Hình 4.4. Một số năm do không đảm bảo đƣợc các

93

điều kiện ràng buộc nhƣ đã mô tả trong KBCS nên không có nghiệm. Hầu hết những

năm này đều rơi vào những năm có lƣợng dòng chảy thấp hoặc rất thấp, sẽ đƣợc

nghiên cứu thêm ở các nội dung sau.

Từ tổng lợi nhuận thuần và tổng lƣợng dòng chảy hàng năm, xây dựng đƣợc quan hệ

tƣơng quan trình bày trong Hình 4.5. Có thể thấy đây là một mối quan hệ tƣơng đối

chặt chẽ với hệ số tƣơng quan xấp xỉ 0,8. Tuy nhiên quan hệ này không phải tuyến tính. Khi tổng lƣợng dòng chảy càng lớn (ví dụ trên 15 tỉ m3/năm) 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

nƣớc của các ngành đều đã đƣợc đáp ứng tƣơng đối đầy đủ.

Trong số các đối tƣợng KTSDN thì thủy điện có đóng góp nhiều nhất với mức đóng

góp trung bình 28%. Tiếp đến lần lƣợt là lúa (22%), chăn nuôi (17%), cà phê (17%)

ngô (8%) và mía (8%). Tỉ lệ đóng góp lợi nhuận của các đối tƣợng sử dụng nƣớc cho

từng năm đƣợc trình bày trong Hình 4.6.

Tổng lợi nhuận thuần từ các đối tƣợng sử dụng nƣớc theo các kịch bản dòng chảy khác nhau

10000

9000

8000

) g n ồ đ

7000

Thủy điện

6000

Lúa

5000

Ngô

4000

ỉ t ( n ầ u h t n ậ u h n

Mía

Cà phê

3000

Chăn nuôi

i ợ l g n ổ T

2000

Tổng cộng

1000

0

1 A

2 A

3 A

4 A

5 A

6 A

7 A

8 A

9 A

5 2 A

0 1 A

1 1 A

2 1 A

3 1 A

4 1 A

5 1 A

6 1 A

7 1 A

8 1 A

9 1 A

0 2 A

1 2 A

2 2 A

3 2 A

4 2 A

Kịch bản

Hình 4.4. Tổng lợi nhuận thuần trên lƣu vực trong các kịch bản nhóm A

94

Quan hệ giữa tổng lợi nhuận thuần và tổng lƣợng dòng chảy sinh ra trên lƣu vực

) g n ồ đ

ỉ t ( n ầ u h t n ậ u h n

y = -0.00001369x2 + 0.60473125x + 1,799.13500134 R² = 0.67174205

i ợ l g n ổ T

10000 9000 8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0

0

5000

10000

15000

20000

25000

Tổng lƣợng dòng chảy (triệu m3)

Hình 4.5. Quan hệ tƣơng quan giữa tổng lƣợng dòng chảy và tổng lợi nhuận thuần lƣu vực sông Ba

Tỉ lệ đóng góp lợi nhuận từ các đối tƣợng sử dụng nƣớc (%)

100%

90%

80%

70%

Chăn nuôi

60%

Cà phê

50%

Mía

40%

Ngô

30%

Lúa

20%

Thủy điện

10%

0%

1 A

2 A

3 A

4 A

5 A

6 A

7 A

8 A

9 A

4 1 A

3 2 A

0 1 A

1 1 A

2 1 A

3 1 A

5 1 A

6 1 A

7 1 A

8 1 A

9 1 A

0 2 A

1 2 A

2 2 A

4 2 A

5 2 A

Hình 4.6. Tỉ lệ đóng góp lợi nhuận thuần từ các đối tƣợng sử dụng nƣớc (%)

95

1978

A2 1979

A3 1980

A4 1981

A5 1983

A6 1984

A7 1986

Kịch bản A1 Năm

- 1979

- 1980

- 1981

- 1982

- 1984

- 1985

- 1987

A8 1988 - 1989

Thủy điện

1195

915

1215

974

975

895

922

991

1491

2096

2034

1586

2151

1662

1415

2150

Lúa

1227

1224

1070

952

1230

923

897

1230

Ngô

631

720

720

616

720

614

418

744

Mía

1046

1530

2033

1783

1854

1812

1697

1807

Cà phê

1286

1286

1286

1286

1286

1286

1286

1286

Chăn nuôi

Tổng cộng

Bảng 4.5 Tổng hợp lợi nhuận thuần từ các đối tƣợng sử dụng nƣớc theo các kịch bản nhóm A Đơn vị: tỉ đồng

6876

7772

8360

7196

8218

7192

6635

8207

Kịch bản A9

A10 1990

A11 1991

A12 1992

A13 1993

A14 1995

1989

- 1990

- 1991

- 1992

- 1993

- 1994

- 1996

A15 1996 - 1997

A16 1997 - 1998

Năm

864

1147

1055

957

1056

1199

1136

867

Thủy điện

2017

1600

1770

1597

1856

2066

1920

1295

Lúa

1206

918

1244

945

1232

1214

1024

669

Ngô

720

477

720

561

802

720

999

418

Mía

667

1121

1039

932

2127

1706

2091

309

Cà phê

1286

1286

1286

1286

1286

1286

1286

1286

Chăn nuôi

Tổng cộng

6761

6550

7114

6279

8360

8192

8456

4844

Kịch bản

A17

A18

A19

A20

A21

A22

A23

A24

A25

1999

2000

2001

2002

2003

2006

2007

2008

2009

Năm

- 2000

- 2001

- 2002

- 2003

- 2004

- 2007

- 2008

- 2009

- 2010

Thủy điện

1230

1057

834

843

1116

1084

1367

975

1134

Lúa

2053

1825

1656

1523

1736

1618

1877

1745

1627

Ngô

1239

1209

936

951

1247

1185

1235

1215

1190

Mía

788

720

529

720

720

523

861

720

802

Cà phê

455

376

886

759

1963

1225

2286

2323

1459

Chăn nuôi

1286

1286

1176

1286

1286

1286

1286

1286

1286

Tổng cộng

8919

7556

5587

5699

6992

6454

8589

7168

8325

96

4.2.2 Đánh giá ảnh hưởng của biến thiên dòng chảy đến phân bổ nước theo không

gian

Trung bình nhiều năm, vùng Hạ lƣu sử dụng nhiều nƣớc nhất (35%), tiếp đó là vùng

Nam Bắc An Khê (33%). Vùng Hạ lƣu cũng là khu vực có giá trị kinh tế sử dụng nƣớc

cao. Vùng này có khu tƣới rất lớn, lại nằm ở hạ lƣu các hồ chứa thủy điện lớn (Sông

Ba Hạ và sông Hinh) nên đƣợc hƣởng lợi từ nguồn nƣớc qua thủy điện. Ngoài ra, vùng

Hạ lƣu cũng có nhiều lợi điểm do có hệ thống công trình thủy lợi tƣơng đối đầy đủ, hệ

thống giao thông thuận tiện làm giảm chi phí phát sinh trong nông nghiệp. Năng suất

cây trồng ở khu vực này cũng cao hơn so với nhiều khu vực khác (Niên giám thống kê

các tỉnh 2014). Vùng Nam Bắc An Khê có thủy điện An Khê đƣa một lƣợng nƣớc khá lớn sang sông Côn (bình quân nhiều năm là 162 triệu m3). Ngoài hai vùng nói trên thì

lƣợng nƣớc sử dụng ở các vùng còn lại đều có tỉ lệ sử dụng nƣớc thấp, dao động từ 5%

đến 9%. Với tỉ lệ phân bổ nƣớc nhƣ vậy, có thể nói nguồn nƣớc đƣợc sử dụng có lợi

hơn về mặt kinh tế đối với các vùng Hạ lƣu, Nam Bắc An Khê, và chƣa có lợi nhiều ở

các vùng còn lại bao gồm Thƣợng Ayun, Ayun Pa, Krông Hnăng. Riêng vùng Thƣợng

Đồng Cam tuy lƣợng nƣớc phân bổ ít nhƣng vẫn có lợi nhiều về kinh tế do có hai hồ

thủy điện lớn là Sông Hinh và Sông Ba Hạ (thủy điện không làm tiêu hao nƣớc).

Tỉ lệ phân bổ nƣớc theo vùng trung bình nhiều năm

Nam Bắc An Khê

33%

35%

Thƣợng Ayun

Ayun Pa

Krông Pa

6%

7%

5%

Krông Hnăng

5%

9%

Thƣợng Đồng Cam

Hạ lƣu

Lƣợng nƣớc sử dụng theo vùng (triệu m3)

Thƣợng Ayun

KrôngPa

Krông Hnăng

Hạ lƣu

Nam Bắc An Khê 565.24

97.78

AyunPa 87.66

86.08

159.62

Thƣợng Đồng Cam 112.49

610.56

Hình 4.7 Tỉ lệ phân bổ nƣớc theo vùng trung bình nhiều năm

97

4.2.3 Đánh giá ảnh hưởng của biến thiên dòng chảy đến tỉ lệ phân bổ nước cho

các đối tượng sử dụng nước

Trong số các đối tƣợng dùng nƣớc (có tiêu hao) thì lƣợng nƣớc dành cho trồng trọt vẫn

chiếm tỉ lệ cao nhất (trung bình nhiều năm là 83,7%). Lƣợng nƣớc chuyển sang sông

Côn để phát điện xấp xỉ 9,5% nhu cầu dùng nƣớc trên lƣu vực. Các nhu cầu nƣớc cho

sinh hoạt, công nghiệp, thủy sản và chăn nuôi chỉ chiếm tỉ lệ rất nhỏ. Các đối tƣợng sử

dụng nƣớc (không tiêu hao) bao gồm thủy điện (không chuyển nƣớc) và môi trƣờng

(dòng chảy tối thiểu). Tổng hợp lƣợng nƣớc phân bổ cho từng đối tƣợng dùng nƣớc

đƣợc trình bày trong Bảng 4.6.

Tỉ lệ sử dụng nƣớc theo từng đối tƣợng 3.7% 2.5%

0.6%

9.5%

7.9%

10.8%

16.0%

49.0%

Thủy điện (chuyển nƣớc) Lúa Ngô Mía Cà phê Chăn nuôi CN&DS Thủy sản

Lƣợng nƣớc phân bổ cho các đối tƣợng sử dụng nƣớc (triệu m3)

Đối tƣợng

Thủy điện Lúa Ngô Mía Cà phê Chăn nuôi CN&DS Thủy sản

161.6

835.5

272.3

184.4

134.4

11.0

63.8

42.0

Trung bình nhiều năm

Hình 4.8. Tỉ lệ phân bổ nƣớc cho các đối tƣợng trung bình nhiều năm

Trong các loại cây trồng thì lúa là loại đặc biệt tiêu hao nhiều nƣớc trên lƣu vực sông

Ba (gần 50%). Nếu xét về giá trị kinh tế thì giá trị của lúa là rất thấp, tuy nhiên với

ràng buộc diện tích tối thiểu nên ở các vùng đều vẫn đảm bảo có diện tích trồng lúa. Vì

vậy, lƣợng nƣớc đƣợc phân bổ cho lúa vẫn rất lớn. Để có thể quản lý nƣớc một cách

tiết kiệm và hiệu quả hơn, cần phải có giải pháp quy hoạch giảm diện tích trồng lúa.

Điều này có lẽ không chỉ đúng cho lƣu vực sông Ba mà còn đúng cho nhiều lƣu vực

sông khác trên cả nƣớc.

98

Bảng 4.6 Tổng hợp lƣợng nƣớc phân bổ cho các đối tƣợng sử dụng nƣớc trong nhiều năm

Kịch bản

A1

A2

A3

A4

A5

A6

A7

A8

1978

1979

1980

1981

1983

1984

1986

1988

-1979

-1980

-1981

-1982

-1984

-1985

-1987

-1989

319

83

229

45

44

19

183

Năm Thủy điện*

80

569

990

974

1027

760

607

1020

Lúa

737

143

312

242

362

234

233

335

Ngô

244

98

203

203

203

169

108

208

Mía

170

74

133

189

166

174

177

158

Cà phê

169

11

11

11

11

11

11

11

Chăn nuôi

11

64

64

64

64

64

64

64

CN&DS

64

42

42

42

42

42

42

42

Thủy sản

42

Tổng cộng

Đơn vị: triệu m3

1993

1838

1954

1518

1919

1498

1260

2021

Kịch bản

A9

A10

A11

A12

A13

A14

A15

A16

1990

1991

1992

1993

1995

1996

1997

1989

-1990

-1991

-1992

-1993

-1994

-1996

-1997

-1998

122

183

274

107

294

257

53

Năm Thủy điện*

61

918

743

895

901

983

942

546

Lúa

756

276

267

298

281

280

294

156

Ngô

237

203

127

203

221

203

264

108

Mía

153

60

96

99

198

153

206

35

Cà phê

97

11

11

11

11

11

11

11

Chăn nuôi

11

64

64

64

64

64

64

64

CN&DS

64

42

42

42

42

42

42

42

Thủy sản

42

Tổng cộng

1696

1532

1886

1421

1824

2029

2078

1016

Kịch bản

A17

A18

A19

A20

A21

A22

A23

A24

A25

Năm

1999

2000

2001

2002

2003

2006

2007

2008

2009

-2000

-2001

-2002

-2003

-2004

-2007

-2008

-2009

-2010

212

96

53

301

206

352

138

203

Thủy điện*

123

991

907

765

883

762

916

884

749

Lúa

666

279

314

238

314

277

274

381

290

Ngô

246

218

203

143

203

141

233

203

221

Mía

203

222

134

55

101

86

196

119

217

Cà phê

45

11

11

10

11

11

11

11

11

Chăn nuôi

11

64

64

64

64

64

64

64

64

CN&DS

64

42

42

42

42

42

42

42

42

Thủy sản

42

Tổng cộng

2039

1771

1370

1399

1918

1589

2088

1841

1798

Ghi chú: * Thủy điện chỉ xét lƣợng nƣớc chuyển sang lƣu vực sông Côn.

99

4.3 Đánh giá ảnh hƣởng của các đầu vào kinh tế

Để có thể đề xuất cải tiến thể chế/chính sách ƣu đãi kinh tế, tiếp tục làm rõ hơn tác

động của các đầu vào kinh tế đối với bài toán phân bổ nƣớc trên LVS Ba, nghiên cứu

lựa chọn một số năm đại biểu cho nhóm năm nhiều nƣớc, nhóm năm nƣớc trung bình

và nhóm năm ít nƣớc lần lƣợt là 1980-1981, 1984-1985 và 2003-2004.

4.3.1 Xem xét thay đổi giá bán nông sản

Giá trị kinh tế nƣớc từ sản xuất nông nghiệp luôn đƣợc coi là thấp hơn so với các

ngành sản xuất khác. Để có thể gia tăng giá trị sử dụng nƣớc cho nông nghiệp, có thể

sử dụng các biện pháp nâng cao chất lƣợng sản phẩm, làm tăng giá bán nông sản. Các

nhà quản lý cũng có thể sử dụng các chính sách trợ giá giúp cho ngƣời nông dân tiêu

thụ sản phẩm. Liên quan đến những yếu tố này, nhóm kịch bản B1 đƣợc thiết lập với

giả thiết tăng giá bán nông sản (lúa, ngô, mía, cà phê) lên 20%. Nhƣ vậy sẽ có 3 kịch

bản B1a, B1b và B1c tƣơng ứng với 3 năm đại biểu đã lựa chọn. Kết quả tính toán cho

thấy tổng lợi nhuận thuần ở các kịch bản đều tăng trên mức 20% nhƣng không nhiều

(Bảng 4.7). Cụ thể, năm nhiều nƣớc 1980-1981 có lợi nhuận thuần tăng nhiều nhất

(25,6%), năm ít nƣớc 2003-2004 có lợi nhuận thuần tăng ít nhất (24,2%) so với kịch

bản ban đầu khi chƣa xét tăng giá nông sản. Mức độ gia tăng chủ yếu là do lợi nhuận

thuần từ trồng trọt tăng lên, trong khi lợi nhuận thuần từ chăn nuôi và thủy điện hầu

nhƣ không thay đổi. Điều này cho thấy giá bán nông sản tăng đƣơng nhiên là mang lại

lợi nhuận cho ngƣời nông dân nhƣng lại hầu nhƣ không có tác động gì đến tình trạng

phân bổ nƣớc. Nói cách khác, với mức tăng giá nông sản 20% cũng chƣa thể đƣa giá trị sử dụng 1m3 nƣớc trong nông nghiệp sánh ngang với các đối tƣợng sử dụng nƣớc

khác.

4.3.2 Xem xét thay đổi chi phí sản xuất điện

Song song với biện pháp trợ giá trong nông nghiệp, các nhà quản lý cũng có thể áp

dụng chính sách tăng thuế sử dụng nƣớc cho các ngành công nghiệp hoặc thủy điện.

Luận án không đề xuất chính sách cụ thể nào, tuy nhiên nhóm kịch bản B2 (bao gồm

100

B2a, B2b, B2c) xem xét tăng chi phí sản xuất điện lên 20%. Khi đó, tổng lợi nhuận

thuần của các kịch bản cũng thay đổi và đƣợc tổng kết trong Bảng 4.8.

Bảng 4.7. Tổng lợi ích thuần trƣớc và sau khi tăng giá bán nông sản 20%

Đơn vị: tỉ đồng

B1a

So với A3

B1b

So với A6

B1c

So với A21

Kịch bản

1980-1981

1984-1985

2003-2004

Năm

1206

Thủy điện

-9

5

900

1112

-4

2690

Lúa

656

534

2196

2304

568

1565

Ngô

495

371

1294

1744

497

1018

Mía

298

252

866

1018

298

2731

Cà phê

698

651

2463

1222

336

1286

Chăn nuôi

0

0

1286

1286

0

10496

9005

2136 +25,6

1813 +25,2

8686

1694 +24,2

Tổng Thay đổi (%)

Bảng 4.8. Tổng lợi nhuận thuần sau khi tăng chi phí sản xuất điện

Đơn vị: tỉ đồng

So với A3

B2b

So với A6

B2c

So với A21

B2a

Kịch bản

1980-1981

1984-1985

2003-2004

Năm

-57

-41

-53

1158

854

1063

Thủy điện

2034

0

1662

0

1736

0

Lúa

1070

0

923

0

1247

0

Ngô

720

0

614

0

720

0

Mía

2033

0

1812

0

886

0

Cà phê

1286

0

1286

0

1286

0

Chăn nuôi

8303

7151

-57

-41

6939

-0,68

-0,57

-53 -0,76

Tổng Thay đổi (%)

Qua kết quả tính toán, có thể thấy khi tăng chi phí sản xuất điện thì tổng lợi nhuận sẽ

giảm, mức giảm này chỉ xuất hiện trong ngành thủy điện. Mức tăng chi phí sản xuất

lớn (20%) trong khi mức giảm lợi nhuận thuần thấp (khoảng 5%). Điều này cho thấy

101

tốc độ tăng lợi ích thủy điện theo lƣợng nƣớc sử dụng là rất lớn. Nói cách khác, việc

sử dụng nƣớc cho thủy điện là rất có lợi về kinh tế. Ƣu điểm của thủy điện là không bị

mất nƣớc, vì vậy lƣợng nƣớc sau khi phát điện vẫn có thể tái sử dụng cho tƣới ở các

khu vực hạ lƣu. Chính vì vậy, lợi nhuận thuần từ nông nghiệp không bị ảnh hƣởng, do

bài toán đã xem xét hàm mục tiêu tối đa hóa lợi nhuận nông nghiệp.

4.3.3 Xem xét thay đổi năng suất cây trồng

Theo hiện trạng thì năng suất cây trồng ở các vùng khai thác sử dụng nƣớc là rất khác

nhau, điều này cũng ảnh hƣởng đến tỉ lệ phân bổ nƣớc tối ƣu theo không gian và thời

gian. Nhóm kịch bản B3 nghiên cứu trƣờng hợp năng suất cây trồng tại các vùng là

nhƣ nhau và đều đạt mức lớn nhất (tham khảo từ Niên giám thống kê các tỉnh năm

2014). Tƣơng tự nhƣ các nội dung trên, các kịch bản tƣơng ứng với ba năm đại biểu

lần lƣợt là B3a, B3b và B3c. Kết quả tính toán lợi nhuận thuần từ các đối tƣợng sử

dụng nƣớc đƣợc tổng hợp trong Bảng 4.9.

Bảng 4.9. Tổng lợi nhuận thuần sau khi tăng năng suất cây trồng

Đơn vị: tỉ đồng

Kịch bản

So với A3

B3b

So với A6

B3c

So với A21

B3a

Năm

1980-1981

1984-1985

2003-2004

Thủy điện

1201

-14

891

-4

1110

-6

Lúa

2713

679

2275

613

2097

361

Ngô

1988

918

1752

829

2089

842

Mía

641

-79

418

-196

720

0

Cà phê

2128

95

1906

94

1014

128

Chăn nuôi

1286

0

1286

0

1286

0

9957

8528

1597 +19,1

1336 +18,6

8316

1324 +18,9

Tổng Thay đổi (%)

Từ kết quả này cho thấy lợi nhuận thuần từ thủy điện và chăn nuôi hầu nhƣ không thay

đổi. Lợi nhuận thuần từ trồng trọt thay đổi khá nhiều, lúa và ngô tăng nhiều trong khi

mía và cà phê ít thay đổi hơn. Tổng lợi nhuận thuần ở các kịch bản đều tăng trên 10%.

Xét cụ thể cho năm nhiều nƣớc 1980-1981, nếu năng suất cây trồng ở các vùng đều

102

nhƣ nhau thì sẽ có sự phân bổ lại nƣớc. Ví dụ vùng Krông Hnăng giảm diện tích trồng

mía, tăng diện tích trồng lúa mùa. Còn vùng Thƣợng Đồng Cam ngƣợc lại giảm diện

tích trồng lúa mùa, tăng diện tích trồng ngô. Vùng Krông Pa thì không phải giảm diện

tích trồng các loại cây khác mà vẫn có thể tăng diện tích trồng ngô hai vụ lên mức tối

đa (4000ha).

4.4 Đánh giá ảnh hƣởng của một số yếu tố khác

Để hỗ trợ cho các nhà hoạch định chính sách trong công tác lập chiến lƣợc khai thác

sử dụng nƣớc, luận án nghiên cứu một số các kịch bản xem xét thay đổi các yếu tố về

kỹ thuật, môi trƣờng và xã hội.

4.4.1 Xem xét thay đổi hiệu suất tưới

Nhóm kịch bản C1 đƣợc xây dựng trên cơ sở tăng hiệu suất tƣới (giảm tổn thất) từ

70% lên 80%. Hiệu suất tƣới có thể đạt đƣợc từ biện pháp công trình hoặc biện pháp

quản lý. Với sự quan tâm của chính phủ và sự tiến bộ của khoa học công nghệ, đây là

kịch bản hoàn toàn có tính khả thi trong tƣơng lai gần. Khi đó, lƣợng nƣớc đƣợc tận

dụng hơn và hiệu quả kinh tế từ các đối tƣợng sử dụng nƣớc sẽ đƣợc nâng lên.

Bảng 4.10. Tổng lợi ích thuần sau khi tăng hiệu suất tƣới

Đơn vị: tỉ đồng

C1a

C1b

C1c

Thay đổi so với A3

Thay đổi so với A6

Kịch bản

Thay đổi so với A21

1980-1981

1984-1985

2003-2004

Năm

1165

-50

1189

294

1066

-50

Thủy điện

2148

114

1705

43

1767

31

Lúa

1250

180

971

48

1275

28

Ngô

750

30

740

126

744

24

Mía

2188

155

2062

250

1009

123

Cà phê

1286

0

1286

0

1286

0

Chăn nuôi

8788

428

7954

762

154

+5,1

+10,6

7146

+2,2

Tổng Chênh lệch (%)

103

Hiệu suất tƣới tăng làm lợi nhuận trong trồng trọt tăng, dẫn đến mức tăng chung trong

giá trị tổng lợi nhuận thuần trên toàn lƣu vực (Bảng 4.10).

4.4.2 Xem xét thay đổi yêu cầu dùng nước trong tương lai

Cùng với sự phát triển kinh tế xã hội, nhu cầu sử dụng nƣớc cho các đối tƣợng công

nghiệp và dân sinh ngày càng gia tăng. Nhóm kịch bản C2 xem xét thay đổi nhu cầu

dùng nƣớc cho sinh hoạt và công nghiệp tăng 100%. Trong mô hình thủy văn - kinh tế

lƣu vực sông Ba, các nhu cầu nƣớc này đƣợc coi là bắt buộc. Bởi vậy khi nhu cầu

nƣớc cho sinh hoạt và công nghiệp tăng lên thì sẽ có thể ảnh hƣởng đến lƣợng nƣớc

còn lại để sử dụng cho các đối tƣợng khác. Các kịch bản tính toán cho thấy lợi nhuận

thuần giảm ít, từ 2,29 đến 2,97% (Bảng 4.11). Riêng kịch bản C2b (ứng với năm nƣớc

trung bình 1984-1985), tổng lợi nhuận lại tăng do đƣợc hƣởng lợi từ việc tăng lƣợng

nƣớc sử dụng cho thủy điện.

Bảng 4.11. Tổng lợi ích thuần khi thay đổi nhu cầu dùng nƣớc cho sinh hoạt và công nghiệp

Đơn vị: tỉ đồng

Kịch bản

Thay đổi so với A3

Thay đổi so với A21

Thay đổi so với A6

C2a

C2b

C2c

1980-1981

1984-1985

2003-2004

Năm

1058

-157

1243

348

1044

-72

Thủy điện

2013

-21

1653

-9

1715

-21

Lúa

1066

-4

923

0

1242

-5

Ngô

720

0

577

-37

720

0

Mía

1970

-63

1743

-69

824

-62

Cà phê

1286

0

1286

0

1286

0

Chăn nuôi

8112

-248

7424

232

6832

-160

Tổng

-2,97

+3,23

-2,29

Thay đổi (%)

4.4.3 Xem xét thay đổi cơ cấu cây trồng

Ở mỗi vùng đều có tình trạng thiếu nƣớc xảy ra cho một vài loại cây trồng cụ thể. Bởi

vậy, việc thay đổi cơ cấu cây trồng cho phù hợp với điều kiện nguồn nƣớc tại từng

104

vùng là vô cùng cần thiết. Luận án đề xuất việc thay đổi cơ cấu theo nhóm cây lƣơng

thực và nhóm cây công nghiệp. Trong đó cây lƣơng thực bao gồm lúa và ngô, cây

công nghiệp bao gồm mía và cà phê. Ngoài ra, việc chuyển đổi cơ cấu cây trồng cũng

đƣợc xem xét theo vụ (đông xuân hoặc mùa).

Trong các loại cây trồng thì lúa đông xuân yêu cầu lƣợng nƣớc tƣới nhiều nhất, dễ

mâu thuẫn với các đối tƣợng sử dụng nƣớc khác. Bởi vậy, trong hầu hết các phƣơng án

diện tích tƣới tối ƣu lúa đông xuân ở các vùng Thƣợng Ayun, Ayun Pa và Krông

Hnăng đều rất thấp, thậm chí bằng không cho dù đó là năm nhiều nƣớc hay ít nƣớc

(Bảng PL. 8). Điều này xảy ra tƣơng tự với cây ngô vụ đông xuân ở các vùng Ayun

Pa, Krông pa, Krông Hnăng và Thƣợng Đồng cam (Bảng PL. 10).

Đối với cây vụ mùa có thời gian sinh trƣởng ngắn hơn, lƣợng nƣớc sử dụng ít hơn, tuy

vậy vẫn có sự thiếu hụt lƣợng nƣớc rất nhiều đối với các vùng Ayunpa, Krông Hnăng

và Thƣợng Đồng cam (lúa vụ mùa), Krông Pa và Thƣợng Đồng cam (ngô vụ mùa)

(Bảng PL. 9). Kết hợp các phân tích trên, luận án đề xuất phƣơng án chuyển đổi

2000ha diện tích trồng lúa ở các vùng Thƣợng Ayun, AyunPa và Krông Hnăng sang

trồng ngô.

Cây cà phê và cây mía đều có giá trị kinh tế cao. Tuy nhiên, do các vùng đều có quá

nhiều ràng buộc về điều kiện tự nhiên, môi trƣờng và xã hội, nên diện tích tƣới tối ƣu

trong các kịch bản tính toán hầu hết đều chƣa đạt đến mức mong muốn. Ví dụ, trung

bình nhiều năm diện tích tƣới cà phê tối ƣu ở vùng Thƣợng Ayun là 67% và ở vùng

Krông Hnăng là 69%; diện tích trồng mía tối ƣu ở vùng Thƣợng Đồng cam là 72%.

Một số vùng còn có diện tích tƣới tối ƣu thấp hơn nữa, bao gồm vùng Ayunpa (cà phê

và mía); vùng Krông Hnăng (mía). Với đặc điểm nhƣ vậy, việc chuyển đổi cơ cấu cây

trồng nếu có chỉ nên thực hiện cho vùng Thƣợng Đồng cam (chuyển 2000ha trồng mía

sang trồng cà phê). Các vùng còn lại biện pháp chuyển đổi cơ cấu cây trồng đều khó

khả thi.

Kết quả tính toán tổng lợi nhuận thuần trên toàn lƣu vực cho các kịch bản sau khi xem

xét thay đổi cơ cấu cây trồng đƣợc trình bày trong Bảng 4.12. Có thể thấy việc thay

đổi cơ cấu cây trồng ít có tác động đến tổng lợi nhuận trên toàn lƣu vực. Ngoại trừ

105

kịch bản C3b có sự gia tăng nhẹ về tổng lợi nhuận, các kịch bản còn lại đều có mức lợi

nhuận giảm đi không đáng kể.

Bảng 4.12. Tổng lợi ích thuần khi thay đổi cơ cấu cây trồng

Đơn vị: tỉ đồng

Kịch bản

Thay đổi so với A21

Thay đổi so với A6

C3a

C3b

C3c

Thay đổi so với A3

1980-1981

1984-1985

2003-2004

Năm

1061

1049

154

935

-181

Thủy điện

-154

2037

1662

0

1731

-5

Lúa

3

1107

935

12

1326

79

Ngô

37

644

561

-53

644

-76

Mía

-76

2180

1958

146

1023

137

Cà phê

147

1286

1286

0

1286

0

Chăn nuôi

0

8314

7451

259

6945

-47

Tổng

-46

-0,56

+3,60

-0,67

Thay đổi (%)

4.5 Nghiên cứu phƣơng án phân bổ nƣớc hợp lý khi xảy ra hạn hán

Trong số các kịch bản đã nghiên cứu thì nhiệm vụ phát điện mức tối thiểu theo công

suất đảm bảo đƣợc xem là ràng buộc trong mô hình thủy văn - kinh tế lƣu vực sông

Ba. Tuy nhiên, khi dòng chảy đến lƣu vực quá ít (năm hạn hán), sẽ dẫn đến tình trạng

mô hình không có nghiệm khả thi. Điều này xảy ra là do mâu thuẫn giữa việc đảm bảo

các yêu cầu ràng buộc cố định (ví dụ yêu cầu dòng chảy tối thiểu, yêu cầu diện tích

trồng cây lƣơng thực tối thiểu và yêu cầu về công suất phát điện tối thiểu) và nguồn

nƣớc có sẵn. Trong trƣờng hợp này, việc xem xét điều chỉnh các ràng buộc là cần thiết

và hợp lý.

Luận án lựa chọn năm 1982-1983 là năm kiệt nhất trong chuỗi số liệu tính toán dòng

chảy lƣu vực sông Ba. Tổng lƣợng dòng chảy năm trên toàn lƣu vực khoảng 4679 triệu m3, tƣơng ứng với tần suất 97%. Các kịch bản tính toán cho năm 1982-1983 bao gồm:

106

Kịch bản D1: giữ nguyên các yêu cầu ràng buộc khác nhƣ KBCS nhƣng giảm yêu cầu

về công suất phát tối thiểu (thay cho công suất bảo đảm) của các nhà máy. Cụ thể:

công suất phát tối thiểu ở các nhà máy thủy điện lần lƣợt là Kanak (1,45MW), An Khê

(15,15MW), Krông Hnăng (6,05MW), Sông Hinh (11,45MW), sông Ba Hạ

(16,65MW).

Kịch bản D2: tƣơng tự kịch bản D1, công suất phát tối thiểu các nhà máy thủy điện lần

lƣợt là Kanak (1,16MW), An Khê (12,12MW), Krông Hnăng (4,84MW), Sông Hinh

(9,16MW), sông Ba Hạ (13,32MW).

Kịch bản D3: tƣơng tự kịch bản D1 và D2, công suất phát tối thiểu các nhà máy thủy

điện lần lƣợt là Kanak (0,87MW), An Khê (9,09MW), Krông Hnăng (3,63MW), Sông

Hinh (6,87MW), sông Ba Hạ (9,99MW).

Tổng lợi nhuận thuần các kịch bản D1, D2, và D3 đƣợc trình bày trong Bảng 4.13.

Qua đó có thể thấy khi xảy ra hạn hán, nếu giảm một phần nhu cầu điện đi thì có thể

đáp ứng đƣợc diện tích tƣới tối thiểu ở các vùng cũng nhƣ các yêu cầu về nƣớc khác.

Bảng 4.13. Tổng lợi nhuận thuần khi thay đổi công suất đảm bảo các nhà máy

D1

D2

D3

0.5

0.4

0.3

Đơn vị: tỉ đồng

1982-1983

Năm

586

492

424

Thủy điện

1386

1433

1641

Lúa

817

1081

1051

Ngô

654

720

720

Mía

200

346

568

Cà phê

1286

1286

1286

Chăn nuôi

Kịch bản Nmin/Nbđ

4928

5358

5690

Tổng

107

4.6 Tổng hợp kết quả tính toán và đề xuất một số biện pháp quản lý lƣu vực

sông Ba

Dựa vào một số kết quả ban đầu của mô hình thủy văn - kinh tế LVS Ba, luận án đƣa

ra một số nhận xét nhƣ sau:

- Tổng lợi nhuận thuần từ các ngành sử dụng nƣớc trên lƣu vực sông Ba có quan hệ

chặt chẽ với tổng lƣợng dòng chảy sinh ra trên lƣu vực. Mối quan hệ tƣơng quan

giữa tổng lợi nhuận thuần và tổng lƣợng dòng chảy có dạng phi tuyến, với độ dốc

của đƣờng quan hệ giảm dần khi tổng lƣợng dòng chảy tăng dần.

- Việc tăng giá bán nông sản hay tăng chi phí sản xuất điện chỉ có tác động đến tổng

lợi nhuận thuần mà không có tác động hoặc tác động không đáng kể đến việc phân

bổ nƣớc trên lƣu vực.

- Năng suất cây trồng hiện nay trên lƣu vực sông Ba là rất không đều nhau giữa các

vùng. Trong trƣờng hợp năng suất cây trồng thay đổi theo hƣớng tích cực (tăng lên

và đều nhau theo không gian) thì sẽ có tác động rất lớn đến việc phân bổ nƣớc trên

lƣu vực.

- Hiệu suất tƣới có ảnh hƣởng rõ rệt đến diện tích tƣới tối ƣu cho mỗi loại cây trồng

và ảnh hƣởng không đáng kể đến sản lƣợng điện ở các nhà máy.

- Kể cả trong trƣờng hợp đô thị hóa phát triển mạnh với nhu cầu nƣớc dành cho sinh

hoạt và công nghiệp tăng nhanh thì cũng rất ít ảnh hƣởng đến các nhu cầu sử dụng

nƣớc trong thủy điện và nông nghiệp.

- Biện pháp thay đổi cơ cấu cây trồng chƣa có tác động đáng kể đến mục đích gia

tăng lợi nhuận thuần từ việc sử dụng nƣớc. Các vùng bị thiếu nƣớc trầm trọng nằm

ở khu vực trung lƣu (Ayun Pa, Krông Pa, Krông Hnăng) của lƣu vực sông Ba. Vì

việc thiếu nƣớc xuất hiện cho hầu hết các loại cây trồng trong cùng một vụ, nên việc

chuyển đổi cơ cấu cây trồng khó cải thiện đƣợc tình hình thiếu nƣớc.

Với kết quả bƣớc đầu nhƣ đã trình bày, luận án đề xuất một số biện pháp quản lý lƣu

vực sông Ba nhƣ sau:

108

- Phân bổ lại nguồn nƣớc theo vùng. Trên lƣu vực sông Ba có những vùng có giá trị

kinh tế trong KTSDN cao hơn những vùng còn lại. Vì thế, để mang lại lợi ích nhiều

cho toàn lƣu vực thì nên có sự điều chỉnh phân bổ nguồn nƣớc giữa các vùng. Theo kết

quả nghiên cứu thì các vùng Nam Bắc An Khê, Hạ lƣu và Thƣợng Đồng Cam thƣờng

xuyên đƣợc đáp ứng đủ yêu cầu về nƣớc. Ngƣợc lại, các vùng Ayun Pa, Krông Pa và

Krông Hnăng luôn rơi vào tình trạng căng thẳng nƣớc tƣới. Để nâng cao hiệu quả khai

thác, sử dụng nƣớc thì nên mở rộng diện tích tƣới cho các vùng nhiều nƣớc (Nam Bắc

An Khê, Hạ lƣu, Thƣợng Đồng Cam) thông qua việc ƣu tiên đầu tƣ đầu tƣ xây dựng

các công trình thủy lợi ở những vùng này. Đồng thời, nên giảm diện tích tƣới các vùng

ít nƣớc (Ayun Pa, Krông Pa, Krông Hnăng) thông qua các biện pháp chuyển đổi cơ

cấu kinh tế hoặc phổ biến và nâng cao ý thức sử dụng nƣớc cho ngƣời dân.

- Chuyển đổi cơ cấu cây trồng. Với điều kiện dòng chảy trong những năm gần đây

ngày càng trở nên cạn kiệt, đặc biệt là trong bối cảnh biến đổi khí hậu, thì việc sử dụng

nƣớc cho những đối tƣợng cây trồng có mức tƣới cao mà lợi ích kinh tế thấp (ví dụ lúa

đông xuân) là không phù hợp. Tất nhiên, việc chuyển đổi cơ cấu cây trồng cũng phải

xem xét theo từng vùng do ảnh hƣởng của các yếu tố điều kiện tự nhiên, địa hình và

các công trình thủy lợi. Với kết quả tính toán từ mô hình thủy văn – kinh tế thì việc

chuyển đổi cơ cấu cây trồng ở các khu vực trung lƣu nhƣ Ayun Pa, Krông Pa và Krông

Hnăng là chƣa hiệu quả. Đối với những vùng này thì không chỉ đơn giản là chuyển đổi

cơ cấu cây trồng mà còn tiến tới giảm số lƣợng vụ trồng trong năm nhằm tiết kiệm

nƣớc.

- Chính sách kinh tế phù hợp. Để chia sẻ gánh nặng về ổn định xã hội, các nhà quản

lý có thể đƣa ra các chính sách về thuế cho các đối tƣợng sử dụng nƣớc có giá trị kinh

tế cao nhƣ công nghiệp, thủy điện… Nguồn thuế thu đƣợc có thể sử dụng để hỗ trợ

ngƣời nông dân thông qua chính sách trợ giá (giảm chi phí đầu vào sản xuất và tăng

giá bán nông sản). Mặc dù các chính sách này không tác động nhiều đến tình hình

phân bổ nguồn nƣớc trên lƣu vực sông Ba, tuy nhiên có thể trở thành công cụ giúp

ngƣời dân yên tâm sản xuất, góp phần tạo sự ổn định và công bằng xã hội.

- Chính sách quản lý phù hợp khi xảy ra hạn hán. Trong trƣờng hợp có thể dự báo

đƣợc khả năng xảy ra hạn hán, các nhà quản lý cần có sự thống nhất giữa các ngành,

109

các địa phƣơng trên cơ sở lợi ích chung của toàn lƣu vực. Các biện pháp cụ thể về kỹ

thuật có thể bao gồm giảm diện tích trồng trọt, giảm nhiệm vụ phát điện của các nhà

máy, vận hành hệ thống hồ chứa một cách đồng bộ và hiệu quả…

4.7 Kết luận chƣơng 4

Mô hình tổng hợp thủy văn - kinh tế là một mô hình có tính linh hoạt khi có thể phân

tích các kịch bản về dòng chảy khác nhau, các kịch bản có dữ liệu đầu vào kinh tế

khác nhau hay các kịch bản có xem xét các yếu tố ràng buộc về môi trƣờng và xã hội.

Kết quả của mô hình khá đa dạng, không chỉ cho biết lợi ích kinh tế tối ƣu thu đƣợc từ

các đối tƣợng sử dụng mà còn cho biết lƣợng nƣớc phân bổ cho từng vùng, diện tích

đƣợc tƣới cho từng đối tƣợng cây trồng hay công suất phát điện của mỗi nhà máy. Bởi

vậy ngƣời sử dụng hoàn toàn có thể dựa theo các thông tin này để đánh giá, phân tích

ƣu nhƣợc điểm của mỗi loại kịch bản hay tổng hợp theo hƣớng phân tích mong muốn.

Với tổng cộng 48 kịch bản, luận án đã cố gắng ứng dụng mô hình thủy văn – kinh tế

trong các điều kiện khác nhau về tự nhiên, kinh tế, xã hội và môi trƣờng. Từ các kết

quả ban đầu, một số nhận định về tình hình phân bổ nƣớc trên lƣu vực sông Ba đã

đƣợc nêu ra. Đồng thời, các biện pháp kể cả quản lý và kỹ thuật cũng đƣợc đề xuất để

nhằm hƣớng tới sự phát triển tài nguyên nƣớc trên lƣu vực sông Ba vừa có lợi về kinh

tế, vừa ổn định về xã hội và mang tính bền vững.

110

KẾT LUẬN

Quản lý tài nguyên nƣớc trên cơ sở lƣu vực sông luôn là thách thức trong bối cảnh

phức tạp về điều kiện hành chính, thay đổi trong điều kiện tự nhiên cũng nhƣ sự chồng

chéo trong cơ chế quản lý khai thác các công trình thủy lợi, thủy điện. Lƣu vực sông

Ba là lƣu vực sông còn tồn tại khá nhiều vấn đề trong khai thác sử dụng tài nguyên

nƣớc, nổi cộm lên là mâu thuẫn phát sinh do việc chuyển nƣớc từ lƣu vực sông Ba

sang lƣu vực sông Côn và các vấn đề môi trƣờng ở hạ lƣu. Một trong những nguyên

nhân là những bất cập trong các quy hoạch liên quan đến tài nguyên nƣớc từ trƣớc đến

nay trên lƣu vực sông Ba. Để thấy rõ hơn về vai trò của quy hoạch tài nguyên nƣớc,

luận án đã tổng hợp mối quan hệ giữa quản lý tổng hợp tài nguyên nƣớc và quản lý

tổng hợp lƣu vực sông, vị trí của quy hoạch tài nguyên nƣớc trong khung thể chế quản

lý tổng hợp lƣu vực sông. Từ đó, rút ra đƣợc sự cần thiết phải xem xét lại quy hoạch

tài nguyên nƣớc hiện nay trên lƣu vực sông Ba, sao cho phù hợp với xu hƣớng hiện

nay trong quản lý tổng hợp tài nguyên nƣớc.

Để đề xuất phƣơng án quy hoạch tài nguyên nƣớc, các nhà quy hoạch luôn cần đến sự

trợ giúp của công cụ mô hình toán. Mô hình thủy văn - kinh tế khác với các mô hình

thủy văn truyền thống do có xét đến giá trị kinh tế của nƣớc. Việc coi nƣớc là loại

hàng hóa có giá trị kinh tế đã đƣợc đề cập đến trong các nguyên tắc quản lý tổng hợp

tài nguyên nƣớc Dublin. Đã có nhiều nghiên cứu cho thấy giá trị kinh tế của nƣớc thay

đổi theo đối tƣợng, thời điểm và vị trí khai thác, sử dụng nƣớc. Công cụ mô hình thủy

văn – kinh tế vừa xem xét mối quan hệ cân bằng nƣớc trên hệ thống theo quan điểm

thủy văn, vừa xem xét hiệu ích sử dụng nƣớc theo quan điểm kinh tế. Vì vậy, mô hình

thủy văn – kinh tế chính là sự lựa chọn rất phù hợp với xu hƣớng quản lý tổng hợp tài

nguyên nƣớc hiện nay. Có hai phƣơng pháp tiếp cận mô hình thủy văn – kinh tế là

phƣơng pháp mô phỏng và phƣơng pháp tối ƣu. Trong đó, phƣơng pháp mô phỏng đã

đƣợc nghiên cứu áp dụng nhiều ở Việt Nam và trên lƣu vực sông Ba, phần lớn tập

trung vào thành phần thủy văn. Luận án muốn đề cập nhiều hơn đến thành phần kinh

tế, ở đó có thể mô tả các hàm xác định giá trị kinh tế của nƣớc nên đi theo hƣớng tối

ƣu hóa.

111

Trên cơ sở đặc điểm tự nhiên, kinh tế, xã hội và tình hình khai thác, sử dụng nƣớc trên

lƣu vực sông Ba, luận án đã thiết lập bài toán phân bổ nƣớc tối ƣu cho lƣu vực sông

Ba. Các thông tin của bài toán bao gồm hàm mục tiêu, biến quyết định, các phƣơng

trình và bất phƣơng trình ràng buộc đã đƣợc mô tả trong luận án một cách đầy đủ.

Ngoài ra, do lƣu vực sông Ba có một số đặc điểm riêng về nguồn nƣớc (hồ An Khê

chuyển một phần nƣớc sang sông Côn, hồ sông Ba Hạ nằm ở dòng chính khu vực hạ

lƣu) và nhu cầu sử dụng nƣớc (nông nghiệp chiếm trên 90% tổng lƣợng nƣớc khai

thác), nên luận án đã đề xuất hai phƣơng án hàm mục tiêu rút gọn. Thông qua sự điều

chỉnh hàm mục tiêu, số lƣợng biến quyết định cũng thay đổi theo và dẫn đến kích

thƣớc bài toán thay đổi. Một bài toán tối ƣu phi tuyến có kích thƣớc lớn thƣờng đƣợc

giải bằng các công cụ mạnh, mà trong luận án đã lựa chọn hệ thống GAMS. Việc thiết

lập bài toán trong hệ thống GAMS tuy đòi hỏi phần xây dựng ban đầu phức tạp nhƣng

lại dễ điều chỉnh khi muốn ứng dụng mô hình đánh giá một tác động nào đó. Hệ thống

kịch bản gồm bốn nhóm A, B, C, D đƣợc thiết lập để giúp cho ngƣời sử dụng hiểu rõ

hơn về hiện trạng cũng nhƣ phản ứng của việc phân bổ nƣớc trên lƣu vực sông Ba khi

các đầu vào thay đổi. Từ kết quả tính toán, luận án đã đƣa ra những nhận định về mức

độ gia tăng hiệu quả khai thác, sử dụng nƣớc thông qua các chính sách quản lý nƣớc

dự kiến. Một số biện pháp quản lý nƣớc cụ thể đã đƣợc đề xuất, bao gồm thay đổi cơ

cấu cây trồng, ƣu tiên đầu tƣ xây dựng công trình thủy lợi, thủy điện ở các vùng

thƣợng lƣu, hỗ trợ ngƣời nông dân nâng cao năng suất cây trồng hoặc hạn chế nhiệm

vụ phát điện của một số hồ chứa lớn trên hệ thống để có thể đảm bảo cấp đủ nƣớc cho

diện tích cây lƣơng thực tối thiểu và duy trì dòng chảy môi trƣờng khi xảy ra hạn hán.

Đây mới chỉ là kết quả ban đầu từ việc ứng dụng mô hình và cho thấy mô hình hoàn

toàn có khả năng để đánh giá chi tiết hơn tùy theo mong muốn của các nhà quản lý và

hoạch định chính sách.

Với những nội dung đã thực hiện, luận án có một số đóng góp mới nhƣ sau:

 Nghiên cứu ứng dụng mô hình tối ƣu trong phân tích đánh giá, phân bổ nguồn

nƣớc trong lƣu vực sông và có bổ sung, điều chỉnh phù hợp cho LVS Ba.

 Lƣợng hóa đƣợc quan hệ tƣơng quan giữa thủy văn và kinh tế cho lƣu vực sông

Ba trong mối ràng buộc về tự nhiên, kết cấu hạ tầng, môi trƣờng và xã hội.

112

 Đánh giá hiệu ích kinh tế của một số chính sách dự kiến trong quy hoạch và

quản lý tài nguyên nƣớc, từ đó đề xuất các biện pháp tăng cƣờng hiệu quả trong

khai thác sử dụng nƣớc trên lƣu vực sông Ba.

Hƣớng phát triển của luận án

Mô hình tổng hợp thủy văn - kinh tế cho lƣu vực sông Ba đƣợc xây dựng với mục đích

trở thành một công cụ có tính linh hoạt cao. Ngay khi có sự điều chỉnh chi tiết hóa về

hệ thống lƣu vực sông hay cập nhật các dữ liệu thủy văn, kinh tế, thì mô hình có thể

cung cấp những kết quả tƣơng xứng. Tuy nhiên, trong khuôn khổ của một luận án tiến

sĩ, các kết quả của mô hình vẫn chỉ dừng ở mức độ tham khảo. Mặc dù luận án đã cố

gắng bám sát thực tiễn khai thác, sử dụng nƣớc cũng nhƣ các chính sách kinh tế quản

lý lƣu vực sông, tuy nhiên các số liệu cũng chƣa thực sự chi tiết hóa, đặc biệt là các số

liệu về kinh tế.

Mô hình còn có một số đặc điểm hạn chế của một mô hình tối ƣu nhƣ nhiều quan hệ

vật lý trong mô hình đƣợc giản lƣợc hóa bằng các hàm số đơn giản, thời đoạn tính toán

cho mô hình là một năm với bƣớc thời gian một tháng. Điều này làm hạn chế khả năng

của mô hình trong việc đánh giá các mâu thuẫn xảy ra trong thời đoạn ngắn nhƣ giữa

thủy điện và tƣới, giữa thƣợng lƣu và hạ lƣu.

Để mô hình hoàn thiện hơn, nghiên cứu tiếp theo có thể phát triển một số yếu tố còn

hạn chế nhƣ đã nêu ở trên. Trong đó, tập trung vào việc nghiên cứu mở rộng các đối

tƣợng sử dụng nƣớc, chi tiết hóa sơ đồ hệ thống lƣu vực và chia nhỏ thời đoạn tính

toán hơn.

113

DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ

1. Nguyễn Thị Thu Nga, Hà Văn Khối. “Nghiên cứu ảnh hƣởng của sự biến thiên dòng chảy đến tỉ lệ phân bổ nguồn nƣớc lƣu vực sông Ba”. Tạp chí KHKT Thủy lợi và Môi trƣờng – số 52 (3/2016). 2. Nguyễn Thị Thu Nga. “Ứng dụng mô hình HEC-RESSIM tính toán điều tiết hệ thống hồ chứa trên lƣu vực sông Ba”. Tuyển tập Hội nghị Khoa học thƣờng niên năm 2015 Trƣờng ĐHTL. 3. Nguyễn Thị Thu Nga, Hoàng Thanh Tùng, Kiều Trung Hiếu. “Nghiên cứu xây dựng mô hình thủy văn - kinh tế lƣu vực sông Ba trên cơ sở ngôn ngữ GAMS”. Tạp chí KHKT Thủy lợi và Môi trƣờng – số 49 (6/2015). 4. Hoàng Thanh Tùng, Nguyễn Thị Minh Tâm, Nguyễn Thị Thu Nga. “Nghiên cứu phân bổ nguồn nƣớc trên lƣu vực sông Ba”. Tạp chí KHKT Thủy lợi và Môi trƣờng – số 48 (3/2015). 5. Vũ Thanh Tú, Nguyễn Thị Thu Nga, Trần Ngọc Huân. “Xây dựng mô hình RAM-V và ứng dụng thử nghiệm tính toán hiệu quả kinh tế việc phân bổ nguồn nƣớc lƣu vực sông Sê San”. Tuyển tập Hội nghị Khoa học Thƣờng niên năm 2014 Trƣờng ĐHTL.

114

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] UN, "Agenda 21," in United Nations Conference on Environment &

Development, Rio de Janerio, 1992.

[2] VQHTL, "Báo cáo tổng hợp - Quy hoạch sử dụng tổng hợp và bảo vệ tài nguyên

nƣớc lƣu vực sông Ba," 2007.

[3] Harou, Julien J.; Pulido-Velazquez, Manuel; Rosenberg, David E.; Medellin- Azuara, Josue; Lund, Jay R.; Howitt, Richard E., "Hydro-economic models: Concepts, design, applications, and future prospects," Journal of Hydrology, no. 375, pp. 627-643, 2009.

[4] Quốc Hội, Luật Tài nguyên nƣớc, 2012.

[5] Hà Văn Khối, Lê Đình Thành, Ngô Lê Long, Giáo trình Quy hoạch và Phân tích

hệ thống tài nguyên nƣớc., 2007.

[6] John Kane. lecture notes: Principles of Microeconomics. Department of

Economics, SUNY-Oswego, Oswego, NY 13126.

[7] Robert A. Young, "Measuring Economic Benefits for Water Investments and

Policies," World Bank Technical Paper No. 338 1996.

[8] McKinney, Daene C.; Cai, Ximing; Rosegrant, Mark W.; Ringler, Claudia; Scott, Christopher A., "Modeling Water Resources Management at the Basin Level: Review and Future Directions," Colombo, Sri Lanka, 1999.

[9] GWP, "TAC Background Paper No. 4: Integrated Water Resources

Management," 2000.

[10] J.I. Agudelo, "The Economic Valuation of Water: Principles and methods," IHE

Delft, Value of Water Research Report Series No. 5 2001.

[11] Đào Văn Khiêm, Bùi Thị Thu Hòa, Đỗ Thị Ngân, "Tính toán cầu và giá trị kinh tế

của nƣớc tƣới," Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Thủy lợi & Môi trƣờng, vol. 26, June 2009.

[12] Claudia Ringler, "Optimal Water Allocation in the Mekong River Basin," Bonn,

Germany, 2001.

[13] Ringler, Claudia; Nguyen Vu Huy; Msangi, Siwa;, "Water allocation policy

modeling for the Dong Nai river basin: an integrated perspective," Journal of The American Water Resources Association , vol. 42, no. 6, pp. 1465-1482, 2006.

[14] Tô Trung Nghĩa; Lê Hùng Nam; Nguyễn Thu Thủy; Quách Thị Xuân; Phạm

Thanh Tú; Đào Xuân Thắng, "Ứng dụng công nghệ GAMS vận hành phân bổ tối ƣu nguồn nƣớc vùng Thƣợng du sông Thái Bình," Nông nghiệp và phát triển nông thôn, vol. 1, no. 7, pp. 48-52, 2006.

[15] Ximing Cai, "Implementation of holistic water resources-economic optimization

115

models for river basin management - Reflective experiences," Environmental Modelling & Software, vol. 23, pp. 2-18, 2008.

[16] MRC, "The MRC Basin Development Plan: Economic Valuation of Water

Resources (RAM Applications)," 2005.

[17] Fernando Arbues, Maria Angeles Garcia-Valinas, Roberto Martinez-Espineira, "Estimation of residential water demand: a state-of-the-art review," Journal of Socio-Economics, vol. 32, 2003.

[18] Maass et al., Design of Water Resource Systems. Massachusetts/USA: Harvard

University Press, 1962.

[19] Diaz, Gustavo E.; Brown, Thomas C.; Morel-Seytoux, Hubert J., "The marginal

economic value of streamflows: a systems approach," in Proceedings of American Geophysical Union Twelfth Annual Hydrology Days, Colorado, 1992.

[20] Rosegrant, M.W.; Ringler, C.; McKinney, D.C.; Cai, X.; Keller, A.; Donoso, G.;, "Integrated economic-hydrologic water modeling at the basin scale: the Maipo river basin," Agricultural Economics, no. 24, pp. 33-46, 2000.

[21] Nguyễn Duy Sơn, Nguyễn Vũ Huy, Claudia Ringler, "Mô hình tổng hợp kinh tế - thủy văn lƣu vực sông, công cụ tối ƣu hóa nguồn nƣớc lƣu vực sông Đồng Nai và lƣu vực phụ cận," Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, vol. 8, 2002.

[22] Ximing Cai, Daene C. McKinney, Leon S. Lasdon, "Integrated Hydrologic-

Agronomic-Economic Model for River Basin Management," Journal of Water Resources Planning and Management, January/February 2003.

[23] Juan Reca, José Roldán, Miguel Acaide, Rafael López, Emilio Camacho, "Optimisation model for water allocation in a deficit irrigation systems I. Description of the model," vol. 48, pp. 103-116, 2001.

[24] Juan Reca, José Roldán, Miguel Acaide, Rafael López, Emilio Camacho, "Optimisation model for water allocation in deficit irrigation systems II. Application to the Bémbezar irrigation system," Agricultural Water Management, vol. 48, pp. 117-132, 2001.

[25] M.S. Babel, A.Das Gupta, and D.K. Nayak, "A Model for Optimal Allocation of Water to Competing Demands," Water Resources Management, no. 19, pp. 693- 712, 2005.

[26] Bharati, L.; Rodgers, C. Erdenberger; Plotnikova, M.; Shumilov, S.;, "Integration

of economic and hydrologic models: Exploring conjunctive irrigation water use strategies in the Volta Basin," Agricutural Water Management, vol. 95, pp. 925- 936, 2008.

[27] Gartley, M.L.; George, B.; Davidson, B.; Malano, H.M.; Garg, K.K., "Hydro-

economic modelling of the Upper Bhima Catchment, India," in 18th World IMACS/MODSIM Congress, Cairns, Australia, 2009.

116

[28] Davidson, Brian; Hellegers, Petra; Samad, Madar;, "Assessing the Economic Impact of Resdistributing water within a catchment: a Case Study of the Musi Catchment in the Krishna Basin in India," 2009.

[29] Cutlac, Ioan-Marius; Horbulyk, Theodore M., "Optimal Water Allocation under

Short-Run Water Scarcity in the South Saskatchewan River Basin," Journal of Water Resources Planning and Management, vol. 137, pp. 92-100, 2011.

[30] Nguyễn Thị Phƣơng, "Ứng dụng mô hình GAMS trong tính nhu cầu nƣớc và lợi

nhuận của việc dùng nƣớc trên lƣu vực sông Bé," Tạp chí Khí tƣợng Thủy văn, Sep. 2007.

[31] Nguyễn Thị Phƣơng, "Quản lý tổng hợp lƣu vực sông Bé trên cơ sở cân bằng tài nguyên nƣớc," Trƣờng Đại học Khoa học xã hội và nhân văn, Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, LATS 2010.

[32] Nguyễn Vũ Huy, Đỗ Đức Dũng, "Ứng dụng mô hình phân tích kinh tế GAMS

trong đánh giá tài nguyên nƣớc - trƣờng hợp điển hình lƣu vực sông Lá Buông," Tập san Khoa học và Công nghệ Quy hoạch thủy lợi, 2009.

[33] Vũ Văn Tuấn, "Mô hình thủy văn - kinh tế trong quy hoạch phát triển vùng hạ lƣu lƣu vực sông Mekong," in Tuyển tập báo cáo Hội thảo khoa học lần thứ 10 - Viện KHKTTV & MT, 2007.

[34] VQHTL, "Nghiên cứu cơ sở khoa học và giải pháp công nghệ để phát triển bền

vững lƣu vực sông Hồng," VQHTL, Hà Nội, Báo cáo tổng hợp Đề tài NCKH cấp Bộ 2008.

[35] Nguyễn Thanh Hùng, "Định giá nƣớc và phân phối tối ƣu tài nguyên nƣớc khan

hiếm ở cấp độ lƣu vực sông - thử nghiệm ở vùng hạ lƣu hệ thống sông Đồng Nai," Tạp chí Phát triển KH&CN, vol. 15, no. M2, pp. 87-101, 2012.

[36] UNESCO, "IWRM Guidelines at River Basin Level," Brochure 2008. [Online].

http://www.unesco.org/water/

[37] Quốc Hội, Luật Tài nguyên nƣớc , 1998.

[38] Chính phủ, Nghị định 120/2008/NĐ-CP Về Quản lý lƣu vực sông, 2008.

[39] Quốc Hội, Nghị định 02/2002/QH11 ngày 5/8/2002 về việc thành lập Bộ Tài

nguyên môi trƣờng, 2002.

[40] NĐ_CP, Nghị định số 91/2002/NĐ-CP quy định chức năng, nhiệm vụ, quyền hạn

và cơ cấu tổ chức của Bộ Tài nguyên môi trƣờng, 2002.

[41] Nguyễn Ty Niên, "Quản lý tài nguyên nƣớc: Còn nhiều bất cập," Khoa học & Tổ

quốc, vol. 6, 2005.

[42] NĐ-CP, Nghị định số 201/2013/NĐ-CP Quy định chi tiết thi hành một số điều

của Luật Tài nguyên nƣớc, 2013.

[43] Nguyễn Văn Cƣ; Nguyễn Thái Sơn, "Ứng dụng mô hình SWAP và IQQM trong

117

Quản lý tổng hợp lƣu vực sông Ba," Tạp chí Các khoa học về Trái Đất, vol. 27, no. 1, pp. 41-47, 2005.

[44] Viện TVMT và BĐKH _ Trƣờng ĐHTL, "Dự án Quy hoạch sử dụng tổng hợp và

bảo vệ tài nguyên nƣớc lƣu vực sông Ba," 2008.

[45] Huỳnh Thị Lan Hƣơng, "Hệ thống hỗ trợ kỹ thuật giải quyết tranh chấp về tài

nguyên nƣớc lƣu vực sông Ba," in Tuyển tập báo cáo Hội thảo khoa học lần thứ 10 - Viện KHKTTV & MT, 2006.

[46] Vũ Hoàng Hoa, "Những vấn đề môi trƣờng bức xúc trong khai thác thủy điện trên lƣu vực sông Ba và vấn đề quản lý kiểm soát," Tạp chí KHKT Thủy lợi và Môi trƣờng, vol. 32, pp. 34-39, Mar. 2011.

[47] Lê Đức Thƣờng, "Các vấn đề tồn tại trong khai thác, sử dụng, quản lý, quy hoạch và phát triển tài nguyên nƣớc lƣu vực sông Ba," Tạp chí Khoa học Đại học Huế, vol. 74, no. 5, pp. 177-184, 2012.

[48] Loucks, Daniel P.; Eelco van Beek, Water Resources Systems Planning and

Management: An Introduction to Methods, Models and Applications.: UNESCO Publishing, 2005.

[49] Thủ tƣớng chính phủ, Quyết định 1077/QĐ-TTg về việc ban hành Quy trình vận

hành liên hồ chứa trên lƣu vực sông Ba, 2014.

[50] Hoàng Minh Tuyển và nnk, "Báo cáo xây dựng quy trình điều tiết nƣớc mùa cạn

liên hồ chứa trên sông Ba.," 2013.

[51] UBND tỉnh Phú Yên, Quyết định về việc phê duyệt Quy hoạch tổng thể sử dụng tài nguyên nƣớc tỉnh Phú Yên đến năm 2015 và dự báo đến năm 2020, 2011.

[52] UBND tỉnh Gia Lai, Quyết định 01/2015 về việc phê duyệt Quy hoạch tài nguyên

nƣớc tỉnh Gia Lai đến 2025, 2015.

[53] Alex Mayer; Andrea Munoz-Hernandez, "Integrated Water Resources

Optimization Models: An Assessment of a Multidisciplinary Tool for Sustainable Water Resources Management Strategies," Geography Compass, vol. 3, no. 3, pp. 1176-1995, 2009.

[54] J. F. Booker; R. A. Young, "Modeling Intrastate and Interstate Markets for

Colorado River Water Resources," Journal of Environmental Economics and Management, vol. 26, no. 1, pp. 66-87, 1994.

[55] Nguyễn Hải Thanh, Tối ƣu hóa: Giáo trình cho ngành Tin học và Công nghệ

thông tin. Hà Nội: NXB Bách Khoa, 2006.

[56] Larry W. Mays, Optimal Control of Hydrosystems.: Marcel Dekker, Inc., 1997.

[57] Ngô Thị Thanh Vân, Giáo trình Kinh tế sử dụng tổng hợp tài nguyên nƣớc.: NXB

Nông nghiệp, 2005.

[58] Prof. Dennis McLaughlin, lecture notes: Water resource system, 2006.

118

[59] Vũ Thanh Tâm; Đỗ Tiến Hùng; Trần Thành Lê, "Phân tích hệ thống tài nguyên

nƣớc và đề xuất các giải pháp phân bổ hợp lý nguồn nƣớc lƣu vực sông Ba," Tạp chí Các khoa học về Trái Đất, vol. 34, no. 1, pp. 54-64, 2012.

[60] Hoàng Thanh Tùng và nnk, "Nghiên cứu phân bổ nguồn nƣớc trên lƣu vực sông

Ba," Tạp chí KHKT Thủy lợi và Môi trƣờng, vol. 48, Mar. 2015.

[61] Lê Hùng Nam, "Tối ƣu hóa hệ thống và khả năng ứng dụng trong quản lý tài

nguyên nƣớc," Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, vol. 191, pp. 41-49, Aug. 2012.

[62] Larry W. Mays; Yeou-Koung Tung, Hydrosystems Engineering & Management.:

McGraw-Hill, 1992.

[63] Daene C. McKinney; Andre G. Savitsky, "Basic Optimization Models for Water and Energy Management," Task Order No. 813, USAID Contract No. PCE-I-00- 96-00002-00 2003.

[64] Richard E. Rosenthal, GAMS - A User's Guide. Washington, D.C.: GAMS

Development Corporation, 2014.

[65] https://www.gams.com/help/index.jsp.

[66] VQHTL, "Báo cáo thủy nông - Quy hoạch sử dụng tổng hợp và bảo vệ tài nguyên

nƣớc lƣu vực sông Ba," 2007.

[67] VQHTL, "Báo cáo Khí tƣợng thủy văn- Quy hoạch sử dụng tổng hợp và bảo vệ

tài nguyên nƣớc lƣu vực sông Ba," 2007.

[68] Cục thống kê tỉnh Phú Yên, Niên giám thống kê tỉnh Phú Yên 2014. Phú Yên,

Việt Nam: NXB Thống kê, 2015.

[69] Cục thống kê tỉnh Gia Lai, Niên giám thống kê tỉnh Gia Lai 2014. Gia Lai: NXB

Thống kê, 2015.

[70] Cục thống kê tỉnh Đăk Lăk, Niên giám thống kê tỉnh Đăk Lăk 2014. Đăk Lăk,

Việt Nam: NXB Thống Kê, 2015.

[71] Bộ NN&PTNT, Định mức tạm thời chƣơng trình khuyến nông kèm theo QĐ

3073/BNN-KHCN ngày 28/10/2009 , 2009.

[72] Bộ Tài chính, Quyết định số 155/QĐ-BTC về việc công bố giá bán điện thƣơng

phẩm bình quân áp dụng tính thuế tài nguyên nƣớc thiên nhiên sản xuất thủy điện, 2013.

[73] Bộ Công thƣơng, Quyết định số 2014/QĐ-BCN ban hành Quy định tạm thời nội dung tính toán phân tích kinh tế, tài chính đầu tƣ và khung giá mua bán điện các dự án nguồn điện, 2007.

[74] Nguyễn Văn Thắng; Phạm Thị Ngọc Lan, Giáo trình Quản lý tổng hợp lƣu vực

sông. Hà Nội: NXB Nông nghiệp, 2005.

[75] Cục thống kê tỉnh Phú Yên, Niên giám thống kê tỉnh Phú Yên 2010. Phú Yên:

119

NXB Thống kê, 2011.

[76] Cục thống kê Gia Lai, Niên giám thống kê tỉnh Gia Lai 2010. Gia Lai: NXB

Thống kê, 2011.

[77] Cục thống kê Đăk Lăk, Niên giám thống kê Đăk Lăk 2010. Đăk Lăk: NXB Thống

kê, 2011.

120

PHỤ LỤC 1

CHƢƠNG TRÌNH TÍNH MÔ HÌNH THỦY VĂN KINH TẾ LVS BA

1. Nội dung chƣơng trình tính

* (solver giải bài toán tối ƣu phi tuyến là CONOPT3) * (giới hạn số lƣợng bƣớc lặp )

* Lựa chọn: OPTION RESLIM=200000; * (giới hạn thời gian chạy solver) option nlp = CONOPT3; option iterlim=30000; * Khai báo dữ liệu: m_to_s=30.4166666666667*24*3600; * (một bƣớc thời gian quy đổi ra giây) loss=0.02; * (hệ số tính tổn thất cho hồ chứa) c_ndb=1.000; * (hệ số tính công suất đảm bảo) c_nlm=1.000; * (hệ số tính công suất lắp máy) ALIAS (n,n1,n2); * (các ký hiệu khác nhau của nút) * Đọc dữ liệu từ các file: $include "E:\GAMS\sba2010\set01.gms" $include "E:\GAMS\sba2010\set02.gms" $include "E:\GAMS\sba2010\set03.gms" $include "E:\GAMS\sba2010\txi0000.gms" $include "E:\GAMS\sba2010\return.gms" $include "E:\GAMS\sba2010\biennew.gms" $include "E:\GAMS\sba2010\vtb.gms" $include "E:\GAMS\sba2010\vchet.gms" $include "E:\GAMS\sba2010\ini_s.gms" $include "E:\GAMS\sba2010\cslm.gms" $include "E:\GAMS\sba2010\csdb.gms" $include "E:\GAMS\sba2010\pmax.gms" $include "E:\GAMS\sba2010\area_lua.gms" $include "E:\GAMS\sba2010\area_ngo.gms" $include "E:\GAMS\sba2010\area_mia.gms" $include "E:\GAMS\sba2010\area_cf.gms" $include "E:\GAMS\sba2010\dcmt_kanak.gms" $include "E:\GAMS\sba2010\dcmt_ak.gms" $include "E:\GAMS\sba2010\dcmt_ay.gms" $include "E:\GAMS\sba2010\dcmt_kh.gms" $include "E:\GAMS\sba2010\dcmt_sh.gms" $include "E:\GAMS\sba2010\dcmt_sbh.gms"

121

$include "E:\GAMS\sba2010\yield.gms" $include "E:\GAMS\sba2010\price.gms" $include "E:\GAMS\sba2010\cost_labor.gms" $include "E:\GAMS\sba2010\number_labor.gms" $include "E:\GAMS\sba2010\nito_sl.gms" $include "E:\GAMS\sba2010\nito_cost.gms" $include "E:\GAMS\sba2010\photpho_sl.gms" $include "E:\GAMS\sba2010\photpho_cost.gms" $include "E:\GAMS\sba2010\kali_sl.gms" $include "E:\GAMS\sba2010\kali_cost.gms" $include "E:\GAMS\sba2010\may_moc.gms" $include "E:\GAMS\sba2010\thuoc_sau.gms" $include "E:\GAMS\sba2010\chi_khac.gms" $include "E:\GAMS\sba2010\muc_tuoi.gms" $include "E:\GAMS\sba2010\cost_water.gms" $include "E:\GAMS\sba2010\wd_m.gms" $include "E:\GAMS\sba2010\wd_chn.gms" $include "E:\GAMS\sba2010\wd_ths.gms" $include "E:\GAMS\sba2010\p_power.gms" $include "E:\GAMS\sba2010\c_power.gms" $include "E:\GAMS\sba2010\aneta.gms" * Khai báo các biến dƣơng POSITIVE VARIABLES d(t1,n) lƣu lƣợng cấp nƣớc từ nút n (m3/s)(trung bình trong thời đoạn t1) r(t1,n) lƣu lƣợng ra khỏi nút n (m3/s)( trung bình trong thời đoạn t1) ar(n) Diện tích gieo trồng lúa đông xuân (ha) acf(n) Diện tích gieo trồng cà phê (ha) armia(n) Diện tích gieo trồng mía (ha) arm(n) Diện tích gieo trồng lúa mùa (ha) arngodx(n) Diện tích gieo trồng ngô đông xuân (ha) arngomua(n) Diện tích gieo trồng ngô mùa (ha) s(t1,n) Dung tích tại cuối thời đoạn t1 của hồ chứa n (triệu m3) sa(t1,n) Dung tích trung bình thời đoạn từ (t1-1) đến t1 của hồ chứa n (triệu m3) h(t1,n) Mực nƣớc cuối thời đoạn t1 của hồ chứa n (m) p(t1,n) Lƣu lƣợng qua tuabin (m3/s) hav(t1,n) Mực nƣớc trung bình thời đoạn t1 của hồ chứa n (m) dh(t1,n) Chênh lệch mực nƣớc thƣợng hạ lƣu thời đoạn t1 (m) csp(t1,n) Công suất phát trung bình thời đoạn (MW) ini_h(n) Mực nƣớc ban đầu hồ chứa n (m)

122

Hàm mục tiêu thủy điện (tỉ đồng) Hàm mục tiêu tƣới lúa (tỉ đồng) Hàm mục tiêu tƣới ngô (tỉ đồng) Hàm mục tiêu tƣới mía (tỉ đồng) Hàm mục tiêu tƣới cây (tỉ đồng)

phƣơng trình cân bằng nƣớc tại mỗi nút phƣơng trình cân bằng nƣớc tại nút dòng chảy

phƣơng trình cân bằng nƣớc tại nút hồ chứa phƣơng trình cân bằng nƣớc tại nút hồ chứa phƣơng trình cân bằng nƣớc tại nút hồ chứa An Khê phƣơng trình cân bằng nƣớc tại nút hồ chứa An Khê

qb(t1,n) Lƣu lƣợng vào biên trên và khu giữa (m3/s) ; * Khai báo các biến khác VARIABLES q(t1,n) Tổng lƣu lƣợng dòng chảy đến và đi ở nút n (m3/s) trung bình thời đoạn t1 obj_hp obj_lua obj_ngo obj_mia obj_cf obj_irr Hàm mục tiêu tƣới (tỉ đồng) obj Hàm mục tiêu chung (tỉ đồng) ; * Khai báo các phƣơng trình EQUATIONS e_an(t1,n) e_sn(t1,n) e_sn0(t1,n) phƣơng trình cân bằng nƣớc tại nút dòng e_sn1(t1,n) phƣơng trình cân bằng nƣớc tại nút dòng e_bn(t1,n) phƣơng trình cân bằng nƣớc tại biên e_wn(t1,n) phƣơng trình cân bằng nƣớc tại nút sử dụng nƣớc e_rn(t1,n) e_rn01(t1,n) e_rn_ak1(t1,n) e_rn_ak2(t1,n) e_rn_mndbt1(t1,n) Khống chế mực nƣớc hồ không vƣợt MNDBT (m) e_rn_mndbt2(t1,n) Khống chế mực nƣớc hồ An Khê không vƣợt MNDBT (m) e_rn_chpt1(t1,n) Khống chế mực nƣớc hồ không nhỏ hơn MNC (m) e_rn_chpt2(t1,n) Khống chế mực nƣớc hồ An Khê không nhỏ hơn MNC (m) e_rn_hw01(t1,n) Quan hệ mực nƣớc hồ Ayun Hạ cuối thời đoạn t1 ~ dung tích hồ e_rn_hw02(t1,n) Quan hệ mực nƣớc hồ Kanak cuối thời đoạn t1 ~ dung tích hồ e_rn_hw03(t1,n) Quan hệ mực nƣớc hồ An Khê cuối thời đoạn t1 ~ dung tích hồ e_rn_hw04(t1,n) Quan hệ mực nƣớc hồ Sông Ba Hạ cuối thời đoạn t1 ~ dung tích hồ e_rn_hw05(t1,n) Quan hệ mực nƣớc hồ Krông Hnăng cuối thời đoạn t1 ~ dung tích hồ e_rn_hw06(t1,n) Quan hệ mực nƣớc hồ Sông Hinh cuối thời đoạn t1 ~ dung tích hồ e_rn_hi01(n) Mực nƣớc hồ Ayun Hạ ban đầu e_rn_hi02(n); e_rn_hi03(n); e_rn_hi04(n); e_rn_hi05(n); Mực nƣớc hồ Kanak ban đầu Mực nƣớc hồ An Khê ban đầu Mực nƣớc hồ Sông Ba Hạ ban đầu Mực nƣớc hồ Krông Hnăng ban đầu

123

Mực nƣớc hồ Sông Hinh ban đầu

e_rn_hi06(n) e_rn_hwav01(t1,n) Quan hệ mực nƣớc trung bình thời đoạn ~ dung tích hồ Ayun Hạ e_rn_hwav02(t1,n) Quan hệ mực nƣớc trung bình thời đoạn ~ dung tích hồ Kanak e_rn_hwav03(t1,n) Quan hệ mực nƣớc trung bình thời đoạn ~ dung tích hồ An Khê e_rn_hwav04(t1,n) Quan hệ mực nƣớc trung bình thời đoạn ~ dung tích hồ S. Ba Hạ e_rn_hwav05(t1,n) Quan hệ mực nƣớc trung bình thời đoạn ~ dung tích hồ Kr. Hnăng e_rn_hwav06(t1,n) Quan hệ mực nƣớc trung bình thời đoạn ~ dung tích hồ Sông Hinh e_rn_dh01(t1,n) Tính cột nƣớc phát điện hồ Ayun Hạ e_rn_dh02(t1,n) Tính cột nƣớc phát điện hồ Kanak e_rn_dh03(t1,n) Tính cột nƣớc phát điện hồ An Khê e_rn_dh04(t1,n) Tính cột nƣớc phát điện hồ Sông Ba Hạ e_rn_dh05(t1,n) Tính cột nƣớc phát điện hồ Krông Hnăng e_rn_dh06(t1,n) Tính cột nƣớc phát điện hồ Sông Hinh e_nr_tbma1(t1,n) ràng buộc về Qturbine

124

Ràng buộc diện tích tƣới tối đa cho lúa mùa Ràng buộc diện tích tƣới tối thiểu cho lúa mùa Ràng buộc diện tích tƣới tối đa cho ngô đông xuân Ràng buộc diện tích tƣới tối thiểu cho ngô đông xuân Ràng buộc diện tích tƣới tối đa cho ngô mùa Ràng buộc diện tích tƣới tối thiểu cho ngô mùa Ràng buộc diện tích tƣới tối đa cho cà phê Ràng buộc diện tích tƣới tối thiểu cho cà phê Ràng buộc diện tích tƣới tối đa cho mía Ràng buộc diện tích tƣới tối thiểu cho mía

e_area3(n) e_area4(n) e_area5(n) e_area6(n) e_area7(n) e_area8(n) e_area9(n) e_area91(n) e_area10(n) e_area11(n) e_muc_tuoi1(t1,n) Phƣơng trình xác định lƣợng nƣớc tƣới lúa đông xuân e_muc_tuoi2(t1,n) Phƣơng trình xác định lƣợng nƣớc tƣới lúa mùa e_muc_tuoi3(t1,n) Phƣơng trình xác định lƣợng nƣớc tƣới ngô đông xuân e_muc_tuoi4(t1,n) Phƣơng trình xác định lƣợng nƣớc tƣới ngô mùa e_muc_tuoicf(t1,n) Phƣơng trình xác định lƣợng nƣớc tƣới e_muc_tuoi5(t1,n) Phƣơng trình xác định lƣợng nƣớc tƣới mía e_ths(t1,n) Phƣơng trình gán nhu cầu nƣớc thủy sản * MÔ TẢ CÁC PHƢƠNG TRÌNH:

* Nút dòng chảy: Lƣu lƣợng ra = Lƣu lƣợng đến

e_sn(t1,n)$(nn(n))..r(t1,n)=e=q(t1,n);

* Nút tƣới: Lƣu lƣợng ra = Dòng chảy hồi quy = Phần trăm lƣợng nƣớc lấy

e_wn(t1,n)$(nua(n))..r(t1,n)=e=ret(n)*d(t1,n); * Nút biên: Lƣu lƣợng ra = Lƣu lƣợng biên e_bn(t1,n)$(nb(n))..r(t1,n)=e=qb(t1,n); * Nút hồ chứa: Phƣơng trình cân bằng nƣớc * Hồ không chuyển nƣớc: e_rn(t1,n)$(nr(n)$(txi1(t1)))..s(t1,n) = e = ini_s(n) + (q(t1,n) - r(t1,n) - sum(n1$(n_to_nd(n,n1)),d(t1,n1))) * m_to_s/1000000 - loss*ini_s(n); e_rn01(t1,n)$(nr(n)$(not txi1(t1)))..s(t1,n) = e = s(t1-1,n) + (q(t1,n) - r(t1,n) - sum(n1$(n_to_nd(n,n1)),d(t1,n1)))*m_to_s/1000000 - loss*sa(t1,n); * Hồ có chuyển nƣớc: e_rn_ak1(t1,n)$(nrak(n)$(txi1(t1)))..s(t1,n)=e=ini_s(n)+ (q(t1,n)-r(t1,n)- p(t1,n))*m_to_s/1000000-loss*ini_s(n); e_rn_ak2(t1,n)$(nrak(n)$(not txi1(t1)))..s(t1,n)=e=s(t1-1,n)+ (q(t1,n)-r(t1,n)- p(t1,n))*m_to_s/1000000 -loss*sa(t1,n);

125

* Nút lấy nƣớc: Lƣợng nƣớc ra = Tổng lƣợng nƣớc đến từ thƣợng lƣu – tổng lƣợng nƣớc lấy e_an(t1,n)..q(t1,n)=e=sum(n1$(n_to_n(n1,n)),r(t1,n1))- sum(n1$(n_to_nd(n,n1)),d(t1,n1)); * Dung tích trung bình = ½ (dung tích đầu + dung tích cuối) e_rn_aw(t1,n)$(nr(n)$(txi1(t1)))..sa(t1,n)=e=(ini_s(n)+s(t1,n))/2; e_rn_aw01(t1,n)$(nr(n)$(not txi1(t1)))..sa(t1,n)=e=(s(t1-1,n)+s(t1,n))/2; e_rn_aw02(t1,n)$(nrak(n)$(txi1(t1)))..sa(t1,n)=e=(ini_s(n)+s(t1,n))/2; e_rn_aw03(t1,n)$(nrak(n)$(not txi1(t1)))..sa(t1,n)=e=(s(t1-1,n)+s(t1,n))/2; * Mực nƣớc hồ chứa tính theo quan hệ Z~V

* Tại thời điểm ban đầu

e_rn_hi01(n)$(nrayh(n))..ini_h(n)=e=0.0000005108*power(ini_s(n),3) - 0.0003518019*power(ini_s(n),2)+ 0.1111076578*ini_s(n) + 190.1433948352; e_rn_hi02(n)$(nrkn(n))..ini_h(n)=e= 0.0000012996*power(ini_s(n),3) - 0.0009196456*power(ini_s(n),2) + 0.2780067148*ini_s(n) + 478.2471653629; e_rn_hi03(n)$(nrak(n))..ini_h(n)=e=-0.0137638038*power(ini_s(n),2) + 0.7164632154*ini_s(n) + 421.1019211443; e_rn_hi04(n)$(nrsbh(n))..ini_h(n) =e=-0.000046455*power(ini_s(n),2) + 0.0484459702*ini_s(n) + 93.7396072217; e_rn_hi05(n)$(nrkh(n))..ini_h(n) =e=0.0000033823*power(ini_s(n),3) - 0.0015926345*power(ini_s(n),2) + 0.3314061788*ini_s(n) + 227.9405067532; e_rn_hi06(n)$(nrsh(n))..ini_h(n) =e=0.0000003447*power(ini_s(n),3) - 0.0002877484*power(ini_s(n),2) + 0.1034100182*ini_s(n) + 192.6368045607;

* Tại thời điểm bất kỳ

e_rn_hw01(t1,n)$(nrayh(n))..h(t1,n)=e=0.0000005108*power(s(t1,n),3) - 0.0003518019*power(s(t1,n),2)+ 0.1111076578*s(t1,n) + 190.1433948352; e_rn_hw02(t1,n)$(nrkn(n))..h(t1,n)=e= 0.0000012996*power(s(t1,n),3) - 0.0009196456*power(s(t1,n),2) + 0.2780067148*s(t1,n) + 478.2471653629; e_rn_hw03(t1,n)$(nrak(n))..h(t1,n)=e=- 0.0137638038*power(s(t1,n),2) + 0.7164632154*s(t1,n) + 421.1019211443; e_rn_hw04(t1,n)$(nrsbh(n))..h(t1,n) =e=- 0.000046455*power(s(t1,n),2) + 0.0484459702*s(t1,n) + 93.7396072217; e_rn_hw05(t1,n)$(nrkh(n))..h(t1,n) =e=0.0000033823*power(s(t1,n),3) - 0.0015926345*power(s(t1,n),2) + 0.3314061788*s(t1,n) + 227.9405067532; e_rn_hw06(t1,n)$(nrsh(n))..h(t1,n) =e=0.0000003447*power(s(t1,n),3) - 0.0002877484*power(s(t1,n),2) + 0.1034100182*s(t1,n) + 192.6368045607;

126

* Trung bình trong một thời đoạn

e_rn_hwav01(t1,n)$(nrayh(n))..hav(t1,n)=e=0.0000005108*power(sa(t1,n),3) - 0.0003518019*power(sa(t1,n),2)+ 0.1111076578*sa(t1,n) + 190.1433948352; e_rn_hwav02(t1,n)$(nrkn(n))..hav(t1,n)=e=0.0000012996*power(sa(t1,n),3) - 0.0009196456*power(sa(t1,n),2) + 0.2780067148*sa(t1,n) + 478.2471653629; e_rn_hwav03(t1,n)$(nrak(n))..hav(t1,n)=e=- 0.0137638038*power(sa(t1,n),2) + 0.7164632154*sa(t1,n) + 421.1019211443; e_rn_hwav04(t1,n)$(nrsbh(n))..hav(t1,n) =e=- 0.000046455*power(sa(t1,n),2) + 0.0484459702*sa(t1,n) + 93.7396072217; e_rn_hwav05(t1,n)$(nrkh(n))..hav(t1,n) =e=0.0000033823*power(sa(t1,n),3) - 0.0015926345*power(sa(t1,n),2) + 0.3314061788*sa(t1,n) + 227.9405067532; e_rn_hwav06(t1,n)$(nrsh(n))..hav(t1,n) =e=0.0000003447*power(sa(t1,n),3) - 0.0002877484*power(sa(t1,n),2) + 0.1034100182*sa(t1,n) + 192.6368045607; * Cột nƣớc phát điện = Mực nƣớc hồ - mực nƣớc hạ lƣu tính theo quan hệ HQ e_rn_dh01(t1,n)$(nrayh(n))..dh(t1,n)=e=hav(t1,n)-(0.000000002*power(r(t1,n),3) - 0.000008118*power(r(t1,n),2) + 0.015444790*r(t1,n) +175.443993635); e_rn_dh02(t1,n)$(nrkn(n))..dh(t1,n)=e=hav(t1,n)-(0.0000000001*power(r(t1,n),3) - 0.000002*power(r(t1,n),2) + 0.0077*r(t1,n) +454.36); e_rn_dh03(t1,n)$(nrak(n))..dh(t1,n)=e=hav(t1,n)- 48.27; e_rn_dh04(t1,n)$(nrsbh(n))..dh(t1,n)=e=hav(t1,n)-(0.0000000000005*power(r(t1,n),3) - 0.00000004*power(r(t1,n),2) + 0.0011*r(t1,n)+ 37.354); e_rn_dh05(t1,n)$(nrkh(n))..dh(t1,n)=e=hav(t1,n)-(0.0000000002*power(r(t1,n),3) - 0.000001*power(r(t1,n),2) + 0.0053*r(t1,n) + 134.07); e_rn_dh06(t1,n)$(nrsh(n))..dh(t1,n)=e=hav(t1,n)-(0.0000003*power(r(t1,n),3) - 0.0002*power(r(t1,n),2) + 0.0498*r(t1,n) + 63.91); * CÁC RÀNG BUỘC e_nr_tbma1(t1,n)$(nrp0(n))..p(t1,n)=l=r(t1,n); * (lƣu lƣợng phát điện không vƣợt quá lƣu lƣợng ra khỏi hồ) e_nr_pmax(t1,n)$(nrp(n))..p(t1,n)=l=pmax(n); * (lƣu lƣợng phát điện không vƣợt quá lƣu lƣợng phát điện lớn nhất) e_nr_tbma2(t1,n)$(nrp(n))..csp(t1,n) =l= c_nlm*nmax(n); *(công suất phát điện không vƣợt quá công suất lắp máy) e_nr_tbma3(t1,n)$(nrp(n))..csp(t1,n)=e=aneta(n)*p(t1,n)*dh(t1,n)/1000; * (phƣơng trình tính công suất) e_nr_tbma4(t1,n)$(nrp(n))..csp(t1,n)=g=c_ndb*ndb(n); * (công suất phát điện không nhỏ hơn công suất đảm bảo)

127

e_rn_mndbt1(t1,n)$(nr(n))..s(t1,n)=l=vtb(t1,n); * (dung tích hồ chứa không vƣợt quá dung tích ứng với mực nƣớc dâng bình thƣờng) e_rn_chpt1(t1,n)$(nr(n))..s(t1,n)=g=vc(t1,n); * (dung tích hồ chứa không nhỏ hơn dung tích chết) e_rn_mndbt2(t1,n)$(nrak(n))..s(t1,n)=l=vtb(t1,n); e_rn_chpt2(t1,n)$(nrak(n))..s(t1,n)=g=vc(t1,n); * Lƣợng nƣớc cố định cấp cho các nút sinh hoạt, chăn nuôi, thủy sản e_wd_m(t1,n)$nsh(n)..d(t1,n)=e=wd_m(n); e_wd_chn(t1,n)$nchn(n)..d(t1,n)=e=wd_chn(n); e_wd_ths(t1,n)$nths(n)..d(t1,n)=e=wd_ths(n); * Phƣơng trình tính lƣợng nƣớc cần để tƣới e_muc_tuoi1(t1,n)$(nnl(n)$(txivudx(t1)))..d(t1,n)=e=mmadx(t1,n)*ar(n); e_muc_tuoi2(t1,n)$(nnl(n)$(txivumua(t1)))..d(t1,n)=e=mmamua(t1,n)*arm(n); e_muc_tuoi3(t1,n)$(nnn(n)$(txivudx(t1)))..d(t1,n)=e=mmangodx(t1,n)*arngodx(n); e_muc_tuoi4(t1,n)$(nnn(n)$(txivumua(t1)))..d(t1,n)=e=mmangomua(t1,n)*arngomua( n); e_muc_tuoicf(t1,n)$ncf(n)..d(t1,n) =e= mmacf(t1,n)*acf(n); e_muc_tuoi5(t1,n)$nnm(n)..d(t1,n) =e= mmamia(t1,n)*armia(n); * Điều kiện ràng buộc về diện tích tƣới lớn nhất cho phép: e_area1(n)$nnl(n)..ar(n) =l= alua(n); e_area3(n)$nnl(n)..arm(n)=l= alua(n); e_area5(n)$nnn(n)..arngodx(n)=l= ango(n); e_area7(n)$nnn(n)..arngomua(n)=l= ango(n); e_area9(n)$ncf(n)..acf(n) =l= acfmax(n); e_area10(n)$nnm(n)..armia(n) =l= amia(n); * Điều kiện ràng buộc về diện tích tối thiểu theo yêu cầu an ninh lƣơng thực: e_armin11..armin1 =e= ar('uankhelua') + arm('uankhelua') + arngodx('uankhengo') + arngomua('uankhengo'); e_armin12..armin1 =g= 8433; e_armin21..armin2 =e= ar('uiayunlua') + arm('uiayunlua') + arngodx('uiayunngo') + arngomua('uiayunngo'); e_armin22..armin2 =g= 4876; e_armin31..armin3 =e= ar('uayunpalua') + arm('uayunpalua') + arngodx('uayunpango') + arngomua('uayunpango'); e_armin32..armin3 =g= 10695;

128

e_armin41..armin4 =e= ar('ukrongpalua') + arm('ukrongpalua') + arngodx('ukrongpango') + arngomua('ukrongpango'); e_armin42..armin4 =g=3298; e_armin51..armin5 =e= ar('ukronghnanglua') + arm('ukronghnanglua') + arngodx('ukronghnangngo') + arngomua('ukronghnangngo'); e_armin52..armin5 =g=6596; e_armin61..armin6 =e= ar('udongcamlua') + arm('udongcamlua') + arngodx('udongcamngo') + arngomua('udongcamngo'); e_armin62..armin6 =g=2662; e_armin..armin =e= ar('uankhelua') + arm('uankhelua') + arngodx('uankhengo') + arngomua('uankhengo') + ar('uiayunlua') + arm('uiayunlua') + arngodx('uiayunngo') + arngomua('uiayunngo') + ar('uayunpalua') + arm('uayunpalua') + arngodx('uayunpango') + arngomua('uayunpango') + ar('ukrongpalua') + arm('ukrongpalua') + arngodx('ukrongpango') + arngomua('ukrongpango') + ar('ukronghnanglua') + arm('ukronghnanglua') + arngodx('ukronghnangngo') + arngomua('ukronghnangngo') + ar('udongcamlua') + arm('udongcamlua') + arngodx('udongcamngo') + arngomua('udongcamngo')+ ar('uhaluulua') + arm('uhaluulua') +arngodx('uhaluungo')+arngomua('uhaluungo'); e_arminlv..armin =g=47100; * Điều kiện dòng chảy tối thiểu e_dcmt_kn(t1,n)$(nrkn(n))..r(t1,n)=g= mt_kn(t1); e_dcmt_ak(t1,n)$(nrak(n))..r(t1,n)=g= mt_ak(t1); e_dcmt_ay(t1,n)$(nrayh(n))..r(t1,n)=g= mt_ay(t1); e_dcmt_kh(t1,n)$(nrkh(n))..r(t1,n)=g= mt_kh(t1); e_dcmt_sh(t1,n)$(nrsh(n))..r(t1,n)=g= mt_sh(t1); e_dcmt_sbh(t1,n)$(nrsbh(n))..r(t1,n)=g= mt_sbh(t1); * Phƣơng trình tính hàm mục tiêu e_obj_lua..obj_lua =e= sum(n$nnl(n),(pr(n)*(ar(n)*ymdx(n)+arm(n)*ymmua(n))- ((ar(n)+arm(n))*(fn(n)*fnc(n) +lab(n)*nlab(n) + fp(n)*fpc(n) + fk(n)*fkc(n) + pi(n) + oth(n))) -w(n)*sum(t1,d(t1,n))*m_to_s))/1000000000; e_obj_ngo..obj_ngo=e=sum(n$nnn(n),(pr(n)*(arngodx(n)*ymngodx(n)+arngomua(n)* ymngomua(n))-((arngodx(n)+arngomua(n))*(fn(n)*fnc(n) +lab(n)*nlab(n) + fp(n)*fpc(n)+fk(n)*fkc(n)+pi(n)+oth(n)))-w(n)*sum(t1,d(t1,n))*m_to_s))/1000000000; e_obj_cf..obj_cf =e= sum(n$ncf(n), (prcf(n)*acf(n)*ycf(n)-(acf(n)*(fn(n)*fnc(n) +fp(n)*fpc(n) +fk(n)*fkc(n) +lab(n)*nlab(n) +pi(n) +oth(n)))- w(n)*sum(t1,d(t1,n))*m_to_s))/1000000000;

129

* Mô hình gồm các phƣơng trình:

* Lựa chọn phƣơng pháp giải

e_obj_mia..obj_mia =e= sum(n$nnm(n),(prm(n)*armia(n)*ymmia(n)- (armia(n)*(fn(n)*fnc(n) +fp(n)*fpc(n) +fk(n)*fkc(n)+lab(n)*nlab(n)+pi(n)+oth(n))) -w(n)*sum(t1,d(t1,n))*m_to_s))/1000000000; e_obj_irr..obj_irr =e= obj_lua + obj_ngo + obj_cf + obj_mia; e_obj_hp..obj_hp =e= sum(t1, sum(n$(nrp(n)),(csp(t1,n)*1000*30.4166666666667*24*(pp(n)-cp(n)))))/1000000000; e_obj..obj=e=obj_irr + obj_hp; * Gọi chƣơng trình tính model mdsongba75 cho song ba /e_an, e_sn, e_sn0, e_sn1,e_bn, e_wn, e_rn, e_rn01, e_rn_ak1, e_rn_ak2, e_rn_mndbt1, e_rn_mndbt2, e_rn_chpt1, e_rn_chpt2, e_rn_hw01, e_rn_hw02, e_rn_hw03, e_rn_hw04, e_rn_hw05, e_rn_hw06,e_rn_hi01, e_rn_hi02, e_rn_hi03, e_rn_hi04, e_rn_hi05, e_rn_hi06, e_rn_hwav01, e_rn_hwav02, e_rn_hwav03, e_rn_hwav04, e_rn_hwav05, e_rn_hwav06, e_rn_dh01, e_rn_dh02, e_rn_dh03, e_rn_dh04, e_rn_dh05, e_rn_dh06, e_nr_tbma1, e_nr_tbma2, e_nr_tbma3, e_nr_tbma4, e_nr_pmax, e_nr_pmin, e_dcmt_ak, e_dcmt_ay, e_dcmt_kh, e_dcmt_sh, e_dcmt_sbh, e_obj_hp, e_obj_lua, e_obj_ngo, e_obj_cf, e_obj_mia, e_obj, e_obj_irr, e_rn_aw,e _rn_aw01, e_rn_aw02, e_rn_aw03, e_wd_m, e_area1, e_area2, e_area3, e_area4, e_area5, e_area6, e_area7, e_area8, e_area9, e_area91, e_area10, e_armin11, e_armin12,e_armin21, e_armin22, e_armin31, e_armin32, e_armin41, e_armin42, e_armin51, e_armin52, e_armin61, e_armin62, e_armin, e_arminlv, e_obj_chn, e_cap_chn, e_chn1, e_chn2, e_obj_nn, e_muc_tuoi1, e_muc_tuoi2, e_muc_tuoi3, e_muc_tuoi4, e_muc_tuoicf, e_muc_tuoi5, e_ths,e_qb75/ solve mdsongba75 using nlp maximizing obj; 2. Các chỉ số bƣớc thời gian (tháng) t1 nút n nút biên nb nút dòng chảy nn nút hồ chứa nr nrp nút thủy điện nrp0 nút thủy điện An Khê nua nút sử dụng nƣớc nút tƣới lúa nnl nút tƣới ngô nnn ncf nút tƣới nnm nút tƣới mía

130

nút cấp nƣớc sinh hoạt nsh nths nút cấp nƣớc thủy sản nchn nút cấp nƣớc chăn nuôi nút môi trƣờng nm nrayh nút hồ Ayun Hạ nrak nút hồ An Khê nrkn nút hồ Kanak nrkh nút hồ Krông Hnăng nrsh nút hồ Sông Hinh nrsbh nút hồ sông Ba Hạ 3. Danh sách các nút Các nút biên: nankhe1, niayun1, nkrongpa1, nkronghnang1, nthuongdongcam1, ndongcam1 Các nút dòng chảy: Trên dòng chính: nankhe2, nkrongpa2, niayun5, nba1, nba2, nba3, nba4, Trên dòng nhánh IaYun: niayun2, niayun4, niayun3, nayunpa2 Trên dòng nhánh Krông Hnăng: nkronghnang2 Trên dòng nhánh sông Hinh : nsonghinh Các nút hồ chứa: Hồ thủy lợi: riayunha, rthuyloi1, rthuyloi2, rthuyloi3, rthuyloi4, rthuyloi5, rthuyloi6, rthuyloi7 Hồ thủy điện: rankhe, rkanak, rkronghnang, rsongbaha, rsonghinh Các nút sử dụng nƣớc Vùng I: uankhelua, uankhengo, uankhecf, uankhemia, uankhechn, uankhecap Vùng II: uiayunlua, uiayunngo, uiayuncf, uiayunchn, uiayuncap Vùng III: uayunpalua,uayunpango, uayunpacap,uayunpacf, uayunpachn, uayunpamia Vùng IV: ukrongpalua, ukrongpango,ukrongpacap, ukrongpacf, ukrongpachn, ukrongpamia Vùng V: ukronghnanglua, ukronghnangngo, ukronghnangcf, ukronghnangmia, ukronghnangchn, ukronghnangcap, Vùng VI: udongcamlua, udongcamngo, usonghinhcap, udongcamcf, udongcammia, udongcamchn Vùng VII: uhaluulua, uhaluungo, utuyhoacap, uhaluucf, uhaluumia, uhaluuchn, uhaluuths 4. Liên kết trong mạng lƣới n_to_n(n,n1) liên kết từ nút n đến nút n1 n_to_nd(n,n1) liên kết từ nút n đến nút tƣới n1 n_to_nr(n,n1) liên kết từ nút tƣới n đến nút n1 (dòng chảy hồi quy)

131

lƣu lƣợng đến nút n trong thời đoạn t1

dung tích chết hồ n cho từng thời đoạn t1 dung tích hồ n ứng với MNDBT thời đoạn t1 công suất đảm bảo (MW) công suất lắp máy (MW) dung tích hồ ban đầu (triệu m3) lƣu lƣợng lớn nhất qua nhà máy hệ số trong công thức tính công suất phát điện

diện tích có thể trồng lúa (ha) diện tích có thể trồng ngô (ha) diện tích có thể trồng mía (ha) diện tích có thể trồng (ha)

Mức tƣới lúa vù hè thu thời đoạn t1, nút n (m3/s/ha)

Mức tƣới thời đoạn t1, nút n (m3/s/ha) Mức tƣới mía thời đoạn t1, nút n (m3/s/ha)

5. Dữ liệu biên qbien75(t1,n) 6. Dữ liệu hồ chứa vc(t1,n) vtb(t1,n) ndb(n) nlm(n) ini_s(n) pmax(n) aneta(n) 7. Dữ liệu nút tƣới alua(n) ango(n) amia(n) acf(n) mmadx(t1,n) Mức tƣới lúa vụ đông xuân thời đoạn t1, nút n (m3/s/ha) mmamua(t1,n) mmangodx(t1,n) Mức tƣới ngô vụ đông xuân thời đoạn t1, nút n (m3/s/ha) mmangomua(t1,n) Mức tƣới ngô vụ mùa thời đoạn t1, nút n (m3/s/ha) mmacf(t1,n) mmamia(t1,n) 8. Dữ liệu nhu cầu nƣớc công nghiệp và dân sinh, chăn nuôi, thủy sản Nhu cầu nƣớc chăn nuôi (m3/s) wd_chn(n) Nhu cầu nƣớc công nghiệp và dân sinh (m3/s) wd_m(n) Nhu cầu nƣớc thủy sản (m3/s) wd_ths(t1,n) 9. Dữ liệu kinh tế cp(n) lab(n) w(n) fn(n) fnc(n) fk(n) fkc(n) fp(n) fpc(n) may(n) pi(n) oth(n) pr(n) prcf(n) Chi phí phát điện (VNĐ/kwh) Chi phí nhân công (VNĐ/công) Chi phí cho 1m3 nƣớc (VNĐ) Số lƣợng phân đạm (kg/ha) Giá phân đạm (VNĐ/kg) Số lƣợng phân kali (kg/ha) Giá phân kali (VNĐ/kg) Số lƣợng phân lân (kg/ha) Giá phân lân (VNĐ/kg) Chi phí máy móc (VNĐ/ha) Chi phí thuốc trừ sâu (VNĐ/ha) Chi khác (VNĐ/ha) Giá bán lúa, ngô (VNĐ/kg) Giá bán (VNĐ/kg)

132

Giá mía (VNĐ/kg) năng suất lúa đông xuân (kg/ha) năng suất lúa mùa (kg/ha)

năng suất ngô (kg/ha)

năng suất (kg/ha) năng suất mía (kg/ha)

lƣu lƣợng cấp cho các đối tƣợng sử dụng nƣớc (m3/s) lƣu lƣợng ra khỏi nút n trung bình trong thời khoảng t1 (m3/s) lƣu lƣợng qua tuabin (m3/s) diện tích gieo trồng lúa vụ đông xuân (ha) diện tích gieo trồng lúa vụ mùa (ha)

diện tích gieo trồng mía (ha) diện tích gieo trồng (ha)

tổng dòng chảy đến nút và chuyển đi từ nút (m3/s) (tính trung bình trong

dung tích hồ chứa tại cuối thời đoạn t1 dung tích hồ chứa trung bình thời đoạn t1 mực nƣớc hồ chứa tại cuối thời đoạn t1 mực nƣớc hồ chứa trung bình thời đoạn t1 chênh lệch mực nƣớc thƣợng hạ lƣu trung bình thời đoạn t1

prm(n) ymdx(n) ymmua(n) ymngodx(n) năng suất ngô (kg/ha) ymngomua(n) ycf(n) ymmia(n) 10. Biến quyết định d(t1,n) r (t1,n) p(t1,n) ar(n) arm(n) arngodx(n) diện tích gieo trồng ngô vụ đông xuân (ha) arngomua(n) diện tích gieo trồng ngô vụ mùa (ha) armia(n) acf(n) 11. Biến trạng thái hoặc trung gian q(t1,n) thời đoạn t từ\đến nút n) s(t1,n) sa(t1,n) h(t1,n) hav(t1,n) dh(t1,n) obj_hp Lợi ích từ thủy điện obj_lua Lợi ích từ tƣới lúa (vụ đông xuân + vụ mùa) obj_ngo Lợi ích từ tƣới ngô (vụ đông xuân + vụ mùa) obj_mia Lợi ích từ tƣới mía obj_cf Lợi ích từ tƣới obj_irr Lợi ích từ tƣới obj Hàm mục tiêu chung 12. Các ràng buộc Các giới hạn trên và dƣới đƣợc xác định cho một số biến quyết định/trạng thái. Chúng bao gồm, ví dụ nhƣ: diện tích tƣới tối thiểu cho một loại cây trồng ở một vùng, giới hạn trên của dung tích hồ chứa, công suất phát điện tối đa. Ngoài ra, trong mô hình GAMS, một số ràng buộc đƣa ra do yêu cầu về toán học, ví dụ, các mẫu số trong phép chia phải khác không.

133

PHỤ LỤC 2

1. Một số thông số hồ chứa

TT Thông số Đơn vị An Khê - Ka Nak Ayun Hạ Sông Ba Hạ Sông Hinh

Kanak An Khê Krông H'năng

km2 I 1 833 1236 1670 1168 11115 772

2 mm 1821 1726 1780 1776 2154

m3/s 3 18.6 27.8 447 32.5 227.2 40.2

m3/s 4 7.27 10.8 14.5 146.8 15.7

Các đặc trƣng lƣu vực Diện tích lƣu vực Lƣợng mƣa trung bình nhiều năm Lƣu lƣợng trung bình nhiều năm Lƣu lƣợng trung bình mùa kiệt Tổng lƣợng dòng chảy TBNN 5 Hồ chứa II 1 MNDBT 2 MNC 106m3 587 m m 515 485 877 429 427 14097 1025 204 195 255 242.5 7165 105 101 1268 209 196

15.9 253 165.78 349.7 357 6 106m3 313.7

5.6 10.3 201 52 108.5 57.28 165.9 323 183.9 34 7 8

9 km2 17 3.4 13.39 54.66 41

m3/s m3/s

Dung tích toàn bộ (Wtb) Dung tích hữu ích 106m3 285.5 (Whi) Dung tích chết (Wc) 106m3 28.2 Diện tích mặt hồ ứng với MNDBT Lƣu lƣợng qua nhà máy III Q đảm bảo (90%) 1 2 Q lớn nhất IV Công suất 1 11 42 13 3 9.6 50 160 12.9 68 64 56.7 393 220 19 57.3 70

Công suất lắp máy MW Công suất đảm bảo (90%) MW 2 2.9 30.3 12.1 33.3 22.9

Nguồn: QTVHLH [49]

134

2. Các quan hệ địa hình lòng hồ Các quan hệ mực nƣớc (Z) ~ dung tích (V) của các hồ chứa đƣợc làm gần đúng bằng các dạng hàm toán học đơn giản. Hồ Kanak: Z = 0.0000012996V3 - 0.0009196456V2 + 0.2780067148V + 478.2471653629 Hồ An Khê: Z= -0.0137638038V2 + 0.7164632154V+ 421.1019211443 Hồ Ayun Hạ: Z = 0.0000005108V3 - 0.0003518019V2 + 0.1111076578V + 190.1433948532 Hồ Krông Hnăng: Z = 0.0000033823V3 - 0.0015926345V2 + 0.3314061788V + 227.9405067531 Hồ Sông Hinh: Z = 0.0000003447V3 - 0.0002877484V2 + 0.1034100182V + 192.6368045607 Hồ Sông Ba Hạ: Z = -0.0000464550V2 + 0.0484459702V + 93.7396072217 3. Quan hệ mực nƣớc (Hhl) ~ lƣu lƣợng (Q) tại tuyến hạ lƣu Các quan hệ mực nƣớc (Hhl) ~ lƣu lƣợng (Q) tại tuyến hạ lƣu các hồ thủy điện đƣợc làm gần đúng bằng các dạng hàm toán học đơn giản. Hồ Kanak: Hhl = 0.0000000001Q3 - 0.0000017058Q2 + 0.0077327223Q+ 454.3617774626 Hồ An Khê: Hhl = 0.0000000703Q3 - 0.0000682998Q2 + 0.0224150141Q + 48.7973842490 Hồ Ayun Hạ: Hhl = 0.000000002Q3 - 0.000008118Q2 + 0.015444790Q + 175.443993635 Hồ Krông Hnăng: Hhl = 0.000000000165Q3 - 0.000001444031Q2 + 0.005267393422Q + 134.072184562800 Hồ Sông Hinh: Hhl = 0.0000003Q3 - 0.0002201Q2 + 0.0498375Q + 63.9097805 Hồ Sông Ba Hạ: Hhl = 0.000000000001Q3 - 0.000000039073Q2 + 0.001068467400Q + 37.354085605094

135

PHỤ LỤC 3 Bảng PL. 1 Phân phối dòng chảy đến các phân vùng KTSDN trong các năm

IX

X

XI

XII

I

IV

V

VI

VII VIII

Phân vùng KTSDN

86.5 134.2 63.5 106.8 78.8 132.6 40.8 44.2 54.2 69.2

Vùng I Vùng II Vùng III Vùng IV Vùng V Vùng VI Vùng VII

51.1 128.6 38.5 83.6 44.8 100.7 10.8 62.9 74.9 31.9 42.9 109.6 319.2 125.1 92.6 155.1 399.1 156.4

19.4 13.2 15.9 4.9 21.7 40 51.9

7.6 1.7 2.1 0.7 7.2 7.1 9.9

15.6 2 2.9 3.3 7 7 11

70.4 62.3 76.8 45.2 24.4 24.2 54.9

42.5 38.4 50.1 41.2 38.8 15.3 38.5

74.4 59.5 67 41.7 52.9 20.6 52.4

7.2 3.2 3.8 1.2 10.4 12 15.9

Vùng I Vùng II Vùng III Vùng IV Vùng V Vùng VI Vùng VII

42.8 68.8 146.7 112.3 33.9 56.2 136.1 93.1 45.4 65.3 184.9 122.9 24 64.3 89.7 21.6 35.5 36.4 47 62.8 15.4 219.1 350.6 138.3 171 42.3 303.4 430.1

18.6 15.8 21.2 11 24.7 41.6 55.3

6.4 1.8 2.5 1.2 8.4 12 15.3

59.4 39.8 59.8 55.9 21.8 37 64.3

63.7 36.7 46.9 37.1 47.4 40.9 68.4

62.9 43.3 54.4 19.4 34.4 28 52.5

58.5 40.8 52.2 18.6 52.7 27.7 53.2

7.8 3.7 5 2.6 11.8 17.2 22.2

II III 1978-1979 10.3 6.4 7.7 2.4 15 19.7 26.1 1979-1980 11.9 7.6 10.2 5.3 17 28.6 36.9 1980-1981

Vùng I Vùng II Vùng III Vùng IV Vùng V Vùng VI Vùng VII

149 340.4 475.6 93.7 69.2 175.8 274.1 61 83.1 202.3 354.6 77 39 46.8 183.7 34 52.7 62.5 126.9 74.6 44.6 130.4 393.2 109.3 577 153.5 91.2 227.6

37 28.3 36 16.1 35.9 41.1 61.3

16 4.6 6.7 1.9 12.5 14.8 20.7

25.6 14.8 13.2 3 13.6 22.2 31.6

49.9 63.2 51.6 19.5 18.8 26.2 49.2

23.5 25.3 21.8 11.6 17.6 19.2 31.2

31.4 22.2 18.5 8.2 30.2 17.1 29.9

14.7 6.8 8.6 3.9 17.3 15 22

Vùng I Vùng II Vùng III Vùng IV Vùng V Vùng VI Vùng VII

22.8 412.4 501.4 133.8 84.1 21.6 185.4 253.9 94.1 27.8 218.4 307.5 33 28.1 132.3 120.8 27.7 50.7 80.2 110.8 49.7 328.7 555.6 346.9 741 421.6 67.4 465.3

42.1 30.1 36 15.2 33.9 67.4 90.4

18.1 3.8 4.9 2 11.7 19 25.3

9.8 1.8 2.5 1.4 9 15.2 19.4

24 26.2 22.3 5.6 15.5 22.9 34.7

23.8 30.1 24.5 5.5 15.3 19.2 30.8

16.6 24.1 18.6 2 12 10.8 19.1

14.3 7.2 8.5 3.6 16.3 23.9 31.6

24 13.8 17.6 7.8 24.9 32.6 45.3 1981-1982 24.6 14.6 17.4 7.4 23.5 37.4 50.3 1982-1983

Vùng I Vùng II Vùng III Vùng IV Vùng V Vùng VI Vùng VII

35.6 69.2 53.9 11.7 13.8 33.9 54.7

19.4 37.5 38.4 25.1 13.8 36.6 53.4

16.1 20.9 25.6 25.7 20 70.6 88.6

7.7 7.1 8 6.5 12.8 35 43.1

6.1 3.1 3.6 2.7 8.5 36.5 42.9

1.4 0.4 0.5 0.3 2.8 7.2 8.6

6 5.7 10.6 5.8 2.5 7.9 11.9

13.9 43.1 53.7 47.9 4.3 26.6 44.7

12 26.6 30.7 12.5 10.8 17.4 28.1

43.7 52.9 45.5 9.8 19.9 30.6 49.9

3.9 1.5 1.7 1.3 5.9 20.1 23.8

2.4 0.7 0.8 0.6 4.1 12.5 14.8

Đơn vị: m3/s

136

IX

X

XI

XII

I

IV

V

VI

VII VIII

Phân vùng KTSDN

II III 1983-1984

41.4 261.3 173.2 38.1 207.4 148.2 43 245.2 169.2 47.1 180.2 113.1 35.6 138.1 83.1 39.3 227.3 173.6 62.8

37.8 42.5 53.1 31.5 44.9 95.7 352 261.3 127.4

29.3 17.2 11.1 23.8 33.3 67.6 26.5 18.6 31 57.7 20.9 8.9 22.6 10.8 7.2 14.9 30.6 21.1 14.6 10.3 20.7 29.8 57.4 46.4 75.6 58.2 27.4 24.5 45.8 63.4

52.3 4.4 13.7 56.5 5.3 21.4 55.1 76.3 47.2 101.8 1.7 22.5 36.1 76.4 168.1 3.5 60 119.6 42.7 98.6

21 15.4 26.5 33.2 23.7 51

1984-1985

8.3

5.1

11

67.5 181.4 307.6 113.7 92.4 49.6 103.2 168.1 84.1 126.1 206.6 103.5 27 85.4 134.6 89.5 96.7 42.9 94.7 73.2 233 179.2 40.8 155.6 89.9 231.5 343.6 236.4

33 29.4 42 24.5 15.1 16.6 29.5 5.9 10.8 10.1 4.1 7.3 28.4 13.8 5.5 10.8 11.3 13.4 8.9 33.6 16.4 2.6 9.6 5.4 2.6 28.8 20.1 13.9 11 14.1 13.2 16.3 68.5 35.5 23.4 20.1 22.8 17.3 18.2 90.7 47.6 30.9 26.4 32.4 26.3 27.7

30.5 14 14.6 9.2 14.1 13.6 22.9

Vùng I Vùng II Vùng III Vùng IV Vùng V Vùng VI Vùng VII Vùng I Vùng II Vùng III Vùng IV Vùng V Vùng VI Vùng VII

1985-1986

49.4 126.5 131.5 45.3 103.8 142.9

9.9 6.5 7.5 2.5 6

12.5 23.4 45.4

27.1 24.3 98.8

94.5 92.6 43 115.1 153.4 103.9 25.2 58.4 20.7 18.4 296 208.4 66 147.8 377.1 263.4

24 6.3 47.5 16.2 31.9 16.6 3.1 13.7 10 15.5 26.8 13.1 3.6 14.3 10.5 24.2 30.9 15.1 2.6 1.3 1.2 5.1 10.4 1.4 2.2 3.7 12.4 4.1 8.6 2.6 9 65.1 35.6 25.5 12.2 11 11 14 18.8 83.4 45.4 31.5 15.4 20.5

96.2 62.8 81.3 11.1 8.4 43.7 73.1

Vùng I Vùng II Vùng III Vùng IV Vùng V Vùng VI Vùng VII

1986-1987

9 51.1 27.7 18.1 5.5 46.5 22.3 11.2 7.2 56.3 27.1 13.5 24.4 11.9 2.8 5.9 33.6 23.3 16.2 11.2 73.8 38.4 21.2 13.8

8.4 2.7 3.9 1.3 9.1 9

58.8 216.6 105.8 271.2 16 12.1 94.4 236.2 44.9 145.2 6.7 4.7 67.4 159.3 107.1 286.5 5.7 10.9 37.8 132.2 39.7 57.6 0.3 0.7 8.5 36.8 30.4 76.6 28.1 7.7 5.3 7.8 72.3 165.5 422.8 40.1 9.9 67.4 141.8 220.3 567.5 103.4 54.1 30.2 19.1 12.7 12.3

34.1 22.1 23.1 6.3 9.3 10 20.6

Vùng I Vùng II Vùng III Vùng IV Vùng V Vùng VI Vùng VII

1987-1988

48.8 61.9 57.7 8.6 12.6 25.9 47.1

62.8 18.5 252.2 56.4 16.7 227.3 70.3 19.1 273.7 26.9 88.6 6.5 13.4 27.9 38.3 13.9 284.6 128.7 22.7 401.6 167.1

7.6 18.6 25.8 27.5 31.9 17.6 10.5 1.8 15.9 14.1 3 6.1 26.2 12.8 2.2 14.2 22.2 3.9 7.7 32.6 16.1 6.3 33.7 0.7 1.4 2.9 6 12.4 18.6 12.8 20 8.4 6.5 6.5 8.9 70.3 46.2 33.1 19.6 11.9 21.5 20.8 90.2 57.9 40.4 24.1 16.3 30.7 35.1

15.1 4.4 9 17 22.2 9.4 17.6

Vùng I Vùng II Vùng III Vùng IV Vùng V Vùng VI Vùng VII

137

IX

X

XI

XII

I

IV

V

VI

VII VIII

III II 1988-1989

Phân vùng KTSDN

35.5 53.1 51.5 292.3 122.9 15.4 33.7 40.1 227.6 104.7 22.8 47.9 60.3 298.5 155.4 14.8 31.3 180 110.2 45.2 26.4 38.8 73.7 94.9 39.9 43.2 216.7 398.3 90.6 104.9 71.5 347.6 495.9 121.1 127.7

20.8 7.5 10.9 7.2 18.3 42 53.2

18.1 3.7 5.6 3.6 13 33.2 41.3

18.7 3.9 7.5 6.9 14.9 18.5 26

62.6 18.7 29.5 21.9 27.3 25.2 44.1

41.7 16.7 22.4 10.7 33.4 25.3 40.4

62.3 31.6 35 13.2 29.2 30.5 50.6

72.4 63.2 71.9 14.3 28.8 27.5 55.1

Vùng I Vùng II Vùng III Vùng IV Vùng V Vùng VI Vùng VII

1989-1990

48 83.3 123.7 37.8 48.4 62.6 40.2 66.8 65.6 17.9 74.1 25.4 37.7 28.8 56.9 46.1 137.6 167.2 82 184.8 201.6

28.7 13.7 15 8.4 19.4 59.4 74.4

17.4 2.8 3.1 1.9 9.1 17.1 22.5

13.1 1.4 1.5 0.9 6.3 12 15.7

13.9 0.7 0.8 0.4 4.3 12.7 16.2

53.9 21.1 22.8 2.9 8.8 11.5 24.1

75.2 49.3 60.4 32.2 32.7 33 61

37.1 21.8 25.7 10.8 23.2 18.7 32.4

42 34.8 52.6 38.3 39.4 40.3 64.5

23.6 5.7 6.3 4 13.2 25.5 33.7

51.8 387.9 248.1 47 280.3 205.4 63.5 350.2 258.3 220 138.6 60.3 90.4 84.2 129.6

75.6 54.2 70 42.9 52.2 35 242.2 358.2 166.1 70 406.4 490.4 214.1

1990-1991 31 12.9 16.6 9.9 24.6 29.9 43.1

23.8 6.7 8.8 5 17.2 31.9 41.7

18.3 3.5 4.8 2.4 12.1 32.1 39.9

23.2 1.7 3.4 3.3 8.4 15 20.9

30.4 0.8 2.6 4.1 7.7 10.8 16.7

33.6 0.5 3.4 7.5 11.4 8.4 15.3

44.3 8.6 8.1 3.3 13.8 14.4 23.6

44.4 25.4 32.9 20.3 35.5 54 76.3

Vùng I Vùng II Vùng III Vùng IV Vùng V Vùng VI Vùng VII Vùng I Vùng II Vùng III Vùng IV Vùng V Vùng VI Vùng VII

1991-1992

86.7 234.2 107.5 45.3 143.1 96.2 74.1 181.3 109.8 31.7 90.1 95 38.5 75.7 76.8 81.1 76.1 116.6

69.6 51.1 55.9 12 26.1 84.4 119.6 200.8 128.4 115.3

26.5 8.6 9.7 2.7 12.2 26.3 35.3

18.7 4.2 4.7 1.3 8.5 16.8 22.5

14 2 2.3 0.6 5.9 14.4 18.6

19.1 3.2 8.8 15.7 6.2 11.7 18.5

30.1 14.5 31.2 39.1 53.1 33.8 53.9

40.7 19.2 33.2 19.9 37.2 23.2 40.7

53.9 41.2 44.4 21.9 54.8 48.3 73.4

40.2 18 20.4 5.7 17.8 46.1 61.6

Vùng I Vùng II Vùng III Vùng IV Vùng V Vùng VI Vùng VII

1992-1993

63.4 49.2 298.4 134.2 38.7 95.2 33.7 222.2 49.5 115 34.7 270.4 18.9 40.7 13.4 119.6 49.7 31.7 47.5 84.5 32.5 299.6 194.3 103.4 53.4 428.3 258.7 134.9

29.6 8.5 10.9 4.3 14.9 24.1 33.7

25.8 5.1 6.1 2.4 10.4 16.5 23.5

17.6 2.7 3.1 1.1 7.2 12.1 16.7

32.4 2 2.3 0.6 6.6 11.4 17.2

24 4.9 12.3 0.5 6 11.8 18.1

37.5 9.1 15.3 1.7 9.8 10.8 19.7

37.5 18.9 25.5 1.4 15.7 8.9 20.1

42.2 17.4 22.4 8.9 21.6 38.5 54.2

Vùng I Vùng II Vùng III Vùng IV Vùng V Vùng VI Vùng VII

138

IX

X

XI

XII

I

IV

V

VI

VII VIII

Phân vùng KTSDN

III II 1993-1994

60.7 132 152.5 44.6 180.1 33.3 136 87 148 26.9 42.5 209 120.5 165.1 34.2 28.8 90.2 120 21.5 196.4 47.1 90.1 67.6 23.1 139.2 35.4 428.8 340.4 470.9 109.4 143 53.7 557.6 427.9 584.1

35.6 16.3 20.8 14 32.6 48.5 66.2

25.8 8.1 10.4 7 22.7 32.9 44.2

Vùng I Vùng II Vùng III Vùng IV Vùng V Vùng VI Vùng VII

24.2 4.3 5.8 3.5 16.5 22.6 30.8

43 6.9 10.1 14.1 19.8 23.7 36.1

35.4 4.7 6.8 8 25.4 28.3 39.8

58.3 7.3 9.8 9.3 28.7 29.5 43.9

52.6 10.9 12.6 6.4 24.7 17.1 29.9

66.7 35.9 44.9 21.3 25.9

150.8 146.8 87.6 100.6 117 111.1 60.3 33.7 40.4 33

Vùng I Vùng II Vùng III Vùng IV Vùng V Vùng VI Vùng VII

63.3 26.4 37.9 11.9 19.9 48.5 134.5 139.7 121.5 194 174.5 150.2 95.9

1994-1995 27 4.2 6.5 2.3 9.1 38.1 47.2

17.6 2 2.9 1.1 6.3 20.7 26

33.8 8.1 11.9 4.7 13.1 55.2 68.4

13.9 0.9 1.4 0.5 4.3 12.4 15.9

18.2 1.1 1.3 0.6 4 14.9 19.1

23.6 2.6 3.5 4 4.3 12 17.3

36.3 17.5 22.7 7.1 5.7 17 28.2

54.5 32.3 43.7 17.5 12.3 14.5 32.7

1995-1996

95.8 88.4 258.5 278.4 60.6 142 70.1 172.7 70.2 88.7 235.2 167.2 29.1 78 68.4 189.7 40.9 67.9 60.9 119.2 61.2 159.1 183.4 330.3 105.5 275.3 277.5 395.5

23.5 10.6 12.9 6.3 18.7 21.7 31.6

16.8 5.2 6.3 3.1 12.9 14.9 21.2

34.7 22.2 26.9 13.1 27.1 30.1 46.4

15.7 2.5 3.2 1.9 9.1 10.5 15.1

34.1 22.7 29.7 37.3 20.3 17.2 33.6

64.9 21.4 21.8 18.6 29.7 32.3 51.5

45.4 19.7 21.8 15.5 35 21.6 37.6

38.7 13.1 16.1 16.7 39.1 21.2 35.4

1996-1997

78.3 102.5 74.6

169 97.7

78

Vùng I Vùng II Vùng III Vùng IV Vùng V Vùng VI Vùng VII Vùng I Vùng II Vùng III Vùng IV Vùng V Vùng VI Vùng VII

148.8 189.8 608.2 335.6 60 127.9 330.7 220.8 71 148.9 397.8 257.2 73 53.8 101.3 280.8 521.8 332.8 154.1 374.1 736.8 461.9

36.6 28.6 33.8 10.6 23.8 38.3 56.1

26.1 14.1 16.7 5.4 16.4 26.7 37.7

65.9 58.4 68.7 21.8 32.2 54 85

31 9.5 16.1 8 12.8 23.4 33.9

52.4 27 32.6 13.9 14.2 25.6 42.7

29.7 14.6 17.1 4.4 11.4 21.7 32

28.8 12.7 12.1 3.2 11.3 19.6 28.6

35.4 19.6 22.6 19.7 24.7 28.3 42.8

70 55.9 67.6 57 60

Vùng I Vùng II Vùng III Vùng IV Vùng V Vùng VI Vùng VII

80.9 109.2 87.3 67.4 87.1 100.9 49.9 45.2 53.5 42.3 73.3 107.6 148.5 111.4 151.9 203.1

32.8 31.9 34.6 12.8 26.7 57.1 77.3

1997-1998 18 5.7 6.8 3.4 12.8 19.6 26.6

14.3 2.8 3.3 1.7 9 13.9 18.7

22.4 11.5 13.2 6 18.2 27.8 38.2

15 1.5 2.5 0.8 6.2 9.8 13.6

20.5 2.7 8.8 0.9 5 7.8 12.6

14.9 3.1 6.4 0.7 7.5 7 11.2

15.7 10.5 12.3 1.7 7.7 8.3 14.2

28.6 10.1 12.6 3.2 7.1 11.1 18.6

139

IX

I

X

IV

XI

XII

V

VI

VII VIII

Phân vùng KTSDN

35.5

Vùng I Vùng II Vùng III Vùng IV Vùng V Vùng VI Vùng VII

III II 1998-1999 29 27.4 72.5 37 46.5 233.5 568.4 295.3 8.5 81.8 35.1 17.6 220 49.8 114.2 365.5 98.8 43.3 21.4 10.7 51.5 143.2 445.1 260.7 4.3 26.2 12.8 6.3 73.6 68 135.9 1.6 15 45.2 31.2 21.7 78.9 85.9 6 32.4 237.6 510.6 296.5 82.5 43.2 30.3 21.3 51.4 321.1 723.2 420.6 124.4 64.2 43.5 30.4

52.4 40.1 33.9 52 18.9 16.7 12.3 29.9 28.7 28.2 21.8 28.2 16.3 31.6 28.4 11.4 27 26.4 26.4 42.4 22.6 32.7 27.3 29.9 39.7 52.1 42.6 47.3

1999-2000

7 10.1

Vùng I Vùng II Vùng III Vùng IV Vùng V Vùng VI Vùng VII

72 260.4 446.4 421.3 45.8 123.1 223.9 236.9 45.7 147.8 262.9 291.4 89.8 143.4 156.4 15 88.5 30.5 88.8 65.3 47.1 304.5 360.5 488 72.6 405.2 515.5 659.2

73.7 40.5 26.2 27.3 6.4 54.3 26.3 12.5 68.3 33.3 15.9 8.2 4.4 8.9 38.2 18.4 43.8 30.3 20.9 14.6 63.2 45.9 32.1 42.7 98.8 66.3 44.4 53.7 102.9 66.9

31.7 47.3 41.6 79.6 14.9 20.1 20.9 33.5 14.4 19.1 19.7 33.5 3.2 6.1 12.4 21.7 21 14.3 86.2 50.5 40.7 40.6 56 61.2

2000-2001

Vùng I Vùng II Vùng III Vùng IV Vùng V Vùng VI Vùng VII

55 230.3 238.3 100.3 70.6 33.4 128.4 132.6 81.7 33.6 155.7 147.7 35.4 85.1 57.2 2.5 40.6 51.9 49.6 17.4 54.5 344.1 408.9 198.5 73.5 438.7 515.9 252.1

40.5 25.4 22.7 20.5 6 2.8 24.6 11.4 3.5 7.3 28.3 13.2 2.2 13.3 4.6 6.5 9.2 26.2 18.3 13.1 52.8 37 51.2 32.3 72.1 48.7 62.2 39.8

24 59 62.4 24.5 4.1 44.8 8.3 26.3 6.8 43.1 44.8 13.8 23.5 5.3 3.4 7.9 17.6 22.4 15.6 31.8 33.2 27.2 18.9 37.2 38 26.5 58.7 54.4

96 68.3 170.8 64.3 36.5 80 72 87.1 41.3 25.6 17.1 4.9 28.5 25.2 27.9 42.1 209.8 137.4

47.2 40 42.6 9.1 18.7 98.4 64 269.3 179.6 124.2

2001-2002 16 29 21.7 18.5 1.6 3.3 6.7 14 1.7 3.6 7.4 15.3 0.5 1 2 4.1 12.5 4.1 6 8.7 33.1 23.5 16.6 11.7 44.2 30.7 21.7 15.5

23.2 21.7 23.8 52.8 10 14.1 19.8 20.5 15 17.3 17.2 10.5 1.4 1.7 3.5 10.3 6.6 9.1 10.3 29.6 10.4 11.3 12.4 19.2 17.7 18.8 20.7 32.6

2002-2003

7 2.3 4.8 3.3 5.2

Vùng I Vùng II Vùng III Vùng IV Vùng V Vùng VI Vùng VII Vùng I Vùng II Vùng III Vùng IV Vùng V Vùng VI Vùng VII

81.7 226.9 105.3 161.8 43.7 91.5 47.7 45.5 97.5 53.4 10.3 43.1 8 30.4 19.8 32.5 71.2 389.6 190.2 471 229.4

64 73.3 17 41.2 69.6 118.6 102.5

4.2 21.1 11.9 1.4 4 6.7 3.1 7.4 11.5 2.2 5.1 8 14.2 3.2 8.5 61.3 41.7 29.4 21.3 26.5 21.6 18.9 17.2

9.9 43.9 29.8 56.4 23 45.8 5.6 36.6 3.4 30.2 15.1 38.4 21 10.5 26.7 2.4 3.7 54 8.1 9.7 18 22.5 19.5 15.3 16.1 15.4 14.7 14.3

140

IX

X

XI

XII

I

IV

V

VI

VII

VIII

III II 2003-2004

Phân vùng KTSDN

8 3.6 5.5 3.8 2.5

Vùng I Vùng II Vùng III Vùng IV Vùng V Vùng VI Vùng VII

79.1 102.2 245.8 172.2 32 60.2 97.4 83.4 34.7 94 82.6 217.1 24.2 65.3 151 57.5 20.1 53.1 23.3 50.6 17.9 162.2 163.8 104.7 31

45.6

44.9

18

5 58.8 40.8 23.2 13.5 2.1 31.2 6.3 18.3 10.7 4.1 73.9 8.6 21.3 13.5 2.8 51.4 6 9.4 14.8 1.6 99.3 4.2 6.9 11.7 50.2 32.8 23.4 17.4 27.3 64.8 21.8 18.5 16.6 15.4 14.6 17.2

66.2 56.9 48.1 34.9 36.8 47.5 33 25.6 49 113.2 27.7 14.3

31.5 14.3

2004-2005

Vùng I Vùng II Vùng III Vùng IV Vùng V Vùng VI Vùng VII

85.6 56.9 57.8 40.2 58.6 22.4 16.4

65.7 29 37.3 26 29.6 48.8 19.1

56.1 16.2 19.9 13.9 17.3 69.7 15.1

44.8 9.7 21.4 14.9 10.2 53.9 14.8

3.9 3.4 3.8 6.6 19.6 11.2 1.1 0.6 0.4 1.8 3.1 5.2 3.4 3.3 5.2 5.3 8.1 12.6 3.6 2.3 2.4 3.7 5.6 8.7 1.4 16.2 16.4 3.7 2.3 6.1 26.4 7.8 9.1 19 14.3 11.1 11.9 11.5 11.2 10.9 10.6 10.3

20.5 130.9 13.3 108.1 11.3 100 69.6 7.8 53.5 152.2 6.4 6.9 9.8 10

2005-2006

116

49.9 27.8 15.9 5.4 9.2 15.6 20 12.8 31.6 8.9 5.9

22 13.9 9.7 16

9.3 18.1 13.1 1.1 2.1 3.2 8.2 22.4 17.4 5.7 15.6 12.1 2.3 3.8

Vùng I Vùng II Vùng III Vùng IV Vùng V Vùng VI Vùng VII

186 136.6 207.5 219.3 30.3 54.5 73.9 99.2 214.6 140.6 116.3 69 80.9 97.8 149.3 31.2 52.7 79.3 164.1 53.2 213.6 216.4 378.9 63.5 26.3

40.6

43.5

88.7 147.6 53.4 114.1 90.8 75.7 52.6 63.1 1.7 135.5 168.7 20.2 26.2 15.2 14.5

92.4 58.1 43.6 32.8 27.5 26.3 33.5 24.3 19.6 16.6 14.9 13.8

2006-2007

Vùng I Vùng II Vùng III Vùng IV Vùng V Vùng VI Vùng VII

243.8 219.2 104.7 68.1 157.5 144.3 34.4 198.8 130.3 24 90.6 138.2 59.3 169.2 137.3 69.7 61.3 122.5 26.7 35.5 32.8

97.4 40.3 34.7 24.2 34.7 53.1 21.4

9.6 9.4 11.9 48.8 26.1 15.6 4.5 1.5 3 7.8 22.5 13.2 5.3 17.4 13.4 8.3 19.9 12.8 9.3 3.7 12.1 5.8 8.9 13.8 20.3 12.3 5.7 8.5 4.6 7.5 45.7 25.8 18.8 14.2 28.5 24.5 16 13.9 12.9 12.3 11.8 11.4

14.1 103.1 63.2 6.4 81 12.4 56.3 8.6 38.9 213.4 66.6 21.5 14.2 11.1

2007-2008

77.5

Vùng I Vùng II Vùng III Vùng IV Vùng V Vùng VI Vùng VII

15 35.5 14.9 75.8 43.6 25.5 128.5 265.1 431.5 138.6 8.9 7.3 19.9 37 21.6 12.7 64.3 115 142.4 7 32.7 18.3 11 27 17.1 44.7 95 268.1 417.8 4.9 22.7 12.7 7.6 18.8 11.9 31.1 66.1 186.5 290.6 41.6 94 108.3 97.7 5.2 32.5 29.8 8.7 24.2 14.4 98.3 112.7 61.6 45.6 33.4 53.2 33.5 370 98.4 194.5 15 32.7 23.5 19.5 17.2 18.3 42.9 88 46.5 24.2

19.7 7.6 20.7 14.4 11.7 43.4 14.9

80.7 36.2 88.9 61.8 62.1 47.3 16.3

141

IX

X

XI

XII

I

IV

V

VI

VII

VIII

III II 2008-2009

Phân vùng KTSDN

71.8 139.2 294.7 68.8 40.3 36.2 60 126.4 305.5 87.9 212.4 58.5 47.8

114 37.2 61.4 42.7 26.5

85 36.2 20.8 7.3 23.4 12.3 58.7 26.5 17 40.9 18.4 11.8 5.5 15.2

9

Vùng I Vùng II Vùng III Vùng IV Vùng V Vùng VI Vùng VII

41.7 99.7 95.5 112.1 609.4 264.9 156.7 77.4 51.7 104.1 26.3

44.7 29.3 23.9

54.1

77.3

33.1

53.9 110.3 16.2 33.7 19.4 90.1 37.3 1.8 2.9 4.2 65.7 24.1 11.6 28.7 21.7 8.1 19.9 15.1 45.7 16.8 3.3 20.4 32.8 136.5 178.3 34.4 104 49 18.3 20.7 20.6 17.9

42.1 17.9

2009-2010

8.5 4.1 5.8 4

Vùng I Vùng II Vùng III Vùng IV Vùng V Vùng VI Vùng VII

303.8 248.1 277.9 105.8 60.7 179.1 133.6 131.7 45.1 278.4 158.9 206.2 31.3 193.6 110.5 143.4 81.9 343.7 254.7 170.5 57.5 69 189.1 30.2 56.1

62.2 39.8

39.6

63.9 38.9 23.2 34.9 20.6 12.2 29.1 19.9 12.8 8.9 20.2 13.8 47.7 28.7 17.4 46.1 36.3 26.1 24.7 20.8 18.8

13.9 5.8 7.1 2.4 8.2 4.6 3.2 5.7 16.3 36.1 46.6 19.5 15.4 18.6 17.4 16.5 15.9

17.1 71.1 1.5 22.4 24.1 83.6 58.1 16.8 93.3 126.4 37.1 26.3 15.6 15.3

Nguồn: Tổng hợp các tài liệu VQHTL

142

PHỤ LỤC 4

Ayun Pa Krông Hạ lƣu

Bảng PL. 2 Mức tƣới lúa đông xuân (m3/ha) Thƣợng Ayun Krông Hnăng Pa

2659

3099

2972

2972

2168

1202

834

1454

1745

1599

1599

1379

1135

965

1724

1979

1927

1927

1774

1583

1666

1968

2108

2133

2133

2009

1698

1908

951

1058

1177

1177

1061

1091

946

Nam Bắc An Khê Thƣợng Đồng cam

Nguồn: [2]

Tháng IX X XI XII I II III IV V VI VII VIII

Ayun Pa Krông Hạ lƣu

Bảng PL. 3 Mức tƣới lúa mùa (m3/ha) Krông Hnăng Thƣợng Ayun Pa

0

515

0

127

127

134

159

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

2690

3184

1216

1024

1024

2193

1410

1647

2118

487

984

984

1338

1224

2244

2508

244

1155

1155

1077

Nam Bắc An Khê Thƣợng Đồng cam

1717

1536

1453

0

948

948

567

Tháng IX X XI XII I II III IV V VI VII VIII

Nguồn: [2]

143

Ayun Pa Krông Hạ lƣu

Bảng PL. 4 Mức tƣới ngô đông xuân (m3/ha) Thƣợng Ayun Krông Hnăng Pa

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

654

333

333

0

0

0

0

612

1097

851

851

481

469

272

1067

1303

1275

1275

1043

1087

822

1224

386

858

858

1106

1070

1202

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

Nam Bắc An Khê Thƣợng Đồng cam

0

0

0

0

0

0

0

Tháng IX X XI XII I II III IV V VI VII VIII

Nguồn: [2]

Bảng PL. 5 Mức tƣới ngô mùa (m3/ha)

Ayun Pa Krông Hạ lƣu

Thƣợng Ayun Pa Krông Hnăng

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

171

104

104

104

85

226

772

647

647

647

550

483

1156

352

790

790

790

226

1409

1690

Nam Bắc An Khê Thƣợng Đồng cam

105

171

171

171

386

775

474

Tháng IX X XI XII I II III IV V VI VII VIII

Nguồn: [2]

144

Ayun Pa Krông Hạ lƣu

Bảng PL. 6 Mức tƣới cà phê (m3/ha) Krông Hnăng Thƣợng Ayun Pa

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

677

226

677

0

0

0

0

718

545

718

198

198

449

0

805

665

805

620

620

666

381

891

834

891

720

720

840

715

549

800

549

671

671

514

668

0

0

0

283

283

233

644

0

0

0

0

0

0

571

0

0

0

0

0

592

1473

Nam Bắc An Khê Thƣợng Đồng cam

0

0

0

0

0

538

1419

Tháng IX X XI XII I II III IV V VI VII VIII

Nguồn: [2]

Ayun Pa Krông Hạ lƣu

Bảng PL. 7 Mức tƣới mía (m3/ha) Krông Hnăng Thƣợng Ayun Pa

0

0

0

319

319

319

319

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

118

0

118

118

118

0

0

415

327

415

415

415

289

289

483

271

483

483

483

471

471

728

338

728

728

728

705

705

611

428

611

611

611

613

613

193

921

193

193

193

601

601

405

1025

405

405

405

655

655

485

808

485

485

485

1198

1198

Nam Bắc An Khê Thƣợng Đồng cam

463

392

463

463

463

1105

1105

Tháng IX X XI XII I II III IV V VI VII VIII

Nguồn: [2]

145

PHỤ LỤC 5

Bảng PL. 8 Diện tích tƣới lúa đông xuân tối ƣu (ha)

Thƣợng

Wnăm (tr. m3)

Năm

Nam Bắc An Khê

Thƣợng Đồng cam

Hạ lƣu

21401 1999 21380 1996 18347 1981 17686 1993 15743 1980 15668 1990 14942 2007 14883 1983 14816 1988 14542 2000 14378 1995 14323 2008 14317 2009 13207 1986 12884 1984 12824 1979 11102 1978 11049 1992 10499 1991 10289 2002 10243 2006 10059 2003 8196 1989 7824 2001 7138 1997

- 2000 - 1997 - 1982 - 1994 - 1981 - 1991 - 2008 - 1984 - 1989 - 2001 - 1996 - 2009 - 2010 - 1987 - 1985 - 1980 - 1979 - 1993 - 1992 - 2003 - 2007 - 2004 - 1990 - 2002 - 1998

Ayun Ayunpa Krôngpa 4400 4400 0 4400 4400 0 4400 4400 4400 4400 4400 4400 0 0 0 4400 0 0 4400 0 0 4400 0 0 0

0 0 0 0 0 145 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

8800 8800 8800 8800 8800 8800 8800 8800 8800 8800 8800 8800 8800 0 8800 8800 3646 8800 8800 0 8800 8800 8800 8800 0

Krông Hnăng 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Trung bình Diện tích có thể tƣới Tỉ lệ trung bình

7538 8800 86%

6 11000 0%

0 19800 0%

2288 4400 52%

0 7700 0%

3740 24200 3740 24200 2662 24200 3740 24200 3740 24200 2662 24200 3740 24200 3740 24200 3740 24200 3740 24200 403 24200 3740 24200 0 24200 0 24200 2662 24200 3740 24200 0 24200 2662 24200 3740 24200 0 24200 2662 24200 3740 24200 0 24200 0 24200 0 24200 24200 24200 100%

2344 3740 63%

146

Bảng PL. 9 Diện tích tƣới lúa mùa tối ƣu (ha)

Thƣợng

Wnăm (tr. m3)

Nam Bắc An Khê

Thƣợng Đồng cam

2000 1997 1982 1994 1981 1991 2008 1984 1989 2001 1996 2009 2010 1987 1985 1980 1979 1993 1992 2003 2007 2004 1990 2002 1998

21401 1999 21380 1996 18347 1981 17686 1993 15743 1980 15668 1990 14942 2007 14883 1983 14816 1988 14542 2000 14378 1995 14323 2008 14317 2009 13207 1986 12884 1984 12824 1979 11102 1978 11049 1992 10499 1991 10289 2002 10243 2006 10059 2003 8196 1989 7824 2001 7138 1997

Ayun Ayunpa Krôngpa 4400 14035 10617 4400 5749 11000 0 441 0 4400 1465 0 4400 16992 7783 0 0 1697 4400 11000 0 4400 19800 11000 4400 17801 11000 4400 11000 0 4400 19521 11000 4400 0 2126 3298 0 2126 0 0 620 0 0 8496 4400 19800 11000 4400 0 830 3298 0 0 4400 2997 0 4400 0 7830 3298 2126 0 4400 971 0 4400 18385 11000 3298 0 11000 0 0 722

8800 8800 8800 8800 8800 8800 8800 8800 8800 8800 8800 8800 8800 8800 8800 8800 8800 8800 8800 8800 8800 8800 8800 8800 0

Krông Hnăng 0 0 0 5551 0 0 2378 0 1441 0 0 223 2518 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3740 3740 0 3740 1433 0 3740 3740 3740 3740 2404 3740 0 0 0 572 0 0 3740 1082 0 3740 3013 0 0

Năm - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Trung bình Diện tích có thể tƣới Tỉ lệ trung bình

484 7700 6%

Hạ lƣu 24200 24200 24200 24200 24200 24200 24200 24200 24200 24200 24200 24200 24200 24200 24200 24200 24200 24200 24200 24200 24200 24200 24200 24200 24200 24200 24200 100%

8448 8800 96%

5835 11000 53%

5442 19800 27%

3344 4400 76%

1836 3740 49%

147

Bảng PL. 10 Diện tích tƣới ngô đông xuân tối ƣu (ha)

Thƣợng

Wnăm (tr. m3)

Thƣợng Đồng cam

2750 2750 1685 2750 0 2750 2750 0 0 2750 663 2750 2750 2750 0 0 1296 2126 2750 0 2750 2545 0 0 2750

Krông Hnăng 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 4950 0 3798 0 0 796 4950 4950 4950 0 4950 0 2662 0 2829 0 0 2058 0 0 0 0 2662 0

Hạ lƣu 820 820 820 820 820 820 820 820 820 820 820 820 820 820 820 820 820 820 820 820 820 820 820 820 820

2000 1997 1982 1994 1981 1991 2008 1984 1989 2001 1996 2009 2010 1987 1985 1980 1979 1993 1992 2003 2007 2004 1990 2002 1998

21401 1999 21380 1996 18347 1981 17686 1993 15743 1980 15668 1990 14942 2007 14883 1983 14816 1988 14542 2000 14378 1995 14323 2008 14317 2009 13207 1986 12884 1984 12824 1979 11102 1978 11049 1992 10499 1991 10289 2002 10243 2006 10059 2003 8196 1989 7824 2001 7138 1997

Ayun Ayunpa Krôngpa 0 2661 0 730 0 0 0 0 0 0 0 10695 883 0 8800 0 3215 0 0 2990 0 0 8800 6322 0 7285 0 0 0 0 0 0 0 0 0 94 0 0 0 0 0 7162 0 0 0 0 0 0 0 10695 1981 11440 17%

1653 2750 60%

833 8800 9%

0 22000 0%

1582 4950 32%

820 820 100%

Năm - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Trung bình Diện tích có thể tƣới Tỉ lệ trung bình

Nam Bắc An Khê 27500 27500 27500 27500 27500 27500 27500 27500 27500 27500 27500 27500 27500 21534 27500 27500 27500 27500 27500 27500 27500 27500 27500 27500 27500 27261 27500 99%

148

Bảng PL. 11 Diện tích tƣới ngô vụ mùa tối ƣu (ha)

Thƣợng

Wnăm (tr. m3)

Thƣợng Đồng cam

Ayun Ayunpa Krôngpa 11440 0 8800 11440 3298 11440 0 10695 11440 0 3298 0 10651 0 8800 11440 8800 11440 8800 7705 8800 11440 8800 4373 3410 0 3298 10695 3298 10695 8800 11440 8800 11440 0 10601 8800 11440 3475 11440 3533 0 8800 11440 8800 11440 11440 0 3298 7744

2750 2750 2750 2750 2750 284 2750 2750 2750 0 2750 0 0 2750 2750 2750 2750 2750 2750 2750 0 2750 2750 2750 1405

0 1081 0 0 0 0 0 4950 4950 1398 0 4950 2662 0 0 4950 2662 0 186 1580 0 4950 0 0 0

Hạ lƣu 820 820 820 820 820 820 820 820 820 820 820 820 820 820 820 820 820 820 820 820 820 820 820 820 820

2000 1997 1982 1994 1981 1991 2008 1984 1989 2001 1996 2009 2010 1987 1985 1980 1979 1993 1992 2003 2007 2004 1990 2002 1998

21401 1999 21380 1996 18347 1981 17686 1993 15743 1980 15668 1990 14942 2007 14883 1983 14816 1988 14542 2000 14378 1995 14323 2008 14317 2009 13207 1986 12884 1984 12824 1979 11102 1978 11049 1992 10499 1991 10289 2002 10243 2006 10059 2003 8196 1989 7824 2001 7138 1997

2158 2750 78%

9610 11440 84%

4671 8800 53%

Krông Hnăng 20636 8466 6596 22000 14598 6596 22000 22000 22000 22000 22000 22000 22000 6596 6596 22000 22000 6596 22000 7449 22000 22000 22000 6596 6596 16213 22000 74%

1373 4950 28%

820 820 100%

Năm - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Trung bình Diện tích có thể tƣới Tỉ lệ trung bình

Nam Bắc An Khê 27500 27500 27500 27500 27500 27500 27500 27500 27500 27500 27500 27500 27500 27500 27500 27500 27500 27500 27500 27500 27500 27500 27500 27500 27500 27500 27500 100%

149

Bảng PL. 12 Diện tích tƣới cà phê tối ƣu (ha)

Thƣợng

Wnăm (tr. m3)

Nam Bắc An Khê

Thƣợng Đồng cam

2200 2200 2200 2200 2200 2200 2200 2200 2200 2200 2200 2200 2200 2200 2200 2200 2200 2200 2200 2200 2200 2200 2200 2200 2200

Hạ lƣu 330 330 330 330 330 330 330 330 330 330 330 330 330 330 330 330 330 330 330 330 330 330 330 330 330

2000 1997 1982 1994 1981 1991 2008 1984 1989 2001 1996 2009 2010 1987 1985 1980 1979 1993 1992 2003 2007 2004 1990 2002 1998

21401 1999 21380 1996 18347 1981 17686 1993 15743 1980 15668 1990 14942 2007 14883 1983 14816 1988 14542 2000 14378 1995 14323 2008 14317 2009 13207 1986 12884 1984 12824 1979 11102 1978 11049 1992 10499 1991 10289 2002 10243 2006 10059 2003 8196 1989 7824 2001 7138 1997

1100 1100 1100 1100 1100 1100 1100 1100 1100 1100 1100 1100 1100 1100 1100 1100 1100 1100 1100 1100 1100 1100 1100 1100 1100

Ayun Ayunpa Krôngpa 0 6050 16500 0 6050 16500 0 1833 14141 0 2224 15645 0 1895 15166 0 0 3881 0 6050 16500 0 1051 10945 0 754 9461 0 232 10102 0 950 10160 0 0 11119 0 5156 16500 0 5878 16500 0 1893 15153 0 363 7505 0 243 6354 0 932 9904 0 618 7611 0 0 5052 0 11427 0 0 1572 12471 0 2457 0 0 208 6728 0 0 2905 10827 16500 66%

1758 6050 29%

0

Krông Hnăng 24200 19584 18915 24200 23005 15826 17031 23661 24200 17167 21440 11863 24200 11874 18606 20637 12063 6263 10568 0 2325 2674 7970 0 462 14349 24200 59%

2200 2200 100%

330 330 100%

Năm - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Trung bình Diện tích có thể tƣới Tỉ lệ trung bình

1100 1100 100%

150

Bảng PL. 13 Diện tích tƣới mía tối ƣu (ha)

Wnăm (tr. m3)

Nam Bắc An Khê

2000 1997 1982 1994 1981 1991 2008 1984 1989 2001 1996 2009 2010 1987 1985 1980 1979 1993 1992 2003 2007 2004 1990 2002 1998

21401 1999 21380 1996 18347 1981 17686 1993 15743 1980 15668 1990 14942 2007 14883 1983 14816 1988 14542 2000 14378 1995 14323 2008 14317 2009 13207 1986 12884 1984 12824 1979 11102 1978 11049 1992 10499 1991 10289 2002 10243 2006 10059 2003 8196 1989 7824 2001 7138 1997

Ayunpa Krôngpa 1100 1100 1100 1100 1100 1100 1100 1100 1100 1100 1100 1100 1100 1100 1100 1100 1100 1100 1100 1100 1100 1100 1100 1100 1100

2475 10150 0 0 0 0 5100 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

9900 9900 9900 9900 9900 9900 9900 9900 9900 9900 9900 9900 9900 9900 9900 9900 9900 9900 9900 9900 9900 9900 9900 9900 9900

Krông Hnăng 0 0 0 2970 0 0 0 0 846 0 0 0 2970 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Thƣợng Đồng cam 11800 11800 7730 11800 11800 2309 11800 11800 11800 11800 11800 11800 11800 0 7641 11800 8302 5563 11800 11800 4092 11800 11800 4346 0

Hạ lƣu 4680 4680 4680 4680 4680 4680 4680 4680 4680 4680 4680 4680 4680 4680 4680 4680 4680 4680 4680 4680 4680 4680 4680 4680 4680

Năm - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Trung bình Diện tích có thể tƣới Tỉ lệ trung bình

9900 9900 100%

709 10150 7%

1100 1100 100%

271 2970 9%

9151 11800 78%

4680 4680 100%

151