Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2021. ISBN: 978-604-82-5957-0

ỨNG DỤNG MƠ HÌNH MIKE HYDRO
TÍNH TỐN CÂN BẰNG NƯỚC TỈNH QUẢNG NINH
Nguyễn Thị Thu Nga
Trường Đại học Thủy lợi, email:

1. GIỚI THIỆU CHUNG

Trong những năm gần đây, lĩnh vực khai
thác, sử dụng tài nguyên nước đang gặp nhiều
thách thức. Các nguồn nước biến động nhiều
do tác động của biến đổi khí hậu, hệ thống
cơng trình khai thác xuống cấp, nhu cầu sử
dụng nước ngày càng gia tăng về cả số lượng
và chất lượng... Để đảm bảo an ninh nguồn
nước phục vụ nhu cầu sinh hoạt, phát triển
kinh tế, phát triển đơ thị, bảo vệ mơi trường và
phịng chống thiên tai, cần thiết phải có một
đánh giá tổng thể, toàn diện về cân bằng nước
hiện trạng cũng như trong tương lai. Bài báo
này trình bày kết quả ứng dụng mơ hình
MIKE HYDRO để đánh giá về tình trạng thừa
thiếu nước trên khu vực tỉnh Quảng Ninh, từ
đó đề xuất ra các giải pháp cho phù hợp.

đẩy mạnh phát triển các khu kinh tế trọng
điểm, giảm bớt diện tích nông nghiệp, tập
trung khai thác phát triển du lịch dịch vụ [4].

Hình 1. Mạng lưới sơng ngịi

và phân vùng sử dụng nước

2. KHU VỰC NGHIÊN CỨU

Tỉnh Quảng Ninh nằm ở khu vực Đơng
Bắc - Bắc Bộ (Hình 1). Tài ngun nước tỉnh
Quảng Ninh thuộc loại dồi dào, lượng mưa
trung bình nhiều năm khoảng 1800-2000mm,
lượng nước mặt xấp xỉ 8,3 tỷ m3/năm và trữ
lượng nước dưới đất ở mức 374 nghìn
m3/ngày đêm. Tuy nhiên tài nguyên nước
phân bổ không đều theo không gian và thời
gian [1]. Tổng nhu cầu sử dụng nước tồn
tỉnh hiện năm 2020 khoảng 464,9 triệu m3,
trong đó phần lớn là dùng cho nông nghiệp,
công nghiệp và dịch vụ [2]. Tồn tỉnh hiện có
180 hồ chứa với tổng dung tích hữu ích
khoảng 313,35 triệu m3 và hàng nghìn trạm
bơm, đập dâng thủy lợi nhỏ phân bố không
đều [3]. Hiện nay, Quảng Ninh đang có q
trình chuyển dịch kinh tế khá mạnh mẽ. Tỉnh

3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Mơ hình MIKE HYDRO là mơ hình cân
bằng nước khá phổ biến, cho phép mô phỏng
động thái của hệ thống tài nguyên nước
tương ứng với các phương án khai thác sử
dụng nước cụ thể. Mơ hình MIKE HYDRO
mơ tả hệ thống lưu vực sông dưới dạng nút

và liên kết giữa các nút (Hình 2). Tùy theo
mỗi loại nút có các phương trình hoặc lệnh
logic để mô tả hoạt động. Dưới đây minh họa
một vài dạng:
Tại nút sử dụng nước W(n):
(1)
Qcấp(t) = Qci(t)
Qcấp(t)  Qyc(t)
(2)
Tại nút hồ chứa R(n):
V(t+1) = V(t) + [Qvào(t) – Qcấp (t) - Qxả (t)].t – L(t)
(4)
Vc  V(t)  Vbt

570


Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2021. ISBN: 978-604-82-5957-0

Trong đó: Qcấp, Qci, Qyc, Qvào, Qxả là lưu
lượng cấp tổng, lưu lượng cấp từ nhánh i, lưu
lượng yêu cầu, lưu lượng vào hồ và lưu
lượng xả thừa; V là dung tích hồ; L là lượng
tổn thất; t là bước thời gian tính tốn; t là
thời điểm tính tốn.

Nguồn cấp nước chủ yếu là các hồ chứa
độc lập, 4 đối tượng sử dụng nước theo mức
ưu tiên lần lượt là 1. Sinh hoạt, 2. Công
nghiệp, dịch vụ, du lịch, 3. Nông nghiệp, 4.

Các nhu cầu khác.
4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

4.1. Phân vùng sử dụng nước

Hình 2. Sơ đồ mơ phỏng cân bằng nước
Trong trường hợp một nút sử dụng nước
có nhiều nguồn cấp thì nguồn nào có mức độ
ưu tiên cao hơn sẽ được lấy trước. Tương tự,
một nguồn cấp có thể cấp được cho nhiều
đối tượng sử dụng nước khác nhau theo thứ
tự ưu tiên.
Để chạy mơ hình cần các số liệu sau: Quá
trình lưu lượng đến tại biên trên và nhập lưu
khu giữa, quá trình lưu lượng nước yêu cầu,
các đặc trưng mực nước và dung tích hồ
chứa, quan hệ địa hình lịng hồ...
Do đặc điểm các sơng tại Quảng Ninh có
xu hướng chảy song song ra biển nên hầu hết
các hồ chứa đều nằm trên các sông độc lập,
không bị ảnh hưởng lẫn nhau. Việc sơ đồ hóa
được thực hiện cho mỗi phân vùng sử dụng
nước (Hình 3).

Hình 3. Sơ đồ hóa phân vùng Hải Hà

Căn cứ vào mạng lưới sơng ngịi, hiện
trạng các cơng trình điều tiết trong vùng, kế
thừa các kết quả nghiên cứu trước đây và
thực tế của tỉnh Quảng Ninh, phân chia thành

19 vùng, trong đó 10 vùng là các huyện trên
đất liền, 09 vùng là các đảo có tiềm năng phát
triển kinh tế xã hội (Hình 1). Lần lượt các
vùng bao gồm: 1. Đơng Triều; 2. Tây Hạ
Long + ng Bí + Quảng Yên; 3. Đông Hạ
Long + Cẩm Phả; 4. Ba Chẽ; 5. Tiên Yên +
Bình Liêu; 6. Đầm Hà; 7. Hải Hà; 8. Bắc
Phong Sinh; 9. Móng Cái; 10. Vân Đồn; 11.
Đảo Vĩnh Thực; 12. Đảo Cái Chiên; 13. Đảo
Bản Sen; 14. Đảo Quan Lạn; 15. Đảo Thắng
Lợi; 16. Đảo Ngọc Vừng; 17. Đảo Trần; 18.
Đảo Cô Tô; 19. Đảo Thanh Lân.
4.2. Các kịch bản tính tốn
Tính tốn cân bằng nước được thực hiện
cho 05 kịch bản:
- Kịch bản hiện trạng: nước đến và nhu cầu
nước được căn cứ vào tình hình thực tế năm
2020 [2];
- Kịch bản 01: nước đến ứng với tần suất
85% (đã xét đến ảnh hưởng BĐKH), nước
dùng theo kết quả dự báo đến 2025 [2];
- Kịch bản 02: giống kịch bản 01 nhưng có
xét thêm một số giải pháp cơng trình, chủ yếu
là xây dựng các hồ chứa mới như 12 Khe,
Khe Tâm, Tài Chi, Quảng Thành, Pạt Cạp,
Đồng Dọng, Vạn Cả, Đông Lĩnh, Vạn Cảnh,
Trường Xuân 2;
- Kịch bản 03: nước đến và giải pháp cơng
trình giống kịch bản 02, nước dùng theo kết
quả dự báo đến 2030 [2];

- Kịch bản 04: giống kịch bản 03 nhưng có
xem xét thêm một số giải pháp cơng trình bổ
sung, bao gồm các hồ Dân Chủ, Cài, Lưỡng

571


Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2021. ISBN: 978-604-82-5957-0

Kỳ, Bình Sơn, Nà Pá, Đài Van, Khe Ngái,
Đầu Rồng, Cái Xi, Lịng Dinh 2, Cống
Đơng, Ngọc Nam, Phượng Hồng, Thượng
Mai, Hạ Mai, Ơng Giáo 2, Đá Dựng, Ơng
Thanh - Ơng Cự. Ngồi ra cịn có 03 cơng
trình chuyển nước từ vùng 3 sang vùng 2 và
vùng 10, từ vùng 9 sang vùng 7.
Các giải pháp được đề xuất trong các kịch
bản KB02 và KB04 trên cơ sở kế thừa từ một
số nghiên cứu trước đây. Số lượng giải pháp
được tính tốn thử dần để vừa đảm bảo đủ
nước vào các mốc 2025 và 2030, vừa tiết
kiệm mức đầu tư.

Huyện Vân Đồn và một số hịn đảo du lịch
có lượng nước thiếu không nhiều nhưng điều
kiện tự nhiên gây khó khăn cho việc xây
dựng cơng trình khai thác sử dụng nước. Vì
thế, số lượng các giải pháp cơng trình ở các
vùng này khá nhiều, hầu hết có quy mơ nhỏ.


4.3. Phân tích kết quả
Kết quả tính tốn cho thấy tại thời điểm
hiện tại (KBHT) và tính đến 2025 (KB01),
vùng 7 (huyện Hải Hà) có lượng nước thiếu
nhiều nhất (Hình 4). Điều này là do quá trình
phát triển nhanh khu công nghiệp - cảng biển
Hải Hà và khu kinh tế Hải Hà - Móng Cái dẫn
đến nhu cầu nước tăng cao. Trong vùng hiện
nay chỉ có hồ Chúc Bài Sơn, cịn lại đều là các
đập dâng nhỏ, khơng có khả năng trữ nước.

Hình 5. Lượng nước thiếu theo KB03
5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Kết quả tính tốn bằng mơ hình MIKEHYDRO cho thấy tình hình khai thác sử
dụng nước trên khu vực tỉnh Quảng Ninh
trong mười năm tới sẽ gặp nhiều khó khăn,
đặc biệt tại các khu vực phát triển nhanh về
công nghiệp, dịch vụ và du lịch. Giải pháp
xây dựng hồ chứa mới được xem là giải pháp
hiệu quả nhất. Giải pháp chuyển nước xuyên
vùng có thể áp dụng tại một số vùng cụ thể.
Giải pháp nâng dung tích các hồ chứa hiện tại
hầu như khơng có hiệu quả.
6. TÀI LIỆU THAM KHẢO

Hình 4. Tổng lượng nước thiếu các vùng
Vùng 2 (ng Bí + Quảng n + Tây Hạ
Long) là khu vực thiếu nhiều nhất khi tính
đến 2030 (KB03). Lượng nước thiếu tập

trung vào các tháng mùa khô và cả đầu mùa
mưa (Hình 5). Nguyên nhân là dự kiến đến
2030, một phần lớn diện tích nơng nghiệp sẽ
được thu hồi để chuyển đổi xây dựng khu
công nghiệp, khu đô thị, dẫn đến nhu cầu
nước sẽ tăng nhanh. Ngoài ra, hồ Yên Lập là
nguồn cấp nước lớn nhất tỉnh với dung tích
tồn bộ là 127,5 triệu m3 nhưng lại là hồ điều
tiết nhiều năm, khơng thường xun được
tích đầy.

[1] Trung tâm Quy hoạch và Điều tra TNN
Quốc gia. 2016. Báo cáo thuyết minh Quy
hoạch tài nguyên nước tỉnh Quảng Ninh đến
năm 2020, định hướng đến năm 2030.
[2] Viện Kỹ thuật cơng trình, 2021. Dự thảo
Xây dựng Đề án đảm bảo an ninh nguồn
nước tỉnh Quảng Ninh.
[3] Viện Quy hoạch Thủy lợi, 2016. Báo cáo
tổng hợp Quy hoạch Thủy lợi chi tiết tỉnh
Quảng Ninh đến năm 2020 và định hướng
đến năm 2030.
[4] UBND tỉnh Quảng Ninh, 2013. Báo cáo
tổng hợp Quy hoạch tổng thể phát triển kinh
tế - xã hội tỉnh Quảng Ninh đến năm 2020,
tầm nhìn đến năm 2030.
[5] DHI. 2014. MIKE HYDRO User Guide.

572