Việc giảm đáng kể dòng chảy sông ngòi tự nhiên trong thời kỳ kiệt hay sự hạ thấp mực nước hồ có thể xảy ra do việc xây dựng các công trình lấy nước hay ao vμ hồ chứa đề tưới vμ cấp nước
Trang 1độ nước vượt quá 20 C
Các tính toán nêu trên tiến hμnh đầu tiên áp dụng cho lưu
lượng nước mùa đông cực tiểu 30 ngμy vμ hè thu Trong các
trường hợp đặc biệt, lưu lượng nước nμy có thể thay bằng lln
tuần tẳng hoặc lln cực tiểu trung bình ngμy phụ thuộc vμo độ
sạch yêu cầu của đối tượng nước Trong trường hợp vượt quá
của lượng nước đổ chỉ định so với tải trọng tới hạn cho phép
nước thải của sông suốitiến hμnh tính lại giá trị đổ vμ lượng dư
chuyển sang một nơi tích luỹ đạc biệt để đổ nó ở lần sau trong
giai đoạn có lũ vμ lụt, khi đó sẽ thoả mãn các tỷ lệ đã nêutrên
đây
Như đã nói trên đây, lượng nước thải ở chừng mực nμo đó
phụ thuộc vμo lưu lượng nước trong sông, xác định khả năng
pha loãng của nó Cho nên ảnh hưởng lớn tới chất lượng nước
sông vμ hồ lμ đáng kể theo mức độ tích nước để đảm bảo nhu
cầu dùng nước công nghiệp vμ dịch vụ công cộng của thμnh phố
vμ các điểm dân cư, cũng như để thoả mãn các nhu cầu kinh tế
nông nghiệp, đặc biệt lμ tưới Việc tập trung nước tích cực có thể
dẫn tới sự thay đổi đáng kể các quá trình sinh hóa diễn ra trong
nó, ảnh hưởng tới chế độ nhiệt độ, gây nên sự quá tải của sông
(hoặc hồ) bởi nước thải Cho nên khi tiến hμnh tích nước từ các
đối tượng nước cần để lại một lưu lượng nước xác định (hay thể
tích) đáp ứng các tiêu chuẩn vệ sinh
Chương 5 Bảo vệ các đối tượng nước khỏi cạn kiệt
Việc sử dụng tích cực các sông suối, thủy vực vμ nước ngầm như lμ nguồn cấp nước có thể dẫn tới sự cạn kiệt tμi nguyên nước mặt vμ nước ngầm vùng đó Trong các sông suối vμ thủy vực cần phải để lại một lượng nước nμo đó đảm bảo sự duy trì sinh thái thuận lợ của đối tượng nước mμ còn cả điều kiện nhu
cầu dùng nước Lượng nước cần để lại trong sông gọi lμ dòng
chảy cho phép tối thiểu, còn trong thủy vựcnó được đặc trưng
bởi mực nước cho phép tối thiểu Do đó, sự cạn kiệt nước - đó lμ
sự hạ thấp đáng kể dòng chảy hay mực nước cho phép tối thiểu
do việc lấy nước, dẫn tới sự phá vỡ cân bằng sinh thái vμ điều kiện nhu cầu dùng nước Trước hết, sự cạn kiệt nước có thể quan trắc được vμo mùa ít nước (mùa chuyển tiếp, mùa kiệt vμ mùa dòng chảy bé nhất) vμ sẽ rất đáng kể lμm thay đổi căn bản chế độ vμ dòng chảy Sự giảm đột ngột dòng chảy, vμ có thể còn lμm ngừng nó vμo mùa kiệt, diễn ra do sự can thiệp của con người mμ không tính trước có thể gây ra tình hình trầm trọng như ở các trạm nhiệt điện, để đảm bảo hoạt động của nó đòi hỏi phải đầy đủ một lượng nước cần thiết nμo đó
Việc giảm đáng kể dòng chảy sông ngòi tự nhiên trong thời
kỳ kiệt hay sự hạ thấp mực nước hồ có thể xảy ra do việc xây dựng các công trình lấy nước hay ao vμ hồ chứa đề tưới vμ cấp nước cunãg như việc lấy nước để chuyển dòng chảy Trong tất cả
Trang 2các lĩnh vực kinh tế quốc dân theo thể tích nhu cầu dùng nước
kinh tế nông nghiệp đứng vị trí dố một Hiẹn nay dùng cho tưới,
lμm ngập vμ cấp nước trong kinh tế nông nghiệp sử dụng hơn 75
% nhu cầu dùng nước không hoμn lại trong Liên Xô ảnh hưởng
của tưới lên dòng chảy sông ngòi mang tính mùa vụ vμ chủ yếu
thể hiện vμo thời kỳ phát triển sinh trưởng của thực vật, trùng
với thời kỳ kiệt mùa hè trên các con sông Khi đó mùa kiệt cμng
bắt đầu sớm vμ cμng dμi hơn bao nhiêu thì việc lấy nước để tưới
ảnh hưởng đến dòng chảy cμng lớn bấy nhiêu cμng tăng ảnh
hưởng nμy với tưới hệ thống Trong trường hợp bốc hơi mạnh,
khi lấy nước để tưới lμm cho tất cả nước hoa tổn qua bốc hơi,
ảnh hưởng của tưới sẽ cực đại vμ có thể lμ mầm mống để chấm
dứt dòng chảy trên cacsoong nhỏ vμ một phần sông trung bình,
thường hay gặp vμo mùa hè trên nhiều sông lãnh thổ khô hạn
(sông ngòi vùng bán sơn địa Trung á, Bắc Cápcazơ vμ v.v )
Trường hợp đặc biệt, ảnh hưởng nμy lμ sự tháo hoμn toμn nước
sông để thoả mãn nhu cầu dùng nước của nông nghiệp Điều
nμy quan trắc thấy ở các vùng sa mạc vμ bán sa mạc
Với sự hạ thấp đáng kể nước tổn thất không hoμn lại sử
dụng cho tưới ghi nhận sự giảm mạnh dòng chảy trong sông,
Khi đó diễn ra sự tái phân bố dòng chảy kiệt theo dọc sông -
giảm đột ngột ở chỗ lấy nước vμ tăng tiếp theo chỗ thấp hơn
theo chiều dòng chảy do có sự bổ sung nước ngầm
Tổn thất nước ngầm do bốc hơi có thể bổ sung abừng cách
tiêu úng từ các đầm lầy, diệt trừ các loại cỏ hoang ưa ẩm, giảm
bớt diện tích tưới Tuy nhiên sự tăng tiếp tục việc lấy nước có
thể dẫn tơí không chỉ sự giảm rõ rệt dòng chảy kiệt mμ còn lμm
nó hết hẳn (Xưđaria, Amuađaria, Terek v.v )
Sự giảm mạnh nhất của dòng chảy kiệt sông ngòi dưới tác
động của tưới diến ra vμo các năm ít nước Khi đó ảnh hưởng
của nó tăng theo lãnh thổ, do bên cạnh việc tưới hệ thống bắt
đầu hoạt động cả tưới định kỳ
Bức tranh tương tự quan trắc được khi xem xét ảnh hưởng của việc lấy nước để tưới từ hồ Mức độ ảnh hưởng còn ở mức độ lứon hơn phụ thuộc vμo thể tích nước vμ việc lấy nước
Tưới một lãnh thổ rộng lớn gây nên sự hạ dòng chảy kiệt vμo nửa đầu mùa hè, thường chi phối tới sự tăng nó vμo cuối mμu hè, thu vμ thậm chí cả đông, khi mμ bắt đầu châm sự ổn
định tương đốiứt vμ sau đó lμ chấm dứt việc lấy nước từ sông để tưới vμ các dòng nhập lưu nước ngầm bắt đầu đổ vμo mạng lưới sông ngòi (nước hoμn trả)
Đánh giá ảnh hưởng của đất được tưới đến dòng chảy mùa kiệt cần thực hiện với việc tính đến các đặc điểm địa lý tự nhiên
địa phương của lãnh thổ, tính chất tưới vμ cũng như định mức
vμ thời hạn tưới Giá trị tính toán dòng chảy tự nhiên thường lμ lưu lượng nước cực tiểu 30 ngμy suất đảm bảo 80 - 85 % vμo thời
kỳ kiệt mùa hè
ảnh hưởng của việc lấy nước trên sông cho công nghiệp vμ dịch vụ công cộng về tổng thể nhỏ hơn ảnh hưởng của việc lấy nước tưới Phần của chúng, hiển nhiên, ít hơn khoản 10 % tổng nhu cầu dùng nước vμ hơn nữa phần lớn nước sử dụng hoμn trả vμp sông ngòi (hay thủy vực) Nhu cầu dùng nước không hoμn trả trong công nghiệp vμ kinh tế dịch vụ công cộng chiếm trung bình 20 - 30 % Tuy nhiên trong các vùng riêng biệt nó có thể thay đổi đáng kể vμo mùa kiệt do sự tái phân bố của chúng theo dọc sông hay theo lãnh thổ (lấy nước từ một con sông vμ thải vμo sông khác) Đối với sông ngòi chảy trong vùng các trung tâm công nghiệp lớn, ảnh hưởng của việc lấy nước trên các đoạn sông riêng biệt rất lớn Chiều dμi các vùng đó có thể hμng kilomet Thí dụ, việc lấy nước từ sông Matxcơva trong vùng Pavsino chiếm gần 10 m3/s với dòng chảy mùa kiệt trung bình nhiều năm lμ 11 m3/s Trong hμng loạt thμnh phố vμ điẻm dân
Trang 3cư ngoại ô Matxcơva việc lấy nước lμ 12 % dòng chảy năm sông
Kliazma, Poli, Pakhrư
So sánh sự thay đổi diễn ra của dòng chảy các sông ngòi tự
nhiên vμ động lực phát triển các hoạt động kinh tế trên lưu vực
cho phép đánh giá định lượng ảnh hưởng của nó đến dòng chảy
sông ngòi Một cách tương tự có thể tiến hμnh đối với hồ
Đánh giá định lượng ảnh hưởng của các hoạt động kinh tế
đến dòng chảy có thể bằng cách so sánh dòng chảy tự nhiên vμ
dòng chảy bị phá vỡ của thời đoạn hay bằng phương pháp cân
bằng Trong trường hợp thứ nhất, tiến hμnh khảo sát dao động
nhiều năm của dòng chảy trên tuyến đo của sông đang xét, diễn
ra dưới ảnh hưởng của các nhân tố tự nhiên (thiên nhiên) vμ
trên nền của chúng thực hiện đánh giá quy mô thay đổi quan
trắc được của dòng chảy vμ chế độ nước sông ngòi dưới tác động
của ánước thải công cộng hoạt động kinh tế trên lưu vực của nó
Phương pháp so sánh cho phép xác định ảnh hưởng tổng cộng
của ánước thải công cộng hoạt động kinh tế trên lưu vực sông
ngòi cho trước hay trên các vùng riêng biệt Khi đó cần thiết có
các điểm với thời kỳ quan trắc dòng chảy dμi trong các điều kiện
tự nhiên vμ bị phá vỡ
Với phương pháp cân bằng khảo sát nghiên cứu cán cân
nước, nhiệt vμ đôi khi cả mặn của đoạn lưu vực, trên đó tiến
hμnh các dạng hoạt động kinh tế khác nhau, cũng như các đoạn
lòng sông nằm trong vùng ảnh hưởng của kênh dẫn vμ nơi lấy
nước vμ tương tự thế Phương pháp cân bằng cho phép xác định
ảnh hưởng cá biệt của nhân tố hoạt động kinh tế cụ thể lên
dòng chảy sông ngòi, khám phá bản chất vật lý của quá trình
nμy vμ xác định ảnh hưởng của nó trong tương lai Không phức
tạp khi tiến hμnh đánh giá cán cân nước lòng sông tính đến ảnh
hưởng của việc lấy (đổ) nước lên dòng chảy sông ngòi, nếu như
có đủ tμi liệu đáng tín cậy về các đại lượng đó Tuy nhiên sử
dụng phương pháp cân bằng đòi hỏi một khố lượng khảo sát thực địa chuyên ngμnh rất công phu
Đơn giản nhất vμ thường hay áp dụng nhất khi sử dụng phương pháp so aánh để đánh giá ảnh hưởng của việc lấy nước lên dòng chảy sông ngòi lμ phương pháp khôi phục dòng chảy tự nhiên của sông ngòi, nằm trong điều kiện bị phá vỡ Các sông
được so sánh cần phải có thời gianđồng quan trắc đủ dμi về dòng chảy trong các điều kiện bị phá vỡ vμ không phs vỡ Điều kiện hình thμnh dòng chảy của sông nghiên cứu vμ sông tương
tự cμng gần nhau bao nhiêu thì kết quả thu nhận được cμng tin cậy bấy nhiêu Xác định ảnh hưởng của việc lấy nước còn có thể bằng cách xây dựng các đồ thị quan hệ tích phân (hay luỹ tích) các giá trị dòng chảy sông với chế độ bị phá vỡ (hay sông nghiên cứu) vμ sông tương tự Thời kỳ phá vỡ được tách ra trên đồ thị quan hệ như lμ vùng chênh lệch cực đoan giá trị nước thải công cộng điểm thực nghiệm với hướng đường quan hệ tổng quát Tất nhiên, quan hệ của sông nghiên cứu vμ sông tương tự trong thời
kỳ không bị phá vỡ phải có dạng tuyến tính Thủ thuật tương tự như vậy đánh giá sự thay đổi dòng chảy sông ngòi trong thời kỳ
nó bị phá vỡ lμ khá nhạy vμ áp dụng cho mùa kiệt, do sự phá vỡ dòng chảy thường có trọng số lớn nhất chính trong thời kỳ nμy Trên hình 5.1 chỉ ra một đồ thị như vậy đối với sông Poli (lãnh thổ lưu vực bồn trầm tích sông Matxcơva) So sánh các đồ thị
đối với các thời kỳ ít vμ nhiều nước chứng tỏ rằng sự giảm dòng chảy mạnh nhất diễn ra trong thời kỳ kiệt, khi mμ tỷ số giữa lượng nước lấy từ sông Poli vμ dòng chảy của nó lμ cực đại Thời gian bắt đầu phá vỡ, tách ra trên các đồ thị trùng với bắt đầu tăng cường các hoạt động kinh tế trên lưu sông đang xét
Nếu như giá trị hệ số tương quan cặp nhỏ hơn 0,80 thì tập trung sử dụng một vμi sông tương tự để tăng độ chính xác của
đánh giá sự phá vỡ dòng chảy Khi đó tính toán được thực hiện
Trang 4với việc áp dụng tương quan tuyến tính bội
Hình 5.1 Quan hệ giữa tích phân tổng dòng chảy sông tương tưh
vμ sông chế độ bị phá vỡ đối với mùa xuân (a) vμ mùa kiệt (b)
Sử dụng các đường cong tích phân để đánh giá phá vỡ dòng
chảy do các hoạt động kinh tế cho phép xác định quy mô phá vỡ
chung, nhưng không đánh giá ảnh hưởng của từng nhân tố
nhân sinh Cho nên phương pháp nμy được sử dụng vμo mục
đích khi có ảnh hưởng của một yếu tố trội như trong vùng ảnh
hưởng của tưới
Sự thay đổi dòng chảy chi tiết hơn theo dọc sông diễn ra do
việc lấy nước có thể xác định với việc thμnh lập cán cân nước
lòng sông Cho mục đích thu thập thông tin tối đa cần thiết thực
hiện tổ hợp công việc thực địa, bao gồm tập hợp cả các thông tin
về thể tích sử dụng nước sông cho kinh tế vμ tiến hμnh trắc địa
đo đạc thủy văn trên các đoạn sông nghiên cứu
Các thμnh phần của phương trình cân bằng nước thường
thay đổi đối với các lưu vực hay đoạn sông khác nhau vμ phụ
thuộc vμo tính chất các hoạt động kinh tế Một trong các dạng
cán cân nước lòng sông có thể viết dưới dạng sau đây:
ư
ư
với Qn - nhập lưu nước sông qua tuyến đổ vμo; Qr - dòng xuất từ
đoạn qua tuyến ra; Qc - nhập lưu từ khu giã từ sườn bên cạnh;
Qd - lưu lượng nước lấy; Qt - thấm từ lòng sông
Với việc đánh giá định lượng ảnh hưởng của hoạt động kinh
tế đến dòng chảy sông ngòi trong thời kỳ ít nướcvới mục đích tiến hμnh nghiên cứu tổng hợp, như lμ các số liệu của phương trình cân bằng, cũng chính lμ kết quả thu được khi so sánh dao
động nhiều năm của lượng nước sông vμ động lực của khia phá kinh tế lưu vực
Khi kế hoạch hóa việc lấy nước từ sông (hay hồ) cần phải xác định lưu lượng nước cho phép tối thiểu (hay thể tích nước) cần được giữ lại Xác định lưu lượng nước cho phép tối thiểu còn lại trong sông việc khai thác kinh té của nó lμ một vấn đề tổng hợp Lưu lượng nước còn lại trong sông cần thoả mãn hμng loạt
đòi hỏi vμ trước hết lμ tiêu chuẩn vệ sinh vμ các nhu cầu dùng nước của các nhμ dùng nước sông nằm phía dưới
Khi tính toán lưu lượng nước cho phép tối thiểu giữ lại trong sông cần tính đến chế độ nước sông vμo thời kỳ ít nước của năm vμ dòng chảy cực tiểu đáng kể nhất khi đó lμ tính chất của thời kỳ nước kiệt vμ độ dμi của nó Với một mùa kiệt ổn định vμ kéo dμi tạo ra các điều kiện không thuận lợi cho việc lấy nước từ sông Cho nên việc tính toán lưu lượng nước cho phép tối thiểu trong sông cần được tiến hμnh với việc tính đến lưu lượng nước cực tiểu hay mùa kiệt (với việc không bỏ qua các thay đổi lớn về chất lượng nước) vμ độ dμi của thời kỳ đó
Thường thường để bảo toμn trạng thái tự nhiên của sông ngòi, cần giữ trong nó một dòng chảy (không phá vỡ chất lượng nước) tương ứng với đại lượng nuôi dưỡng sông bằng nước ngầm, tức lμ gần với dòng chảy kiệt tự nhiên Tuy nhiên độ dμi lớn của
Trang 5thời kỳ kiệt trên phần lớn sông ngòi của Liên Xô vμo mùa đông
hay hè - thu trong trường hợp nμy lμm hạn chế đáng kể khả
năng sử dụng chúng để lấy nước Trong khi đó quan trắc được
dao động lớn của dòng chảy kiệt theo các năm Do vậy, việc
nghiên cứu trạng thái tự nhiên của sông ngòi vμo những năm ít
nước nhất với các giá trị dòng chảy nhỏ nhất trong thời kỳ kiệt
có ý nghĩa lớn nhất Nếu như trong các điều kiện như vậy, ở
trong sông giữ được các nguồn lợi sinh thái thì giá trị nμy của
dòng chảy kiệt (hay cực tiểu) sẽ được chấp nhận hoặc như cho
phép tối thiểu (nếu như trong sông tạo ra các điều kiện trên
ranh giới lợi ích sinh thái), hoặc lμ gốc để tính toán Lưu lượng
nước tính toán (vệ sinh) giữ lại trong sông được xác định bằng
cách dẫn các hệ số tính đến tổ hợp các nhân tố khác nhau, đặc
trưng cho ý nghĩa kinh tế của sông ngòi, chế độ sinh hóa vμ
thủy hóa của chúng, khả năng tự lμm sạch, dạng ô nhiễm vμ các
điều kiện khác, ảnh hưởng đến chất lượng nước
Chương 6
dự báo chất lượng tμi nguyên nước
Dự báo chất vμ lượng nước lục địa lμ giai đoạn hoμn thiện của kiểm soát Các phương pháp dự báo chất lượng nước đang
áp dụng hiện nay có thể chia ra hai dạng: dựa trên đề xuất bảo toμn theo thời gian xu hướng của quá trình diễn ra trong đối tượng nước vμo thời kỳ nghiên cứu chúng (phương pháp ngoại suy hay phương pháp khoanh vùng), vμ dựa trên cơ sở mô phỏng toán học hay nghiên cứu vật lý các quá trình thủy động lực, quá trình lý hóa vμ các quá trình khác diễn ra trong thủy vực vμ sông ngòi vμ tính đến qui luật thay đổi trạng thái của đối tượng nước với sự thay thế các nhân tố chính xác định trạng thái nμy - mô hình hóa quá trình (toán học, vật lý, phòng thí nghiệm) hoặc tạo ra các đối tượng mô hình, lãnh thổ, khu vực Theo thời gian dự kiến dự báo có thể lμ hạn ngắn hoặc hạn dμi Khi sử dụng phương pháp ngoại suy, thời gain qt cần phải dμi hơn thời gian dự báo khá nhiều (từ 3 lần trở lên), bao trọn các thời kỳ nhiều vμ ít nước của dòng chảy, còn tính chất phá vỡ chất vμ lượng dòng chảy cần bảo toμn chế độ dừng vμ đơn hướng Với sự thay đổi đột ngột các nâhn tố nhân sinh, xác định trạng thái đối tượng nước, đặc biệt nếu các đột biến nμy khó
