ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

Nguyễn Ngọc Hà

NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG MÔ HÌNH WEAP
TÍNH CÂN BẰNG NƢỚC LƢU VỰC SÔNG VỆ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội - 2012


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

Nguyễn Ngọc Hà

NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG MÔ HÌNH WEAP
TÍNH CÂN BẰNG NƢỚC LƢU VỰC SÔNG VỆ

Chuyên ngành: Thủy văn học
Mã số: 60.44.90

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Nguyễn Tiền Giang

Hà Nội- 2012


LỜI CẢM ƠN

Luận văn này được hoàn thành tại Khoa Khí tượng - Thủy văn và Hải
dương học, Trường Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội.
Học viên xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới PGS.TS. Nguyễn Tiền
Giang, người thầy đã luôn cổ vũ, động viên, tận tình hướng dẫn và góp ý chỉ bảo
trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn này.
Học viên cũng xin được bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới các Thầy, Cô
giáo trong Khoa khí tượng Thủy văn và Hải dương học; Bộ môn Thủy văn,
những người đã tận tình giúp đỡ, truyền đạt kiến thức chuyên môn và kỹ thuật
trong suốt quá trình học tập.
Cảm ơn gia đình, cơ quan, bạn bè và đồng nghiệp đã cổ vũ, khích lệ và
tạo điều kiện thuận lợi trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn này
Do thời gian và kinh nghiệm còn hạn chế nên luận văn không tránh khỏi
những thiếu sót, vì vậy rất mong nhận được sự góp ý của các Thầy, Cô và các
bạn để luận văn được hoàn thiện hơn.
Học viên
Nguyễn Ngọc Hà


MỤC LỤC
Trang
MỞ ĐẦU......................................................................................................................................... 1
Chƣơng 1. TỔNG QUAN .............................................................................................................. 3

1.1. Cân bằng nước hệ thống .................................................................................. 3
1.2. Các nghiên cứu trước đây liên quan đến cân bằng nước ................................. 4
1.2.1. Ngoài nước ................................................................................................. 4
1.2.2. Trong nước ................................................................................................. 7
1.3. Phân bổ, chia sẻ nguồn nước ......................................................................... 10
1.3.1. Ngoài nước ............................................................................................... 10
1.3.2. Trong nước ............................................................................................... 13

1.3.3. Cơ sở, nguyên tắc phân bổ chia sẻ nguồn nước ...................................... 14
1.4. Gới thiệu về lưu vực sông Vệ ........................................................................ 18
1.5. Nhận xét ......................................................................................................... 23
Chƣơng 2. PHƢƠNG PHÁP TIẾP CẬN BÀI TOÁN CÂN BẰNG NƢỚC LƢU VỰC
SÔNG VỆ ..................................................................................................................................... 26

2.1. Giới thiệu mô hình WEAP............................................................................. 27
............................................................... 27
.......................................................................... 29
.................................................................. 30
hình WEAP ........................................................................... 31
2.2. Phân vùng tính cân bằng nước ....................................................................... 33
2.2.1. Quan điểm, nguyên tắc phân vùng tính toán cân bằng nước .................. 33
2.2.2. Phân vùng tính cân bằng nước................................................................. 34
2.3. Tính toán nhu cầu dùng nước tại các tiểu vùng ............................................. 36
2.3.1. Xác định, nhận diện các hộ ngành sử dụng nước chính .......................... 36
2.3.2. Căn cứ tính toán nhu cầu sử dụng nước .................................................. 37
2.4. Tính toán dòng chảy đến tại các tiểu vùng .................................................... 45
Chƣơng 3: CÂN BẰNG NƢỚC LƢU VỰC SÔNG VỆ ........................................................... 47

3.1. Cân bằng nước hiện trạng 2010 và đến các năm 2015, 2020 ........................ 47
3.2. Tính toán cân bằng nước theo các kịch bản phát triển nguồn nước .............. 52
3.3. Tính toán cân bằng nước theo các tỷ lệ phân bổ ........................................... 63
3.4. Nhận xét ......................................................................................................... 66
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................................................................... 69

i


DANH MỤC BẢNG

Trang

Bảng 1. Phân phối dòng chảy trung bình tháng nhiều năm (m3/s) ...........................................21
Bảng 2. Đặc trưng lũ lớn tại trạm An Chỉ từ 1976 – 2009. ......................................................22
Bảng 3. Dòng chảy nhỏ nhất của trạm An Chỉ từ 1977 – 2009. ...............................................22
Bảng 4.
..................................................................22
Bảng 5. Lưu lượng nước dưới đất có thể khai thác trên lưu vực sông Vệ ................................23
Bảng 6. Tổng hợp phân vùng tính toán cân bằng nước trên lưu vực sông Vệ và các thông tin
liên quan .....................................................................................................................................34
Bảng 7. Xác định các hộ, ngành sử dụng nước chính trên lưu vực sông Vệ ............................37
Bảng 8. Kết quả tính toán nhu cầu nước hiện trạng năm 2010, các năm 2015, 2020 trên toàn
lưu vực sông Vệ .............................................................................................................................41
Bảng 9. Tổng hợp kết quả tính toán nhu cầu nước hiện trạng 2010 của các ngành trên từng
tiểu lưu vực thuộc lưu vực sông Vệ (nghìn m3) ............................................................................42
Bảng 10. Tổng hợp kết quả tính toán nhu cầu nước đến 2015 các ngành trên từng tiểu lưu vực
thuộc lưu vực sông Vệ (nghìn m3).................................................................................................43
Bảng 11. Tổng hợp kết quả tính toán nhu cầu nước đến 2020 các ngành trên từng tiểu lưu vực
thuộc lưu vực sông Vệ (nghìn m3).................................................................................................44
Bảng 12. Kết quả đánh giá chỉ tiêu NASH ứng dụng mô hình TANK ......................................45
Bảng 13. Kết quả tính toán lưu lượng dòng chảy đến các tiểu lưu vực (vùng cân bằng nước) từ
mô hình TANK ..............................................................................................................................46
Bảng 14. Kết quả tính toán cân bằng nước hiện trạng 2010 (triệu m3) ......................................50
Bảng 15. Kết quả tính toán cân bằng nước giai đoạn 2015 (triệu m3)........................................51
Bảng 16. Kết quả tính toán cân bằng nước giai đoạn 2020 (triệu m3)........................................51
Bảng 17. Tổng hợp xây dựng các kịch bản tính toán .................................................................53
Bảng 18. Tổng hợp các kịch bản tính cân bằng nước giai đoạn 2011-2015 (theo các năm) ......55
Bảng 19. Tổng hợp các kịch bản tính cân bằng nước giai đoạn 2011-2015 (theo các ngành) ...55
Bảng 20. Kết quả lượng nước thiếu (triệu m3) của các ngành năm 2015 – kịch bản 1 ..............58
Bảng 21. Kết quả lượng nước thiếu (triệu m3) của các ngành năm 2015 – kịch bản 2..............58

Bảng 22. Kết quả lượng nước thiếu (triệu m3) của các ngành năm 2015 – kịch bản 3..............59
Bảng 23. .....................................................................................................................................59
Bảng 24. Kết quả lượng nước thiếu (triệu m3) của các ngành năm 2015 – kịch bản 4 ..............60
Bảng 25. Kết quả lượng nước thiếu (triệu m3) của các ngành năm 2020 – kịch bản 1 ..............60
Bảng 26. Kết quả lượng nước thiếu (triệu m3) của các ngành năm 2020 – kịch bản 2..............61
Bảng 27. Kết quả lượng nước thiếu (triệu m3) của các ngành năm 2020 – kịch bản 3 ..............62
Bảng 28. Kết quả lượng nước thiếu (triệu m3) của các ngành năm 2020 – kịch bản 4 ..............62
Bảng 29. Kết quả tính cân bằng giai đoạn 2011-2020 theo các tỷ lệ phân bổ ............................65
Bảng 30. So sánh tổng lượng nước thiếu (triệu m3) giữa hai kịch bản 4 và 5 ............................65

ii


DANH MỤC HÌNH
Trang
Hình 1.
Sơ đồ các nước, vùng lãnh thổ đã và đang ứng dụng mô hình WEAP ......................... 7
Hình 2.
Phạm vi và đối tượng các nghiên cứu điển hình và đào tạo từ dự án tăng cường năng
lực các Viện ngành nước (2001-2005) ............................................................................................ 8
Hình 3.
Các nhân tố của một hệ thống chia sẻ tổng hợp TNN .................................................17
Hình 4.
Các hợp phần của một hệ thống cấp nước mặt ...........................................................18
Hình 5.
Vị trí lưu vực sông Vệ trong tỉnh Quảng Ngãi ............................................................19
Hình 6.
Bản đồ lưu vực sông Vệ ..............................................................................................19
Hình 7.
Sơ đồ hình thái sông suối thuộc lưu vực sông Vệ .......................................................19

Hình 8.
Bản đồ DEM (90x90 m) lưu vực sông Vệ ..................................................................19
Hình 9.
Sơ đồ tính toán cân bằng nước áp dụng cho lưu vực sông Vệ ....................................26
Hình 10. Số hóa lưới sông và phân vùng tính cân bằng nước trong mô hình WEAP ................35
Hình 11. Bài toán hiệu chỉnh và lựa chọn bộ thông số mô hình TANK ....................................45
Hình 12. Biểu đồ so sánh đường quá trình lưu lượng lưu lượng tính toán và thực đo trạm An
Chỉ - bài toán hiệu chỉnh ...............................................................................................................46
Hình 13. Biểu đồ so sánh đường quá trình lưu lượng lưu lượng tính toán và thực đo trạm An
Chỉ - bài toán kiểm định ................................................................................................................46
Hình 14. Sơ đồ mô hình hóa tính toán cân bằng nước hiện trạng: (a) số hóa mạng lưới sông
suối trong mô hình; (b) các hộ sử dụng nước được thiết lập; (c) xây dựng sơ đồ khai thác sử dụng
của các hộ ngành và các vấn đề liên quan .....................................................................................48
Hình 15. Thống kê các thành phần được xây dựng và đưa vào mô hình đối với bài toán cân
bằng nước hiện trạng năm 2010 lưu vực sông Vệ (a) Schematic view; (b) Data view .................49
Hình 16. Biểu đồ kết quả tính toán lượng nước thiếu giai đoạn hiện trạng năm 2010 ..............50
Hình 17. Biểu đồ kết quả tính toán lượng nước thiếu giai đoạn năm 2015 ...............................51
Hình 18. Biểu đồ kết quả tính toán lượng nước thiếu giai đoạn năm 2020 ...............................52
Hình 19. Xây dựng các kịch bản tính toán cân bằng nước giai đoạn 2011 – 2020 trong mô hình
WEAP
.....................................................................................................................................54
Hình 20. Biểu đồ yêu cầu duy trì dòng chảy môi trường hạ du sông Vệ ...................................54
Hình 21. Xây dựng kịch bản và tính toán cân bằng nước theo các kịch bản .............................54
Hình 22. Biểu đồ kết qủa lượng nước thiếu giai đoạn 2011 – 2020 theo 4 kịch bản tính toán ..56
Hình 23. Biểu đồ kết qủa lượng nước thiếu giai đoạn 2011 – 2020 của các ngành theo 4 kịch
bản tính toán ..................................................................................................................................57
Hình 24. Biểu đồ lượng nước thiếu (triệu m3) của các ngành năm 2015 – kịch bản 1..............58
Hình 25. Biểu đồ lượng nước thiếu (triệu m3) của các ngành năm 2015 – kịch bản 2..............59
Hình 26. Biểu đồ lượng nước thiếu (triệu m3) của các ngành năm 2015 – kịch bản 3 ..............59
Hình 27. Biểu đồ lượng nước thiếu (triệu m3) của các ngành năm 2015 – kịch bản 4 ..............60

Hình 28. Biểu đồ lượng nước thiếu (triệu m3) của các ngành năm 2020 – kịch bản 1..............61
Hình 29. Biểu đồ lượng nước thiếu (triệu m3) của các ngành năm 2020 – kịch bản 2..............61
Hình 30. Biểu đồ lượng nước thiếu (triệu m3) của các ngành năm 2020 – kịch bản 3 ..............62
Hình 31. Biểu đồ lượng nước thiếu (triệu m3) của các ngành năm 2020 – kịch bản 4 ..............63
Hình 32. Biểu đồ so sánh cắt giảm tổng lượng nước thiếu (triệu m3) giữa kịch bản 4 và 5 ......66
iii


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
TNN

Tài nguyên nước

TNMT

Tài nguyên Môi trường

KTTV

Khí tượng thủy văn

KHTN

Khoa học tự nhiên

LVS

Lưu vực sông

NĐ-CP


Nghị định của Chính phủ

TT

Thông tư

HSTTS

Hệ sinh thái thủy sinh

BĐKH

Biến đổi khí hậu

HTX

Hợp tác xã

TANK

Mô hình bể chứa của Nhật Bản

GIS

Geographic Information Systems (Hệ thống thông tin địa lý)

WEAP

Water Evaluation And Planning System (Hệ thống quy hoạch và đánh giá

nguồn nước)

IWMI

International Water Management Institute (Viện quản lý tài nguyên nước
quốc tế)

GWP

Global Water Partnership (mạng lưới cộng tác vì nước toàn cầu)

ADB

Asian Development Bank (ngân hàng phát triển Châu Á)

YRCC

Yellow River Conservancy Commission (Ủy ban bảo vệ sông Hoàng Hà)

NVE

Norwegian water resources and energy directorate (Tổng cục Năng lượng
và tài nguyên nước Nauy)

iv


MỞ ĐẦU
Nước là một tài nguyên vô tận, là tặng phẩm không bao giờ cạn của thiên
nhiên! – Đó chỉ còn là sự thực của cách đây hơn 30 năm. Còn ngày nay, khi cuộc

sống đã có vô vàn những thay đổi, đặc biệt là những thay đổi trong kinh tế, đời
sống sản xuất thì tình trạng thiếu hụt nước lại trở thành một trong những mối lo
ngại hàng đầu của con người.
Hệ lụy của tình trạng cạn kiệt nguồn tài nguyên nước là không thể lường
trước, nó gây ra những ảnh hưởng to lớn tới từng cá thể trong cộng đồng sống
trên một lưu vực sông hay một vùng lãnh thổ; cuộc sống sinh hoạt và sản xuất sẽ
trở nên khó khăn hơn, dẫn đến tình trạng đói nghèo và những hệ quả liên quan.
Tính toán cân bằng nước nhằm mục đích xác định một vùng một lưu vực
hay một phân khu tiểu lưu vực nào đó có đủ nước, thừa nước hay thiếu nước hay
không trong các điều kiện phát triển tài nguyên nước khác nhau trong các trường
hợp bình thường hay hạn hán hay trong các trường hợp kịch bản nguồn nước đến
cùng với phương án khai thác sử dụng khác nhau.
Cân bằng nước được định nghĩa là sự thay đổi lưu lượng, tổng lượng dòng
chảy (số lượng nước) còn lại sau khi lấy lưu lượng, tổng lượng dòng chảy đến trừ
đi lưu lượng, tổng lượng dòng chảy đi. Cân bằng nước là nguyên lý chủ yếu được
sử dụng cho tính toán, quy hoạch và quản lý tài nguyên nước. Nó biểu thị mối
quan hệ cân bằng giữa lượng nước đến, nước đi và lượng trữ của một khu vực,
một lưu vực hoặc của một hệ thống sông trong điều kiện tự nhiên hay có sử dụng
của con người.
Trong những năm gần đây, những nghiên cứu áp dụng mô hình tính toán
cân bằng nước trên lưu vực sông như một công cụ hỗ trợ quản lý tổng hợp tài
nguyên nước khi xem xét phát triển nguồn nước, quy hoạch tài nguyên nước,
điều hành quản lý nguồn nước trên một lưu vực sông ở trên thế giới cũng như ở
trong nước ngày càng diễn ra mạnh mẽ. Việc áp dụng công cụ mô hình tính toán
cân bằng nước tham gia vào quá trình quản lý tổng hợp lưu vực nhằm giúp cho
1


nhà quản lý, các hộ ngành sử dụng nước trên lưu vực có cái nhìn tổng hợp và
toàn diện hơn về nguồn tài nguyên nước trên lưu vực, đồng thời, các bên liên

quan tìm kiếm sự đồng thuận, chia sẻ cơ hội và định hướng khai thác nguồn nước
trên lưu vực đáp ứng cho các mục tiêu trước mắt và lâu dài.
Ngày nay, với sự phát triển mạnh mẽ về máy vi tính và các công cụ tính
toán nên phương pháp mô hình toán ngày càng được sử dụng phổ biến trong bài
toán cân bằng nước lưu vực. Các mô hình có thể kể đến để giải quyết bài toán đó
là: MITSIM, WUS, RIBASIM, MIKE BASIN,WEAP...
Luận văn này sẽ tập trung nghiên cứu ứng dụng mô hình WEAP tính toán
cân bằng nước cho lưu vực sông Vệ - tỉnh Quảng Ngãi (giai đoạn hiện tại và đến
năm 2015 và 2020). Đồng thời, qua kết quả tính toán cân bằng nước bằng mô
hình WEAP nguyên tắc và tỷ lệ phân bổ nguồn nước trên lưu vực sông Vệ, đặc
biệt là trong tình huống thiếu nước được đề xuất.
Mục tiêu của luận văn là xây dựng được mô hình WEAP tính cân bằng
nước lưu vực sông Vệ giai đoạn hiện trạng 2010 và giai đoạn 2011 – 2020 có xét
đến sử dụng thành phần nước ngầm. Đồng thời, đề xuất phương pháp luận phân
bổ chia sẻ nguồn nước áp dụng đối với lưu vực sông Vệ
Cấu trúc của luận văn ngoài phần mở đầu và phần kết luận được chia làm
3 chương:
Chƣơng 1. Tổng quan
Chƣơng 2. Phương pháp tiếp cận bài toán cân bằng nước lưu vực sông Vệ
Chƣơng 3: Cân bằng nước lưu vực sông Vệ

2


Chƣơng 1. TỔNG QUAN
1.1. Cân bằng nƣớc hệ thống
Hệ thống nguồn nước là thuật ngữ được Van te Chow sử dụng đầu tiên để
mô tả các lĩnh vực kỹ thuật của thuỷ văn, thủy lực và tài nguyên nước. Hệ thống
nguồn nước cũng đồng thời được sử dụng để đề cập tới các dự án nước bao gồm
các hệ thống trữ nước mặt, hệ thống nước ngầm, hệ thống phân phối nước, hệ

thống kiểm soát lũ, và hệ thống tiêu nước [14], [15].
Theo quan điểm hệ thống, hệ thống nguồn nước được định nghĩa như sau:
“Hệ thống nguồn nước là một hệ thống phức tạp bao gồm tài nguyên nước, các
công trình khai thác nguồn nước, các yêu cầu về nước cùng với mối quan hệ
tương tác giữa chúng và chịu tác động của môi trường lên nó”.
(1) Nguồn nước được đánh giá bởi các đặc trưng: lượng và phân bố của nó
theo không gian và thời gian; chất lượng nước; động thái của chúng.
(2) Các biện pháp khai thác và bảo vệ nguồn nước: các công trình thủy lợi,
các biện pháp cải tạo và bảo vệ nguồn nước, bao gồm cả biện pháp công trình và
phi công trình, được cấu trúc tùy thuộc vào mục đích khai thác và bảo vệ nguồn
nước.
(3) Các yêu cầu về nước: các hộ dùng nước, các yêu cầu về mức bảo đảm
phòng chống lũ lụt, úng hạn, các yêu cầu về bảo vệ hoặc cải tạo môi trường cùng
các yêu cầu dùng nước khác.
Tác động của môi trường là những tác động về hoạt động dân sinh kinh tế,
hoạt động của con người (không kể các tác động về khai thác nguồn nước theo
quy hoạch). Những tác động đó bao gồm ảnh hưởng của các biện pháp canh tác
làm thay đổi mặt đệm và lòng dẫn, sự tác động không có ý thức vào hệ thống các
công trình thủy lợi…
Cân bằng nước hệ thống là một vấn đề rất xưa nhưng lại luôn mới, nó
vừa là phương pháp, vừa là đối tượng nghiên cứu. Cân bằng nước là mối quan
hệ định lượng giữa nước đến và đi của hệ thống nguồn nước (toàn cầu, miền,
3


lãnh thổ, lưu vực, đoạn sông,...). Lượng nước đi gồm bốc thoát hơi nước, ngấm
xuống tầng sâu, nước cấp cho các nhu cầu sử dụng nước trên lưu vực và dòng
chảy ra khỏi lưu vực. Lượng nước đến hệ thống được thể hiện dưới các dạng
nước mưa, dòng chảy và nước hồi quy sau khi sử dụng.
Cân bằng nước hệ thống là sự cân bằng tổng thể giữa tài nguyên nước của

hệ thống; định lượng nước đến, đi khỏi hệ thống, trong đó đã bao gồm các yêu
cầu về nước và khả năng điều tiết chúng. Từ đó đánh giá sự tương tác về
nước giữa các thành phần trong hệ thống, các tác động của môi trường lên nó
và đề ra các biện pháp khai thác, bảo vệ nguồn nước một cách hợp lý.
Việc nghiên cứu cân bằng nước có ý nghĩa rất lớn cả về lý thuyết và
thực tiễn. Từ góc độ lý thuyết, phương trình cân bằng nước cho phép ta cắt nghĩa
nguyên nhân, các hiện tượng, chế độ thủy văn của một khu vực xác định, đánh
giá các số hạng trong cán cân nước và mối quan hệ tương tác giữa chúng.
Nghiên cứu cân bằng nước cho phép định lượng đầy đủ và chính xác tài nguyên
nước để tìm ra phương thức sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên quý giá này.
Trên quan điểm đó bài toán cân bằng nước hệ thống đã tập trung giải
quyết các vấn đề (i) Phân vùng tiềm năng nguồn nước, (ii) Tính toán nhu cầu
nước của các hộ dùng nước khác nhau và (iii) Tính toán các phương án sử dụng
nguồn nước hay thực chất là bài toán cân bằng kinh tế nước.
1.2. Các nghiên cứu trƣớc đây liên quan đến cân bằng nƣớc
1.2.1. Ngoài nước
Hệ thống mô hình GIBSI được áp dụng cho các lưu vực ở Canada có hệ
sinh thái và tình hình phát triển công nghiệp, nông nghiệp, đô thị phức tạp. GIBSI
là một hệ thống mô hình tổng hợp chạy trên máy PC cho các kết quả kiểm tra tác
động của nông nghiệp, công nghiệp, quản lý nước cả về lượng và chất đến tài
nguyên nước.
Mô hình GIBSI cho khả năng dự báo các tác động của công nghiêp, rừng,
đô thị, các dự án nông nghiệp đối với môi trường tự nhiên, có tác dụng cảnh báo

4


các hộ dùng nước biết trước và tôn trọng các tiêu chuẩn về số lượng, chất lượng
nguồn nước dùng
GIBSI là tập hợp những mô hình bộ phận bao gồm:

- Mô hình thuỷ văn HYDROTEL;
- Mô hình phân giải vật lý có hệ thống viễn thám, hệ thống thông tin địa lý
- Mô hình USLE dùng cho vận chuyển phù sa và xói mòn đất;
- Mô hình lan truyền chất hoá học trong nông nghiệp dựa trên mô hình lan
truyền ni-tơ, phốt-pho, thuốc trừ sâu (sử dụng một mô đun trong mô hình
SWAT);
- Mô hình chất lượng nước QUAL2E, mô hình chất lượng nước để mô phỏng
các yếu tố: + Độ khuyếch tán và keo tụ các chất hoà tan trong nước (chất gây
ô nhiễm); + Sự phát triển loài tảo; + Chu trình của ni-tơ, phốt-pho; + Sự phân
rã Coliform; + Làm thông khí; + Nhiệt độ của nước;.
Mô hình BASINS được xây dựng bởi Văn phòng Bảo vệ Môi trường (Hoa
Kỳ). Mô hình được xây dựng để đưa ra một công cụ đánh giá tốt hơn và tổng hợp
hơn các nguồn phát thải tập trung và không tập trung trong công tác quản lý chất
lượng nước trên lưu vực. Đây là một mô hình hệ thống phân tích môi trường đa
mục tiêu, có khả năng ứng dụng cho một quốc gia, một vùng để thực hiện các
nghiên cứu về nước bao gồm cả lượng và chất trên lưu vực. Mô hình được xây
dựng để đáp ứng 3 mục tiêu: (1) Thuận tiện trong công tác kiểm soát thông tin
môi trường; (2) Hỗ trợ công tác phân tích hệ thống môi trường; (3) Cung cấp hệ
thống các phương án quản lý lưu vực. Mô hình BASINS là một công cụ hữu ích
trong công tác nghiên cứu về chất và lượng nước. Với nhiều mô đun thành phần
trong hệ thống, thời gian tính toán được rút ngắn hơn, nhiều vấn đề được giải
quyết hơn và các thông tin được quản lý hiệu quả hơn trong mô hình. Với việc sử
dụng GIS, mô hình BASINS thuận tiện hơn trong việc biểu thị và tổ hợp các
thông tin (sử dụng đất, lưu lượng các nguồn thải, lượng nước hồi quy,...) tại bất
kỳ một vị trí nào. Các thành phần của mô hình cho phép người sử dụng có thể
5


xác định ảnh hưởng của lượng phát thải từ các điểm tập trung và không tập
trung. Tổ hợp các mô đun thành phần có thể giúp cho việc phân tích và quản lý

lưu vực theo hướng:
- Xác định và thứ tự ưu tiên các giới hạn về môi trường nước;
- Đặc trưng các nguồn thải và xác định độ lớn cũng như tiềm năng phát
thải.
- Tổ hợp các lượng thải từ các điểm nguồn tập trung và không tập trung
và quá trình vận chuyển trên lưu vực cũng như trên sông.
- Xác định, so sánh giá trị tương đối của các chiến lược kiểm soát ô nhiễm.
- Trình diễn và công bố trước công chúng dưới dạng các bảng biểu, hình vẽ
và bản đồ.
Mô hình BASIN bao gồm các mô hình thành phần sau:
- Mô hình trong sông: QUAL2E, phiên bản 3.2 mô hình chất lượng nước.
- Các mô hình lưu vực: WinHSPF là một mô hình lưu vực dùng để xác
định nồng độ các chất thải từ các nguồn thải tập trung và không tập trung trong
sông; SWAT là một mô hình dựa trên cơ sở vật lý được xây dựng để dự đoán ảnh
hưởng của các hoạt động sử dụng đất trên lưu vực đến chế độ dòng chảy, xác
định lượng bùn cát và các các chất hoá học dùng trong nông nghiệp trên toàn lưu
vực.
- Các mô hình lan truyền: PLOAD, là một mô hình lan truyền chất ô
nhiễm, PLOAD xác định các nguồn thải không tập trung trung bình trong một
khoảng thời gian nhất định.
Các chức năng của mô hình BASIN cho phép người sử dụng có thể trình
diễn, xuất dữ liệu và thực hiện các phân tích theo các mục tiêu khác nhau.
Mô hình BASIN được sử dụng rộng rãi ở Mỹ, nó thuận tiện trong việc lưu
trữ và phân tích các thông tin môi trường, và có thể sử dụng như là một công cụ
hỗ trợ ra quyết định trong quá trình xây dựng khung quản lý lưu vực.

6


Tính đến thời điểm hiện tại, liên quan đến việc ứng dụng mô hình WEAP

ở các nước trên thế giới có khoảng hơn 30 dự án đánh giá nước ở các quốc gia
trên hầu hết các châu lục bao gồm Mỹ, Trung Quốc, Thái Lan, Ấn Độ, Mexico,
Brazil, Đức, Hàn Quốc, Ghana, Kenya, Nam Phi, Ai Cập, Israel và Oman.

Hình 1. Sơ đồ các nước, vùng lãnh thổ đã và đang ứng dụng mô hình WEAP

1.2.2. Trong nước
Các dự án phát triển nguồn nước những năm 80 chủ yếu của Viện Quy
hoạch thủy lợi dưới dạng các dự án quy hoạch chuyên ngành có liên quan đến
nguồn nước với các tên gọi như quy hoạch thủy lợi; quy hoạch tưới, tiêu; quy
hoạch sử dụng tổng hợp nguồn nước và bảo vệ môi trường, thời kỳ đó việc tính
toán cân bằng nước chủ yếu áp dụng công cụ mô hình MITSIM chạy trên môi
trường DOS. Sau những năm 2000 đặc biệt là sau năm 2002 với sự hỗ trợ nguồn
lực và công nghệ từ các tổ chức nước ngoài, tiêu biểu nhất là tổ chức DANIDA
của Đan Mạch đã hợp tác hỗ trợ thực hiện dự án “Tăng cường năng lực các viện
ngành nước” và đưa bộ công cụ mô hình MIKE do DHI (viện thủy lực Đan
Mạch) phát triển vào ứng dụng rộng rãi và mạnh mẽ ở Việt Nam, từ đó việc tính
toán cân bằng nước ngoài cơ quan đầu mối là Viện Quy hoạch Thủy lợi với kinh
nghiệm và thực tiễn sử dụng mô hình MITSIM cùng với “người dùng mới” từ
các cơ quan thuộc Viện Khoa học Thủy lợi (nay là viện nghiên cứu Thủy lợi);
7