Xây dựng chương trình tính và lập bản đồ nhu cầu sử dụng nước - ứng dụng cho khu vực đồng bằng sông Cửu Long

Nghiên cứu đã thiết lập chương trình tính toán và lập bản đồ nhu cầu nước trên ngôn ngữ lập trình Python. Sử dụng chương trình này, nghiên cứu đã đánh giá sự biến đổi theo không gian và thời gian của nhu cầu sử dụng nước của toàn vùng ĐBSCL, cung cấp đầu vào cho công tác quản lý và qui hoạch tài nguyên nước tại khu vực ĐBSCL.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Xây dựng chương trình tính và lập bản đồ nhu cầu sử dụng nước - ứng dụng cho khu vực đồng bằng sông Cửu Long Tuyển tập Báo cáo khoa học Hội thảo “Ứng dụng khoa học công nghệ trong quản lý tài nguyên nước” Doi: 10.15625/vap.2021.0111 XÂY DỰNG CHƢƠNG TRÌNH TÍNH VÀ LẬP BẢN ĐỒ NHU CẦU SỬ DỤNG NƢỚC - ỨNG DỤNG CHO KHU VỰC ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG Nguyễn Anh Đức, Trần Thùy Nhung*, Nguyễn Hoàng Vân, Trần Mạnh Cường, Trần Anh Phương Viện Khoa học tài nguyên nước - Bộ Tài nguyên và Môi trường *Email: tranthuynhung1990@gmail.com Tóm tắt Tài nguyên nước được xem là yếu tố đóng vai trò trung tâm trong đời sống, văn hoá, kinh tế - xã hội của vùng Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL). Việc tính toán chính xác nhu cầu sử dụng nước cho vùng ĐBSCL sẽ góp phần quan trọng vào việc qui hoạch và phân bổ tài nguyên nước hợp lý. Bài báo này trình bày một chương trình tính toán nhu cầu sử dụng nước cho 13 tỉnh ĐBSCL trong các lĩnh vực trồng trọt, chăn nuôi, thủy sản, công nghiệp, sinh hoạt. Dựa trên số liệu khí tượng cùng với các dữ liệu về kinh tế - xã hội của từng tỉnh trong khu vực, nghiên cứu đã thiết lập chương trình tính toán và lập bản đồ nhu cầu nước trên ngôn ngữ lập trình Python. Sử dụng chương trình này, nghiên cứu đã đánh giá sự biến đổi theo không gian và thời gian của nhu cầu sử dụng nước của toàn vùng ĐBSCL, cung cấp đầu vào cho công tác quản lý và qui hoạch tài nguyên nước tại khu vực ĐBSCL. Từ khóa: Đồng bằng sông Cửu Long, bản đồ, nhu cầu nước, Python. 1. Mở đầu Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) thuộc châu thổ sông Mê Kông là vùng đất rộng lớn, trù phú nằm ở cực Nam của nước ta với diện tích 39.400 km2 (12 % diện tích cả nước) và dân số 17,3 triệu người (19 % dân số cả nước). Nằm ở vùng hạ lưu lưu vực Mê Kông với một mạng lưới sông ngòi dày đặc, tài nguyên nước được xem là yếu tố đóng vai trò trung tâm trong đời sống, văn hoá, kinh tế và xã hội của vùng ĐBSCL. Tuy nhiên, tài nguyên nước ở ĐBSCL đang đứng trước những thách thức to lớn trước tác động của biến đổi khí hậu và hoạt động khai thác tài nguyên nước của các quốc gia thượng lưu lưu vực sông Mê Kông. Hạn hán liên tiếp xảy ra trong những năm gần đây với mức độ ngày càng nghiêm trọng và khó lường, dẫn đến tình trạng thiếu nước ngọt và xâm nhập mặn vào mùa khô. Các công 26 VIỆN KHOA HỌC TÀI NGUYÊN NƯỚC Tuyển tập Báo cáo khoa học Hội thảo “Ứng dụng khoa học công nghệ trong quản lý tài nguyên nước” trình chuyển nước và hệ thống thủy điện tại thượng nguồn sông Mê Kông và hoạt động khai thác cát, sỏi lòng sông đã làm thay đổi chế độ dòng chảy sông Mê Kông, làm suy giảm nghiêm trọng hàm lượng bùn cát về ĐBSCL [ICEM, 2010], khiến cho sản xuất nông nghiệp, công nghiệp, nuôi trồng thủy sản và chăn nuôi phải đối mặt với nguy cơ thiếu nước ngày càng cao (Nguyễn Ngọc Anh, 2020). Để đảm bảo mục tiêu phát triển bền vững ĐBSCL việc đảm bảo nhu cầu sử dụng nước cho sinh hoạt và các hoạt động phát triển kinh tế và xã hội là một yêu cầu cấp bách. Tính toán chính xác nhu cầu sử dụng nước là tiền đề quan trọng nhất để có các giải pháp hiệu quả phòng, chống tình trạng thiếu nước. Một số tác giả trong và ngoài nước đã tiến hành tính toán nhu cầu sử dụng ở khu vực ĐBSCL. Chẳng hạn, dựa trên hướng dẫn của FAO, Trần Xuân Hải (2019) đã tính toán nhu cầu sử dụng nước cho 120 khu thủy lợi thuộc ĐBSCL; Nguyễn Ngọc Anh (2020) đã tính toán nhu cầu nước của khu vực ĐBSCL phục vụ tìm kiếm các giải pháp cho vấn đề xâm nhập mặn ở ĐBSCL; JICA [2003] đã tiến hành tính toán và dự báo nhu cầu nước cho 13 lưu vực sông chính theo các kịch bản kinh tế - xã hội khác nhau, bao gồm cả khu vực ĐBSCL. Tuy nhiên, do thiếu các chương trình tính toán nhu cầu sử dụng nước, việc tính toán nhu cầu sử dụng nước còn linh hoạt khi áp dụng cho các phân vụ, mất nhiều thời gian và công sức. Python là ngôn ngữ lập trình mã nguồn mở, được sử dụng phổ biến trên thế giới với nhiều tính năng ưu việt. Đặc biệt, ngôn ngữ Python rất mạnh trong xử lý, phân tích số liệu với nhiều thư viện hỗ trợ. Để việc tính toán trở lên nhanh chóng và thuận tiện, chúng tôi đã phát triển một chương trình tính toán nhu cầu sử dụng nước trên nền tảng Python. Chương trình nhận các thông tin về điều kiện khí tượng cũng như dữ liệu kinh tế - xã hội của từng tỉnh làm đầu vào và các bản đồ nhu cầu sử dụng nước của từng ngành sử dụng nước và tổng nhu cầu sử dụng nước làm đầu ra. Sử dụng chương trình này, nghiên cứu sẽ tính toán nhu cầu sử dụng qua các năm cũng như dự báo nhu cầu sử dụng nước trong tương lai cũng như đánh giá biến động nhu cầu sử dụng nước theo không gian và thời gian cho toàn vùng ĐBSCL. 2. Phƣơng pháp nghiên cứu và dữ liệu đầu vào 2.1. Dữ liệu đầu vào Số liệu đầu vào phục vụ tính toán nhu cầu sử dụng nước bao gồm số liệu ...