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 tổng quan nghiên cứu xác định dòng

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” TỔNG HỢP KẾT QU

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”

TỔNG HỢP KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CHUYÊN ĐỀ

THUỘC 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

BỘ NÔNG NGHIỆP & PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN

VIỆN KHOA HỌC THỦY LỢI VIỆT NAM

ĐỀ TÀI:

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH DÒNG CHẢY MÔI TRƯỜNG CỦA HỆ THỐNG SÔNG HỒNG – 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

Báo cáo kết quả: 1

“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"

Đơn vụ thực hiện: Viện khoa học thủy lợi Việt Nam Chủ nhiệm đề tài:PGS.TS Nguyễn Văn Hạnh

8643-1

Hà Nội, năm 2010

Mục lục

I  Giới thiệu vùng nghiên cứu 4 

II  Giới thiệu chung 4 

II.1  Tình hình cấp bách về thiếu nước mùa kiệt và những hệ lụy trong những năm gần đây 5 

II.2  Sự xác định cần phải có dòng chảy tối thiểu – dòng chảy môi trường trên hệ thống sông 9 

III  Tình hình nghiên cứu trong nước liên quan đến đề tài 10 

III.1  Đề tài cấp bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn “Nghiên cứu cơ sở lý luận và thực tiễn về quản lý tổng hợp tài nguyên nước lưu vực sông Ba” 11  III.2  Dự án “Đánh giá nhanh dòng chảy môi trường lưu vực sông Hương, miền Trung Việt Nam” 11 

III.3  Đề tài cấp bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn “Nghiên cứu cơ sở khoa học và phương pháp tính toán ngưỡng khai thác sử dụng nguồn nước và dòng chảy môi trường ứng dụng cho lưu vực sông Ba và sông Trà Khúc” 12  III.4  Nghiên cứu dòng chảy môi trường trên sông Đáy đoạn từ Hát Môn đến Ba Thá 13 

III.5  Dự án nghiên cứu dòng chảy môi trường để lập quy hoạch về duy trì dòng chảy trên dòng chính của sông Mê Công thuộc chương trình sử dụng nước (WUP) của Uỷ ban sông Mê Công 13 

III.6  Nghiên cứu của Fitzgerald 14 

IV  Tình hình nghiên cứu trên thế giới 15 

IV.1  Nghiên cứu dòng chảy môi trường ở Mỹ 15 

IV.2  Nghiên cứu dòng chảy môi trường ở Canada 16 

IV.3  Nghiên cứu dòng chảy môi trường ở Anh 17 

IV.4  Nghiên cứu dòng chảy môi trường ở Úc 17 

IV.5  Nghiên cứu dòng chảy môi trường ở Đan Mạch 18 

IV.6  Nghiên cứu dòng chảy môi trường ở Nam Phi 19 

IV.1  Dự án của châu Âu FLOODSITE 22 

IV.2  Tiếp cận dòng chảy môi trường trên hệ thống sông Mê Kông 23 

V  Một số kết luận 24 

VI  Tài liệu tham khảo 26 

I Giới thiệu vùng nghiên cứu

Lưu vực sông Hồng là lưu vực sông quốc tế bắt nguồn từ lãnh thổ Trung Quốc có diện tích tự nhiên lưu vực 169.000km2, trong đó phần thuốc lãnh thổ Việt nam là 86.680 km2 bao gồm địa giới hành chính của 26 tỉnh Bắc Bộ là trung tâm chính trị, kinh tế của cả nước

Trên lưu vực hàng nghìn hệ thống công trình thủy lợi đã được xây, tưới cho 620.000ha lúa chiêm xuân, 730.000ha lúa mùa, hàng chục nghìn ha rau màu, cây công nghiệp, cây ăn quả, chống lũ kết hợp tiêu úng bảo vệ hàng vạn ha đất canh tác và các khu công nghiệp, dân cư, đô thị trên toàn lưu vực Nhờ có công trình thủy lợi đã chuyển được hàng trăm nghìn ha đất canh tác 1 vụ sang 2 đến 3 vụ, năng suất cây trồng ngày một tăng

Lưu vực sông Hồng với tổng lượng dòng chảy khá lớn (khoảng 135 tỉ m3/năm) nhưng phân bổ rất không đều theo thời gian trong năm, tổng lượng dòng chảy 7-9 tháng mùa khô chỉ chiếm từ 20-30% tổng lượng dòng chảy năm Đặc biệt trong vài năm trở lại đây tình hình hạn hán trên lưu vực ngày càng trở lên khắc nghiệt do diễn biến bất thường của thời tiết, dòng chảy đến hệ thống sông cũng như công tác quản lý vận hành hệ thống công trình hồ chứa lớn chưa phù hợp (Viện Quy hoạch thủy lợi, 2006b)

II Giới thiệu chung

Khái niệm dòng chảy môi trường là một khái niệm mới đối với thế giới cũng như Việt nam Bước đầu của khái niệm dòng chảy môi trường là dòng chảy sinh thái, được định nghĩa là dòng chảy trong sông để duy trì các hệ sinh thái phát triển tốt Gần đây với xu thế quản lí tổng hợp lưu vực được dùng rộng rãi thì đã có chuyển đổi từ quan điểm về dòng chảy sinh thái sang khái niệm dòng chảy môi trường, trong đó hệ thống sông ngòi cần đủ nước để duy trì dòng chảy và được

quản lí để đảm bảo lợi ích kinh tế, xã hội và môi trường cho hạ du, đảm bảo duy trì một hệ sinh thái cân bằng và khỏe mạnh Điều này cũng có nghĩa là đảm bảo cho dòng sông khỏe mạnh cả về lượng và chất theo thỏa thuận giữa những người dùng nước trong lưu vực Chế độ dòng chảy của sông như vậy được gọi là chế độ dòng chảy môi trường Hướng nghiên cứu về dòng chảy môi trường đang được phát triển rất mạnh mẽ, cụ thể là ở thời điểm hiện tại hơn 850 dự án về khôi phục sông ở ít nhất 50 nước đang được tiến hành (The Nature Conservancy, 2005) mà cương lĩnh của của các dự án này đều kêu gọi xem xét lại các kế hoạch xả của các đập để bảo vệ tốt hơn sức khỏe của sông [6] hoặc tổ chức quốc gia hành động về nước của Nam Phi (1998) kêu gọi thành lập hội dự trữ nước đối với mỗi sông để thỏa mãn nhu cầu thiết thực của con người và bảo đảm sức khỏe cho sông

Theo thống kê, hiện có đến 207 phương pháp khác nhau để tính dòng chảy môi trường ở 44 nước trên 6 vùng của thế giới [7] Nhìn chung, những phương pháp này có thể được phân thành 4 nhóm: 1 Bảng tra cứu; 2 Phân tích nội nghiệp; 3 Phân tích chức năng; 4 Mô hình hóa sinh cảnh Mỗi phương pháp này - ở các mức

độ khác nhau – đều cần đến thông tin đầu vào từ các chuyên gia và có thể được dùng cho một phần hoặc cả hệ thống sông Vì vậy, việc tham khảo ý kiến chuyên gia và mức độ toàn diện mà các phương pháp bao quát được tất cả các phần của hệ thống sông được coi là đặc điểm của từng phương pháp

II.1 Tình hình cấp bách về thiếu nước mùa kiệt và những hệ lụy trong những năm gần đây

Năm 2003-2004 do mùa mưa năm 2003 kết thúc sớm với lượng mưa thiếu hụt 10-30% so với lượng mưa trung bình nhiều năm (TBNN) nên từ tháng 9/2003 đến tháng 3/2004 nhiều khu vực không có mưa với lượng thiếu hụt khoảng 100 - 300mm Thời tiết khô hanh diễn ra liên tục dẫn đến bốc hơi mạnh làm giảm mực nước các hồ chứa, sông suối, ao hồ Cùng với thời tiết khô hanh dòng chảy đến trên các sông cũng giảm khoảng 10 - 20% so với TBNN Thiếu nước dẫn đến mực

nước trên các sông suối giảm mạnh cản trở công tác lấy nước phục vụ tưới, mặn xâm nhập sâu vào các cửa sông

Mùa khô 2004 – 2005 có thể nói diễn biến hạn trầm trọng nhất đã xảy ra trong thời gian gần đây nguyên nhân chính là từ diễn biến bất thường của dòng chảy đến, thời tiết, công tác vận hành hệ thồng hồ chứa đa mục tiêu trên hệ thống Mùa mưa năm 2004 kết thúc sớm 1-2 tháng với lượng mưa 10 tháng đầu năm thiếu hụt 30%

so với TBNN đồng thời với dòng chảy đến đầu năm 2005 trên hai nhánh sông Thao và sông Lô đều giảm khoảng 27%- 35% dẫn đến tổng dòng chảy về toàn hệ thống tại Sơn Tây rất nhỏ, mực nước tại Hà Nội xuống đến 1,58m (8/3/2005) Diễn biến bất thường của thời tiết cũng ảnh hưởng lớn đến tình hình tích nước của các hồ chứa cấp nước Hồ Hòa Bình và hồ Thác bà đạt mức thấp hơn TBNN và thấp hơn năm 2004 Tình hình dung tích tích nước ở các hồ chứa vừa và nhỏ, các

hồ chứa nhỏ và đập dâng ở miền núi trung du thiếu hụt 50 – 70% (Nguyễn Đình Ninh, 2006)

Mùa khô năm 2005-2006 tình hình có khả quan hơn khi ở đầu mùa khô hồ chứa Hòa Bình tích được đến mực nước dâng bình thường (117m) và hồ chứa Thác Bà tích lên đến 58,05m tuy vậy trong một số giai đoạn đầu tháng II/2006 có thời gian

hồ Hòa Bình, Thác Bà gần như không xả nước xuống hạ du dẫn đến mực nước sông Hồng hạ xuống mức 1,38 m lúc 13h ngày 20/2 tại Hà Nội (Viện Quy hoạch Thủy lợi, 2006a)

Việc điều tiết nước các hồ chứa lớn Hòa Bình và Thác Bà trong một số giai đoạn nhất định đầu mùa khô còn chưa phù hợp với nhu cầu nước hạ du Có thể nói mâu thuẫn giữa các ngành sử dụng nước vùng hạ du lưu vực sông Hồng đã được thể hiện rõ trong mùa khô, đặc biệt là mâu thuẫn giữa lợi ích phát điện với lợi ích cấp nước cho các ngành dùng nước

Nguyên nhân dẫn tới tình hình hạn, thiếu nước liên tục xảy ra trong những năm gần đây trên lưu vực sông Hồng cũng có thể kể đến là do diễn biến thời tiết hàng năm có nhiều biến động phức tạp, bắt đầu mưa muộn và kết thúc mùa mưa sớm,

lượng mưa rơi hàng năm trên lưu vực giảm so với TBNN đồng thời lượng bốc hơi lớn do thời tiết khô hanh, có thể là do ảnh hưởng của sự xuất hiện thường xuyên

và kéo dài của hiện tượng El-nino (Viện Quy hoạch Thủy lợi, 2006a)

Sự gia tăng dân số kéo theo quá trình phát triển của các ngành kinh tế cũng làm tăng mức độ phức tạp của các hoạt động sử dụng nước trong khi phát triển thủy lợi còn chậm, còn thiếu công trình thủy lợi điều tiết nước giữa mùa mưa và mùa khô Các hệ thống công trình thủy lợi hầu hết được xây dựng đã lâu, đã xuống cấp và không đáp ứng được nhu cầu sử dụng nước ở giai đoạn hiện tại

Một nguyên nhân có thể cần phải xem xét đến là khả năng lấy nước của một số hệ thống công trình thủy lợi vùng thượng nguồn sông Thao thuộc lãnh thổ Trung Quốc cũng có thể làm suy giảm dòng chảy mùa khô về đến Việt Nam (Tô Trung Nghĩa, 2006)

Trong bài báo của tác giả Lê Bắc Huỳnh, hạn hán, thiếu nước trong vụ đông xuân năm (2006-2007), ngoài nguyên nhân do diễn biến tài nguyên nước, khí hậu, thủy văn theo tự nhiên và tác động của hiện tượng El Nino, còn có tác động của con người, do chúng ta, mà trước hết là do chưa có biện pháp tích trữ nước trên mạng lưới sông ngòi do chưa tích đủ nước vào hệ thống công trình như thiết kế việc phân phối, điều hòa nguồn nước cho các nhu cầu sử dụng chưa hợp lý tài nguyên nước chưa được sử dụng một cách tiết kiệm, hiệu quả, đa mục tiêu như mong muốn việc vận hành và quản lý tổng hợp các hồ chứa đa mục tiêu chưa được tuân thủ một cách nghiêm chỉnh, đầy đủ theo quy trình vận hành, thậm chí ở một số hồ trong những thời kỳ dài vi phạm nghiêm trọng việc vận hành bảo đảm nguồn nước tối thiểu cần thiết cho hạ lưu, bảo đảm dòng chảy môi trường, bảo đảm đời sống bình thường của một dòng sông (ít nhất là không để xảy ra tình trạng xấu hơn trong điều kiện tự nhiên bình thường) Hạ lưu hồ chứa Hòa Bình và Tuyên Quang cạn kiệt nghiêm trọng dòng chảy trong nhiều tháng liên tục vào cuối năm 2006 đầu tháng 1-2007 (hồ Hòa Bình thường chỉ xả 300-500m3/s hồ Tuyên Quang: ở mức 10m3/s) làm cho hạ lưu sông Hồng "héo hon" một cách tệ hại, chưa từng thấy

trong hơn 100 năm có số liệu quan trắc (mực nước tại Hà Nội xuống rất thấp, thấp nhất là 1,18 mét trong khi mực nước thấp nhất đã quan trắc được trong những năm chưa xây dựng công trình hồ chứa Hòa Bình là 1,57 mét ngày 27-3-1956) Từ một dòng sông trù phú, tiềm tàng nhiều nguồn lợi rơi vào tình trạng không thể khôi phục được nếu chỉ xả nước xuống hạ lưu trong một vài đợt ngắn với lượng nước hạn chế Trong điều kiện tài nguyên nước về hồ, nhìn chung, ở mức bình thường, hoặc thấp hơn bình thường không nhiều (14-15%) mà để xảy ra tình trạng cạn kiệt nguồn nước ở hạ lưu sông Hồng (thấp hơn trung bình nhiều năm đến 50-55%), gây ảnh hưởng lớn đến cấp nước sinh hoạt, đời sống nhân dân và sản xuất cũng như môi trường cảnh quan dòng sông trong thời gian qua chủ yếu là do việc quản lý vận hành hồ chứa và liên hồ chứa không tuân theo các quy định hiện hành

và không tuân theo thiết kế Ðây là vấn đề nhạy cảm và phức tạp, cần được đánh giá một cách đầy đủ và toàn diện để có giải pháp thích hợp nhằm phòng tránh nạn khan hiếm nước, thiếu nước do chính chúng ta gây ra hoặc do chúng ta làm cho tình hình nghiêm trọng thêm

Để đối phó với tình hình hạn, trong thời gian vừa qua Bộ nông nghiệp và PTNT đã

áp dụng giải pháp đảm bảo cấp đủ nước cho các hoạt động sản xuất kinh tế trên lưu vực Tuy nhiên tác động về môi trường nguồn nước, tác động lên hệ sinh thái nguồn nước chưa được xem xét đánh giá đúng mức

Trong phiên họp giải quyết tình hình thiếu nước gần đây do Bộ tài nguyên Môi trường chủ trì ngày 24 tháng 5 năm 2007 với sự đóng góp ý kiến của các Bộ ngành liên quan như Bộ Nông nghiệp và PTNT, Bộ Công nghiệp, Bộ Thủy Sản, Bộ Xây Dưng, Tập đoàn Điện lực Việt Nam qua đánh giá tình hình diễn biễn dòng chảy gần đây trên lưu vực sông Hồng – Thái Bình đã đi đến kết luận cần tiến hành nghiên cứu xác định dòng chảy môi trường cho lưu vực sông Hồng - Thái Bình Gần đây trong dự án Quy hoạch sử dụng tổng hợp nguồn nước lưu vực sông Hồng – Thái Bình ngoài việc tính toán dòng chảy môi trường cho từng vị trí khống chế trên sông, cũng đã xem xét bổ sung lượng dòng chảy cho môi trường tương ứng

với từng nút sử dụng nước trên sơ đồ tính Lượng nước bổ sung tại các nút sử dụng nước được tính bằng 5%-20% tổng lượng nước yêu cầu cho các hộ sử dụng nước tại nút (Viện Quy hoạch Thủy lợi, 2007)

Gần đây trong dự án Xây dựng quy trình vận hành hồ chứa bậc thang sông

Đà, sông Lô điều tiết nước trong mùa khô cho hạ du sông Hồng – Thái Bình do Viện Quy hoạch Thủy lợi thực hiện cũng đã tính toán đề xuất quy trình vận hành

hệ thống liên hồ chứa lớn Hòa Bình, Thác Bà, Tuyên Quang điều tiết cấp nước trong mùa khô đảm bảo cấp đủ nước cho các ngành dùng nước ở hạ du, bổ sung lưu lượng dòng chảy môi trường cho các khu sử dụng nước, đảm bảo đẩy mặn và giao thông thủy cho vùng hạ du lưu vực sông Hồng- Thái Bình (Viện Quy hoạch Thủy lợi, 2007) Tuy vậy lưu lượng lấy vào hệ thống bổ sung môi trường tính toán theo tỉ lệ bằng 5%-20% tổng lượng nước yêu cầu cho các hộ sử dụng nước tại nút (Viện Quy hoạch Thủy lợi, 2007)

II.2 Sự xác định cần phải có dòng chảy tối thiểu – dòng chảy môi trường trên hệ thống sông

Mặc dù đi sau nhiều quốc gia trên thế giới trong việc xác định dòng chảy tối thiểu, nhưng đến nay khái niệm này đã được Việt Nam quy định tại Nghị định 112/2008/NĐ-CP về quản lý, bảo vệ và khai thác tổng hợp tài nguyên và môi trường các hồ chứa thủy điện, thủy lợi Theo đó, dòng chảy tối thiểu (còn gọi là dòng chảy môi trường) là dòng chảy ở mức thấp nhất cần thiết để duy trì dòng sông hoặc đoạn sông; bảo đảm sự phát triển bình thường của hệ sinh thái thủy sinh

và bảo đảm mức tối thiểu cho hoạt động khai thác, sử dụng tài nguyên nước của các đối tượng sử dụng nước theo thứ tự ưu tiên được xác định trong quy hoạch lưu vực sông Nhưng do sự phối hợp thiếu đồng bộ giữa các cấp, ngành, địa phương

và nhận thức chưa đầy đủ trong việc xác định dòng chảy tối thiểu, nên hoạt động khai thác nước đang diễn ra quá mức cần thiết Quy trình vận hành hồ chứa chưa

có vào mùa khô hoặc không đảm bảo yêu cầu, các hiện tượng tự nhiên diễn biến ngày càng phức tạp Hệ lụy là các dòng sông thường xuyên bị cạn nước không

đảm bảo duy trì dòng chảy liên tục Vận tốc và lưu lượng dòng chảy nhỏ làm giảm khả năng tự làm sạch của sông Các loài thực vật phát triển quá nhiều hai bên bờ sông; cao trình lấy nước không đảm bảo; trở ngại trong giao thông thủy; thiếu nước cho phát điện

Để khắc phục những hạn chế nêu trên, rất cần coi trọng dòng chảy tối thiểu nhằm hỗ trợ cho cấp phép khai thác sử dụng nước; quản lý, bảo vệ, khai thác tổng hợp tài nguyên và môi trường các hồ chứa thủy điện, thủy lợi, góp phần quản lý tổng hợp lưu vực sông để duy trì sự sống cho các dòng sông

III Tình hình nghiên cứu trong nước liên quan đến đề tài

Khái niệm quản lý tổng hợp theo lưu vực sông lần đầu tiên đã được đề cập ở nước ta vào năm 1998, khi bộ Luật tài nguyên nước được ra đời Đây được coi như giải pháp đồng bộ cần thiết để quản lý và bảo vệ tài nguyên nước và các nguồn tài nguyên khác trên lưu vực sông một cách bền vững [4]

Trong chiến lược quốc gia về tài nguyên nước đến năm 2020 của nước ta được chính phủ thông qua tháng 4 năm 2006 đã đưa ra 6 mục tiêu về bảo vệ tài nguyên nước trong đó có mục tiêu về dòng chảy môi trường: “Bảo đảm dòng chảy tối thiểu duy trì hệ sinh thái thủy sinh theo quy hoạch được cấp có thẩm quyền phê duyệt, trọng điểm là các sông có hồ chứa nước, đập dâng lớn, quan trọng” [4] Trong thỏa thuận Mê Kông giữa Việt Nam và các nước Lào, Campuchia và Thái Lan cũng có điều khoản quy định về bảo vệ môi trường và cân bằng sinh thái

và duy trì dòng chảy trên các sông chính, đó cũng là cơ sở pháp lí để bảo vệ các hệ sinh thái và duy trì nước cho môi trường Ủy ban sông Mê Kông đã thực hiện dự

án nghiên cứu dòng chảy môi trường để lập quy hoạch duy trì dòng chảy trên dòng chính Mê Kông năm 2003 Dự án này thuộc chương trình sử dụng nước hiện đang tiếp tục triển khai do các chuyên gia quốc tế thuộc Ủy ban sông Mê Kông phối hợp với các chuyên gia trong nước thực hiện nhằm xác định dòng chảy môi trường cho sông Mê Kông Hiện tại dự án nghiên cứu này đang trong quá trình nghiên

cứu để đưa ra phương pháp luận về đánh giá dòng chảy môi trường cho lưu vực sông Mê Kông [4]

III.1 Đề tài cấp bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn

“Nghiên cứu cơ sở lý luận và thực tiễn về quản lý tổng hợp tài nguyên nước lưu vực sông Ba”

Đề tài do GS.TS Lê Kim Truyền trường Đại học Thủy lợi Hà nội làm chủ nhiệm, thực hiện trong 2 năm từ năm 2001 đến năm 2003 [5] Tuy đề tài không đặt mục tiêu chính là xác định dòng chảy môi trường nhưng trong đề tài cũng đã đề xuất việc cần thiết nghiên cứu về dòng chảy môi trường và cần thiết phải cải tiến

và phát triển thể chế, chính sách đáp ứng yêu cầu của phát triển bền vững Đề tài

đã xây dựng được thư viện thông tin về tài nguyên nước lưu vực sông Ba cũng như ngân hàng dữ liệu khí tượng thủy văn Trên cơ sở đó đề tài đã tính toán cân bằng nước và phân chia nguồn nước sử dụng trên lưu vực sông Ba sử dụng mô hình toán MIKE-BASIN, và đề xuất các mô hình quản lí lưu vực sông này Chỉ có một số nhận xét chung về tình hình khai thác sử dụng nước trên lưu vực sông khi chuyển nước từ hồ An Khê – Kanak sẽ ảnh hưởng tiêu cực tới môi trường khu vực

“Ứng phó của hạ du đối với sự thay đổi dòng chảy bắt buộc DRIFT– Downstream response to Imposed Flow Transformations” để xem xét một số yếu tố sinh thái và các nguồn tài nguyên sinh học cho lưu vực sông Hương Dự án đã đánh giá ảnh

ra được những kết luận rất quan trọng về các tác động tích cực và tiêu cực của công trình đập đối với môi trường và xã hội Tuy nhiên còn nhiều hạn chế mà dự

án đã phải đối mặt trong đó phải kể đến là sự thiếu thông tin và số liệu nên công tác đánh giá đã được tiến hành chủ yếu dựa vào kinh nghiệm và quan sát trực tiếp của các chuyên gia hơn là dựa trên kết quả điều tra chính thức các tài liệu đã có, phương pháp đánh giá cũng chỉ dừng ở phương pháp đánh giá nhanh mà chưa đánh giá chi tiết và còn rất nhiều việc phải tiếp tục làm đối với việc quản lí lưu vực sông Hương này

III.3 Đề tài cấp bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn

“Nghiên cứu cơ sở khoa học và phương pháp tính toán ngưỡng khai thác sử dụng nguồn nước và dòng chảy môi trường ứng dụng cho lưu vực sông Ba và sông Trà Khúc”

Đề tài do PGS.TS Nguyễn Văn Thắng trường Đại học Thủy Lợi, Hà Nội làm chủ nhiệm và thực hiện từ năm 2004 đến năm 2006 [4] Đây là một trong những đề tài tiên phong đề cập đến dòng chảy môi trường sau dự án về dòng chảy môi trường cho lưu vực sông Hương, miền Trung Việt Nam Một trong những mục tiêu cơ bản của đề tài là nghiên cứu cơ sở khoa học và đề xuất phương pháp tính toán dòng chảy môi trường của 2 lưu vực sông ở trên Trong quá trình thực hiện đề tài tập thể các cán bộ tham gia đã phân tích ưu điểm và nhược điểm của một số phương pháp tính toán dòng chảy môi trường trên thế giới đồng thời cũng

đã khái quát các điều kiện cụ thể của các lưu vực sông Ba và sông Trà Khúc, từ đó lựa chọn phương pháp thích hợp cho đề tài Phương pháp tính toán dòng chảy môi trường mà đề tài đề xuất là phương pháp kết hợp giữa phương pháp thủy văn (phương pháp Tennant), phương pháp thủy lực (phương pháp chu vi ướt) và sinh thái (diện tích nơi ở của cá) Cũng giống như dự án đánh giá dòng chảy môi trường sông Hương, đề tài đã bộc lộ khó khăn về mặt số liệu nhất là các số liệu về sinh thái của các hệ thủy sinh trên sông Mặt khác phương pháp mà đề tài đề xuất cũng là phương pháp đơn giản chưa phản ánh chi tiết về đặc tính của hệ thủy sinh

của các lưu vực sông nghiên cứu

Một số nghiên cứu về hệ sinh thái lưu vực sông Hồng như nghiên cứu của GS Mai Đình Yên về hệ sinh thái các lưu vực sông Hồng đã đánh giá sự suy giảm sản lượng cá trên sông Thao, sông Đà khi có các hồ chứa đi vào vận hành (Mai Đình Yên, 1998) Nghiên cứu cũng đã đề xuất một số giải pháp như nuôi đẻ các giống

cá mòi, cá cháy và đem cá con thả ra biển để duy trì các loài cá do khó tìm nơi di

cư đẻ trứng sau khi các hồ chứa thủy điện đi vào vận hành

Ngoài ra có thể kể đến các nghiên cứu liên quan như nghiên cứu về thay đổi trong

đa dạng sinh học vùng đồng bằng sông Hồng do các hoạt động khai thác sử dụng nước ở thượng nguồn, các hoạt động đánh bắt (Mai Đình Yên, 1996) Nghiên cứu

về hiện trạng môi trường nước bốn hồ chứa lớn Hòa Bình, Thác Bà, Trị An, Dầu Tiếng và đề xuất các biện pháp bảo tồn (Mai Đình Yên, 2001)

III.4 Nghiên cứu dòng chảy môi trường trên sông Đáy đoạn từ Hát Môn đến Ba Thá

Trong luận án tiến sỹ, Đoàn Thị Tuyết Nga đã giới thiệu một số phương pháp xác định yêu cầu dòng chảy môi trường: phương pháp tra bảng, phương pháp phân tích số liệu, phương pháp phân tích chức năng, phương pháp mô hình hoá môi trường sống Luận án đã trình bày kết quả nghiên cứu về DCMT trên sông Đáy đoạn từ Hát Môn đến Ba Thá qua việc sử dụng phương pháp phân tích số liệu dựa trên dữ liệu thuỷ văn kết hợp dữ liệu chất lượng nước Qua việc xác định dòng chảy tối thiểu đã đề ra biện pháp quản lý tài nguyên nước Tuy nghiên cứu dòng chảy môi trường trong luận án chỉ là một mục nhỏ nhưng cũng đã phân tích thực trạng dòng chảy trong đoạn sông theo các tiêu chuẩn về dòng chảy và chất lượng nước sông Phần về sinh thái chưa được đề cập nhiều song trong khuôn khổ luận

án thì đây cũng là một cố gắng tiếp cận và đưa những kiến thức mới vào thực tiễn

III.5 Dự án nghiên cứu dòng chảy môi trường để lập quy hoạch

về duy trì dòng chảy trên dòng chính của sông Mê Công

thuộc chương trình sử dụng nước (WUP) của Uỷ ban sông

Mê Công

Dựa án được tiến hành theo 3 giai đoạn :

- Theo phương pháp thuỷ văn (đã kết thúc 2004)

- Theo kiến thức sẵn có (song song với giai đoạn 1 và kết thúc vào năm 2004)

- Theo nghiên cứu trực tiếp, trong đó có các điều tra về hệ sinh thái (2004 - 2008) Công việc về đánh giá dòng chảy trong giai đoạn này sẽ

sử dụng phương pháp DRIFT như một mô hình thu thập và phân tích

số liệu

III.6 Nghiên cứu của Fitzgerald

Trong một nghiên cứu của mình, Fitzgerald (2005) đã cho rằng, những yếu

tố được xem là quan trọng nhất trongviệc xác định những phương pháp phù hợp trong điều kiện của những con sông có điều tiết ở Việt Nam là:

- Cần xem xét các vấn đề môi trường có liên quan đến hệ sinh thái nói chung chứ không đơn thuần chỉ bảo vệ một số loài sinh vật cụ thể

- Biến động của các thông tin có sẵn về môi trường sinh thái và những hạn chế của nó

- Số lượng rất lớn các phát triển mới được đề xuất

- Tầm quan trọng của vấn đề bảo vệ sự lành mạnh của dòng sông đối với

sự phồn vinh lâu dài của cộng đồng dân cư xung quanh và bản chất của các sinh vật khác nhau sống phụ thuộc vào những con sông này

Ông cho rằng với các con sông có điều tiết ở Việt Nam, các phương pháp đưa ra dòng chảy tối thiểu đơn lẻ không có giá trị Fitzgerald khuyến cáo nên sử dụng phương pháp tiếp cận RVA (Range of Variable) và các phương pháp tiếp cận tổng thể trong việc đánh giá dòng chảy môi trường ở các con sông có điều tiết Tuy nhiên, như đã nhấn mạnh ở trên việc đánh giá dòng chảy môi trường bằng phương pháp tổng hợp thường là rất tốn kém, khó khăn trong điều kiện Việt Nam

IV Tình hình nghiên cứu trên thế giới

IV.1 Nghiên cứu dòng chảy môi trường ở Mỹ

Các nhà khoa học Mỹ là một trong số những người tiên phong trong lĩnh vực nghiên cứu về dòng chảy môi trường Các phương pháp đã được phát triển từ sớm

và có số lượng nhiều, chiếm khoảng 37% trên tổng số các phương pháp được phát minh [7] Có thể là các phương pháp rất đơn giản như phương pháp chỉ số Tenant (1976) để tính dòng chảy môi trường cho hàng trăm con sông ở các bang vùng Trung - Tây nước Mỹ Phương pháp này sử dụng các số liệu cân chỉnh thu thập từ phần trăm của dòng chảy trung bình năm được xác định cho các mức khác nhau về chất lượng sinh cảnh của loài cá, ví dụ nếu trong sông chỉ còn 10% lượng dòng chảy trung bình năm thì chất lượng sinh cảnh thuộc loại thấp (chỉ đủ cho cá tồn tại), 30 % tương ứng với sinh cảnh có chất lượng trung bình (thỏa mãn các nhu cầu của cá) và 60% sẽ đảm bảo sinh cảnh tốt nhất Tuy nhiên phương pháp này không phù hợp cho chế độ dòng chảy của các sông ở Texas vì thường cho kết quả lớn một cách phi thực tế Phương pháp phức tạp như mô phỏng môi trường cư ngụ PHASIM (Physical Habitat Simulation) đã được xây dựng bởi Cục cá và động vật hoang dã của Mỹ [1] Phương pháp PHASIM truyền thống sử dụng mô hình thủy lực một chiều đã được hiệu chỉnh để có thể xử lý được các điều kiện của dòng chảy kiệt và mô phỏng vận tốc mặt cắt ngang Những yếu tố này được kết hợp với các yếu tố về tính phù hợp của sinh cảnh để xác định xem sinh cảnh sẽ thay đổi như thế nào khi có sự thay đổi về dòng chảy Mức độ thay đổi sẽ mang tính đặc thù đối với các loài sinh vật cần quan tâm và thường là khác nhau đối với các giai đoạn phát triển khác nhau của từng loài riêng biệt Phương pháp mô hình mô phỏng môi trường cư ngụ hiện nay đã được điều chỉnh để sử dụng ở nhiều nước, như Pháp, Na Uy và New Zealand, trong khi nhiều nước khác tiếp tục xây dựng các phương pháp tương tự Bên cạnh các phương pháp tính toán, các giải pháp công trình cũng được áp dụng để điều khiển yếu tố môi trường dòng chảy Ví dụ tại một số công trình đã triển khai như: Để đảm bảo tăng lượng ô xy hòa tan (DO)

trong nước, năm 1995 đã lắp đặt các tuốc bin phát điện thông gió tự động tại đập thủy điện sông Tennessee Đồng thời xây dựng thêm 1 đập dâng điều tiết lại dòng chảy ở vị trí cách đập chính 3km về phía hạ lưu để tăng hơn nữa lượng ô xy hòa tan và đóng vai trò như 1 kho trữ nước để xả trong khoảng thời gian không phát điện Công trình đập này duy trì dòng chảy theo chế độ xả cho dòng chảy môi trường không tính đến chế độ xả gián đoạn của nhà máy thủy điện phía thượng lưu Hoặc biện pháp thay đổi quy trình vận hành hồ chứa để có thể xả tràn trong thời gian cá di cư mùa hè và mùa thu ở mức ½ dòng chảy trung bình của sông trong thời kì đó tại đập Priest Rapids và đập Wanapum [1]

IV.2 Nghiên cứu dòng chảy môi trường ở Canada

Ở Canada những vấn đề liên quan đến dòng chảy môi trường và quản lí lưu vực cũng rất được chú trọng: ví dụ vào giữa thập kỉ 90, bang British Columbia đã đưa ra yêu cầu đối với các kế hoạch sử dụng nước để xác định chiến lược vận hành cho các đập đang có giấy phép, các quy định yêu cầu ban quản lí công trình đập phải mời cộng đồng địa phương cùng tham gia vào các buổi đối thoại về phương án lựa chọn, thương lượng và các ưu tiên Đã thành lập được một hội đồng

tư vấn cho dự án thay thế đập và nhà máy phát điện Stave Falls Hội đồng đã xác định 8 mục tiêu giúp cân bằng nước xả từ hồ chứa xuống hạ du, bao gồm: Sử dụng

hồ chứa cho các ngành công nghiệp; bảo vệ lũ cho hạ du; sản xuất điện; các hoạt động giải trí ở vùng hồ chứa; bảo vệ khu di sản văn hóa; bảo vệ các loài hoang dã,

cá và sự đa dạng sinh học thủy sinh; và sự linh hoạt tối đa để ứng phó với các vận hành trong tương lai Một số điểm nổi bật của dự án bao gồm: thỏa thuận về chiến lược xả nước mới nhằm duy trì mực nước ổn định vùng hạ lưu (giúp làm tăng khả năng tồn tại và phát triển của nguồn cá, tăng khả năng đẻ trứng và sự phát triển của cá con và giảm tình trạng mắc cạn) và đảm bảo các vùng ven sông vẫn có ngập lụt định kỳ; Các biện pháp khác giúp làm giảm mức rủi ro trước tình trạng tổng áp suất khí cao; Hội đồng tư vấn khuyến nghị cần có ngay một chiến lược vận hành, chiến lược này sẽ được đánh giá sơ bộ sau khoảng thời gian 5 năm và

đánh giá toàn diện sau khoảng 10 năm [1]

IV.3 Nghiên cứu dòng chảy môi trường ở Anh

Ở Anh, chỉ số dòng chảy kiệt tự nhiên đã được sử dụng để xác định dòng chảy môi trường trong quá trình điều tiết khai thác nước Chỉ số thường được dùng nhất

là Q95 là dòng chảy có thời gian duy trì bằng hoặc lớn hơn 95% Trong các trường hợp khác, chỉ số về những đợt hạn hán ít xảy ra cũng được sử dụng như dòng chảy kiệt trung bình năm Chỉ số Q95 được lựa chọn hoàn toàn dựa trên cơ sở thủy văn Tuy nhiên, khi áp dụng phương pháp này thường yêu cầu phải sử dụng các thông tin sinh thái Hoặc 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) được xây dựng ở Vương quốc Anh [8] Phương pháp này được thiết kế dựa trên các số liệu giám sát định kỳ động vật không xương sống kích thước lớn Một chỉ số về tính nhạy cảm nhận thấy được đối với vận tốc dòng chảy

đã được xây dựng bằng cách gán cho tất cả các nhóm số liệu đã được thu thập ở Anh một điểm số từ 1 đến 6 Đối với một mẫu nào đó, điểm số cho mỗi nhóm quan trắc được điều chỉnh dựa trên mức độ phong phú của nhóm, rồi tính được một điểm số chung Hệ thống này dùng số liệu loài hoặc họ Đối với các vị trí quan trắc gần trạm thủy văn, có thể phân tích được mối quan hệ giữa điểm số tính theo phương pháp LIFE và dòng chảy vốn có trong sông Sự thay đổi giá trị trung bình của dòng chảy vốn có có mối tương quan chặt chẽ với điểm số LIFE ở các vị trí Quy trình sử dụng thông tin này trong quản lý dòng chảy sông ngòi vẫn đang trong quá trình xây dựng Tuy nhiên, nguyên tắc này được coi là khá hoàn chỉnh

và phương pháp LIFE có một ưu điểm rất lớn trong việc sử dụng các số liệu thu thập được từ các chương trình quan trắc sinh học hiện có

IV.4 Nghiên cứu dòng chảy môi trường ở Úc

Tại Úc, một số phương pháp phân tích chức năng đã được xây dựng, bao gồm

Phương pháp đánh giá qua kênh chuyên gia, Phương pháp tiếp cận qua kênh khoa học và Phương pháp luận điểm chuẩn Các phương pháp này thu thập và nghiên cứu tất cả các yếu tố của chế độ thủy văn và hệ thống sinh thái bởi một nhóm chuyên gia trong lĩnh vực khoa học tự nhiên và sinh thái Họ sử dụng các số liệu sẵn có và số liệu mới thu thập để đưa ra ý kiến đánh giá về các hậu quả sinh thái

do sự biến đổi về lưu lượng và thời điểm của dòng chảy gây ra [1] Những phương pháp này được áp dụng cho lưu vực sông Murra-Darling, là sông có dòng chảy bị kiểm soát bởi các đập, nhóm chuyên gia đã xem xét con sông một cách trực tiếp ở các dòng chảy khác nhau tương ứng với những lượng xả khác nhau [3] Ngoài ra, phương pháp tổng hợp, bao gồm các cuộc họp, gặp gỡ công khai với các bên liên quan chính trên lưu vực sông, cũng được áp dụng cho lưu vực sông này [3]

IV.5 Nghiên cứu dòng chảy môi trường ở Đan Mạch

Đan Mạch là một trong những quốc gia phát triển các giải pháp quản lý nước rất hiệu quả Bộ công cụ mô hình toán họ MIKE đã được dùng rộng rãi ở nhiều nước trên thế giới trong đó có Việt Nam đã đem lại những hiệu quả to lớn trong công tác quản lý nước Tuy vậy trong nghiên cứu dòng chảy môi trường trong thời gian gần đây một nghiên cứu đã công bố việc áp dụng mô hình mô phỏng cư ngụ RHYHABSIM (River Hydraulic HABitat SIMulation) cho một 3 sông nhỏ trong lưu vực sông Kornerup ở phía đông Đan Mạch Quan hệ giữa dòng chảy và diện tích cưu trú, sự đẻ trứng đối với cá hồi nhỏ được mô phỏng để xác định dòng chảy cần thiết để tạo diện tích đủ cho việc duy trì tự nhiên của dân cư cộng đồng cá hồi

So sánh các kết quả của dòng chảy mô phỏng với dòng chảy thực của các sông cho các năm 1992-2002 đã tìm ra dòng chảy ở 2 trong 3 sông nghiên cứu cung cấp

đủ diện tích cho sự sống còn của các hồi nhỏ trong mỗi năm, tuy nhiên dòng chảy

ở sông thứ 3 đã không cung cấp đủ diện tích thích hợp trong 1 thời kỳ 3 tuần của năm 2001

Tất cả các sông cung cấp đủ diện tích cư ngụ thích hợp cho việc đẻ trứng trong tất cả 4 năm Nghiên cứu này chứng minh rằng mô hình mô phỏng cư ngụ RHYHABSIM, tương đối đơn giản và áp dụng không khó khăn, có thể cung cấp nhanh những thông tin hữu dụng cho những nhà quản lý sông ở Đan Mạch Tuy nhiên cũng cần chú ý rằng những loại mô hình cư ngụ này không tính được hết tất

cả các yếu tố ảnh hưởng đến chức năng của hệ sinh thái và vì vậy mang những khả năng của dòng chảy đối với các loài chỉ thị như cá, nhưng chúng có thể là những công cụ quản lý hữu hiệu để cung cấp thông tin về chế độ thủy hình thái trong 1 sông hoặc suối là ảnh hưởng của loài được chọn là chỉ thị

IV.6 Nghiên cứu dòng chảy môi trường ở Nam Phi

Các nhà khoa học ở Nam Phi đã nghiên cứu phát triển nhiều phương pháp tính toán dòng chảy môi trường Phương pháp được biết đến nhiều là phương pháp luận khối dựng (Building Block Methodology, gọi tắt là BBM) được phát triển ở nước này Tiền đề cơ sở của BBM là các loài sinh vật sống trong sông phụ thuộc rất nhiều vào các yếu tố cơ bản (các khối dựng) của chế độ dòng chảy, bao gồm dòng chảy kiệt và lũ, là những yếu tố ảnh hưởng tới việc duy trì động lực học bùn cát và cấu trúc địa mạo của sông Vì vậy, có thể thiết lập một chế độ dòng chảy thuận lợi cho việc duy trì hệ sinh thái bằng cách kết hợp các khối dựng này [9] Ngoài ra, còn một phương pháp khá nổi tiếng được phát triển và lần đầu tiên được

áp dụng ở Nam phi đó là phương pháp đáp ứng hạ lưu đối với biến đổi dòng chảy bắt buộc (DRIFT – Downstream Response to Imposed Flow Transformation) Phương pháp này hình thành hướng nghiên cứu tổng hợp vì nó đề cập đến tất cả các khía cạnh của hệ sinh thái sông Đây là khung đánh giá dựa trên kịch bản, nó cung cấp cho các nhà ra quyết định nhiều phương án lựa chọn chế độ dòng chảy trong tương lai của con sông được quan tâm cũng như đối với các hệ quả điều kiện

sông DRIFT có 4 hợp phần giúp xác định các kịch bản và các ảnh hưởng của chúng đối với sinh thái, xã hội và kinh tế 4 hợp phần của phương pháp gồm hợp phần 1: Vật lí-sinh học; hợp phần 2: kinh tế xã hội; hợp phần 3: xây dựng kịch bản

và hợp phần 4: kinh tế học Trong hợp phần 1 các nghiên cứu khoa học được tiến hành đối với tất cả các khía cạnh của hệ sinh thái sông: thủy văn, thủy lực, địa mạo, chất lượng nước, cây cối và thực vật dưới nước và trên cạn dọc hai bờ sông, thực vật trôi nổi, các động vật thủy sinh không xương sống, cá, các loài động vật

có vú lưỡng cư, bò sát, thực vật vi mô Tất cả các nghiên cứu đều được gắn kết với dòng chảy với mục tiêu là để có thể dự báo sự thay đổi của bất kì bộ phận nào của

hệ sinh thái khi có những thay đổi nhất định về dòng chảy [1] DRIFT cũng đã được áp dụng cho các sông Breede và Palmiet ở Nam Phi và ở dạng đánh giá nhanh cho các sông ở Zimbabwe Quá trình triển khai các kịch bản được lựa chọn

đã bắt đầu được thực hiện ở hệ thống sông Palmiet và các sông ở Lesotho Do bản chất đa ngành việc ứng dụng đầy đủ khu DRIFT cần chi phí lên đến 1 triệu USD hoặc hơn cho một hệ thống sông lớn do vậy cần có một sự dung hòa: đầu tư càng lớn cho công tác đánh giá và nghiên cứu thì các kịch bản sẽ có độ tin cậy càng cao

và quan trọng là phải đặt chi phí vào trong bối cảnh

Phương pháp phân tích chức chức năng của Ôtrâylia và Phương pháp luận khối dựng của Nam Phi đều tìm cách sử dụng hiệu quả nhất các nhóm chuyên gia Mỗi nhóm thường bao gồm chuyên gia thủy văn, địa chất thủy văn, côn trùng và thực vật thủy sinh, địa mạo và sinh học cá Nhóm chuyên gia đưa ra đánh giá về các hậu quả sinh thái do những biến đổi về lưu lượng và thời điểm dòng chảy trong sông gây ra Tại những nơi con sông bị khống chế bởi các công trình chặn dòng ở thượng lưu, các chuyên gia có thể xem xét dòng sông một cách trực tiếp ở các mức lưu lượng khác nhau tương ứng với các chế độ xả nước Trong các trường hợp khác, các khảo sát thực địa sẽ được tiến hành cùng với các phân tích số liệu thủy văn Rất nhiều nghiên cứu về mô hình hóa sinh cảnh đã sử dụng ý kiến chuyên gia, ví dụ để mô tả các chỉ số biểu thị mức độ thích hợp của sinh cảnh cho

cá trong trường hợp không có số liệu thực địa cụ thể Tuy nhiên việc sử dụng kết

quả của các cuộc thảo luận bàn tròn thường không hiệu quả và các phương pháp

khác cũng đã được xây dựng Ưu điểm của “Phương pháp tiếp cận theo nhóm

chuyên gia” là tính linh hoạt và xây dựng sự đồng thuận giữa các chuyên gia, là

những người đưa ra giải pháp tốt nhất dựa trên số liệu và kết quả mô hình Nhược

điểm của phương pháp là nó thường bị lặp lại một cách không cần thiết và các

nhóm chuyên gia khác nhau có thể đi đến những kết luận khác nhau Thêm vào đó,

các chuyên gia sinh học không những cần hiểu biết tốt về lĩnh vực của mình và

hoạt động chức năng của con sông nghiên cứu mà còn phải nắm được các kiến

thức cơ bản về thủy văn Hơn nữa, tất cả các chuyên gia đều phải được tập huấn về

quy trình thực hiện phương pháp

Một vấn đề rất quan trọng nữa là việc xác định các mục tiêu cụ thể trong việc xác

định dòng chảy môi trường Vì khi định được các mục tiêu thì việc lựa chọn

phương pháp xác định dòng chảy môi trường sẽ dễ dàng hơn và cụ thể hơn

Bảng 1 Một số mục tiêu cụ thể cần bảo vệ đối với dòng chảy môi trường của một

số sông trên thế giớiMục tiêu quản lí chung Mục tiêu dòng chảy /

mực nước Phương pháp tiếp cận Sông

Babingley

Duy trì quần thể cá hồi nâu tự nhiên

Đồ thị duy trì dòng chảy (hay đường cong thời khoảng) có thể chấp nhận được về mặt sinh thái

Mô hình mô phỏng cư ngụ (PHABSIM)

và đường duy trì dòng chảy

có hiệu chỉnh

từ mô hình mưa dòng chảy Sông Kennet Duy trì quần thể cá hồi

nâu tự nhiên Dòng chảy không được giảm xuống dưới mức

mà kết quả sẽ làm giảm hơn 10% sinh cảnh cá hồi nâu

Mô hình mô phỏng cư ngụ (PHABSIM)

Mục tiêu quản lí chung Mục tiêu dòng chảy /

mực nước Phương pháp tiếp cận Sông Avon Bảo vệ việc di cư của cá

hồi

Dòng chảy tối thiểu tại các thời điểm quan trọng trong năm

Theo dõi cá hồi bằng sóng radio

Vùng đất ngập

nước Pevensey

Levels

Phục hồi và duy trì hệ sinh thái ở mức như thập

kỉ 70

Duy trì mực nước trong kênh mương không thấp hơn quá 300mm so với mặt đất trong thời gian từ tháng 3 đến tháng 9 và 600mm trong thời gian từ tháng

10 đến tháng 2

Ý kiến chuyên gia về nhu cầu sinh thái của các loài sống ở đất ngập nước

Nâng cao mực nước vào mùa đông để tạo lũ tiểu mãn và duy trì mực nước trong mùa xuân trong khoảng 200mm so với mặt đất

Ý kiến chuyên gia về sinh thái của các loài chim nước

Grana là Lodes

Mô hình nước ngầm Lodes-Granta, bơm kiểm tra và các nghiên cứu thủy văn

IV.1 Dự án của châu Âu FLOODSITE

Hiện tại một số dự án của châu Âu đang được tiến hành theo hướng quản lí

tổng hợp lưu vực trong đó chú trọng đến môi trường và sinh thái Dự án

FLOODSITE [10] được bắt đầu tổ chức thực hiện từ 1/3/2004, thời hạn là 5 năm,

kinh phí là 10 triệu Euros, bao gồm 35 nhiệm vụ với 36 tổ chức và 150 các nhà

khoa học và quản lý của 13 nước châu Âu tham gia Dự án đặt ra mục tiêu tập hợp

các nhà khoa học và quản lý vào việc nghiên cứu và giải quyết những vấn đề khoa

học, công nghệ, chính sách bao gồm các khía cạnh vật lý, môi trường, sinh thái,

kinh tế-xã hội nhằm đề xuất biện pháp quản lý tổng hợp lũ lụt Dự án thứ hai là Dự

án NEWATER [11] Dự án được thực hiện từ 1/2005 đến 12/2008, với 37 tổ chức

và khoảng 130 nhà khoa học nghiên cứu các phương pháp và công cụ để có thể quản lý tổng hợp nguồn nước trong điều kiện bất định, trong đó có vấn đề về môi trường và sinh thái

IV.2 Tiếp cận dòng chảy môi trường trên hệ thống sông Mê Kông

Năm 2001 ủy ban sông Mê Kông bắt đầu nững thảo luận với ngân hàng thế giới liên quan tới việc sử dụng đánh giá dòng chảy môi trường để hướng dẫn những quyết định phát triển nguồn nước

Một đánh giá dòng chảy môi trường được xem như là một khái niệm tổng hợp

có thể cung cấp thông tin giúp 4 nước đàm phán về cái gọi là “dòng chảy chấp nhận được” từ các khía cạnh vật lým sinh học và xã hội Lợi ích của các phát triển

có thể so sánh về giá thành, và sự đồng ý đánh đổi chấp nhận được Sự đánh đổi

có thể hướng dẫn thành lập các luật chó duy trì dòng chảy trong sông chính, và thành lập kế hoạch quản lý lưu vực thiết kế để có thể sử dụng bền vững dòng sông

Mê Kông Ủy ban sông Mê Kông đã thúc đẩy để hoàn thiện đánh giá dòng chảy môi trường và nhận được sự chấp thuận về nguyên tắc vào cuối năm 2002 Sự tiếp cận mong muốn của Ủy ban sông Mê Kông là chính thể, nó đã chỉ ra những ảnh hưởng như thế nào của hệ sinh thái sông và những hộ sử dụng nước bởi bất kỳ sự thay đổi của dòng chảy dự định Những tiếp cận chính thể trở nên nổi trội hơn, đặc biệt đối với các nước đang phát triển nơi mà sự phân biệt rõ vào sự duy trì sức khỏe của sông và nguồn tài nguyên của sông sử dụng bởi các hộ dùng nước của sông [32]

V Một số kết luận

Mặc dù đi sau nhiều quốc gia trên thế giới trong việc xác định dòng chảy tối thiểu, nhưng đến nay khái niệm này đã được Việt Nam quy định tại Nghị định 112/2008/NĐ-CP về quản lý, bảo vệ và khai thác tổng hợp tài nguyên và môi trường các hồ chứa thủy điện, thủy lợi Theo đó, dòng chảy tối thiểu (còn gọi là dòng chảy môi trường) là dòng chảy ở mức thấp nhất cần thiết để duy trì dòng sông hoặc đoạn sông; bảo đảm sự phát triển bình thường của hệ sinh thái thủy sinh

và bảo đảm mức tối thiểu cho hoạt động khai thác, sử dụng tài nguyên nước của các đối tượng sử dụng nước theo thứ tự ưu tiên được xác định trong quy hoạch lưu vực sông Nhưng do sự phối hợp thiếu đồng bộ giữa các cấp, ngành, địa phương

và nhận thức chưa đầy đủ trong việc xác định dòng chảy tối thiểu, nên hoạt động khai thác nước đang diễn ra quá mức cần thiết

Qua các đề tài nghiên cứu khoa học công nghệ trên, có thể thấy, vấn đề các nghiên cứu về dòng chảy môi trường ở Việt Nam chỉ mới bắt đầu Nhìn chung, các nghiên cứu trong nước mới tiếp cận khái niệm hoặc một số phương pháp đánh giá nhanh theo các chỉ số, đơn giản nhưng thông dụng của thế giới Các nghiên cứu cũng bước đầu tìm hiểu để tiến tới xây dựng phương pháp đánh giá dòng chảy môi trường phù hợp với tình hình số liệu, năng lực và điều kiện của các lưu vực sông ở Việt Nam

Trong đề tài này, nghiên cứu được tiến hành trên phạm vi giới hạn là hệ thống sông Hồng sông Thái Bình phần từ sau hạ du của 3 đập dâng thủy điện Hòa Bình, Thác Bà và Tuyên Quang cho đến các cửa sông của hệ thống sông, đây cũng

là một phạm vi rất rộng lớn và mang một ý nghĩa rất quan trọng của đồng bằng bắc bộ

Qua việc phân tích, đánh giá tình hình nghiên cứu ở nước ngoài có thể thấy những tiêu chí, phương pháp nghiên cứu về dòng chảy môi trường rất đa dạng trải dài trên các lục địa cũng như các miền khí hậu Việc áp dụng cứng nhắc một phương pháp nào vào điều kiện Việt Nam là rất khó mà cần sự kết hợp của các

phương pháp và tìm ra những đặc điểm phù hợp nhất đối với điều kiện thực tế của

hệ thống sông Hồng – sông Thái Bình

Thực tế ảnh hưởng lớn nhất đến dòng chảy hệ thống sông Hồng – Thái bình

có thể nói là chế độ điều tiết của các đập thủy điện Hòa bình, Thác bà và Tuyên Quang Ngoài ra cũng còn các tác động của thiên nhiên và sự diễn biến phức tạp của thời tiết như ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến sự biến thiên dòng chảy trên các hệ thống sông và hệ thủy sinh trong hệ thống sông

Việc xác định được dòng chảy môi trường trên hệ thống sông sẽ góp phần đưa

ra những quy chế quản lý dòng chảy hài hòa và phù hợp với tự nhiên và phục vụ nhiều mục tiêu sử dụng nước hơn

VI Tài liệu tham khảo

1 Dòng chảy – Cẩm nang dòng chảy môi trường, Tổ chức bảo tồn thiên nhiên quốc tế IUCN Việt Nam, 2007

2 Environmental flows – Rapid Environmental Flow Assessment for the Huong river Basin, Central Viet Nam, IUCN Việt Nam, Hà Nội, Việt Nam, 2005

3 Environmetal flows for the river Murray – South Australia’s framework for collective action to restore rive health, Department of Water, Land and Biodiversity Conservation, 25 Grenfel street, Adelaide SA, 2005

4 Đề tài cấp Bộ Nông Nghiệp và Phát triển Nông thôn: “Nghiên cứu cơ sở khoa học và phương pháp tính toán ngưỡng khai thác sử dụng nguồn nước và dòng chảy môi trường ứng dụng cho lưu vực sông Ba và sông Trà Khúc”, Nguyễn Văn Thắng, Báo cáo tổng hợp đề tài, Hà Nội, 2006

5 Đề tài cấp Bộ Nông Nghiệp và Phát triển Nông thôn: “Nghiên cứu cơ sở lý luận

và thực tiễn về quản lí tổng hợp tài nguyên nước lưu vực sông Ba”, Lê Kim Truyền, Báo cáo chính, Hà Nội, 2004

6 Brian D Richter, Andrew T Warner, Judy L Meyer and Kim Lutz (2006), A Collaborative and adaptive process for developing environmental flow recommendations, River research and applications, 22:297-318

7 R.E Tharme (2003), A global perspective on environmental flow assessment: Emerging trends in the development and applications of environmental flow methodologies for rivers, River research and applications, 19:397-441

8 Extence, C., Balbi, D.M., Chadd, R.P 1999 River flow indexing using British benthic macro-invertebrates: a frame work for setting hydro-ecological objectives Regulated Rivers Research and Management, 15:543-574

9 King, J.M., Tharme, R.e de Villers M.S (eds.) 2000 Environmental flow assessments for rivers: manual for Building Block Methodology Water Research Commission Report TT131/00, Pretoria, South Africa

10 Nguyen Kim Dan, International project “Decision Support System for Ecosystem Upgrading and Flood Control of a Sustainable Development in the Red River System-Pilot Phase” – FLOCODS, European Commission, 2002-2004, Consolidated Scientific Report, 2004.

11 ASEMWATERNET- Multi-stakeholder Platform for ASEM S&T Cooperation

on Sustainable Water Use, Proposal/Contract n°: PL 510897, DOW, 4th March 2005

12 Nguyen Xuan Quynh, Mai Dinh Yen, Clive Pinder & Steve Tilling, (2000) Biological surveillance of freshwater, using macroinvertebrates Hanoi, 2000

13 Báo cáo tổng kết đề án cấp nhà nước “Xây dựng đề án tổng thể bảo vệ môi trường lưu vực sông Nhuệ và sông Đáy”, Nguyễn Văn Cư và nnk, Hà Nội, 2005.

14 Nguyễn Tất Đắc, Mô hình 1D cho lan truyền chất ô nhiễm hữu cơ trên kênh sông (SALBOD) và một số ứng dung, Báo có hội thảo khao học kỷ niện thành lập

cơ sở 2 Đại học Thủy lợi, Thành phố Hồ Chí Minh 2007

15 Trần Hiếu Nhuệ (1990), “Nghiên cứu sự biến động môi trường do ô nhiễm công nghiệp và đô thị hóa ở một số đô thị và khu công nghiệp thuộc đồng bằng sông Hồng” Thuộc đề tài cấp nhà nước, KHCN07-04;

16 Nguyễn Quang Trung (1999) “Nghiên cứu biến động chất lượng nước mặt hệ thống sông Hồng và sông Thái Bình do việc thực hiện quy hoạch phát triển kinh tế

xã hội vùng đồng bằng sông Hồng’ – Báo cáo đề tài nhánh thuộc đề tài khoa học công nghệ cấp nhà nước KHCN07-04

17 Nguyễn Quang trung (2000) Xác định mô hình điều khiển hệ thống thủy nông

xử lý ô nhiễm nước (thuộc hệ thống thủy nông sông Nhuệ), Luận án tiến sỹ kỹ thuật

18 Đặng Thị An Một số vấn đề về chất lượng nuớc sinh hoạt vùng làng nghề sản xuất tinh bột ở Hoài Đức - Hà Tây Tạp chí NN&PTNT, tr 589-590, số 7/2002

Hà Nội, 2002

19 Nguyễn Tuấn Anh Đánh giá khả năng xâm nhập mặn vùng cửa sông Ba Lạt, Trà Lý, Ninh Cơ và Đáy bằng số liệu điều tra khảo sát cơ bản 1993-1998 Tạp chí NN&PTNT, tr 809-810, số 11/2001 Hà Nội, 2001

20 Dự án Việt - Pháp Sử dụng mô hình sinh thái để đánh giá chất lượng nước lưu vực sông Nhuệ - sông Tô Lịch, 2002

21 Đánh giá tổng thể tình trạng ô nhiễm công nghiệp, đề xuất các giải pháp cải thiện Kiểm soát và khống chế ô nhiễm trong quá trình phát triển công nghiệp ở

Hà Nội Sở KHCN & MT Hà Nội

22 Điều tra và xây dựng phương án xử lý ô nhiễm môi trường hệ thống sông Tô Lịch Sở KH CN & MT Hà Nội Công ty thoát nước Hà Nội, 1997

23 Trần Hồng Thái và nnk, “Ứng dụng mô hình tính toán dự báo ô nhiễm môi trường nước cho các lưu vực sông: Cầu, Nhuệ - Đáy, Sài Gòn Đồng Nai”, Hà Nội, 2005;

24 Trần Hồng Thái, nnk “Nghiên cứu áp dụng mô hình toán MIKE 11 tính toán chất lượng nước sông Nhuệ - Đáy”, Tuyển tập báo cáo khoa học làn thứ 10 thuỷ văn tài nguyên nước và môi trường, Viện Khoa học khí tượng Thuỷ văn và Môi trường, Hà Nội 3/2007;

25 Trần Hồng Thái, nnk “Đánh giá xu thế diễn biến chất lượng nước trên sông Nhuệ và sông Đáy đến năm 2010”, Tuyển tập báo cáo khoa học lần thứ 10 thuỷ văn tài nguyên nước và môi trường, Viện Khoa học khí tượng Thuỷ văn và Môi trường, Hà Nội 3/2007;

26 Nguyễn Quang Trung Nghiên cứu xây dựng mô hình quản lý tổng hợp tài nguyên và môi trường lưu vực sông Đà Báo cáo tổng kết đề tài KHCN cấp Nhà nước KC.08.04 Hà Nội, 2004

27 Nguyễn Đình Ninh, 2006, Tình hình sản xuất và các giải pháp đảm bảo nguồn nước vụ đông xuân lưu vực sông Hồng-Thái Bình Bài viết tại Hội nghị Tổng kết công tác năm 2006 của Ban quản lý Quy hoạch lưu vực sông Hồng

27 Tô Trung Nghĩa, 2006 Đánh giá hiện trạng và yêu cầu quản lý, sử dụng nước sông Hồng – Thái Bình

28 Viện Quy hoạch Thuỷ lợi, 2006a Báo cáo đánh giá tình hình hạn và xâm nhập mặn những năm gần đây trên lưu vực sông Hồng

29 Viện Quy hoạch Thuỷ lợi, 2006b Dự án Quy hoạch sử dụng tổng hợp nguồn nước lưu vực sông Hồng - sông Thái Bình

30 Viện Quy hoạch Thuỷ lợi, 2007 Quy hoạch sử dụng tổng hợp nguồn nước lưu vực sông Hồng – sông Thái Bình (Bản thảo báo cáo tổng hợp)

28 Viện Quy hoạch Thuỷ lợi, 2007 Quy hoạch sử dụng tổng hợp nguồn nước lưu vực sông Hồng – sông Thái Bình (Bản thảo báo cáo tổng hợp)

29 Mekong River Commission 2003 www.mrcmekong.org

BỘ NÔNG NGHIỆP & PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN

VIỆN KHOA HỌC THỦY LỢI VIỆT NAM

ĐỀ TÀI:

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH DÒNG CHẢY MÔI TRƯỜNG CỦA HỆ THỐNG SÔNG HỒNG – 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

Báo cáo kết quả: 2

“Xây dựng phương pháp luận phục vụ nghiên cứu dòng chảy môi

trường hệ thống sông Hồng - sông Thái Bình"

Đơn vụ thực hiện: Viện khoa học thủy lợi Việt Nam Chủ nhiệm đề tài:PGS.TS Nguyễn Văn Hạnh

8643-2

Hà Nội, năm 2010

MỤC LỤC

I.  Giới thiệu về dòng chảy môi trường 1 

II.  Khái niệm dòng chảy môi trường 3 II.1 Khái niệm về dòng chảy môi trường 3 II.2 Lợi ích của việc duy trì dòng chảy môi trường .4 III.  Cơ sở khoa học và phương pháp luận xác định dòng chảy môi trường trên hệ thống sông Hồng - sông Thái Bình 6 III.1 Tổng quan 6 III.2 Các tiêu chí xác định dòng chảy môi trường 7 III.3 Phương pháp xác định dòng chảy môi trường 9 

IV.  Các phương pháp xác định nhu cầu dòng chảy 11 IV.1  Bảng tra cứu 11 IV.2  Phân tích nội nghiệp 14 IV.3  Phân tích chức năng 18 IV.4  Mô hình hóa sinh cảnh 19 IV.5  Phương pháp tiếp cận tổng thể và sử dụng chuyên gia 21 

V.  Một số vấn đề về dòng chảy môi trường lưu vực sông Hồng 24 V.1  Tổng quan về tình hình khai thác, sử dụng tài nguyên nước lưu vực sông Hồng 24 V.2  Các vấn đề về dòng chảy môi trường 28 

VI.  Khả năng tự làm sạch nguồn nước 32 VII.  Một số mô hình mô phỏng chất lượng nước trong lưu vực sông 35 VIII.  Cơ chế hình thành xâm nhập mặn 38 VIII.1  Khái niệm về xâm nhập mặn 38 VIII.2  Yếu tố ảnh hưởng đến xâm nhập mặn 38 VIII.3  Hiện tượng xâm nhập mặn ở Việt Nam và tác hại 43 VIII.4  Các biện pháp chống xâm nhập mặn và giảm nhẹ thiệt hại 44 VIII.5  Đánh giá các hệ thống công trình chống xâm nhập mặn và giảm nhẹ tác hại hiện có 46 VIII.6  Duy trì dòng chảy môi trường ở hạ lưu đảm bảo hạn chế xâm nhập mặn 48 

IX.  Nhu cầu nước cho một số mục đích khai thác sử dụng 51 IX.1  Nhu cầu nước cho nông nghiệp 51 IX.2  Nhu cầu nước cho dân sinh 65 IX.3  Nhu cầu nước dùng cho công nghiệp 68 

X.  Lựa chọn phương pháp tổng hợp để xác định dòng chảy môi trường hạ lưu sông Hồng - Thái Bình 69 

XI.  Áp dụng phương pháp và giám sát tác động 73 

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1: 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 15 Bảng 2: Thống kê các dòng sông chính đổ ra biển cùng dòng chảy năm cùng tỉ lệ trung bình của dòng chảy mùa kiệt 39 Bảng 3 Hệ số cây trồng Kc theo tuần sinh trưởng 55 Bảng 4: Hệ số cây trồng Kc theo tuần sinh trưởng (theo Nippon Koei) 56 Bảng 5: Hệ số Kc cho lúa theo số liệu thực nghiệm tưới vùng đồng bằng Bắc Bộ 56 Bảng 6: Hệ số Kc khu vực đồng bằng Bắc Bộ 56 Bảng 7: Hệ số cây trồng Kc cho lúa 57 Bảng 8: Lịch thời vụ lúa đông xuân 59 Bảng 9: Lịch thời vụ lúa Hè Thu 59 Bảng 10: Lịch thời vụ cho mía 59 Bảng 11: Lịch thời vụ cho ngô Đông Xuân 60 Bảng 12: Lượng nước cần cho 1 kg thức ăn khô của gia súc 62 Bảng 13: Dự tính lượng nước vật nuôi tiêu thụ 63 Bảng 14: Nhu cầu nước cho một số loại vật nuôi (theo FAO) 63 Bảng 15: Giới hạn trên của định mức cấp nước cho vật nuôi vùng Tây Australia 64 Bảng 16: Chỉ tiêu nước cần cấp cho vật nuôi 64 Bảng 17: Chỉ tiêu nước cần cho dân sinh 65 Bảng 18: Tiêu chuẩn chất lượng nước sạch dùng cho ăn uống và sinh hoạt 66 Bảng 19: Chỉ tiêu dùng nước của xưởng sản xuất vật liệu xây dựng 68 Bảng 20: Chỉ tiêu dùng nước của một số xưởng chế biến 68 Bảng 21: Một số ưu nhược điểm của các phương pháp khác nhau và đặc thù của việc thiết lập dòng chảy môi trường 70 Bảng 22: Lựa chọn phương pháp 72 

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1: Quan hệ chu vi ướt mặt cắt và lưu lượng nước 16 Hình 2: Ví dụ về chuỗi số liệu Lưu lượng dòng chảy sông (tỷ lệ lôgarít) và Điểm số LIFE theo thời gian 17 Hình 3: Lượng nước khai thác sử dụng cả năm lưu vực sông Hồng-Thái Bình -Tính đến năm 2002 24 Hình 4: Tỷ trọng dùng nước của các ngành so với lượng nước đến cả năm lưu vực sông Hồng-Thái Bình tính đến năm 2002 24 Hình 5: Tỷ trọng dùng nước cả năm giữa các ngành lưu vực sông Hồng -Thái Bình tính đến năm 2002 25 Hình 6: Lượng nước khai thác sử dụng 6 tháng mùa cạn lưu vực sông Hồng-Thái Bình tính đến năm 2002 25 Hình 7: Tỷ trọng dùng nước của các ngành so với lượng nước đến mùa cạn lưu vực sông Hồng-Thái Bình tính đến năm 2002 26 Hình 8: Tỷ trọng dùng nước trong mùa cạn giữa các ngành lưu vực sông Hồng-Thái Bình tính đến năm 2002 27 Hình 9: Tỷ lệ dùng nước trung bình tháng mùa kiệt so với nước đến tháng kiệt nhất và nước đến trung bình tháng mùa kiệt lưu vực sông Hồng-Thái Bình 28 Hình 10: Phân chia các vùng của dòng chảy theo khả năng tự làm sạch của nguồn nước 33 Hình 11: Các thành phần dữ liệu chất lượng nước và mối quan hệ giữa chúng được biểu diễn trong WASP 36 Hình 12: Giao diện và công cụ thiết lập mục tiêu chất lượng nước trong BASINS 37 Hình 13: Màn hình khởi động của chương trình CROPWAT 52 Hình 14: Màn hình nhập số liệu khí tượng 54 Hình 15: Lượng bốc hơi cây trồng tham chiếu tại trạm khí tượng 55 Hình 16: Hệ số cây trồng đối với một số loại cây trồng cạn [20] 57 Hình 17: Xử lý hệ số cây trồng theo thời đoạn sinh trưởng trong CROPWAT 60 Hình 18: Xác định lượng nước cần tưới theo từng thời đoạn (ở đây là 10 ngày) 61 

I Giới thiệu về dòng chảy môi trường

Trong quá trình phát triển kinh tế - xã hội, con người đã khai thác, sử dụng mạnh

mẽ tài nguyên nước của các con sông Hiện nay, nhiều dòng sông trên thế giới nói chung và ở Việt Nam nói riêng đã bị thay đổi nhiều do quá trình khai thác đó Sự thay đổi này đã gây ra các tác động nghiêm trọng đến tổng lượng nước, đến chế độ dòng chảy sông ngòi cũng như chất lượng nước của các con sông Nhiều tác động gây ảnh hưởng không tốt đến các chức năng phục vụ các hệ sinh thái thủy sinh của dòng sông

và làm thay đổi các quá trình thành phần trong chu trình thủy văn diễn ra trên lưu vực

Xu hướng phát triển bền vững trên toàn thế giới đã đóng vai trò quan trọng trong việc nhận thức một cách rộng rãi về yêu cầu cần phải cân đối, hài hòa khi thay đổi chế độ dòng chảy của dòng sông với việc duy trì các chức năng phục vụ các hệ sinh thái thủy sinh của chính dòng sông đó Dòng chảy cần thiết để duy trì các chức năng này là khái niệm cơ bản về dòng chảy môi trường và quá trình xác định dòng chảy môi trường được gọi là “đánh giá dòng chảy môi trường” Nhận thức về việc dòng chảy đóng vai trò vô cùng quan trọng, thiết yếu đối với việc duy trì các hệ sinh thái đã tạo ra một thay đổi có tầm quốc tế về hiểu biết và diễn giải mối quan hệ giữa dòng chảy và các chức năng sinh thái Những thông tin này được sử dụng để mô tả dòng chảy cho một con sông nhằm (i) Giảm thiểu các tác động bất lợi đối với việc phát triển, xây dựng mới; (ii) phục hồi, cải tạo các hệ thống đã bị ảnh hưởng do các hoạt động phát triến trong quá khứ và (iii) cho phép tính toán giá trị đền bù cho chủ thể chịu tác động

Tuy nhiên, cũng có rất nhiều quan điểm khác nhau về khái niệm dòng chảy môi trường Về mặt thuật ngữ, có nhiều khái niệm để mô tả phần dòng chảy dành cho duy trì các hệ sinh thái sông ngòi Thuật ngữ “dòng chảy môi trường” được cho là một khái niệm tổng quát nhất, đề cập đến tất cả các thành phần của dòng sông, đóng vai trò động lực của dòng sông, tính đến sự cần thiết của dòng chảy tự nhiên trong sông, các vấn đề kinh tế, xã hội cũng như sinh thái Một số thuật ngữ khác cũng được sử dụng như yêu cầu dòng chảy trên sông (Instream Flow Requirements - IFRs), dòng chảy tối thiểu (Minimum Flows - MF), yêu cầu dòng chảy trên sông trong thời kỳ hạn (Drough IFRs) Nhìn chung tất cả các thuật ngữ trên đều hướng tới việc mô tả sự duy trì những điều kiện “trong lành” của một dòng sông Có ý kiến cho rằng sự thiếu rõ ràng

trong khái niệm dòng chảy môi trường chính là ở chỗ mức độ của hệ sinh thái cần duy trì Một số ý kiến lại cho rằng việc thay đổi lượng nước cần thiết cần phải giữ lại trong sông có thể dao động trong một biên độ khá lớn (ví dụ từ 65 đến 95 % lượng dòng chảy “tự nhiên”) vẫn có thể duy trì được các hệ sinh thái ở các trạng thái “mong muốn” Tổ chức bảo tồn thiên nhiên thế giới (IUCN) cũng đưa ra khái niệm về dòng chảy môi trường, đại để có thể phát biểu như sau: Dòng chảy được phân bổ nhằm tạo

ra một chế độ của dòng sông cho phép đạt được cân bằng ở mức chấp nhận được giữa điều kiện mong muốn của các hệ sinh thái và các nhu cầu nước khác đối với xã hội và kinh tế được gọi là dòng chảy môi trường

Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng chế độ dòng chảy khác nhau của sông ngòi có ảnh hưởng khác nhau đến hệ sinh thái Ví dụ, sự biến động của dòng chảy mùa lũ và mùa cạn ảnh hưởng đến các điều kiện sinh trưởng và phát triển của các loài, cả về chủng loại và mật độ Dòng chảy lũ, đặc biệt là đối với những trận lũ nhỏ, có tác động tích cực nhất định đến quá trình đẻ trứng của cá, rửa trôi lượng nước có chất lượng không tốt được hình thành trong thời kỳ dòng chảy nhỏ, bắt đầu cho việc di cư lên thượng nguồn cho một số loài cá Dòng chảy lũ lớn có ảnh hưởng mạnh đến các quá trình động lực học sông, tác động mạnh đến việc khu trú của cá cũng như việc hình thành hệ sinh thái các khu bãi sông ngập nước trong mùa lũ Ở đây muốn nhấn mạnh một vấn đề là chế độ dòng chảy của sông, đặc biệt các sông ở vùng nhiệt đới, biến động rất mạnh theo thời gian trong năm và theo từng năm Như vậy, các nguyên tắc để thiết lập dòng chảy môi trường trong sông, dù nhìn nhận theo bất cứ khía cạnh nào, cũng phải tính đến yếu tố này Các nguyên tắc đó cần thể hiện được yêu cầu phải điều chỉnh và thích nghi theo từng trường hợp, từng thời điểm cụ thể

Một vấn đề khác cũng hết sức quan trọng trong quá trình đánh giá dòng chảy môi trường Đó là các tác động của các hoạt động khai thác, sử dụng tài nguyên nước của dòng sông tới hệ sinh thái thủy sinh Chẳng hạn, các đập nước lớn có ảnh hưởng đến tần suất cũng như độ lớn của dòng chảy lũ và do đó, ảnh hưởng mạnh đến các vùng đất ướt và vùng ngập lũ của dòng sông Các hồ chứa thủy điện tạo ra sự thay đổi mạnh mẽ của chế độ dòng chảy, đặc biệt là phân bố dòng chảy theo không gian và thời gian làm cho dao động của dòng chảy trong sông tăng lên, ảnh hưởng đến vòng đời của các loài

thác, sử dụng tài nguyên nước đến hệ sinh thái rất đa dạng và phức tạp; đan xen giữa những tác động tích cực cũng có nhiều tác động bất lợi

II Khái niệm dòng chảy môi trường

II.1 Khái niệm về dòng chảy môi trường

Khái niệm dòng chảy môi trường là một khái niệm mới đối với thế giới cũng như Việt nam Bước đầu của khái niệm dòng chảy môi trường là dòng chảy sinh thái, được định nghĩa là dòng chảy trong sông để duy trì các hệ sinh thái phát triển tốt Gần đây với xu thế quản lí tổng hợp lưu vực được dùng rộng rãi thì đã có chuyển đổi từ quan điểm về dòng chảy sinh thái sang khái niệm dòng chảy môi trường, trong đó hệ thống sông ngòi cần đủ nước để duy trì dòng chảy và được quản lí để đảm bảo lợi ích kinh

tế, xã hội và môi trường cho hạ du, đảm bảo duy trì một hệ sinh thái cân bằng và khỏe mạnh Điều này cũng có nghĩa là đảm bảo cho dòng sông khỏe mạnh cả về lượng và chất theo thỏa thuận giữa những người dùng nước trong lưu vực Chế độ dòng chảy của sông như vậy được gọi là chế độ dòng chảy môi trường Hướng nghiên cứu về dòng chảy môi trường đang được phát triển rất mạnh mẽ, cụ thể là ở thời điểm hiện tại hơn 850 dự án về khôi phục sông ở ít nhất 50 nước đang được tiến hành (The Nature Conservancy, 2005) mà cương lĩnh của của các dự án này đều kêu gọi xem xét lại các

kế hoạch xả của các đập để bảo vệ tốt hơn sức khỏe của sông hoặc tổ chức quốc gia hành động về nước của Nam Phi (1998) kêu gọi thành lập hội dự trữ nước đối với mỗi sông để thỏa mãn nhu cầu thiết thực của con người và bảo đảm sức khỏe cho sông Hiện có nhiều khái niệm khác nhau về Dòng chảy môi trường, theo IUCN, Dòng chảy môi trường được định nghĩa là chế độ nước được cung cấp trong một dòng sông, vùng đất ngập nước hoặc vùng ven bờ để duy trì các hệ sinh thái và những lợi ích của chúng ở những nơi dòng chảy bị điều tiết và có sự cạnh tranh trong sử dụng nước Sau quá trình đánh giá môi trường, xã hội và kinh tế có thể xác định được lượng nước cần để duy trì hệ sinh thái ở trạng thái gần như nguyên sơ với lượng nước cuối cùng có thể phân bổ được cho hệ sinh thái Lượng nước có thể phân bổ được cho hệ sinh thái như vậy được coi là “dòng chảy môi trường”, và đó sẽ là dòng chảy để duy trì

hệ sinh thái ở một trạng thái dưới mức nguyên sơ Một cách trực giác, có thể thấy rằng toàn bộ dòng chảy tự nhiên, trong hình thái tự nhiên của nó gồm cả dòng chảy lũ và dòng chảy kiệt, đều cần thiết để duy trì một hệ sinh thái ở trạng thái gần với nguyên

sơ Tuy nhiên, nhiều nhà sinh thái cho rằng có thể bớt đi một phần nhỏ của dòng chảy

mà không làm suy giảm đáng kể hệ sinh thái Có thể giảm đi bao nhiêu là điều rất khó đánh giá, theo ước tính thì cần duy trì khoảng từ 65% đến 95% dòng chảy tự nhiên mới đảm bảo được hình thái phân bố tự nhiên của dòng chảy Một khi sự điều tiết dòng chảy vượt ra khỏi giới hạn này, các nhà sinh thái sông ngòi có thể tư vấn về hình thái và lưu lượng dòng chảy sẽ gây nên một loạt các điều kiện khác nhau của sông Những thông tin này sau đó có thể được sử dụng để lựa chọn chế độ nước theo

đó có được sự cân bằng ở mức chấp nhận được giữa điều kiện mong muốn của hệ sinh thái và các nhu cầu nước cho xã hội và kinh tế khác Dòng chảy được phân bổ để đạt được điều kiện đã lựa chọn chính là dòng chảy môi trường

Tài nguyên nước cần phải được quản lý để bảo đảm được dòng chảy môi trường Dòng chảy có thể được điều tiết bởi các cơ sở hạ tầng như đập hoặc các biện pháp dẫn nước, ví dụ như bơm nước đi khỏi hệ thống Do đó, có nhiều cách khác nhau để có thể cung cấp dòng chảy môi trường như sửa đổi cơ sở hạ tầng hoặc thay đổi chính sách phân bổ nước và các quyền về nước

II.2 Lợi ích của việc duy trì dòng chảy môi trường

Các hệ sinh thái thủy sinh như sông ngòi, vùng đất ngập nước, cửa sông và các

hệ sinh thái ven biển cung cấp nhiều lợi ích khác nhau cho con người Những lợi ích này bao gồm “hàng hóa” như nước uống sạch, cá, bông sợi và các “dịch vụ” như làm sạch nước, giảm nhẹ lũ lụt và các dịch vụ giải trí Những dòng sông khỏe mạnh và các

hệ sinh thái đi kèm còn mang những giá trị nội tại đối với con người, đó là những giá trị có ý nghĩa văn hóa, đặc biệt đối với các nền văn hóa bản địa Giá trị nội tại này thường bị bỏ qua và khó nhận biết về định lượng

Các dòng sông và hệ sinh thái thủy sinh cần nước và các nguồn cung cấp khác như đất đá và bùn cát để tồn tại khỏe mạnh và mang lại lợi ích cho con người Dòng chảy môi trường là thành phần đóng góp vô cùng quan trọng cho sức khỏe của những

hệ sinh thái này Việc lấy đi dòng chảy này của sông hoặc hệ thống nước dưới đất không chỉ làm tổn hại toàn bộ hệ sinh thái thủy sinh mà còn đe doạ tới con người cùng những cộng đồng dân cư đang sinh sống phụ thuộc vào hệ sinh thái này Thiếu dòng chảy môi trường lâu dài sẽ đặt sự sống còn của các hệ sinh thái phụ thuộc cùng với

rủi ro Do đó, vấn đề không phải là liệu có thể thiết lập được dòng chảy môi trường hay không mà là liệu xã hội còn có thể tiếp tục chấp nhận việc không bảo đảm dòng chảy môi trường trong thời gian bao lâu nữa

Các tác động lâu dài đến hệ sinh thủy sinh ngày càng trở nên rõ ràng Mối lo ngại

về những tác động này đang tăng lên cùng với sự nâng cao nhận thức chính trị và hành động Có nhiều ví dụ của các nước và khu vực đã đạt được những tiến bộ trong việc bảo đảm dòng chảy môi trường trong đó cộng đồng thường là một động lực quan trọng Ví dụ, trong trường hợp quản lý hồ Mono (California, Mỹ), một loạt hành động

từ các nhóm vận động nghề cá và quyết định của Toà án đã buộc Chính phủ phải cho

xả dòng chảy môi trường Thái độ và hành động của cộng đồng đóng vai trò chủ chốt

để tạo nên những thay đổi này

Kêu gọi hành động không chỉ là tâm điểm ở cấp địa phương Các văn kiện và tuyên bố quốc tế về tài nguyên nước, với mức độ ngày càng nhiều, đã nhận thấy rằng việc quản lý nước cần bảo đảm nhu cầu của môi trường Ví dụ, Báo cáo của Ủy ban Thế giới về Đập đã xác định việc duy trì các dòng sông cùng với các sinh kế và việc công nhận các quyền và chia sẻ lợi ích là những vấn đề cần được ưu tiên Điều đó đòi hỏi các đập phải bảo đảm lượng xả cho dòng chảy môi trường và phải được thiết kế, sửa đổi và vận hành một cách phù hợp Tương tự như vậy, Tầm nhìn về Nước và Thiên nhiên (IUCN) đã kêu gọi “để lại nước trong hệ thống để bảo đảm cung cấp các dịch vụ môi trường như giảm nhẹ lũ lụt và làm sạch nước” Đó là một phần trong khung hành động gồm 6 phần nhằm bảo vệ và quản lý tài nguyên nước, bao gồm

“quan tâm đến quản lý tài nguyên nước ngọt ở trong sông hay các lưu vực sông” Dòng chảy môi trường có thể được xem xét tại mọi giai đoạn trong lịch sử phát triển của một dòng sông hay lưu vực sông, dù là trong giai đoạn phân bổ nước ban đầu cho các loại hình sử dụng nước có tiêu hao, hay trong quá trình tiến hành các Đánh giá Tác động Môi trường để cấp phép lại cho các công trình trữ nước Bắt đầu đề cập đến dòng chảy môi trường vẫn còn là kịp thời khi các kế hoạch phân bổ nước hoặc các chương trình phục hồi sông còn đang trong quá trình xây dựng Tốt nhất nên đề cập đến dòng chảy môi trường ngay từ giai đoạn sớm nhất có thể, mặc dù thiếu sự quan tâm về chính trị và thiếu thông tin liên quan có thể sẽ là những trở ngại Tuy nhiên, nếu trì hoãn việc xem xét dòng chảy môi trường lâu hơn nữa thì các vấn đề thường sẽ

trở nên nghiêm trọng hơn và việc giải quyết sẽ tốn kém hơn về mặt chi phí kinh tế và

xã hội

III Cơ sở khoa học và phương pháp luận xác định dòng chảy môi trường trên hệ thống sông Hồng - sông Thái Bình

III.1 Tổng quan

Không có một con số hoặc giá trị giản đơn nào có thể được quy định cho các nhu cầu dòng chảy môi trường của sông và các vùng đất ngập nước liên quan Trên thực tế, nhu cầu nước này phụ thuộc rất nhiều vào tình trạng mong muốn trong tương lai của

hệ sinh thái sông Tất cả các yếu tố của chế độ dòng chảy đều sẽ ảnh hưởng tới điều kiện sinh thái của dòng sông ở các mức độ khác nhau, và do đó muốn có một hệ sinh thái hoàn toàn tự nhiên thì cần phải duy trì một chế độ dòng chảy tự nhiên Tuy nhiên, phần lớn các hệ sinh thái sông ngòi đều đang bị can thiệp ở các mức độ khác nhau về việc khai thác nước sông cho các nhu cầu sử dụng của con người, như sinh hoạt, sản xuất nông nghiệp và công nghiệp được chấp nhận vì điều này rất cần thiết cho sự tồn tại và phát triển của con người Do vậy, dòng chảy môi trường được quy định cho một con sông trước hết phải là sự lựa chọn của xã hội, với sự hỗ trợ của khoa học kỹ thuật nhằm giúp nhìn trước được những diễn biến của hệ sinh thái sông với các điều kiện dòng chảy khác nhau trong tương lai Như vậy, tình trạng mong muốn của con sông có thể được quy định bằng luật pháp hoặc các thỏa thuận thông qua thương lượng giữa các đối tượng sử dụng nước

Trong một số trường hợp, nước sau khi qua sử dụng được đưa trở lại sông, như trường hợp của nhà máy thủy điện hoặc nước của hệ thống làm mát tại các nhà máy sản xuất công nghiệp Tuy nhiên, thời điểm của dòng chảy ở hạ lưu tại vị trí xả nước thường bị thay đổi Ở đoạn sông chịu sự chuyển nước (đoạn sông giữa vị trí lấy nước

và xả nước) như vậy, dòng chảy thực tế sẽ thấp hơn dòng chảy tự nhiên Trong các trường hợp khác như khai thác nước tưới chẳng hạn, do lượng nước hoàn trả lại sông rất ít hoặc được xả tại một vị trí quá xa so với vị trí khai thác nên nước thường được coi là đã được sử dụng và tiêu hao hết Cũng cần nhận thức rằng dòng chảy không phải

là yếu tố duy nhất ảnh hưởng tới sức khỏe dòng sông Chất lượng nước, đánh bắt thủy