Nghiên cứu cơ sở khoa học trong việc đánh giá dòng chảy môi trường 1

Dòng chảy môi trường đang là một trong các vấn đề được quan tâm nghiên cứu của thuỷ văn sinh thái - môn khoa học nghiên cứu mối quan hệ qua lại giữa chu trình thuỷ văn và hệ sinh thái, đ

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜN(.

V IỆN KHOA HOC

i n 'ì

MỤC LỤC

MỞ ĐÀU 1

CHƯƠNG 1 TỎNG QUAN TỈNH HỈNH NGHIÊN c ứ u DÒNG CHẢY MÔI TRƯỜNG TRÊN THE GIỚI VẢ Ở VIỆT NAM CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐẢNH GIÁ DCMT ĐANG Được ÁP DỤNG 2

1.1 TÌNH HÌNH NGHIÊN c ứ ư TRÊN THỂ GIỚI 2

1.1.1 Những nghiên cứu ở M ỹ 2

1.1.2 Nghiên cứu của Nam Phi 2

1.1.3 Các nghiên cứu tại Australia 2

1.1.4 Các nghiên cứu của Châu Á 2

1.2 TÌNH HÌNH NGHIÊN c ứ u ở VIỆT NAM 3

1.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ DÒNG CHẢY MÔI TRƯỜNG 4

1.3.1 Phương pháp thủy văn (Hydrological methods) 4

1.3.2 Phương pháp thủy lực (Hydraulic rating methods) 4

1.3.3 Phương pháp mô phỏng môi trường sống (Habitat simulation of microhabitat modelling methods) 4

1.3.4 Phương phốp tổng thẻ 5

CHƯƠNG 2 ĐẶC ĐIỂM T ự NHIÊN CỦA LƯU v ự c SÔNG ĐÀ -6

2.1 VỊ TRÍ ĐỊA LÝ 6

2.2 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÌNH, ĐỊA MẠO 6

2.3 ĐẬC ĐIỂM ĐỊA CHÁT THỒ NHƯỠNG 7

2.3.1 Đặc điếm địa chẨt (phần thuộc lãnh thổ Việt Nam) 7

2.3.2 Đặc điẻm thổ nhưOng 7

2.4 ĐẶC ĐIỂM KHÍ TƯỢNG , 7

2.5 THẢM PHỦ THỰC VẬT 8

2 6 ĐẶC TRƯNG HỆ SINH THÁI 8

2.6.1 Hộ thực vật lưu vực sông Đà « 8

2.6.2 Hộ động vật trên cạn 8

2.6.3 Hộ thủy sinh 8

2.7 MỘT SỐ ĐẶC ĐIÊM VỀ CHẾ Đ ộ THƯỶ VĂN TRÊN SÔNG ĐÀ 9

2.7.1 Dòng chảy năm 9

2.7.2 Dòng chảy lũ 9

2.7.3 Dòng chảy kiệt 9

2.7.4 Dòng chảy bùn cát 9

2.8 ĐÁNH GIÁ DÒNG CHẢY MÔI TRƯỜNG CHO KHƯ v ự c NGHIÊN c ứ u : 10

2.8.1 Điều tra hiện trạng nguồn nước, đánh giá tổn thương hệ sinh thái, tổn thất

2.8.2 Tác động của đập Hòa Bình đến các hệ sinh thái khu vực hạ lưu 11

CHƯƠNG 3 ÁP DỤNG MỘT SỔ PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ DÒNG CHẢY MÔI TRƯỜNG CHO ĐOẠN SÔNG NGHIÊN c ứ u 14

3.1 PHÂN TÍCH, XÁC ĐỊNH CÁC MỤC TIÊU ĐÁNH GIÁ DÒNG CHẢY MÔI TRƯỜNG CHO ĐOẠN SÔNG NGHIÊN c ứ u 14

3.2 LựA CHỌN CÁC TUYẾN TÍNH TOÁN DÒNG CHẢY MÔI TRƯỜNG 14

3.3 ÁP DỤNG MÔ HÌNH MIKE 11 TỈNH TOÁN CHƯỎI DÒNG CHẢY TẠI CÁC TUYỂN ĐẢNH GIÁ DÒNG CHẢY MÔI TRƯỜNG 15

3.3.1 Thiết lập mô hình 15

3.3.2 Kết quả hiệu chỉnh mô hình thủy lực 15

3.3.3 Kết quả kiểm nghiệm mô hình thủy lực 16

3.3.4 Nhộn xét 16

3.4 ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP THỦY VẨN ĐÁNH GIÁ DÒNG CHẢY MÔI TRƯỜNG 17

3.4.1 Giới thiệu phương pháp 17

3.4.2 SỐ liệu đầu vào 17

3.4.3 Két quả và nhận xét 17

3.5 ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP CHƯ VI ƯỚT ĐÁNH GIÁ DÒNG CHẢY MÔI TRƯỜNG CHO CÁC TUYẾN TÍNH TOÁN ĐẢ CHỌN 20

CHƯƠNG 4 HƯỚNG DÃN SỬ DỤNG MỘT SÓ PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ DÒNG CHẢY MÔI TRƯỜNG _ _ 24 4.1 PHƯƠNG PHÁP CHƯ VI ƯỚT 24

4.2 PHƯƠNG PHÁP IHA VÀ RVA 24

4.2.1 IHA 24

4.2.2 RV A 25

4.3 PHƯƠNG PHÁP DRIFT (DOWNSTREAM RESPONSE TO IMPOSED FLOW TRANSFORMATION ) 25

4.4 PHƯƠNG PHÁP IFIM ( IN STREAM FLOW INCREMENTAL METHODOLOGY) 26 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ _ 27 TÀI LIỆU THAM KHẢO _ _ 28

Dòng chảy môi trường đang là một trong các vấn đề được quan tâm nghiên cứu của thuỷ văn sinh thái - môn khoa học nghiên cứu mối quan hệ qua lại giữa chu trình thuỷ văn và hệ sinh thái, đã được ửng dụng trong các nghiên cứu ở nhiều khu vực trên thế giới trong lũih vực quản lý tổng hợp, phát triển bền vững tài nguyên nước (Zalewski, 2002; Kundzewicz, 2002; Boruah et al, 2002; Phan Anh Đào, 2005) Dyson (Dyson.M

et al., 2003) đã định nghĩa: Dòng chày môi trưởng là ché độ nước cung cấp cho con

sông, vùng đất ngập nước, vùng ven biển để duy trì hệ sinh íhải và ỉợi ích ở những nơi có sự cạnh tranh về việc sử dụng nước và dòng chảy được điều tiết Định nghĩa

này đã được Tổ chức Bảo tồn Thiên nhiên quốc tể IUCN công nhận Đây cũng là định nghĩa về dòng chảy môi trường mà đề tài sẽ sử dụng trong quá trình nghiên cứu

Hệ thống sông ngòi cần đủ nước để duy trì hệ sinh thái và được quản lý để đảm ì bảo lợi ích kinh tế, xã hội và môi trường ừong lưu vực sông và trực tiếp ỉà các hệ sinhi thái ven sông, nhất là vùng hạ lưu đảm bảo duy trì các hệ sinh thái (HST) sông ở trạng' thái cân bằng và khỏe mạnh Dòng chảy môi trường (DCMT) là một nhân tố rất quani trọng đối với sức khỏe của HST nước Vi thế, nếu DCMT không được duy trì sẽ không ị những gẳy tổn hại đến hệ thủy sinh mà còn đe dọa con người và các cộng đồng phụj thuộc vào sông và do đó sẽ gây nguy hiểm cho cuộc sổng, sinh hoạt và an ninh của cácc cộng đồng dân sống ven sông và nên sản xuất của họ của khu vực hạ du

Hiện tại, Việt Nam đang trong quá trình tiếp cận thực hiện quản lý tổng hợp tàìi nguyên nước tiến tới khai thác sử dụng tài nguyên nước theo hướng bền vững về môii trường và mang lại hiệu quả kinh tế cao Vì thế, nghiên cứu và ủng dụng các phươnịg pháp đánh giá dòng chảy môi trường rất phù hợp với bổi cảnh Việt Nam và tạo ra ccơ

sở thực tiễn cũng như cơ sở khoa học cho việc thực hiện thành công các yêu cầu vrẻ quản ỉý tổng họp tài nguyên nước, quản lý tổng hợp lưu vực sông trong thời gian tói

Khu vực được lựa chọn trong đẻ tài là đoạn hạ lưu của sông Đà, nằm trong đ}ia phận 3 tỉnh Hòa Đinh, Phú Thọ, Hà Tây, đoạn sông này bị điều tiết bởi hộ thống độto thủy điện phía trên, trực tiếp bị tác động của độp thủy điện Hòa Binh Các vấn đẻ we cạnh tranh nguồn nước hay suy giảm chẩt lượng nước, suy thoái hệ sinh thái, cũnig đang được đặt ra cho các tinh thuộc lưu vực sông

CHƯƠNG 1 TÒNG QUAN TỈNH HÌNH NGHIÊN c ứ u DÒNG CHẢY MÔI TRƯỜNG TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH

GIẢ DCMT ĐANG ĐƯỢC ÁP DỤNG

1.1 TÌNH HÌNH NGHIÊN c ứ u TRÊN THÉ GIỚI

1.1.1 Những nghiên cứu ờ Mỹ

Rất nhiều phương pháp đánh giá dòng chảy môi trường bao gồm các phương pháp thuý văn, thủy lực, mô phỏng môi trường sống và tiếp cận tổng thể đang đuợc ốp

dụng ở Mỹ Có 17 phương pháp được sử dụng phổ biến gôm phương pháp Tăng dòng

chảy trong sông (IFIM - Instream Flow Incremental Methodology); phương pháp Tennant với các hiệu chinh khác nhau theo khu vực tính cho từng cơ chế thuỷ văn và những dạng biến đổi; phương pháp 7Q10; phương pháp chuyên gia; phương pháp thuỷ vồn dựa vào chế độ dòng /FDCA; phương pháp chất lượng nước; Trong các phuơng pháp này, IFIM được sử dụng rộng rãi nhất tại 30 bang và thành phố lớn ở nước Mỹ.1.1.2 Nghiên cứu của Nam Phi

Nam Phỉ là một trong những nước đầu tiên ở Châu Phi thực hiện những nghiên cứu về đánh giá dòng chảy môi trường Giai đoạn phát triển mạnh của các nghiên cứu nảy là vào thập kỷ trước (King & O’Keeffe 1989; Gore & King 1989; O’Keeffe &

Davies 1991; Gore et al 1991; King & Tharme 1994; King etal 1995) Trong một vài

năm gần đây, các nghiên cứu tập trung vào phát triển phương pháp BBM (Building Block Methodology-phương pháp phân tích chức Iìãng) và DRIFT (Downstream response to imposed flow transformation-sự phản ứng của hạ lưu đối với sự thay đổi dòng chảy bắt buộc) cũng như các cách tiếp cận phát sinh khác đẻ xác định sự bảo tồn

đa dạng sinh học Các phương pháp này được xem là phù hợp nhất với điều kiện của Nam Phi

1.1.3 Các nghiên cứu tfi Australia

Những nghiên cửu về dòng chảy môi trường được thực hiện khá nhiều ở

Australia, tuy nhiêu tuỳ thuộc vào từng bang sẽ có những lựa chọn khác nhau vẻ phương pháp đánh giá dòng chảy môi trường (Growns & Kotlash 1994; Tharme 1996; Stewardson & Gippel 1997; Dunbar et al 1998; Arthington 1998; and Arthington & Zalucki 1998)

Một loạt các phương pháp đang được sử dụng ở Australia như: phương pháp Tăng dòng chảy ừong sông (IFIM - Instream Flow Incremental Methodology); Chương trinh mô phỏng động lực sông và môi trường sống (RHYHABSIM - River Hydraulic and Habitat Simulation Program); Tiếp cận tổng thể; Phương pháp Tennanỉ; FDCA (Flow Duration Curve Analysis) và một loạt các chỉ số thuỷ văn khác; Phân tích môi trường sổng và lập kế hoạch quản lý và phân phổi nước (WAMP - Water Allocation and Management Planning); BĐM, etc

1.1.4 Các nghiên cửu của Châu Á

Cách tiếp cận dòng chảy môi trường của Trung Quốc: Từ năm 1998, có nhiều nghiên cứu vê dòng chảy môi tnrờng đã được thực hiện xuất phát từ nhu câu câp thiêt

khác ở phía Bắc Phương pháp quốc tế để đánh giá dòng chảy môi trường cũng được giới thiệu ở Trung Quốc Dự án Nghiên cứu về Hệ sinh thái cửa sông Vàng và nhu cầu nước môi trường sử dụng sổ liệu viễn thám và mô hình hoá môi trường sống để xem xét và lý giải một cách khoa học các đánh giá dòng chảy môi trường Tại cuộc hội thảo

về Bảo vệ Môi truờng, được tài ừợ bởi GWP, Trung Quốc đâ đưa ra một chương trình kiểm soát trầm tích và sông có tên Lý thuyết khoa học và hệ thống chỉ thị sức khoẻ sông Hệ thống này xác định các chỉ thị sinh thái, kinh tế-xã hội của sông để xác định nhu cầu nước môi trường

Dòng chảy môi trường và quản lý tài nguỵên nước ở Án Độ: các con sông luôn giữ một vai trò quan ừọng trong đặc điểm kinh tể-xã hội ở Án Độ Đầu những năm 70, một đạo luật về kiểm soát ô nhiễm đã được thông qua và gần đây là Kế hoạch bảo tồn sông quổc gia nhằm giảm ô nhiễm trong sông Tuy nhiên, bốt chấp mọi cổ gắng, ch it lượng nước vẫn tiếp tục suy giảm, vẩn đề dòng chảy môi trường được đặc biệt quan tâm từ phán quyết của Toà án Tối cao Ân Dộ tháng 5/1999 về duy trì dòng chảy tối thiểu Ỉ0m3/s ở sông Yamuna Sau đó, dong chảy môi trường đa được thảo luận tại nhiều cuộc hội thải 5/2001, Chỉnh phù Ân Độ đã thông qua Quyền đánh giá chát lượnẹ nuớc (WQAA) trong đó cỏ đề cập đến “dòng chảy tối thiểu trong các sông đề bảo tôn hệ sinh thái”

Nghiên cứu dòng chảy môi trường ở Bangladesh: Trường Đại học Kỹ thuật và Công nghệ Bangladesh kết hợp với Dutch Delft Cluster đs thực hiện nghiên cứu về sự phù hợp của các phương pháp đánh giá dòng chảy môi trường ỏr Bangladesh; các khỉa cạnh kinh tế, xã hội trong đánh giá dòng chảy môi trường Nghiên cứu cũng đã tiến hành các thu thập và phân tích so liệu thuỷ văn và sử dụng một số phương pháp thiuỳ văn khác như phương pháp Tennant, Constant Yield, Flow Duration Curve vả Range

of Variability Approach

1.2 TÌNH HỈNH NGHIÊN c ứ u Ở VIỆT NAM

Tại Việt Nam dòng chảy môi trường mới được chú ý đến trong khoảng 10 nim gần đây Một sổ các nghiên cứu đs được tiến hành bao gồm:

❖ Dự án nghiên cứu dòng chảy môi trường để lập quy hoạch về duy tri dòng chảy trên dòng chính của sông Mê Công thuộc chương trình sử dụng nước (WUP) của Uỷ ban sông Mê Cổng, theo 3 giai đoạn :

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

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

- Theo nghiên cứu trực tiếp, ừong đó có các điều tra về hộ 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 ứíu thập và phân tích số liệu

❖ Dự án đánh giá dòng chảy môi trường cho lưu vực sông Hương Dự án này do IUCN phối hợp với IWMI và Ban Quản lý lưu vực sông Hương thực hiện trong các năm 2003 - 2004 Phương pháp DRIFT sửa đổi đa đuợc sử dụng trong nghiên cứu này Các phân tích, đánh giá được thực hiện dựa trên các kịch bản thuỷ văn được đưa ra bởi các chuyên gia

❖ Các nghiên cứu của khoa Thuỷ văn Môi trường - Trường Đại học Thuỷ lợi, bao gồm các nghiên cứu về cơ sở khoa học và phương pháp tính toán ngưỡng khai

107

dụng thử nghiệm một số phương pháp đánh giá nhanh dòng chảy môi trườngtheo các chỉ số trong một số đề tài, dự ản cụ the.

Như vậy, nhìn chung, các nghiên cứu ữong nước mới tiếp cận khái niệm hoặc một sô phương pháp đánh giá nhanh theo các chỉ số, đơn giản nhưng thông dụng của thê giới Các nghiên cứu cũng bước đầu tỉm hiểu để tiến tới xây dựng phương pháp đánh giá dòng chảy môi trường phù hợp với tinh hình số liệu, năng lực và điều kiện của các lưu vực sông ở Việt Nam

1.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ DÒNG CHẢY MÔI TRƯỜNG

Theo Thame R.E (2003) đã thống kê được 207 phương pháp đánh giá DCMT Thực tế thường dùng nhất là phân loại theo bản chất Theo cách phân lọai này có thể chia thành 5 nhóm phương pháp sau:

1 Phương pháp thủy văn (có sách ghi thành 2 nhóm Thủy ván và Thủy lực)

2 Phương pháp mô phỏng môi trường sổng

3 Phương pháp tiếp cận tong thể

4 Phương pháp chuyên gia

5 Phương pháp kết hợp

1.3.1 Phuxmg pháp thủy văn (Hydrological methods)

Các phương pháp nhìn chung là đơn giản, dễ áp dụng, có độ tin cậy không cao và thường sử dụng trong giai đoạn quy hoạch Các số liệu thủy vãn như chuỗi dòng chảy trung binh ngày hay tháng được phân tích đẻ xác định các chỉ sổ dòng chảy chũẫn mà sau đó sẽ trở thành các giá trị DCMT đề xuất Thông thường thì các nhu cẩu DCMT được coi là một phần của dòng chảy (thường ỉà dòng chảy nhỏ nhất, ví dụ như Qtt -

lượng dòng chảy bàng hay vượt quá 95 % của thời gian) đẻ duy trì “sức khỏe” của

sông, các loài cá hay các đặc trưng sinh thái quan trọng khác ở mức độ cỏ thể chấp nhận được theo thời đoạn năm, mùa hay tháng

1.3.2 Phuorng pháp thủy lực (Hydraulic rating methods)

Các phương pháp thủy lực sử dụng sụ thay đổi về các đặc trung thủy lực như chu vi uớt hay độ sâu dòng chảy lớn nhẩt, diện tỉch lòng sông có nước thường xuyên

để xác định DCMT Chúng đưa ra các chỉ số đơn giản về môi trường trong sông ứng với một giá trị lưu ỉượng cho bước Phương pháp này được sử dụng khá phổ biến ở

Mỹ và Úc và một nhà nghi&n cứu đã chỉ ra các vấn đề trong việc cố gẳng xác định các gia trị ỉưu lượng ngưỡng mà dưới các gỉá trị này, chu vi ướt giảm rất nhanh Do hạn chê này, phương pháp sẽ phù hợp trong việc hỗ ừợ ra quyết định theo các kịch bản và các cuộc đàm phán phân bổ nước hơn là để xác định một giá trị ngưỡng sinh thái

1-3.3 Phương pháp mỗ phỏng môi trường sống (Habitat simulation of

microhabitat modelling methods)

Các phương pháp mô phỏng môi trường sống đã được xây dựng sử dựng dữ liệu về môi trường sống của các loài để xác định nhu cầu dòng chảy sinh thái Tronẹ các điêu kiện môi trường đảm bảo cho một sổ loài sinh vật nước ngọt, chỉnh các yêu tô vật lý bị ảnh hưởng nhiều nhất bởi các thay đối của chá độ dòng chảy Mổi quan hệ giữa dòng chảy, môi trường sống và các loài sinh vật có thể được mô tả bằng sự liên kêt giữa các đặc trưng của sông nhu độ sâu và lưu tốc dòng chảy ứng với các giá trị dòng chảy đo đạc hay mô phỏng khác nhau ỈChi mối quan hệ giữa môi trường vật lý

và dòng chảy được thiết lập, chúng có thế được liên kết với các kịch bản dòng chảy ừong sông.

1.3.4 Phirơng pháp tổng thể

Trong suốt thập kỷ qua, các nhà sinh thái học về sông đỉ đua ra ngày cảng nhiều cách tiếp cận tong thế hơn để xác định DCMT, duy trì và bảo tồn hê sinh thái sông, chứ không chỉ tập trune vào một sổ ỉoài Từ phương pháp tíép cận tong thẻ hệ sinh thái do Arthington đề xuât năm 1992, cấc phương pháp tiếp cận tổng thể đa được xây dựng và áp dụng, đầu tí6n ở úc và Nam Phi và gàn đây là ở Anh Loại phương pháp này cho ĩỉng nếu các độc trung nào đó của chế độ thủy vin tự nhiên của sông được xác định và lồng ghép vào chế độ dòng chảy đs biến đổi, thỉ cản phải duy tri tất cả các yếu tổ khác đang cân bàng, quin thể sinh vật hiện tại và sự toàn vẹn của cốc chức năng,

hệ sinh thái Tương tự như vậy, Spark (1992,1995) đ& chỉ ra ràng thay vỉ việc tối ưu hóai chế độ dòng chảy cho một hay một sổ loài, cách tiếp cận tổt hơn là xác lập chế độ dòng; chảy tự nhiên duy trì tất cả các loài

109

CHƯƠNG 2 ĐẬC ĐIẺM TỤ NHIÊN CỦA LƯU v ự c SÔNG ĐÀ

Để có thể áp dụng các phương pháp đánh giá dòng chảy môi trường cho điều kiện Việt Nam, trong nghiên cứu này chúng tôi đã lựa chọn đoạn sông nghiên cứu thí điểm là đoạn sông hạ lưu sông Đà, từ sau đập

Việc chọn đoạn sông trên để

nghiên cứu thí điểm căn cứ vào các lý

- Chưa có nghiên cứu nào về đánh

giá dòng chảy mỏi truing thực mnh J Đ sô Đ i nghiẾn cứu

hiện ứên hệ thông sông Hông

- Vấn đề duy trì và bảo đảm chế độ dòng chảy môi trường cho sông Đà là một vấn đề quan trọng vông Hồng đang bị suy thoái do ảnh hưởng của hoạt động dân sinh và phát triển trên lưu vực cũng như thành phố Việt Trì

- Đoạn sông nghiên cứu là đoạn sông hạ lưu của một đập dâng lớn-đập Hòa Binh,

có hoạt động sử dụng nước diễn ra phức tạp

- Đập Hòa Bình đã xây dựng trên sông Đà không có công trình nào cho cá di chuyển lên thượng lưu

1920 MW đảm bảo nguồn điện năng dồi dào cho sản xuất và đời sống và ừong tương lai gần sẽ có thêm nhà máy thủy điện Sơn La với công suất 3600 MW lớn nhất khu vực Đông Nam Á)

2.2 ĐẬC ĐIẺM ĐỊA HÌNH, ĐỊA MẠO

Sông Đà phần lón thuộc vùng núi phía Tây Bắc nước ta có đặc điểm địa hinh, địa mạo rất phức tạp, bị cắt xẻ mạnh mẽ, được câu tạo bời những dãy núi cao, xen kẽ những dây núi cao là những thung lũng sâu, hẹp hình chữ V, sông suối có độ dốc lớn phân bố khắp nơi Đường phân thuỷ của lưu vực sông Đà có dạng răng cưa nhọn và độ dốc đạt tới 450 Đến gần Lai Châu, sông Đà chảy qua dải cao hẻm vực sâu có độ cao 800-900 m, dài 200 km ngăn cách cao nguvên Sìn Chải với cao nguvên Mộc Châu, độ

I l lcao lại tăng lên gần 1000 m Qua khỏi Mộc Châu, dải cao nguyên mới hạ thấp hăm,, biến thành các đồi lượn sóng.

B Ả N d ó k h u v ự c N O H Ế N c ơ u D Ò N O C K Ả Y M Ô I T O Ư Ờ N O

Hình 2 Bản đồ khu vực nghiên cứu dòng chảy mỏi tnrồrag2.3 ĐẬC ĐIỂM ĐỊA CHÁT THỔ NHƯỠNG

2.3.1 Đặc điểm địa chất (phần thuộc lãnh thổ Việt Nam)

Đặc điểm địa chất lưu vực sông Đà có những nét riêng biệt mà các vùng kháic không cổ và được hình thành trong nhiều giai đoạn kiến tạo xảy ra rất mãnh liệt khiic nhau, có nhiều đứt gfiy, uổn nếp và sụt lún

Thảm phủ thực vật bao gồm rừng tự nhiên, rừng trồng, trảng cây bụi và trảng cỏ Theo kết quả kiểm kê rừng tại thời điểm 31/12/1999, Tây Băccó 963 441ha rừng, trong

đó theo nguồn gốc có 884 409ha rừng tự nhiên và 79 032 ha rừng trồng theo công dụng

có 713 563 ha rùng phòng hộ, 171 829 ha rừng đăch dụng và 78 049 ha rừng sản xuất; theo loại cây có 788 318 ha rừng gỗ, 65 883 ha rừng tre nứa và 109 240 ha rừng khác với trữ lượng gỗ rừng khoảng 41 753 976 m3 và khoảng 431 389 nghìn cây tre, nứa

2 6 ĐẶC TRƯNG HỆ SINH THÁI

2.6.Ỉ Hệ thực vật lưu vyrc sông Đà

Theo số liệu thống kê, hệ thực vật vùng lưu vực sông Đà có khoảng 214 hạ, 852 chi và khoảng 2 506 loài thực vật Trong đó, cây hạt kín hai lá mầm - Magnoliosida có

146 họ, 580 chi, 1782 loài; cây hạt kín một lá mầm - Liliopsida có 31 họ, 167 chi, 418 loài; các cây hạt trần - Pinophita có 7 họ, 14 chi, 19 loài; ngành lá thông - Psilotophyta có 1 họ, 1 chi, 1 loài; ngành Mộc tặc - Equisetophta có 1 họ, 1 chi, 2 loài; ngành Thông đất - Lycopodiophyta có 2họ, 3 chi, 18 loài; ngành Dương xỉ - Polypodiophyta cỏ 16 họ, 86 chi, 266 loài

Đã có 132 loài trong tổng số 337 loài thực vật quý hiếm vùng lưu vực sông Đà được ghi trong sách Đỏ Việt Nam, ừong đỏ có ỉ 1 loài thuộc cấp E-đang nguy cấp, 26 loài thuộc cấp V-sẽ nguy cấp, 58 loài thuộc cấp R-hiếm, 26 loài thuộc cấp bị đe dọa, 2.6.2 Hệ động vật trên cạn

Cho đến nay, lưu vực sông Đà đã thống kê được 675 loài động vật có xương sống thuộc 108 họ, 29 bộ (chưa kể các loài côn trùng, động vật không xương sổng ở cạn khác) Trong đó có 122 iaoì thú, thuộc 33 họ, 8 bộ; chim có 420 loài thuộc 56 họ,

17 bộ, bò sốt cỏ 98 loài thuộc 13 họ 3 bộ và lưỡng cư có 35 loài thuộc 6 họ 1 bộ

2.6.3 Hệ thủy sinh

Hiện hệ thực vật nổi ở hồ Hòa Bỉnh trên sông Đà cho thấy có 139 loài thuộc ngành tảo Silic (có sổ lượng loài đông nhẩt 57 loài chiếm 40% trên tổng sổ loài), tảo Lục (48 loài, chiếm 34,5%), tảo Lam (28 loài), tảo Giáp, tảo Vàng và tảo Măt (4Ioài)

Đến nay thủy vực nước ngọt vùng Tây Bắc đa thống kê được 55 loài động vật nổi thuộc các nhỏm trừng bánh xe (Rotatoria), giáp xác râu ngành (Cladocera), giáp xác chân chèo (Copepado), có bao (Ostracoda)

Động vật đáy ở lưu vực sông Đà có khoảng 70 loài thuộc các nhóm giun ít tư (Oligochaeta), động vật thân mềm và tôm cua Ở Hồ Hòa Binh đs xác định được 9 loài thuộc các nhóm động vật thân mềm hai mảnh vỏ Đivaỉia, ốc Gastropoda, tôm càng họ Palaemonỉdae, cua họ Potamidae Do cấu trúc nền đáy là sỏi đá, đất cứng và độ dốc bờ khá cao cộng với độ sâu hổ lớn, thành phần sinh vật đáy ở đây không phong phú

Khu hệ cá sông đã được nghiên cửu từ khá sớm cho thấy có 174 loài cá thuộc

85 giống, 19 họ, 6 bộ Trong đó, bộ cá chép có thành phần loài phong phú nhât, 123 loài (chiếm 70,6%), 59 giống Bộ cá nheo có 28 loài (16%), 12 giống Trong thành phần có 6 loài cá nuôi nhập nội, còn lại là cá tự nhiên Điều đáng chú ỷ là trong khu hệ

cá sông Đà có 19 loài có giá trị kinh tế Trong đó có 8 loài ghi trong sách Đỏ Việt Nam: cá chiên, cá anh vũ, cá lăng, rầm xanh,

2.7 MỘT SỐ ĐẬC ĐIẺM VẺ CHÊ Đ ộ THUỶ VĂN TRỂN SÔNG ĐÀ

2.7.1 Dòng chảy năm

Lượng mua trung bình hàng năm của cồ lưu vực sông Đà tương đối ltórm, vàoo khoảng 1900 mm Do đặc điểm mưa như vậy nên dòng chảy năm của sông Đ à ríât dôi ti dào: tong lượng nuớc bình quân nhiều năm của sông Đà khoảng 55,7 tỳ m3 úimig với ả lưu lượng binh quân năm ỉà 1770 m3/s Tính trung bình trên toàn lưu vực sômtg Đà,t, Moduyn dòng chảy tương ứng là 33.51 1/s/Km2 với chiều sâu dòng chảy 1058 Iĩiưm

Trong mùa mưa, lượng nước tính ở phần thượng lưu cùa đập thuỷ đitệm Hoàà Bình chiếm khoảng 75% - 78% tổng lượng nước cả năm Trong mùa khô, lượng nướcc giảm mạnh, còn trên 23%

Nước mặt và nước ngầm trong toàn lưu vực nói chung cỏ lưu lượng vả chấtt lượng dòng chảy thay đổi theo mùa Mùa mưa, nước các dòng sông suôi dâing ca<v, thường gây ra lũ lớn tại các địa phương ừong vùng, thậm chí có cả lũ quét, kẻnn theoo

lở núi và ỉũ bùn với tần suất có xu hướng gia tăng

2.7.2 Dòng chảy lữ

Xem xét dòng chảy mùa lũ, lũ trên lưu vực sông Đà thường do những trận m;ưa ràco nhiệt đới gây nên trên một phạm vi rộng, có cường độ lỏn Lượng nước mùa lũ chiếrm bình quân từ 77,6% đến 78,5% lượng nước cả năm, riêng tháng v in chiếm tới 23,7% lềà tháng có lượng dòng chảy lớn nhát Mừa cạn kéo dài trong 7 tháng (từ tháng XI đến tháng

\ọ Nước lũ sông Đà lớn nhất trong hệ thống sông Hồng do các tiling tâm mua lớn phâm

bổ ở trung lưu sông Đà gây ra Đoạn từ Lý Tiên Độ tới Tạ Bú, mưa lớn trên các sườn núii cao đón gió Tây Nam Sự hoạt động sớm của áp thắp phía Tây là nguyên nhân chủ yéiu dẫn đến sự xuất hiện lưu lượng đỉnhĩfl vào tháng v n

2.7.3 Dòng chảy kiệt

Từ tháng XI đẻn tháng V năm sau là thời kỳ mùa cạn, lượng mưa trong thời kjỳ này giảm nhiều và không vượt auá vài chục miỉimét trong mỗi tháng, nước sông chiủ yếu do lượng nước ngầm cung cap Mực nước và lưu lượng giảm đi nhanh chóng trong tháng Xỉ và x n , biến đổi chậm từ tháng I đến tháng n

Dòng chảy bình quân tháng nhỏ nhất trên dòng chính sông Đà ít biến đổi tử thượng lưu về hạ lưu, dòng chảy mùa cạn của các sông Nhánh phân bố theo không gian cũng giống như dòng chảy năm, moduyn lưu lượng nhỏ nhất các sông suối bên bở trái dao động từ 3+ 8 1/skm2, bên bờ phải giảm xuống chừng 1+3 1/skm2 Nhưng trên các phụ lưu thi phạm vi biến đổi này khá lớn

2.7.4 Dòng chảy bùn cát

về đặc điểm chế độ dòng chảy bùn cát của sông Đà thì sông Đà là sông có độ

đục vào loại cao nhất trên toàn quốc, dòng chảy bùn cát giảm về phía hạ lưu Điều đó chứng tỏ mức độ xâm thực của nuớc chảy trên lưu vực ở phía Việt Nam thấp hơn ở phía Trung Quốc Có thể giải thích hiện tượng này bởi sự giảm sút lượng mưa trên lưu vực

sông Đà ở đoạn từ Lai Châu trở xuống, mặt khác diện tích đá vôi cũng tập trung nhiêu

trên đoạn này

113

2.18 ĐÁNH GIÁ DÒNG CHẢY MÔI TRƯỜNG CHO KHU v ự c NGHIÊN c ử u2.8.1 Điều tra hiện trạng nguồn nước, đánh giá tổn thương hệ sinh thái, tổn thất cá«c giá trị môi trường

*•* Tĩnh hình biến đổi dòng chảy hạ lưu đập Hòa Bình

a) Tác động của đập Hòa Bình đến sự biến đổi dòng chảy hạ lưu

■ Tnrớc khi có đập:

- Trong mùa lũ: Tại trạm Hòa Bình, tổng lượng nuớc mùa lũ chiếm 71-85% (riêng tháng VIII có thể chiếm tới 33%) tổng lượng nước cả năm., Tại trạm Sơn Tây: tông lượng nước mùa lũ chiếm 66-83% (riêng tháng VIII có thể chiếm tới 37.3%) tổng lượng nuớc cả năm

- Trong mùa kiệt, trên sông Hồng đã nhiều lần xuất hiện lưu lượng nước nhỏ, mục nước thấp, gây nên tỉnh trạng thiếu nước nghiêm trọng

■ Sau khi có đập, chế độ dòng chảy ở khu vực hạ lưu sẽ thay đổi đáng kể do có sự điều tiết đòng chảy của hồ

- Trong mùa lũ: hồ Hòa Bình hoạt động đa có tổc dụng điều tiết lũ (Qu^g lớn

nhất chỉ bầng khoảng 71-82% so với trước), làm giảm lưu lượng đỉnh lũ cho

hạ lưu (chỉ còn khoảng 50% tại Hòa Bình, Sơn Tây so với trước), giá trị lớn nhốt trước đây xuất hiện vào tháng v n i nay xuất hiộn vào thángVII

- Trong mùa kiệt: Sau khi hầ chứa đi vào hoạt động đã góp phần tâng đáng kể

lưu lượng nước vào các tháng mùa kiệt Cụ thể: Qtìt, tại trạm Hòa Bình tăng

48,5%, tại Sơn Tây tăng 6,7% Q tháng kiệt nhất tại trạm Hòa Bình tăng 110%, tại Sơn Tây tăng 16,6%

b) Tác động của đập Hòa Đinh đến sự thay đổi mực nước hạ lưu

Xây dựng quan hệ Q = f(H) tại các trạm Hòa Binh, Sơn Tây trước và sau khi NMTĐ Hòa Binh hoạt động

H (cm )

P oly (Tnrởc H ò a Bình) " " • Poly (Sau H ò a B in h )

Hình 3 Đường quan hệ Ọ=f(H) trạm Hòa Binh

H (cm )

115

Poly CIYirtc H ò« B ình) - - • Poly (Sau Hòm B tn h ) I

Hình 4 Đường quan hệ Q=f(H) trạm Sơn TâyQuan sát các hình vẽ cho hai giai đoạn, ta thấy đường quan hệ Q = f(H) tại trạmi Hòa Bình đã thay đổi rỗ rệt Đường Q = f(H) của giai đoạn từ 1991-2002 hạ thâp hơni hăn giai đoạn trước (nghĩa là với cùng một giá trị mực nước, ta sẽ tra được lưu lượng của giai đoạn sau lớn hơn giai đoạn trước) Còn ở hai trạm Son Tây, đường quan hệ chỉ cỏ thay đổi ít hơn là do ảnh hưởng của đậpNMTĐ Hòa Bình giảm dần theo chiều dòng chảy

c) Xói lở lòng sông Đà ở hạ lưu

Đoạn sông nghiên cứu chịu ảnh hưởng trực tiếp và rẩt mạnh mẽ của công trình thủy điện Hòa Binh Do tác dụng của hồ chứa, dòng chảy hạ lưu, nhất là trong mùa lữ,

có năng lượng lớn, hầu như không mang bùn cát, đa gây ra xói lở mạnh mẽ lòng sông

Đà ở sau đập, đặc biệt trong phạm vi 3 km sau (%) Tùy thuộc vào mức độ xả lũ mạnh hay yếu khác nhau (quy trình điều tiết của hồ) mà tác động xói lở hai bờ sông Đà diễn biển khác nhau

Từ chán đập tởi khoảng cách 10 km về phía hạ ỉtru có thẻ coi là đoạn xói cục

bộ, đặc biệt là trong phạm vi lkm sau đập, độ xói là lớn nhất Tuy vậy, độ s&u xỏi lớn nhát trung bình qua các năm có xu thế giảm dần Độ xói giảm dần từ Hòa Binh đến Trung H à

d) Tác động của độp Hòa Bình đến sụ thay đổi lưu lượng phù sa:

Sau khi hồ chửa hoạt động, một luợng lớn lượng phù sa bị giữ lại trong hồ nên lưu lượng bùn cát lơ lửng và độ đục ở hạ lưu giảm rỡ rệt Theo hỉnh 7, ta thấy lưu lượng phù sa lơ lửng giai đoạn sau khi hồ chứa hoạt động vào mùa lũ đã giảm rõ rệt 40-50% do một lượng lớn bùn cát bị giữ lại trong hồ do chức n&ng đièu tiết lũ của hồ,Rnăm tại Sơn Tây là 1690 kg/s - giảm 52%, còn R các tháng II, III và IV không có

sự thay đổi lớn

2.8.2 Tác động của đập Hòa Bình đến cic hệ sinh thái khu vực hạ lưu

a) Tác động tới hệ sinh thái nước ở hạ lưu:

Việc xây đập Hòa Bình ngăn sông đã làm giảm dòng chảy xuống hạ lưu đập trong mùa kiệt, từ đó dẫn đến suy giảm hệ sinh thái khu vực hạ lưu (vùng ven sông,

nưrớc sâu và ưa nước tĩnh Khu hệ sinh vật nổi biến động theo hướng tăng số lượng các loài sông thích nghi với thủy vực nước tĩnh hoặc chảy chậm Do đập ngăn sông nên đã chặn đường di cư cùa một số loài cá cần đi lại qua đập để tìm bãi đẻ hoặc để tìm bãi

ăn Các loài cá di cư sinh sản cần phải qua đập là cá mòi, cá cháy, cá mè trắng, cá trăm đen, cá chiên

Theo kết quả điều tra khảo sát thực địa tại khu vực hạ lưu đập, từ sau khi có đập Hòìa Bình, nhiều loài cá bị mất đi và sản ỉượng đánh bắt cũng giảm hẳn Giai đoạn đầu saui khi hồ mới hình thành, vẫn còn nhiều loài cá lớn phía trên thượng lưu hồ Hiện này', lượng cá trên hồ giảm mạnh, kể cả cá lớn cũng như lượng bứng cá và cá con

b) Tác động tới hệ sinh thái nông nghiệp ven hạ lưu sông ngoài đê:

Những ảnh hưởng của việc xây dựng đập đối với hệ sinh thái nông nghiệp ven

hạ lưu sông ngoài đê là do sự biến đổi của chê độ thủy văn và chất lượng nước khu vực hạ lưu sông:

- Do có hồ Hòa Bình, chế độ dòng chảy hạ lưu đập được điều tiết điều hòa hơn, lưu lượng dòng chảy trong mùa kiệt tăng từ giá trị dòng chảy tự nhiên là 120 m3/s lên 680 m3/s, giúp giảm xâm nhập mặn ở hạ lưu và cấp nước tưới cho nông nghiệp;

- Chế độ dòng chảy được kiểm soát và điều hòa hom nên sản xuất nông nghiệp sẽ

ổn định hom

- Lượng phù sa bồi tụ thêm cho đất giảm, dẫn đến ỉàm giảm năng suất cây trồng;

- Do quá trình biến đổi mực nước đột ngột dln đến cốc hiện tượng xói lở bờ hạ lưu và xói lòng sông hạ lưu đập (ảnh hưởng của hiệu ứng nước trong sau khỉ qua đập);

- Một số vùng không còn bị ngập hàng năm nữa, cũng như một số bai bồi không còn được phơi cạn nhu trước đe thực hiện quy trình canh tác, sản xuất cũ;

- Tạo điều kiện cho sâu bệnh phát biển do độ ẩm tâng, và không còn bị tiêu diệt

do ngập lụt hàng năm;

c) Tác động tới hộ sinh thái nông nghiệp vùng được bổ sung nước tưới:

Một trong 3 nhiệm vụ chính của hồ Hòa Binh là cấp nước tưới vào mùa cạn cho một vùng nông nghiệp nằm ở hai bên bờ sông phía trên châu thổ sông Hồng, với tổng diện tích là khoảng 30 ha Khu tưới được cấp đủ nước sẽ đảm bảo ổn định năng suất và tỉng thời vụ Tuy nhiên, khả năng phát triển cỏ dại và sâu bệnh sẽ táng lên do các mầm bệnh đi theo nguồn nước tới

d) Tác động tới sinh kế của người dân sống ven sông:

Sụ xuất hỉộn và hoạt động của đập Hòa Bình ảnh hưởng rất lớn đến dân sinh và

cơ cấu nghề nghiệp ở khu vực này:

- Phía dưới đập: số người làm nghề đánh cá giảm hẳn Nguyên nhân có thể là do lượng cá trong sông giảm, các bãi cá đẻ không giống trước do độ sâu mực nước trong mùa cạn tăng lên và do người dân chuyên sang các nghề khác có thu nhập cao hơn và chủ động hơn

- Khu vực thượng lưu hồ: diện tích rừng bị thay thế bằng một vùng hồ rộng lớn, rừng không còn nên số người sống bằng lâm nghiệp giảm