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
TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT
Chuyên ngành: Thủy văn học
Mã số: 62 44 90 01
HÀ NỘI, NĂM 2017
Công trình được hoàn thành tại Trƣờng Đại học Thủy lợi
Người hướng dẫn khoa học 1: GS. TS. Hà Văn Khối
Phản biện 01: TS. Nguyễn Lan Châu
Phản biện 02: PGS. TS. Nguyễn Tiền Giang
Phản biện 03: PGS. TS. Ngô Lê Long
Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án tại
…………………………………………………………………………….
Vào lúc …. giờ …ngày … tháng … năm 2017.
Có thể tìm hiểu luận án tại các thư viện:
- Thư viện Quốc gia
- Thư viện Trường Đại học Thủy lợi
1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Lưu vực sông Ba là một trong những lưu vực sông liên tỉnh lớn ở Việt Nam.
Dựa theo các kết quả nghiên cứu quy hoạch thủy lợi và quy hoạch thủy điện
trước đây, các địa phương trên lưu vực đã đầu tư xây dựng hàng loạt công trình
thủy lợi, thủy điện. Trong đó, đáng kể có hai công trình thủy lợi lớn là hồ Ayun
Hạ, hệ thống thủy nông Đồng Cam và năm công trình thủy điện là An Khê,
Kanak, Sông Ba Hạ, Sông Hinh, Krông Hnăng. Tuy nhiên, khi các công trình
này đi vào vận hành sẽ có tác động ngược trở lại tới hệ thống tài nguyên nước,
làm thay đổi tình trạng phân bổ nước theo không gian và thời gian trên lưu vực,
qua đó ảnh hưởng đến việc khai thác sử dụng nước trên lưu vực. Đây là một
trong những nguyên nhân dẫn đến tình trạng mâu thuẫn đã xuất hiện trên lưu
vực sông Ba giữa nông nghiệp và thủy điện, thượng lưu và hạ lưu, giữa phát
triển kinh tế và bảo vệ môi trường. Chính vì vậy, cần thiết có sự xem xét lại vấn
đề phân bổ nước trên lưu vực sông Ba trên cơ sở phối hợp hệ thống công trình
thủy lợi, thủy điện hiện có nhằm khai thác, sử dụng nguồn nước một cách hiệu
quả hơn. Trong bối cảnh đó, nghiên cứu sinh đã lựa chọn đề tài “Nghiên cứu
thiết lập mô hình thủy văn - kinh tế phân bổ nước tối ưu lưu vực sông Ba”
với mong muốn nghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng và áp dụng một công cụ
mô hình toán hỗ trợ cho những nhà hoạch định chính sách đưa ra những quyết
định liên quan đến tình hình khai thác, sử dụng tài nguyên nước trên lưu vực
sông Ba theo hướng có lợi nhất về kinh tế, xã hội và môi trường.
2. Mục đích và nhiệm vụ của luận án
- Mục đích của luận án: Nghiên cứu bài toán phân bổ tài nguyên nước liên
ngành trên lưu vực sông Ba theo định hướng có lợi nhất về mặt kinh tế nhưng
vẫn đảm bảo các yêu cầu về ổn định xã hội và bảo vệ môi trường.
2
- Nhiệm vụ của luận án: Nghiên cứu phương pháp luận thiết lập bài toán phân
bổ nước tối ưu liên ngành cho lưu vực sông Ba; Nghiên cứu phương pháp tính
hiện đại để xây dựng công cụ mô hình thủy văn-kinh tế cho lưu vực sông Ba.
Ứng dụng mô hình đánh giá tương quan giữa các yếu tố thủy văn và kinh tế;
đánh giá các chính sách dự kiến trong quản lý tài nguyên nước. Từ đó, đề xuất
một số biện pháp quản lý tài nguyên nước hiệu quả cho lưu vực sông Ba.
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu bài toán phân bổ nước cho lưu vực sông Ba,
với thời gian tính toán là một năm thủy văn (bước thời gian là một tháng).
Đối tượng nghiên cứu: Luận án chỉ xem xét phân bổ tài nguyên nước mặt trên
cơ sở có tính đến giá trị kinh tế của nước cho nông nghiệp và thủy điện. Các đối
tượng sử dụng nước khác bao gồm sinh hoạt, công nghiệp, thủy sản, môi trường
được coi là ràng buộc cố định.
4. Phƣơng pháp nghiên cứu
Luận án sử dụng các phương pháp (i) Phương pháp kế thừa; (ii) Phương pháp
phân tích tổng hợp; (iii) phương pháp thống kê xác suất; (iv) Phương pháp mô
hình toán tối ưu phi tuyến;
5. Những đóng góp mới của luận án
Nghiên cứu ứng dụng mô hình tối ưu trong phân tích đánh giá, phân bổ nguồn
nước trong lưu vực sông và có bổ sung, điều chỉnh phù hợp cho LVS Ba.
Lượng hóa được quan hệ tương quan giữa thủy văn và kinh tế cho lưu vực sông
Ba trong mối ràng buộc về tự nhiên, kết cấu hạ tầng, môi trường và xã hội.
Đánh giá hiệu ích kinh tế của một số chính sách dự kiến trong quy hoạch và
quản lý tài nguyên nước, từ đó đề xuất các biện pháp tăng cường hiệu quả trong
khai thác sử dụng nước trên lưu vực sông Ba.
6. Cấu trúc của luận án
Luận án gồm 113 trang, 30 bảng, 19 hình vẽ và 72 tài liệu tham khảo. Ngoài
phần mở đầu và kết luận, luận án gồm 4 chương:
3
Chương 1: Tổng quan tình hình nghiên cứu mô hình thủy văn - kinh tế trong
quy hoạch và quản lý tài nguyên nước
Chương 2: Thiết lập bài toán thủy văn - kinh tế phân bổ tài nguyên nước lưu
vực sông Ba
Chương 3: Mô phỏng và giải bài toán thủy văn - kinh tế cho lưu vực sông Ba
trong hệ thống GAMS
Chương 4: Đánh giá tác động kịch bản khai thác sử dụng nước đến lợi ích kinh
tế xã hội trên lưu vực sông Ba
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
trường và kinh tế của hệ thống tài nguyên nước trong một khuôn khổ thống
nhất (Harou, 2009).
1.2 Giới thiệu chung về mô hình thủy văn - kinh tế
Trong mô hình thủy văn - kinh tế, việc phân bổ nước được định hướng và đánh
giá bởi các giá trị kinh tế mà nó tạo ra. Nước là một loại hàng hóa đặc biệt, vừa
có tính chất hàng hóa tư nhân, vừa có tính chất hàng hóa công. Giá trị kinh tế
nước thay đổi theo loại hình sử dụng (có tiêu hao hoặc không tiêu hao, trên
dòng chảy hoặc ngoài dòng chảy, là hàng hóa trung gian hoặc là sản phẩm cuối
cùng). Giá trị của nước cũng thay đổi theo thời gian, không gian và mục đích sử
dụng nước. Tùy từng trường hợp cụ thể mà các nhà nghiên cứu có thể sử dụng
các phương pháp khác nhau để xác định giá trị kinh tế nước. Trong đó, người ta
thường dùng phương pháp giá trị phần dư để xác định giá trị kinh tế của nước
trong nông nghiệp, phương pháp hàm cầu nhà sản xuất để xác định giá trị kinh
tế nước trong công nghiệp, thủy điện, và phương pháp hàm cầu người tiêu dùng