Nghiên cứu xác định dòng chảy môi trường của hệ sông hồng sông thái bình và đề xuất các giải pháp duy trì dòng chảy môi trường phù hợp với các yêu cầu phát triển bền vững tài nguyên nước

CHƯƠNG TRÌNH KHCN TRỌNG ĐIỂM CẤP NHÀ NƯỚC KC.08/06-10 “Khoa học và công nghệ phục vụ phòng tránh thiên tai, bảo vệ môi trường và sử dụng hợp lý tài nguyên thiên nhiên” BÁO CÁO TỔNG HỢP

CHƯƠNG TRÌNH KHCN TRỌNG ĐIỂM CẤP NHÀ NƯỚC KC.08/06-10

“Khoa học và công nghệ phục vụ phòng tránh thiên tai, bảo vệ môi trường

và sử dụng hợp lý tài nguyên thiên nhiên”

BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH DÒNG CHẢY MÔI TRƯỜNG CỦA HỆ THỐNG SÔNG HỒNG – SÔNG THÁI BÌNH VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP DUY TRÌ DÒNG CHẢY MÔI TRƯỜNG PHÙ HỢP VỚI CÁC YÊU CẦU PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG TÀI NGUYÊN NƯỚC

Mã số KC.08.22/06-10

Cơ quan chủ trì đề tài: Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam

Chủ nhiệm đề tài: PGS TS Nguyễn Văn Hạnh

8643

CHƯƠNG TRÌNH KHCN TRỌNG ĐIỂM CẤP NHÀ NƯỚC KC.08/06-10

“Khoa học và công nghệ phục vụ phòng tránh thiên tai, bảo vệ môi trường

và sử dụng hợp lý tài nguyên thiên nhiên”

BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH DÒNG CHẢY MÔI TRƯỜNG CỦA HỆ THỐNG SÔNG HỒNG – SÔNG THÁI BÌNH VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP DUY TRÌ DÒNG CHẢY MÔI TRƯỜNG PHÙ HỢP VỚI CÁC YÊU CẦU PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG TÀI NGUYÊN NƯỚC

Mã số KC.08.22/06-10

Chủ nhiệm Đề tài

PGS TS Nguyễn Văn Hạnh

Ban chủ nhiệm Chương trình

Cơ quan chủ trì Đề tài GIÁM ĐỐC

PGS.TS Lê Mạnh Hùng

Bộ Khoa học và Công nghệ TRIỂN NÔNG THÔN

VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

Hà Nội, ngày tháng năm 2010

BÁO CÁO THỐNG KÊ KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

I THÔNG TIN CHUNG

1 Tên đề tài:

Nghiên cứu xác định dòng chảy môi trường của hệ thống sông Hồng – sông Thái Bình và đề xuất các giải pháp duy trì dòng chảy môi trường phù hợp với các yêu cầu phát triển bền vững tài nguyên nước

Mã số đề tài: KC.08.22/06-10

Thuộc: Chương trình Khoa học và công nghệ phục vụ phòng tránh thiên tai,

bảo vệ môi trường và sử dụng hợp lý tài nguyên thiên nhiên

Mã số: KC.08/06-10

2 Chủ nhiệm Đề tài:

Họ và tên: Nguyễn Văn Hạnh

Ngày, tháng, năm sinh: 21/07/1959

Học hàm, học vị: Phó giáo sư, Tiến sỹ

Chức danh khoa học:

Chức vụ:

Điện thoại: Cơ quan: (04) 37618118 Nhà riêng: (04) 35635454

Fax (04) 37618155 E-Mail: nvhanh@vodic.vn

Tên tổ chức đang công tác: Trung tâm Thông tin, dữ liệu biển và hải đảo, Tổng cục Biển và hải đảo Việt Nam, Bộ Tài nguyên - Môi trường

Địa chỉ tổ chức:

Địa chỉ nhà riêng:

Tên tổ chức chủ trì đề tài: VIỆN KHOA HỌC THỦY LỢI VIỆT NAM

Điện thoại: (04) 3852 2086; Fax: (04) 3563 2827

E-Mail: vienkhtl@hn.vnn.vn

Website: http:/vawr.org.vn

Địa chỉ: Số 171, Tây Sơn, Đống Đa, Hà Nội

Họ và tên Thủ trưởng tổ chức: Lê Mạnh Hùng

Số tài khoản: 102010000068190

Ngân hàng: Công thương khu vực Đống Đa Hà Nội

Tên cơ quan chủ quản đề tài: Bộ Khoa học và Công nghệ

II TÌNH HÌNH THỰC HIỆN

1 Thời gian thực hiện Đề tài:

- Theo Hợp đồng Nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ số: ĐTCT-KC.08/06-10 từ ngày 1 tháng 4 năm 2008 đến tháng 09 năm 2010

22/2008/HĐ Thực tế thực hiện: Từ tháng 04 năm 2008 đến tháng 09 năm 2010

- Được gia hạn (nếu có):

Kinh phí được cấp (luỹ kế đến ngày báo cáo): 3.235.000.000 đồng

Kinh phí đề tài, dự án đã sử dụng đề nghị quyết toán (luỹ kế đến ngày báo cáo): 3.200.000.000 đồng, trong đó:

Kinh phí đã sử dụng chưa đề nghị quyết toán: 376.000.000 Triệu đồng

Kinh phí đã được cấp chưa sử dụng: 0 triệu đồng

Kinh phí đề tài, dự án đề nghị quyết toán đã được Văn phòng các Chương

trình kiểm tra xác nhận: 2.859.000.000 đồng, đạt 88% kinh phí đã cấp luỹ kế

đến ngày báo cáo

3 Các văn bản hành chính trong quá trình thực hiện Đề tài:

4 Tổ chức phối hợp thực hiện Đề tài:

Tên cơ quan chủ quản: Trung tâm Nghiên cứu và Ứng dụng Công nghệ Môi

trường, Viện Công nghệ Môi trường, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam Điện thoại 7627543 Fax: (04) 7628405

Địa chỉ: 18 Hoàng Quốc Việt, Nghĩa Đô, Cầu Giấy, Hà Nội

5 Cá nhân tham gia thực hiện Đề tài:

8 Nguyễn Quang Trung, PGS TS

9 Hoàng Văn Lai, PGS TS

10 Nguyễn Thanh Hùng, TS

11 Nguyễn Đức Diện, KS

12 Bùi Thị Ngân, KS

Tham quan học tập kinh nghiệm xác định dòng chảy môi trường tại DHI Trung Quốc

7 Tình hình tổ chức hội thảo, hội nghị:

Đã tổ chức hội thảo cuối kỳ

8 Tóm tắt các nội dung và công việc chủ yếu:

1 Sản phẩm khoa học và công nghệ đã tạo ra:

b) Sản phẩm Dạng II:

1 Phần mềm quản

lý cơ sở dữ liệu

KC.08.22/06-10

01phần mềm thuận tiện cho quản lý và truy cập

hoạch đạt được Thực tế (Tạp chí, Nhà xuất bản)

1 Báo cáo kết quả: Tổng quan

nghiên cứu xác định dòng chảy

môi trường và các biện pháp duy

trì dòng chảy môi trường trên thế

giới và Việt nam

01 báo cáo 01 báo cáo

2 Báo cáo kết quả: Xây dựng

phương pháp luận phục vụ nghiên

cứu dòng chảy môi trường hệ

thống sông Hồng sông Thái bình

01 báo cáo 01 báo cáo

3 Báo cáo kết quả: Thu thập, điều

tra, khảo sát bổ xung, cập nhật và

xử lí các dữ liệu địa hình, khí

tượng thủy văn, chất lượng nước, 01 báo cáo 01 báo cáo

dòng chảy môi trường hệ thống

sông Hồng sông Thái Bình

01 báo cáo 01 báo cáo

5 Bộ các mô hình toán

6 Báo cáo kết quả: Xác định dòng

chảy môi trường đến giai đoạn

2020 cho hệ thống sông Hồng -

Thái Bình

01 báo cáo 01 báo cáo

7 Báo cáo kết quả: Nghiên cứu, tính

toán, đánh giá mức độ đảm bảo

dòng chảy môi trường với hiện

trạng các giải pháp quản lý nước

trong lưu vực

01 báo cáo 01 báo cáo

8 Báo cáo kết quả: Đề xuất các giải

pháp duy trì dòng chảy môi

trường của hệ thống sông Hồng -

Thái Bình phù hợp với các yêu

cầu phát triển bền vững tài

nguyên nước và môi trường của

khu vực và xử lí thông tin của đề

tài

01 báo cáo 01 báo cáo

9 Báo cáo kết quả: Xây dựng phần

mềm quản lý và khai thác cơ sơ

10 Báo cáo: Tổng hợp khoa học kỹ

thuật và báo cáo tóm tắt của đề tài 01 báo cáo 01 báo cáo

12 Bài báo về các nội dung nghiên

cứu chính của đề tài 02 bài báo 02 bài báo

d) Kết quả đào tạo:

đ) Tình trạng đăng ký bảo hộ quyền sở hữu công nghiệp, quyền đối với giống cây trồng

e) Thống kê danh mục sản phẩm KHCN đã được ứng dụng vào thực tế:

2 Đánh giá về hiệu quả do Đề tài mang lại:

Hồng, Thái Bình Đề tài đã đánh giá và đề xuất được phương pháp luận đánh giá, xác định dòng chảy môi trường và đề xuất các giải pháp duy trì dòng chảy môi trường

b) Hiệu quả về kinh tế – xã hội:

Việc đánh giá ngay hiệu quả kinh tế xã hội một cách định lượng là rất khó khăn Cần thiết có thời gian để kiểm chứng các đề xuất của đề tài Tuy nhiên, có thể nói rằng, việc áp dụng kết quả của đề tài sẽ đem lại hiệu quả rất lớn về mặt kinh tế, xã hội

3 Tình hình thực hiện chế độ báo cáo, kiểm tra của Đề tài:

- Thực hiện đầy đủ và đúng thời gian các đợt kiểm tra đề tài

Chủ nhiệm Đề tài

PGS TS Nguyễn Văn Hạnh

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU…… .17

1 Mục tiêu của đề tài:……… 19

2 Nội dung khoa học và công nghệ đã thực hiện trong Đề tài:……… 20

3 Cách tiếp cận:……… 21

4 Phương pháp, công nghệ, công cụ được sử dụng trong thực hiện Đề tài: 22 5 Tính mới, tính độc đáo, tính sáng tạo:……… 23

6 Những kết quả chính và một số hạn chế; hướng nghiên cứu tiếp để hoàn thiện, bổ sung:……… 24

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ TÀI NGUYÊN NƯỚC VÀ TÌNH HÌNH KHAI THÁC, SỬ DỤNG NƯỚC TRÊN LƯU VỰC SÔNG HỒNG - SÔNG THÁI BÌNH… .25

I.1 ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN……… 25

I.1.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên .25

I.1.1.1 Vị trí địa lý .25

I.1.1.2 Đặc điểm địa hình .26

I.1.1.3 Đặc điểm địa chất 30

I.1.1.4 Đặc điểm thổ nhưỡng 32

I.1.1.5 Thảm phủ thực vật 35

I.1.2 Đặc điểm khí tượng - thủy văn 37

I.1.2.1 Mạng lưới sông ngòi .37

I.1.2.2 Mạng lưới trạm đo khí tượng thuỷ văn .42

I.1.2.3 Đặc điểm khí hậu 45

I.1.2.4 Đặc điểm thủy văn 51

I.2 TÌNH HÌNH DÂN SINH - KINH TẾ - XÃ HỘI……… 57

I.2.1 Hiện trạng xã hội 57

I.2.1.1 Hiện trạng phát triển dân số 57

I.2.1.2 Văn hóa, giáo dục, y tế 58

I.2.2 Hiện trạng các ngành kinh tế sử dụng nước .60

I.2.2.2 Nông nghiệp .62

I.2.2.3 Lâm nghiệp 63

I.2.2.4 Thuỷ sản và các sử dụng mặt nước .64

I.2.2.5 Giao thông vận tải thuỷ 66

I.2.2.6 Cấp nước cho cộng đồng 67

I.2.2.7 Phát triển năng lượng điện 68

I.3 ĐÁNH GIÁ TÀI NGUYÊN NƯỚC LƯU VỰC SÔNG HỒNG - SÔNG THÁI BÌNH……… 69

I.3.1 Tài nguyên nước mặt 70

I.3.2 Tài nguyên nước ngầm .76

I.3.3 Chất lượng nước .77

I.3.3.1 Lưu vực sông Hồng 78

I.3.3.2 Lưu vực sông Thái Bình 85

I.4 TÌNH HÌNH KHAI THÁC, SỬ DỤNG TÀI NGUYÊN NƯỚC……… 95

CHƯƠNG II NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ PHƯƠNG PHÁP LUẬN XÁC ĐỊNH DÒNG CHẢY MÔI TRƯỜNG 101

II.1 KHÁI NIỆM VỀ DÒNG CHẢY MÔI TRƯỜNG……… 101

II.1.1 Khái niệm về dòng chảy môi trường .101

II.1.2 Lợi ích của việc duy trì dòng chảy môi trường .102

II.2 NHỮNG THÀNH TỰU VÀ PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH DÒNG CHẢY MÔI TRƯỜNG TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM……… 104

II.2.1 Những thành tựu và phương pháp xác định dòng chảy môi trường trên thế giới……… .104

II.2.2 Tình hình nghiên cứu xác định dòng chảy môi trường trên các lưu vực sông ở Việt Nam .113

II.3 NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ PHƯƠNG PHÁP LUẬN XÁC ĐỊNH DÒNG CHẢY MÔI TRƯỜNG TRÊN LƯU VỰC SÔNG HỒNG - SÔNG THÁI BÌNH……… 119

II.3.1 Tổng quan 119

II.3.2 Các tiêu chí xác định dòng chảy môi trường 121

II.3.3 Phương pháp xác định dòng chảy môi trường 123

II.3.4 Các phương pháp xác định dòng chảy sinh thái 126

II.3.4.1 Bảng tra cứu .126

II.3.4.2 Phân tích nội nghiệp 129

II.3.4.3 Phân tích chức năng .134

II.3.4.4 Mô hình hóa sinh cảnh .135

II.3.4.5 Phương pháp tiếp cận tổng thể và sử dụng chuyên gia 138

II.3.5 Phương pháp xác định khả năng tự làm sạch của nước .141

II.3.6 Phương pháp xác định nhu cầu nước cho các ngành kinh tế .146

II.3.6.1 Tiêu chuẩn tính toán 146

II.3.6.2 Tính toán nhu cầu nước cho các ngành dùng nước 150

CHƯƠNG III XÁC ĐỊNH DÒNG CHẢY MÔI TRƯỜNG TRÊN HỆ THỐNG SÔNG HỒNG - SÔNG THÁI BÌNH 152

III.1 SỰ CẦN THIẾT……… 152

III.2 XÂY DỰNG CÔNG CỤ TÍNH TOÁN……… 156

III.2.1 Những yêu cầu tính toán 156

III.2.2 Xây dựng công cụ tính toán 157

III.2.2.1 Mô hình MIKE BASIN .157

III.2.2.2 Mô hình thủy lực MIKE 11 170

III.2.2.3 Mô hình xâm nhập mặn 185

III.2.2.4 Mô hình chất lượng nước .191

III.3 XÁC ĐỊNH DÒNG CHẢY MÔI TRƯỜNG CHO HỆ THỐNG SÔNG HỒNG - SÔNG THÁI BÌNH……… 194

III.3.1 Vị trí xác định dòng chảy môi trường .194

III.3.2 Tính toán nhu cầu nước sinh thái .197

III.3.2.1 Phương pháp xác định 201

III.3.2.2 Kết quả tính toán .209

III.3.3 Xác định nhu cầu nước cho các ngành kinh tế 211

III.3.3.1 Các thông tin cơ bản về định hướng phát triển ở hạ lưu sông Hồng - sông Thái Bình 211

III.3.3.2 Xác định lưu lượng trong sông đáp ứng nhu cầu nước 224

III.4 TÍNH TOÁN MÔ PHỎNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC……… 228

III.4.1 Mô phỏng hiện trạng .228

III.4.2 Mô phỏng cho giai đoạn 2010 – 2020 233

III.5 TÍNH TOÁN XÂM NHẬP MẶN 239 III.5.1 Xây dựng kịch bản tính toán .239

III.5.1.1 Cơ sở xây dựng các kịch bản .239

III.5.1.2 Xây dựng kịch bản .240

III.5.2 Kết quả tính toán .242

III.5.2.1 Kết quả tính toán kịch bản 1 (KB1) 242

III.5.2.2 Kết quả tính toán kịch bản 2 (KB2) 249

III.6 ĐỀ XUẤT DÒNG CHẢY MÔI TRƯỜNG CHO HỆ THỐNG SÔNG HỒNG - SÔNG THÁI BÌNH……… 256

III.6.1 Dòng chảy môi trường cho giai đoạn hiện tại .257

III.6.2 Dòng chảy môi trường cho giai đoạn đến năm 2020 .263

III.6.3 Nhận xét 269

III.7 TÍNH TOÁN DÒNG CHẢY MÔI TRƯỜNG THEO PHƯƠNG PHÁP ĐƠN GIẢN……… 269

III.7.1 Giới thiệu phương pháp Tennant 269

III.7.2 Kết quả tính toán .272

III.7.3 So sánh giá trị DCMT theo đề xuất của đề tài và phương pháp Tennant 274

III.8 ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ ĐẢM BẢO DUY TRÌ DÒNG CHẢY MÔI TRƯỜNG TRÊN HỆ THỐNG SÔNG HỒNG - SÔNG THÁI BÌNH…… 275

III.8.1 Phương pháp tính toán 275

III.8.2 Kết quả tính toán .276

CHƯƠNG IV CÁC GIẢI PHÁP DUY TRÌ DÒNG CHẢY MÔI TRƯỜNG PHÙ HỢP VỚI YÊU CẦU PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG TÀI NGUYÊN 280

IV.1 CÁC BIỆN PHÁP CÔNG TRÌNH……… 280

IV.1.1 Phương án hồ chứa cho giai đoạn hiện tại 280

IV.1.2 Phương án hồ chứa cho giai đoạn 2020 .280

IV.2 CÁC BIỆN PHÁP PHI CÔNG TRÌNH……… 283

IV.2.1 Xây dựng khung thể chế quản lý, kiểm soát ô nhiễm và các nguồn thải 283

IV.2.2 Đánh giá tác động môi trường – biện pháp quan trọng để kiểm soát ô nhiễm… .284

IV.2.3 Cấp phép xả nước thải vào nguồn nước – công cụ giám sát hữu hiệu 285

IV.2.4 Điều tra và khảo sát tình trạng ô nhiễm 285

IV.2.5 Áp dụng các biện pháp kinh tế 286

IV.2.6 Xây dựng nguồn lực và năng lực 287

IV.2.7 Đầu tư tài chính cho việc quản lý ô nhiễm, cho phát triển và áp dụng công nghệ sạch 288

IV.2.8 Quan trắc tài nguyên nước 289

IV.2.9 Sự tham gia của cộng đồng trong kiểm soát ô nhiễm .291

IV.2.10 Thực hiện các biện pháp công trình khắc phục ô nhiễm 291

IV.3 GIẢI PHÁP THỂ CHẾ……… 291

IV.3.1 Giới thiệu khái quát về trách nhiệm hiện nay theo quy định của các văn bản quy phạm pháp luật trong bảo đảm dòng chảy môi trường 291

IV.3.2 Trách nhiệm bảo đảm duy trì nguồn nước ở hạ lưu thống sông Hồng – sông Thái Bình trong vận hành các hồ chứa thượng lưu 298

IV.3.3 Phân tích, đánh giá chung về những ưu điểm và tồn tại, bất cập trong phân công và quy định trách nhiệm bảo đảm dòng chảy môi trường 305

CHƯƠNG V XÂY DỰNG PHẦN MỀM CƠ SỞ DỮ LIỆU 309

V.1 GIỚI THIỆU CHUNG 309

V.2 MÔ HÌNH XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH……… 310

V.2.1 Mô hình 3 lớp .310

V.2.2 Tầng dữ liệu 311

V.2.3 Tầng Logic 311

V.2.4 Tầng Trình diễn .312

V.3 LỰA CHỌN GIẢI PHÁP VÀ CẤU TRÚC DỮ LIỆU……… 312

V.3.1 Lựa chọn giải pháp .312

V.3.2 Cấu trúc cơ sở dữ liệu 313

V.4 XÂY DỰNG CÁC MODUL……… 314

V.4.1 Modul quản lý các lớp bản đồ hành chính 314

V.4.2 Modul quản lý lớp bình đồ 316

V.4.3 Modul quản lý lớp bản đồ các điểm đo lưu lượng trên sông 317

V.4.4 Modul quản lý lớp bản đồ các điểm lấy mẫu nước, mẫu bùn cát 318

V.4.5 Modul quản lý lớp sơ đồ mặt cắt 319

V.5 THIẾT KẾ CHƯƠNG TRÌNH THEO MÔ HÌNH 3 LỚP……… 319

V.5.1 Tầng dữ liệu 319

V.5.2 Tầng Logic 320

V.5.3 Tầng Trình diễn .320

V.6 THIẾT KẾ CHƯƠNG TRÌNH……… 321

V.6.1 Các chức năng của chương trình 321

V.6.2 Mô tả các chức năng 321

V.6.2.1 Chức năng mở dữ liệu 321

V.6.2.2 Chức năng tạo mới dữ liệu 322

V.6.2.3 Chức năng quản lý lớp bản đồ 322

V.6.2.4 Chức năng thao tác với lớp bản đồ 326

V.6.2.5 Chức năng truy vấn thông tin 327

V.6.2.6 Chức năng trợ giúp 330

V.7 MỘT SỐ HÌNH ẢNH VỀ PHẦN MỀM……… 331

CHƯƠNG VI CÁC KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC 336

VI.1 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC 336

VI.1.1 Các sản phẩm dạng kết quả III: 336

VI.1.2 Các sản phẩm dạng kết quả II: 338

VI.1.3 Các sản phẩm dạng kết quả IV: 341

VI.1.4 Kết quả tham gia đào tạo trên đại học .341

VI.2 ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC 343

KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ 347

TÀI LIỆU THAM KHẢO 350

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng I.1 Bảng phân phối độ cao của lưu vực sông Hồng 28 

Bảng I.2 Thống kê các loại đất trên lưu vực sông Hồng - sông Thái Bình 33 

Bảng I.3 Đặc trưng hình thái một số sông chính trong hệ thống sông Hồng - sông Thái Bình 41 

Bảng I.4 Lượng mưa tháng của các trạm đặc trưng cho lưu vực các sông Đà, sông Lô, và sông Thao 70 

Bảng I.5 Thống kê các đặc trưng dòng chảy trên các trạm chính thuộc lưu vực sông Hồng - sông Thái Bình 72 

Bảng I.6 Tỷ lệ phân phối dòng chảy các thàng trong năm (%) tại một số điểm trên lưu vực 73 

Bảng I.7 Suất đảm bảo dòng chảy tự nhiên tháng tại Hòa Bình (A=51.800km2) (triệu m3) 74 

Bảng I.8 Suất đảm bảo dòng chảy tự nhiên tại Yên Bái (A = 48.000 km2)

(triệu m3) 75 

Bảng I.9 Suất đảm bảo dòng chảy tự nhiên tại Sơn Tây (A = 144.000 km2)

(triệu m3) 75 

Bảng I.10: Suất đảm bảo dòng chảy tự nhiên tại Vụ Quang (A =37.000km2)

(triệu m3) 75 

Bảng I.11: Trữ lượng trung bình tháng tại Sơn Tây (triệu m3) 76 

Bảng I.12 Đánh giá tài nguyên nước mặt 76 

Bảng I.13 Trữ lượng nước dưới đất lưu vực sông Hồng 77 

Bảng I.14 Hiện trạng môi trường nước sông Hồng đoạn chảy qua Hà Nội về mùa lũ 80 

Bảng I.15 Hiện trạng nước sông Hồng đoạn chảy qua Hà Nội về mùa cạn 82 

Bảng I.16: Hiện trạng và tình hình ô nhiễm môi trường nước mặt lưu vực

sông Hồng đoạn chảy qua Hưng Yên 84 

Bảng I.17: Hiện trạng ô nhiễm nước mặt sông Cầu khu vực gang thép Thái Nguyên 87 

Bảng I.18: Chất lượng nước mặt trung lưu và hạ lưu lưu vực sông Cầu 89 

Bảng I.19: Hiện trạng và tình hình ô nhiễm nước mặt sông Công 91 

Bảng I.20: Hiện trạng và tình trạng ô nhiễm nước mặt sông Thái Bình đoạn chảy qua Hải Dương 92 

Bảng I.21: Hiện trạng và tình hình ô nhiễm môi trường nước một số sông 93 

Bảng II.1 Một số mục tiêu cụ thể cần bảo vệ đối với dòng chảy môi trường của một số sông trên thế giới 112 

Bảng II.2 Phân cấp theo quản lý sinh thái ở Nam Phi 122 

Bảng II.3 Tiêu chí xác định dòng chảy môi trường cho hệ thống sông Hồng - sông Thái Bình 122 

Bảng II.4 Tỷ lệ phần trăm (%) của dòng chảy năm trung bình nhiều năm (Q0) dùng cho tính toán dòng chảy môi trường tương ứng với các mục tiêu bảo vệ môi trường sông theo phương pháp Tennant 131 

Bảng II.5 Nhu cầu nước cho vận tải thuỷ tại các tuyến sông 147 

Bảng III.1 Danh sách các tiểu lưu vực 159 

Bảng III.2.Điện mục tiêu của các nhà máy thủy điện 163 

Bảng III.3 Đường khống chế lũ của các hồ chứa 163 

Bảng III.4 Lượng xả tối thiểu của các hồ chứa 166 

Bảng III.5 Thống kê số lượng mặt cắt dùng để tính toán 172 

Bảng III.6 Danh sách các trạm biên lưu lượng và mực nước 173 

Bảng III.7 Danh sách các trạm thuỷ văn trên các sông 173 

Bảng III.8 Các nhập lưu khu giữa 176 

Bảng III.9 So sánh độ mặn lớn nhất tại các trạm giữa tính toán và thực đo tại

bước hiệu chỉnh và kiểm định mô hình 187 

Bảng III.10 Tiêu chuẩn lựa chọn dòng chảy sinh thái 208 

Bảng III.11 Giá trị dòng chảy sinh thái đề xuất 209 

Bảng III.12 Số liệu dân số tổng quát theo các mốc thời gian 212 

Bảng III.13 Dân số chia theo các vùng thủy lợi của lưu vực 213 

Bảng III.14 Các chỉ tiêu phát triển KTXH của 11 tỉnh vùng đồng bằng sông Hồng - sông Thái Bình 214 

Bảng III.15 Các chỉ tiêu phát triển KTXH của 15 tỉnh miền núi và trung du thuộc lưu vực sông Hồng và sông Thái Bình 215 

Bảng III.16 Dự báo diện tích, năng suất, sản lượng các loại cây trồng đến năm 2020 toàn lưu vực sông Hồng – Thái Bình 217 

Bảng III.17 Phương hướng phát triển chăn nuôi đến năm 2010 và 2020 220 

Bảng III.18 Một số chỉ tiêu phát triển lâm nghiệp đến 2010 và 2020 221 

Bảng III.19 Dòng chảy xác định theo nhu cầu nước tại các vị trí theo điều kiện hiện trạng sử dụng nước 227 

Bảng III.20 Dòng chảy xác định theo nhu cầu nước tại các vị trí theo điều kiện sử dụng nước đến năm 2020 228 

Bảng III.21.Bảng tổng hợp các phương án tính toán trong kịch bản 1 241 

Bảng III.22 Các phương án tính toán trong kịch bản 2 241 

Bảng III.23 Thống kê chiều dài xâm nhập mặn dọc hệ thống sông kịch bản 1 (KB1) 242 

Bảng III.24.Thống kê chiều dài xâm nhập mặn dọc hệ thống sông kịch bản 2 (KB2) 249 

Bảng III.25 Giá trị DCMT đề xuất tại các vị trí cho thời điểm hiện tại 262 

Bảng III.26 Giá trị DCMT đề xuất tại các vị trí đến năm 2020 268 

Bảng III.27 Phần trăm dòng chảy bình quân năm (AAF- Percentage of Average

Annual Flow) được yêu cầu để đạt các mục tiêu khai thác khác nhau 270 

Bảng III.28 Giá trị DCMT tại Hoà Bình theo phương pháp Tennant (m3/s) 272 

Bảng III.29 DCMT tại Tuyên Quang theo phương pháp Tennant (m3/s) 273 

Bảng III.30 DCMT tại Yên Bái theo phương pháp Tennant (m3/s) 273 

Bảng III.31 DCMT tại Sơn Tây theo phương pháp Tennant (m3/s) 274 

Bảng III.32 So sánh giá trị dòng chảy sinh thái theo 2 phương pháp 275 

Bảng III.33 Đánh giá mức độ đảm bảo DCMT tại Hòa Bình 276 

Bảng III.34 Đánh giá mức độ đảm bảo DCMT tại Yên Bái 277 

Bảng III.35 Đánh giá mức độ đảm bảo DCMT tại Tuyên Quang 277 

Bảng III.36 Đánh giá mức độ đảm bảo DCMT tại Sơn Tây 277 

Bảng III.37 Đánh giá mức độ đảm bảo DCMT tại Thượng Cát 277 

Bảng III.38 Đánh giá mức độ đảm bảo DCMT tại Hưng Yên 278 

Bảng III.39 Đánh giá mức độ đảm bảo DCMT tại Ba Lạt 278 

Bảng III.40 Đánh giá mức độ đảm bảo DCMT tại Phả Lại 278 

Bảng III.41 Đánh giá mức độ đảm bảo DCMT tại Hải Dương 278 

Bảng III.42 Đánh giá mức độ đảm bảo DCMT tại Cửa Cấm 279 

Bảng III.43 Đánh giá mức độ đảm bảo DCMT tại Nam Định 279 

Bảng IV.1 Các công trình thủy điện dự kiến xây dựng trên lưu vực sông Hồng – sông Thái Bình có nhiệm vụ bổ sung nước cho hạ du 282 

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình I.1 Bản đồ lưu vực hệ thống sông Hồng - sông Thái Bình 26 

Hình I.2 Bản đồ cao độ số lưu vực sông Hồng - sông Thái Bình 27 

Hình I.3 Bản đồ sử dụng đất lưu vực sông Hồng - sông Thái Bình 36 

Hình I.4 Diễn biến nồng độ COD tại Lai Châu, Yên Bái,Vụ Quang 79 

Hình I.5 Diễn biến nồng độ COD dọc theo hồ Hòa Bình 79 

Hình I.6 Diễn biến nồng độ COD tại hạ lưu sông Hồng 83 

Hình I.7 Diễn biến nồng COD trên sông Cầu tại trạm Gia Bảy 88 

Hình I.8 Diễn biến nồng độ COD trên sông Cà Lồ 92 

Hình I.9: Diễn biến nồng độ BOD trên sông Tam Bạc và sông Cấm 94 

Hình I.10.Diễn biến nồng độ COD trên sông Thương, Lục Nam, Kinh Thày95  Hình I.11 Lượng nước khai thác sử dụng cả năm lưu vực sông Hồng-Thái Bình -Tính đến năm 2002 96 

Hình I.12 Tỷ trọng dùng nước của các ngành so với lượng nước đến cả năm lưu vực sông Hồng-Thái Bình tính đến năm 2002 96 

Hình I.13.Tỷ trọng dùng nước cả năm giữa các ngành lưu vực sông Hồng -Thái Bình tính đến năm 2002 97 

Hình I.14 Lượng nước khai thác sử dụng 6 tháng mùa cạn lưu vực sông Hồng-Thái Bình tính đến năm 2002 97 

Hình I.15.Tỷ trọng dùng nước của các ngành so với lượng nước đến mùa cạn lưu vực sông Hồng-Thái Bình tính đến năm 2002 98 

Hình I.16 Tỷ trọng dùng nước trong mùa cạn giữa các ngành lưu vực sông Hồng-Thái Bình tính đến năm 2002 99 

Hình I.17 Tỷ lệ dùng nước trung bình tháng mùa kiệt so với nước đến tháng kiệt nhất và nước đến trung bình tháng mùa kiệt 99 

Hình II.1 Sơ đồ Logic xác định dòng chảy môi trường cho hệ thống sông

Hồng - sông Thái Bình 124 

Hình II.2 Ví dụ về chuỗi số liệu Lưu lượng dòng chảy sông (tỷ lệ lôgarít) và Điểm số LIFE theo thời gian 133 

Hình II.3 Phân chia các vùng của dòng chảy theo khả năng tự làm sạch của nguồn nước 142 

Hình III.1 Sơ đồ mạng tính toán mô hình MIKE BASIN 161 

Hình III.2 Đường phòng phá hoại hồ Hòa Bình 164 

Hình III.3 Đường phòng phá hoại hồ Thác Bà 165 

Hình III.4 Đường phòng phá hoại hồ Tuyên Quang 165 

Hình III.5 Quá trình lưu lượng đến hồ Hòa Bình tính toán và thực đo 166 

Hình III.6 Quá trình lưu lượng tại trạm Hòa Bình tính toán và thực đo 167 

Hình III.7 Quá trình lưu lượng tại trạm Chiêm Hóa tính toán và thực đo (NASH = 85,1%) 167 

Hình III.8 Quá trình lưu lượng tại trạm Ghềnh Gà tính toán và thực đo (NASH = 87,3%) 168 

Hình III.9 Quá trình lưu lượng tại trạm Vụ Quang tính toán và thực đo (NASH = 72,7%) 168 

Hình III.10 Quá trình lưu lượng tại trạm Sơn Tây tính toán và thực đo (NASH = 72,7%) 169 

Hình III.11 Sơ đồ mạng thủy lực hệ thống sông Hồng - sông Thái Bình 171 

Hình III.12 Sơ đồ các điểm lấy nước dọc sông 177 

Hình III.13 Mực nước thực đo và tính toán trạm Việt Trì 178 

Hình III.14 Mực nước thực đo và tính toán trạm Sơn Tây 179 

Hình III.15 Lưu lượng thực đo và tính toán trạm Sơn Tây 179 

Hình III.16 Mực nước thực đo và tính toạn trạm Hà Nội 180 

Hình III.17 Lưu lượng thực đo và tính toán trạm Hà Nội 180

Hình III.18 Mực nước thực đo và tính toán trạm Thượng Cát 181 

Hình III.19 Lưu lượng thực đo và tính toán trạm Thượng Cát 181 

Hình III.20 Kết quả kiểm định mô hình trạm Việt Trì 182 

Hình III.21 Kết quả kiểm định mô hình trạm Trung Hà 182 

Hình III.22 Mực nước kiểm định trạm Sơn Tây 183 

Hình III.23 Lưu lượng kiểm định trạm Thượng Cát 183 

Hình III.24 Mực nước kiểm định trạm Thượng Cát 184 

Hình III.25 Lưu lượng kiểm định trạm Hà Nội 184 

Hình III.26 Mực nước kiểm định trạm Hà Nội 185 

Hình III.27 Độ mặn thực đo và tính toán tại trạm cửa Cấm - s Kinh Thầy 188 

Hình III.28 Độ mặn thực đo và tính toán tại trạm Ba lạt - s Hồng 188 

Hình III.29 Độ mặn thực đo và tính toán tại trạm Do Nghi - s Đá Bạch 189 

Hình III.30 Độ mặn thực đo và tính toán tại trạm Quang Phục - s Văn Úc 189 

Hình III.31 Độ mặn thực đo và tính toán tại trạm Đông quý - s Trà Lý 190 

Hình III.32 Độ mặn thực đo và tính toán tại trạm Như Tân - s Đáy 190 

Hình III.33 Độ mặn thực đo và tính toán tại trạm Phú Lễ - s Ninh Cơ 191 

Hình III.34 Các yếu tố mô phỏng trong mô hình chất lượng nước 192 

Hình III.35 Các thông số của mô hình chất lượng nước 193 

Hình III.36 Sơ đồ vị trí các điểm xác định dòng chảy môi trường 194 

Hình III.37 Mô phỏng diễn biến BOD tại Sơn Tây 229 

Hình III.38 Mô phỏng diễn biến DO tại Sơn Tây 229 

Hình III.39 Mô phỏng diễn biến NO3 tại Sơn Tây 230 

Hình III.40 Mô phỏng diễn biến BOD tại Hà Nội 230 

Hình III.41 Mô phỏng diễn biến DO tại Hà Nội 231 

Hình III.42 Mô phỏng diễn biến NO3 tại Hà Nội 231 

Hình III.43 Mô phỏng diễn biến BOD tại Hưng Yên 231 

Hình III.44 Mô phỏng diễn biến DO tại Hưng Yên 232 

Hình III.45 Mô phỏng diễn biến NO3 tại Hưng Yên 232 

Hình III.46 Mô phỏng diễn biến BOD tại Cửa Cấm 232 

Hình III.47 Mô phỏng diễn biến DO tại Cửa Cấm 233 

Hình III.48 Mô phỏng diễn biến N03 tại Cửa Cấm 233 

Hình III.49 Mô phỏng diễn biến BOD tại Sơn Tây 235 

Hình III.50 Mô phỏng diễn biến DO tại Sơn Tây 235 

Hình III.51 Mô phỏng diễn biến NO3 tại Sơn Tây 235 

Hình III.52 Mô phỏng diễn biến BOD tại Hà Nội 236 

Hình III.53 Mô phỏng diễn biến DO tại Hà Nội 236 

Hình III.54 Mô phỏng diễn biến NO3 tại Hà Nội 236 

Hình III.55 Mô phỏng diễn biến BOD tại Hưng Yên 237 

Hình III.56 Mô phỏng diễn biến DO tại Hưng Yên 237 

Hình III.57 Mô phỏng diễn biến NO3 tại Hưng Yên 237 

Hình III.58 Mô phỏng diễn biến BOD tại Cửa Cấm 238 

Hình III.59 Mô phỏng diễn biến DO tại Cửa Cấm 238 

Hình III.60 Mô phỏng diễn biến N03 tại Cửa Cấm 238 

Hình III.63 Độ sâu xâm nhập mặn lớn nhất sông Cấm (KB1) 243 

Hình III.64 Độ sâu xâm nhập mặn lớn nhất sông Đá Bạch (KB1) 244 

Hình III.65 Độ sâu xâm nhập mặn lớn nhất sông Hồng (KB1) 244 

Hình III.66 Độ sâu xâm nhập mặn lớn nhất sông Ninh Cơ (KB1) 245 

Hình III.67 Độ sâu xâm nhập mặn lớn nhất sông Trà Lý (KB1) 246 

Hình III.68 Độ sâu xâm nhập mặn lớn nhất sông Văn Úc (KB1) 246 

Hình III.69 Độ sâu xâm nhập mặn lớn nhất dọc sông Cấm (KB2) 251 

Hình III.70 Độ sâu xâm nhập mặn lớn nhất dọc sông Đá Bạch (KB2) 251 

Hình III.71 Độ sâu xâm nhập mặn lớn nhất dọc sông Đáy (KB2) 252 

Hình III.72 Độ sâu xâm nhập mặn lớn nhất dọc sông Hồng (KB2) 252 

Hình III.73 Độ sâu xâm nhập mặn lớn nhất dọc sông Lạch Tray (KB2) 253 

Hình III.74 Độ sâu xâm nhập mặn lớn nhất dọc sông Ninh Cơ (KB2) 253 

Hình III.75 Độ sâu xâm nhập mặn lớn nhất dọc sông Thái Bình (KB2) 254 

Hình III.76 Độ sâu xâm nhập mặn lớn nhất dọc sông Trà Lý (KB2) 254 

Hình III.77 Độ sâu xâm nhập mặn lớn nhất dọc sông Văn Úc (KB2) 255 

Hình III.80 Giá trị DCMT đề xuất cho giai đoạn hiện tại tại Hoà Bình 257 

Hình III.81 Giá trị DCMT đề xuất cho giai đoạn hiện tại tại Yên Bái 257 

Hình III.82 Giá trị DCMT đề xuất cho giai đoạn hiện tại tại Tuyên Quang 258 

Hình III.83 Giá trị DCMT đề xuất cho giai đoạn hiện tại tại Sơn Tây 258 

Hình III.84 Giá trị DCMT đề xuất cho giai đoạn hiện tại tại Thượng Cát 259 

Hình III.85 Giá trị DCMT đề xuất cho giai đoạn hiện tại tại Hưng Yên 259 

Hình III.86 Giá trị DCMT đề xuất cho giai đoạn hiện tại tại Ba Lạt 260 

Hình III.87 Giá trị DCMT đề xuất cho giai đoạn hiện tại tại Phả Lại 260 

Hình III.88 Giá trị DCMT đề xuất cho giai đoạn hiện tại tại Hải Dương 261 

Hình III.89 Giá trị DCMT đề xuất cho giai đoạn hiện tại tại Cửa Cấm 261 

Hình III.90 Giá trị DCMT đề xuất cho giai đoạn hiện tại tại Nam Định 262 

Hình III.91 Giá trị DCMT đề xuất cho giai đoạn đến 2020 tại Hòa Bình 263 

Hình III.92 Giá trị DCMT đề xuất cho giai đoạn đến 2020 tại Yên Bái 263 

Hình III.93 Giá trị DCMT đề xuất cho giai đoạn đến 2020 tại Tuyên Quang 264 

Hình III.94 Giá trị DCMT đề xuất cho giai đoạn đến 2020 tại Sơn Tây 264 

Hình III.95 Giá trị DCMT đề xuất cho giai đoạn đến 2020 tại Thượng Cát265 

Hình III.96 Giá trị DCMT đề xuất cho giai đoạn đến 2020 tại Hưng Yên 265 

Hình III.97 Giá trị DCMT đề xuất cho giai đoạn đến 2020 tại Ba Lạt 266 

Hình III.98 Giá trị DCMT đề xuất cho giai đoạn đến 2020 tại Phả Lại 266 

Hình III.99 Giá trị DCMT đề xuất cho giai đoạn đến 2020 tại Hải Dương 267 

Hình III.100 Giá trị DCMT đề xuất cho giai đoạn đến 2020 tại Cửa Cấm 267 

Hình III.101 Giá trị DCMT đề xuất cho giai đoạn đến 2020 tại Nam Định 268 

Hình IV.1 Đầu tư cho bảo vệ môi trường lưu vực sông 289 

Hình V.1 Sơ đồ mô hình 3 lớp 1 

Hình V.2 Sơ đồ liên kết dữ liệu 314 

Hình V.3 Sơ đồ chức năng của chương trình 1 

Hình V.4 Giao diện chính của phần mềm 331 

Hình V.5 Lớp bản đồ hành chính tỉnh, huyện 331 

Hình V.6 Hộp thoại tra cứu thông tin lớp hành chính tỉnh 332 

Hình V.7 Lớp bản đồ đường giao thông 332 

Hình V.8 Hộp thoại tra cứu thông tin đường giao thông 332 

Hình V.9 Lớp bản đồ mạng sông và hệ thống đê 333 

Hình V.10 Lớp bản đồ mạng thuỷ lực và mặt cắt ngang sông 333 

Hình V.11 Lớp bản đồ mạng lưới trạm KTTV 334 

Hình V.12 Trang quản lý dữ liệu báo cáo 334 

Hình V.13 Trang quản lý dữ liệu dạng file 335 

MỞ ĐẦU

“Dòng chảy môi trường” là một khái niệm dễ hiểu Đó là có đủ nước trong các dòng sông của chúng ta và chế độ nước được quản lý nhằm bảo đảm các lợi ích về kinh tế, xã hội và môi trường Tuy vậy, những nỗ lực tiên phong trong lĩnh vực này ở Nam Phi, Ôxtrâylia và Mỹ đã cho thấy rằng quá trình thiết lập dòng chảy môi trường đặt ra những thách thức to lớn, đặc biệt khi quá trình này là một phần của phương pháp tiếp cận quản lý tổng hợp tài nguyên nước

Dòng chảy môi trường đòi hỏi sự kết hợp của nhiều ngành khác nhau bao gồm kỹ thuật, luật, sinh thái, kinh tế, thủy văn, khoa học chính trị và truyền thông Dòng chảy môi trường cũng cần có sự đàm phán giữa các bên liên quan để kết nối những lợi ích khác nhau về sử dụng nước, đặc biệt ở những lưu vực mà sự cạnh tranh về sử dụng nước vốn đã rất gay gắt

Lợi ích của việc thiết lập dòng chảy môi trường là cơ chế quản lý được cải thiện, đảm bảo sự tồn tại lâu dài của hệ sinh thái và đạt được sự cân bằng tối ưu giữa các nhu cầu sử dụng nước khác nhau Trong bối cảnh việc sử dụng tài nguyên nước quá mức trên khắp thế giới cùng sự suy thoái của các

hệ sinh thái và các dịch vụ của chúng, dòng chảy môi trường không phải là một sự xa xỉ mà là một phần thiết yếu của mô hình quản lý tài nguyên nước hiện đại Đó là một hướng tiếp cận xứng đáng được thực hiện rộng rãi

Việt Nam là quốc gia có tài nguyên nước thuộc loại trung bình trên thế giới song phân bố rất không đều giữa các mùa trong năm và giữa các vùng, các lưu vực sông trong cả nước, gây ra lũ lụt vào mùa mưa và hạn hán, thiếu nước về mùa khô Để tăng cường điều hòa dòng chảy, nhiều công trình cơ sở

hạ tầng tài nguyên nước đã được xây dựng nhằm phục vụ đời sống và sản

xuất cũng như phòng, chống, giảm nhẹ thiên tai Các công trình này đã góp phần quan trọng trong việc đạt được những thành tựu về phát triển kinh tế -

xã hội của Việt Nam trong thời gian qua Tuy nhiên, việc xây dựng và vận hành các công trình này cũng đã tạo nên kiểu chế độ dòng chảy mới, khác hẳn với chế độ dòng chảy trong tự nhiên ở nhiều lưu vực sông tại nhiều giai đoạn khác nhau trong năm, làm ảnh hưởng bất lợi tới tài nguyên nước, các giá trị và chức năng của môi trường nói chung và các hệ sinh thái thủy sinh nói riêng, ảnh hưởng tới khả năng cung cấp các loại hàng hóa và dịch vụ phục vụ nhu cầu của con người, đặc biệt là các cộng đồng dân cư nghèo

Để khắc phục tồn tại đó, việc duy trì một chế độ dòng chảy trên sông vừa đảm bảo được tính bền vững về mặt môi trường, sinh thái, vừa đáp ứng được các nhu cầu sử dụng nước khác nhau để mang lại lợi ích tổng hợp cao nhất về kinh tế - xã hội - môi trường là một trong những vấn đề hết sức cấp bách hiện nay [7]

Những thông điệp trên của IUCN (Tổ chức bảo tồn thiên nhiên Quốc tế) cho thấy mức độ quan trọng trong việc xác định và thiết lập dòng chảy môi trường cho các hệ thống sông trên thế giới cũng như ở Việt Nam

Những năm gần đây, sự bùng nổ dân số và sự phát triển đã kéo theo hàng loạt các vấn đề và thách thức đối với tài nguyên nước Nạn thiếu nước diễn ra

ở nhiều nơi, với các hình thức khác nhau như không đáp ứng được số lượng hoặc không đáp ứng được chất lượng Sự khan hiếm nước chắc chắn sẽ còn trầm trọng hơn trong tương lai với tốc độ phát triển như hiện nay và nếu chúng ta không có những hành động nhằm bảo vệ và phát triển bền vững tài nguyên nước Để làm tốt được điều đó, cần có những biện pháp quản lý tổng hợp tài nguyên nước hợp lý, có khung pháp lý chặt chẽ và trên hết là có sự tham gia tích cực của cộng đồng Tuy nhiên, cốt lõi và nội dung của Quản lý tổng hợp tài nguyên nước lại chính là Dòng chảy môi trường Vì thế, từng

bước một, nhưng trước tiên cần xác định chính xác Dòng chảy môi trường cho từng hệ thống sông

Đề tài được thiết lập nhằm xác định dòng chảy môi trường cho hệ thống sông Hồng - sông Thái Bình và đề xuất các giải pháp phù hợp với các yêu cầu phát triển bền vững tài nguyên nước Mặc dù đề tài không có tính tiên phong trong việc thiết lập chế độ dòng chảy môi trường với điều kiện Việt Nam nhưng cũng có tính thời sự nhất định đối với lưu vực sông Hồng - sông Thái Bình, khi mà hệ thống này đang đứng trước nguy cơ và thách thức rất lớn về nguồn nước và nhu cầu dùng nước

1 Mục tiêu của đề tài:

1.1 Xác định dòng chảy môi trường của hệ thống sông Hồng - Thái Bình đảm bảo cho sự phát triển bền vững tại hạ lưu của lưu vực nhằm đạt được các mục tiêu cụ thể như sau:

- Duy trì dòng chảy đảm bảo cho sự sống của hệ thống sông

- Đảm bảo khả năng tự làm sạch nguồn nước trong sông không bị ô nhiễm phục vụ phát triển kinh tế xã hội

- Đảm bảo khả năng tự làm sạch nguồn nước và số lượng nước cho các

hệ thủy sinh phát triển

- Đảm bảo cho hạ lưu hệ thống sông không bị xâm nhập mặn

- Đảm bảo nguồn nước cho các ngành kinh tế xã hội khác như nông nghiệp, điện, giao thông thủy

1.2 Đề xuất các giải pháp duy trì dòng chảy môi trường phù hợp với các yêu cầu phát triển bền vững tài nguyên nước với các nhóm giải pháp như sau:

- Giải pháp công trình như xây dựng các hồ chứa tăng khả năng trữ nước trong hệ thống sông sử dụng để đảm bảo dòng chảy môi trường trong mùa kiệt

- Giải pháp phi công trình như rà soát và đề xuất qui trình vận hành hệ thống liên hồ chứa, đặc biệt là qui trình mùa kiệt đảm bảo cho dòng chảy môi trường

- Giải pháp quản lý ô nhiễm bằng cách kiểm soát các nguồn thải vào hệ thống sông

- Giải pháp về thể chế: Qui định về trách nhiệm của các cấp, ngành trong việc duy trì dòng chảy môi trường, bổ sung các nhiệm vụ đảm bảo dòng chảy môi trường cho các hồ trong hệ thống sông (các hồ Hòa Bình, Tuyên Quang, Thác Bà, Sơn La, ),

2 Nội dung khoa học và công nghệ đã thực hiện trong Đề tài:

- Nội dung 1: Tổng quan các nghiên cứu về xác định dòng chảy môi trường và các biện pháp duy trì dòng chảy môi trường trên thế giới và Việt Nam

- Nội dung 2: Nghiên cứu phương pháp luận xác định dòng chảy môi trường cho hệ thống sông Hồng-Thái Bình

- Nội dung 3: Thu thập, điều tra, khảo sát bổ xung, cập nhật và xử lý

dữ liệu liên quan đến đề tài

- Nội dung 4: Xây dựng công cụ phục vụ tính toán đánh giá về dòng chảy môi trường

- Nội dung 5: Nghiên cứu xác định dòng chảy môi trường cho hệ thống sông Hồng - Thái Bình

- Nội dung 6: Nghiên cứu, tính toán, đánh giá mức độ đảm bảo dòng chảy môi trường với hiện trạng các giải pháp quản lý nước trong lưu vực

- Nội dung 7: Đề xuất các giải pháp duy trì dòng chảy môi trường của

hệ thống sông Hồng - Thái Bình phù hợp với các yêu cầu phát triển bền vững tài nguyên nước và môi trường của khu vực và xử lí thông tin của đề tài

3 Cách tiếp cận:

- Tiếp cận kế thừa các kết quả nghiên cứu trước đó: đây là một

trong những cách tiếp cận không thể thiếu của tất cả các công trình nghiên cứu nhằm nắm vững phương pháp và kết quả nghiên cứu của các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước trước đó Từ đó kế thừa tối đa các kết quả đã

có, đồng thời cũng nắm bắt được thông tin để tiến hành phối hợp và các cơ quan khác trong và ngoài nước trong việc thực hiện các nội dung của đề tài;

- Tiếp cận thực tế: Cần phải đi tìm hiểu thực tế càng nhiều càng tốt

nhằm nắm bắt thực trạng và hiểu rõ hơn về tình hình phát triển của các hệ sinh thái thủy sinh, các hệ sinh thái ven sông, tình hình về lưu lượng và mực nước trong các hệ thống sông tại các thời gian khác nhau, tình hình xả các nguồn thải ra các hệ thống sông

- Tiếp cận từ các chính sách, định hướng, qui hoạch phát triển: cần

nắm bắt và hiểu rõ các chính sách và định hướng phát triển kinh tế xã hội của các địa bàn trên lưu vực, các qui hoạch phát triển vùng; ngành, tỉnh trong hệ thống sông (hệ sinh thái, nông lâm ngư nghiệp, công nghiệp, thủy lợi, giao thông thủy…) để hiểu rõ và xác định các tiêu chí cho dòng chảy môi trường

- Tiếp cận theo quan điểm hệ sinh thái: nguồn nước là một trong các

yếu tố hình thành nên môi trường sống, đặc biệt là các hệ thủy sinh và các hệ sinh thái ven sông nên việc đảm bảo số lượng, chất lượng nguồn nước cho dòng chảy môi trường để đảm bảo sự phát triển bền vững của hệ sinh thái là cần thiết và quan trọng đối với đề tài này

- Tiếp cận từ cộng đồng: Cộng đồng dân cư sống và hoạt động trong

hệ thống lưu vực là đối tượng bị tác động mạnh mẽ nhất từ số lượng nước (lưu lượng), chế độ xả của các hồ chứa, ô nhiễm nguồn nước và cũng chính họ là người chịu ảnh hưởng sâu sắc bởi các hoạt động điều tiết dòng chảy, xả thải, cũng như có các kiến thức thực tế về sự biến đổi của các hệ sinh thái Vì vậy,

cần thiết phải có sự tham gia tích cực của cộng đồng cư dân sinh sống tại chỗ

- Tiếp cận tổng hợp đa ngành: dòng chảy môi trường liên quan đến tất

cả các ngành, thể hiện qua yêu cầu dùng nước của các hộ dùng nước như các

hệ sinh thái, nông lâm ngư nghiệp, công nghiệp, giao thông, sinh hoạt, thủy sản, vì thế nghiên cứu xác định dòng chảy môi trường cần tính đến các yêu cầu và đòi hỏi của tất cả các ngành liên quan

- Tiếp cận hệ thống: Dòng chảy trong hệ thống sông Hồng - Thái Bình

được điều tiết bởi hệ thống hồ chứa song song nên dòng chảy trong toàn hệ thống không phụ thuộc vào một hồ cụ thể nào Cần nghiên cứu xác định và đề xuất các phương pháp trên quan điểm toàn hệ thống

- Tiếp cận các phương pháp và công cụ hiện đại trong nghiên cứu, tính toán: sử dụng các phần mềm và mô hình toán hiện đại trong tính toán mô

phỏng thủy lực và truyền tải chất ô nhiễm trên hệ thống sông

- Tiếp cận từ các chuyên gia trong và ngoài nước: sử dụng các hội

thảo, hội nghị, các cuộc tọa đàm trao đổi để lấy ý kiến các chuyên gia, các nhà quản lý, quy hoạch để sản phẩm của đề tài có thể đưa ra thực tế ngay khi hoàn thành Mặt khác thông qua hợp tác quốc tế để nắm bắt và phát triển các phương pháp nghiên cứu, phương pháp tính hiện đại, có hiệu quả;

4 Phương pháp, công nghệ, công cụ được sử dụng trong thực hiện Đề tài:

4.1 Phương pháp kế thừa: nghiên cứu, phân tích, tổng hợp các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước và kế thừa các điểm mạnh của các kết quả này thông qua các thư viện trong nước, mạng internet, các báo cáo khoa học,

4.2 Phương pháp khảo sát thực địa: tiến hành đi thực địa để tìm hiểu sự biến động của các hệ sinh thái cũng như các ảnh hưởng trực tiếp đến các hoạt động khác về kinh tế, xã hội bằng cách phỏng vấn, đo đạc bổ sung,

4.3 Phương pháp so sánh: so sánh các số liệu hiện trạng với các số liệu khi

chưa có hệ thống hồ để thấy được sự biến động của các hệ sinh thái

4.4 Phương pháp chuyên gia đa ngành để xem xét và giải quyết bài toán dưới góc độ tổng hợp

4.5 Phương pháp mô hình toán: dùng các mô hình toán mô phỏng dòng chảy và truyền tải chất ô nhiễm trong xác định và đề xuất các giải pháp duy trì dòng chảy môi trường Chương trình được sử dung có thể là các chương trình tính toán như MIKE 11 (ngoài nước) và các chương trình trong nước khác 4.6 Phương pháp “Chỉ số động vật không xương sống trong nước chảy dùng cho đánh giá dòng chảy” gọi tắt là LIFE (Lotic Invertebrate Index for Flow Evaluation) Phương pháp này là một trong những phương pháp mới, vẫn đang được phát triển Tuy nhiên phương pháp này xác định được mối quan hệ định lượng của các loại thủy sinh với các đặc tính của dòng chảy khi trạm quan trắc ở gần các trạm thủy văn

4.7 Phương pháp đáp ứng hạ lưu đối với biến đổi dòng chảy bắt buộc (DRIFT – Downstream Response to Imposed Flow Transformation) Sở dĩ áp dụng phương pháp này vì nó cho phép hình thành hướng nghiên cứu tổng hợp

và đề cập đến tất cả các khía cạnh của hệ sinh thái sông Đồng thời nó cho phép xây dựng khung đánh giá dựa trên kịch bản, cung cấp cho các nhà ra quyết định nhiều phương án lựa chọn chế độ dòng chảy trong tương lai của sông Hồng - Thái Bình khi ngày càng có nhiều hồ chứa sẽ được xây dựng 4.8 Kỹ thuật hiện đại: công nghệ thông tin, kỹ thuật hiển thị máy tính, hệ thống thông tin địa lý, kỹ thuật xây dựng bản đồ địa hình số…được khai thác

5 Tính mới, tính độc đáo, tính sáng tạo:

5.1 Xác định dòng chảy môi trường là một giá trị không cố định, mà phụ thuộc vào thời gian, đảm bảo cho yêu cầu phát triển cho tất cả các hộ dùng nước, kể cả các loài thủy sinh

5.2 Là một trong những nhóm nghiên cứu đầu tiên áp dụng mô hình toán

sinh học trong việc sử dụng Phương pháp “Chỉ số động vật không xương sống trong nước chảy dùng cho đánh giá dòng chảy” (LIFE) về nghiên cứu dòng chảy môi trường tại Việt Nam

5.3 Áp dụng kết hợp các phương pháp nghiên cứu truyền thống như phương pháp kế thừa với các phương pháp đặc thù trong nghiên cứu dòng chảy môi trường sẽ đem lại hiệu quả cao

5.4 Sử dụng lý thuyết tối ưu đa mục tiêu, trong đó có cả mục tiêu phát triển các hệ sinh thái là mục tiêu chưa được đề cập từ trước đến nay

Ngoài ra còn xây dựng được bộ các công cụ, công nghệ phục vụ việc phân tích và tính toán dòng chảy môi trường nhanh và thuận tiện

6 Những kết quả chính và một số hạn chế; hướng nghiên cứu tiếp để hoàn thiện, bổ sung:

Đã hoàn thành toàn bộ nội dung nghiên cứu của đề tài: đưa ra các tiêu chí tại các điểm kiểm tra và đề xuất các giải pháp duy trì dòng chảy môi trường Tuy nhiên, tại một vài điểm quan trắc, cần thiết phải có sự nghiên cứu kỹ hơn do chưa nhận được kết quả khả quan, do sự ảnh hưởng triều qúa lớn

Chương I TỔNG QUAN VỀ TÀI NGUYÊN NƯỚC VÀ TÌNH

HÌNH KHAI THÁC, SỬ DỤNG NƯỚC TRÊN LƯU VỰC

SÔNG HỒNG - SÔNG THÁI BÌNH I.1 ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN

I.1.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên

I.1.1.1 Vị trí địa lý

Lưu vực sông Hồng - sông Thái Bình là một lưu vực sông liên quốc gia chảy qua 3 nước Việt Nam, Trung Quốc, Lào với tổng diện tích tự nhiên vào khoảng 169.000km2 Châu thổ sông nằm hoàn toàn trong lãnh thổ Việt Nam có diện tích ước tính khoảng 17.000km2 Chiều dài sông Hồng trong lãnh thổ Việt Nam khoảng 328km Phần lưu vực nằm ở Trung quốc là: 81.200km2 chiếm 48% diện tích toàn lưu vực Phần lưu vực nằm ở Lào là: 1.100km2 chiếm 0,7% diện tích toàn lưu vực Phần lưu vực nằm ở Việt Nam là: 87.840 km2 chiếm 51,3% diện tích lưu vực

Đây là hệ thống sông lớn thứ hai (sau sông Mêkông) chảy qua Việt Nam đổ ra biển Đông Sông Hồng được hình thành từ 3 sông nhánh lớn

là sông Đà, sông Lô và sông Thao Sông Thái Bình cũng được hình thành từ 3 nhánh sông lớn là sông Cầu, sông Thương và sông Lục Nam Hai hệ thống sông được nối thông với nhau qua sông Đuống và sông Luộc tạo thành lưu vực sông Hồng - sông Thái Bình

Lưu vực sông Hồng - sông Thái Bình được giới hạn từ 20023’ đến 25030’

+ Phía Nam giáp lưu vực sông Mã

+ Phía Đông giáp vịnh Bắc Bộ

Phần lưu vực sông Hồng - sông Thái Bình trên lãnh thổ Việt Nam có vị trí địa lý từ: 20023’ đến 23022’ vĩ độ Bắc và từ 102010’ đến 107010’ kinh độ Đông

Hình I.1 Bản đồ lưu vực hệ thống sông Hồng - sông Thái Bình

I.1.1.2 Đặc điểm địa hình

Địa hình lưu vực sông Hồng có hướng dốc chung từ Tây Bắc xuống Đông Nam, địa hình phần lớn là đồi núi, chia cắt mạnh, khoảng 70% diện tích ở độ cao trên 500m và khoảng 47% diện tích lưu vực ở độ cao trên 1000m Độ cao bình quân lưu vực khoảng 1090m

Phía Tây có các dãy núi ở biên giới Việt Lào, có nhiều đỉnh cao trên 1800m như đỉnh Pu - Si - Lung (3076m), Pu - Den - Dinh (1886m), Pu - San -

Sao (1877m) Những đỉnh núi này là đường phân nước giữa hệ thống sông Hồng với hệ thống sông Mê Kông Trong lưu vực có dãy Hoàng Liên Sơn phân chia sông Đà và sông Thao, có đỉnh Phan Xi Phăng cao 3143m, là đỉnh núi cao nhất ở nước ta Độ cao trung bình lưu vực của sông ngòi lớn, độ chia cắt sâu dẫn tới độ dốc bình quân lưu vực lớn, phổ biến độ dốc bình quân lưu vực đạt từ 10% đến 15% Một số sông rất dốc như Ngòi Thia đạt tới 42%, Suối Sập 46,6%

Hình I.2 Bản đồ cao độ số lưu vực sông Hồng - sông Thái Bình

Địa hình lưu vực sông Thái Bình là địa hình dạng đồi, với độ cao phổ biến

từ 50m đến 150m, chiếm 60% diện tích Rất ít đỉnh cao vượt quá 1000m Chỉ

có một số đỉnh như Tam Đảo có độ cao 1591m, Phia Đeng cao 1527m Núi đồi trong hệ thống sông Thái Bình có hướng Tây Bắc - Đông Nam tồn tại

song song với những vòng cung mở rộng về phía Bắc Đồng bằng sông Hồng

- sông Thái Bình được tính từ Việt Trì đến cửa sông chiếm hơn 70% diện tích toàn lưu vực Địa hình thấp và tương đối bằng phẳng, độ cao trung bình khoảng 25m Dọc theo các sông ở đồng bằng đều có đê chia cắt thành những

ô tương đối độc lập Vùng cửa sông giáp biển có nhiều cồn cát và bãi phù sa

Về mặt hình thái, có thể chia vùng lưu vực sông Hồng - sông Thái Bình thành những khu vực chính như sau:

Bảng I.1 Bảng phân phối độ cao của lưu vực sông Hồng

Phần Trung Quốc Phần Việt Nam Tổng cộng Cao độ

Phần Trung Quốc Phần Việt Nam Tổng cộng Cao độ

2500-2000 30860 27.13 11990 14.89 42850 22.122000-1500 30860 27.13 11990 14.89 42850 22.121500-1000 30860 27.13 20570 25.55 51430 22.121000-500 15180 13.35 23550 29.25 38730 18.29

Tổng cộng 113750 100.00 80520 100.00 194270 100

Như vậy khoảng 55% diện tích lưu vực sông Hồng ở cao trình trên 1000m đối với lãnh thổ Việt Nam, chỉ 45% diện tích có cao trình dưới 1000m

Cao độ trung bình của lưu vực sông Thao là 547m, sông Đà 965m, sông

Lô 884m, sông Cầu 190m, sông Thương 190m, sông Lục Nam 207m

Trong đó sông Lô có độ dốc lưu vực lớn nhất (1,8 m/km), sau đến sông Đà(1,5 m/km), sông Thao(1,2 m/km), sông Thương(1,8 m/km), sông Cầu (1 m/km), sông Lục Nam(1,2 m/km)

Bốn tỉnh Hải Phòng, Thái Bình, Nam Hà và Ninh Bình có trên 80% diện tích đất đai có cao trình thấp hơn 2m

Dọc theo các sông vùng đồng bằng sông Hồng đều có đê bảo vệ từ nhiều năm nay Vì vậy, do tác dụng bồi lắng của phù sa sông Hồng, cao trình vùng mặt đất bãi sông ngoài đê thường cao hơn cao trình mặt đất trong dòng chính

từ 3 ÷ 5m

Khi mực nước dọc các triền sông ở mức báo động I, tức là mực nước lũ gần như năm nào cũng xảy ra (85 ÷ 90%) thì hầu như hoàn toàn vùng đồng bằng nằm dưới mực nước sông trừ các làng mạc đã được tôn tạo hoặc những vùng ngoài đê được phù sa bồi đắp hàng năm Gặp những trận lũ lớn xảy ra tràn hoặc vỡ đê thì khó tránh khỏi tổn thất lớn về người và của

Địa thế chung của lưu vực sông Hồng rất hiểm trở, có đến 47% có độ cao trên 1000m, phần lớn nằm ở miền Tây của lưu vực thuộc hai nhánh lớn sông

Đà và sông Thao, còn một phần nằm trên cao nguyên phía Bắc thuộc sông Lô Phần đất bằng chỉ phân bố với tỷ lệ nhỏ dọc theo thung lũng của các sông lớn, song phần chủ yếu tập trung ở tam giác châu sông Hồng - sông Thái Bình

I.1.1.3 Đặc điểm địa chất

Trong mối quan hệ nhân - quả, các đặc điểm và quá trình địa chất, trực tiếp hoặc gián tiếp đều có tác động đến quá trình phát triển của lòng sông Hầu hết khu vực sông nghiên cứu mới hình thành khoảng hơn 1000 năm trước Đây là khu vực có quá trình phát triển địa chất lâu dài và mạnh mẽ thể hiện qua những mối tương tác tích cực giữa các nhân tố nội sinh và ngoại sinh, khí hậu và phi khí hậu, giữa lục địa và biển

Căn cứ vào tài liệu khảo sát ở khu vực ta thấy địa tầng đoạn sông chủ yếu gồm hai loại sau đây:

- Trầm tích lòng sông gồm các tầng cát thô có màu vàng nhạt, lớp thực vật chưa phân hoá hết, phía trên có lớp phù sa nông, đường kính trung bình hạt lòng sông d50=92mm

- Tầng bồi tích đồng bằng, tầng này hiện nay chủ yếu là bờ của dòng sông gồm chủ yếu là các tầng đất sét cát dày từ 0,8 ÷ 1m, giữa các tầng đất sét cát

có xen kẽ các lớp của con người đi lại trồng cây nên kết cấu của đất chặt chẽ hơn

Địa chất ở đây được cấu tạo bởi nhiều nham thạch khác nhau Trong quá trình xâm thực của Mác ma, sản phẩm của núi lửa như phún suất, phiến trầm tích cùng với sự phân bố của tầng đá vôi dày đến hàng nghìn mét Nham thạch ở đây được phân bố phức tạp, diệp thạch và sa diệp thạch chiếm diện tích rất nhiều

Lưu vực sông Hồng - sông Thái Bình nằm trong 3 miền kiến tạo lớn là miền kiến tạo Đông Bắc, miền kiến tạo Tây Bắc Bộ và miền kiến tạo cực Tây Bắc Bộ Ranh giới giữa các miền là đứt gãy Sông Chảy và đứt gãy Ðiện Biên

- Lai Châu Trên phạm vi lưu vực có các đới kiến tạo lớn là An Châu, Sông

Lô, Sông Hồng, Fan Si Pan, Ninh Bình, Tú Lệ, Sông Mã, Sông Đà, Sơn La, Sông Gâm, Sông Hiến, An Châu, Mường Tè và võng chồng Hà Nội

Trong lưu vực, phát triển nhiều hệ thống đứt gãy lớn như hệ thống đứt gãy Sông Hồng, Sông Chảy, Sông Lô, Fan Si Pan, Sông Đà, Sơn La, Lai Châu - Điện Biên, Vạn Yên, Mường Pìa phát triển theo phương Tây Bắc - Đông Nam

và hệ thống đứt gãy Đông Bắc - Tây Nam là các đứt gãy Thái Nguyên - Chợ Mới - Kim Hỷ, đứt gãy đường 13A Ngoài các đứt gãy sâu kể trên, trong vùng còn phát triển nhiều hệ thống đứt gãy, trong đó chiếm ưu thế là hệ thống đứt gãy phương Tây Bắc - Đông Nam, với hàng loạt các đứt gãy song song

Ở sông Thao, các dãy núi có hướng Tây Bắc - Đông Nam mà độ cao giảm