Nghiên cứu và xác lập cơ sở khoa học để khôi phục dòng chảy sông đáy phục vụ khai thác tổng hợp tài nguyên nước và cải thiện môi trường (đoạn từ hát môn đến ba thá)

2 1 Diễn biến hàm lượng sắt trong nước sông Đáy đoạn từ Hát Môn đến Ba Thá 2.22 N ư ớc sông Đáy đen đặc tại cầu qua sông Đáy trên đườ ng L á n g -H ò a Lạc 2.23 Diễn bién hàm lượng Boren

ĐẠI HỌC Q U Ố C GIA HÀ NỘI

N GHI ÊN CỨU VÀ XÁC LẶP c o SỎ KHOA HỌC ĐÉ

T H Á C T Ô N G HỢP TÀI N G U Y Ê N N ƯỚ C

VÀ CẢI T HI ỆN MÔI T R Ư Ờ N G ( Đ OẠ N T Ừ HÁT M Ô N ĐÉN BA THÁ)

G iả i th íc h k ý h iệu v iết tắt:

ADB Ngân hàng phát triển châu Á

BOD5 Nhu cầu oxy sinh hoá

TÒNG QUAN VÈ DÒNG CHẢY MÔI TRƯỜNG VÀ CÁC NGHIÊN c ử u VÈ

SÔNG ĐẢY T Ừ KHI CÓ C Ô N G TRÌN H PHÂN LŨ Đ Ậ P Đ Á Y

Mộ t số bài họ c kinh n g h i ệ m v ề s ự can t hi ệp q u a gi ói h ạ n của

con người v à o d ò n g c h ả y s ô n g pgòi

T ố n g qu an v ề d ò n g c h ả y m ô i t r ư ờ n g

Khái niệm về d ò n g c h ả y môi trư ờ n g

L ư u lượ ng d ò n g c hả y m ôi trư ợ n g

N g h iê n cứu và á p d ụ n g thực tế trên the giới về d ò n g c h á y m ô i trư ờ n g

NHẬN DIỆN CÁC TÁC ĐỘNG TỈẺU c ự c CỦA CÔNG TRÌNH PHẢN LỦ

SÒ N G ĐÁY TÓI DÒNG C H Ả Y VÀ MÔI T R Ư Ờ N G N Ư Ớ C S Ô N G ĐÁY

J T h iế t l ập s ơ đ ồ logic n gh i é n c ứu x ác lập c ơ s ở kh o a h ọ c k h ôi p h ụ c d ò n g

c h ảy , cải tạo m ô i t r ư ờ n g s ô n g Đ á y đ o ạ n t ừ H á t M ô n đ ế n Ba T h á

X á c đị nh nhu cầu d ù n g n ư ớ c hiện tại và d ự báo t r o n g t ư ơ n g lai trên lưu

J L ự a c h ọ n m ô h ìn h và thiết lập sơ đồ tính toán th u ỷ lực d ò n g c h à y ^

m ới đ ư ợ c tái tạo

^ 2 L ự a c h ọ n và th iế t lập m ô h ìn h tinh to á n chất lư ợ n g n ư ớ c d ò n g c h ả y I Q J

m ớ i đ ư ợ c tái tạo

3.4 X á c đ ị nh c hế đ ộ t h u ỷ lực c ủ a d ò n g c h ả y s ô n g Đ á y m ớ i đ ư ợ c tái tạo 109

T í n h t oá n x ác đ ị n h c h ấ t l ư ợ n g mô i t r ư ờ n g n ư ó c c ủ a d ò n g c h ả y s ô n g

Đ á y mới đ ư ợ c tái tạo

3.5.1 X ác đ ịn h c ác đ iề u k iệ n tính toán c h ấ t lư ợ n g n ư ớ c s ô n g Đ á y 113 3.5.2 K et q u á tính to án c hất lư ợ n g n ư ớ c với t rạ n g thái lòng d ẫ n h iệ n tại 116 3.5.3 Kết q u à tính to án t ro n g trư ờ n g h ợ p lò n g d ẫ n đã đ ư ợ c cải tạo 124

Kiế n n g hi c ác giải p h á p hỗ t r ơ để d u v trì bề n v ữ n g d ò n g c h ả y mô i

-C á c giá trị c h ứ c n ă n g c ù a s ô n g ngòi m à kru lư ự n g c ù a d ò n g c h á y

m òi trư ờ n g cần thiết đ á p ứng

Sự m ất c â n đối giữa các thông s ố hình d ạ n g m ặt cắ t n g a n g sô n g Đ á y

từ đ ậ p Đ á y đ ế n Ba T rá

T h a y đổi c ù a c a o trình đ á y th ấp n h ấ t ( Z đ á y ) và c a o trìn h bãi s ô n g (Z bãi) tại m ộ t s ố m ặ t cắ t trên s ông Đ á y đ o ạ n từ đ ậ p Đ á y tới Ba T h á

N h u c ầ u sứ d ụ n g n g u y ê n n h iên vật liệu tro n g 1 n g à y tại m ộ t số làng n ghề

c h ế b iến n ô n g san tro n g khu vực

N h u c ầ u s ử d ụ n g n ư ớ c tro n g sàn x u ấ t tại m ộ t số là n g n g h ề c h ế biến n ô n g sản

L ư ợ n g n ư ớ c thải từ sàn xuất tại làng n g h ề dệt n h u ộ m D ư ơ n g Nội

C h ấ t lư ợ n g n ư ớ c m ặt tro n g k h u vực

K ết q u á p hân tích c h ấ t lư ợ ng n ư ớ c s ô n g Đ á y n g à y 6 t h á n g 10 n ă m 2003

K e t q u à p h à n tích c h ấ t lư ợ ng n ư ớ c s ô n g Đ á y n g à y 21 th á n g 12 năm 2003

L ư ợ n g nước tưới đ ổ ải c h o đất k h ô n g bị c h u a , m ậ n

L ư ợ n g nước tưới tro n g thời g ian n g â m ải

M ộ t sổ m ô h ình c h ấ t lư ợ n g n ư ớ c đ ư ợ c sir d ụ n g trê n thế giới v à ở Việt N a m

M ự c n ư ớ c tính to á n trên sô n g Đ á y th e o c ác c ấ p lưu lư ợ n g

C h ấ t lư ợ n g n ư ớ c lấy v ào từ s ô n g H ồ n g

T ô n g h ợ p tính to á n h iệu q u à p h a lo ã n g các th à n h p h ầ n ô n h iễ m cùa

d ò n g c h ả y m ớ i đ ư ợ c tái tạo

C á c đ o ạ n s ô n g và c a o độ đ á y s ô n g tại các m ặt c ắ t cả i tạo n ạ o vét

2 1 Ban đồ lưu vực sông Đáy

2.2 Hình dạng dòng sỏnq Đáy đoạn từ sau đập Đáy đến Ba Thá

2.3 Quan hệ giữa lưu lượng và mực nước tại trạm Ba Thá (1965-1980)

2.5 Ti trọng giá trị sản xuất nòng nghiệp cùa các huyện năm 2003

2.6 Giá trị sàn xuất công nghiệp và tiều thủ công nghiệp năm 2003

2.7 Sơ đồ đầu mối công trình phân lũ sônc Đáy '

2.8 Đê tràn Hát Môn

2.9 Đập Đáy nhìn từ hạ lưu

2 10 Sự mất cân đối giữa các thông số hình dạniỉ mặt cắt ngang sông Đáy

2.1 I Biến thiên cao độ đường đáy sông Đáy

2.12 Rau m uống phù kín lòng sông Đáy

2 13 Sản xuất miến dong tại làng nghề Minh Khai

2 ] 4 N ước thải tại m ương tiêu làng nghề sản xuất nông sản Cát Quế

2.15 N ồng độ các chi tiêu COD BOD, DO trong nước sông Đáy

2.16 Sơ đồ vị trí lấy mẫu lưu vực sông Đáy

2.17 Diễn biến độ dẫn điện trone nước sône Đáy đoạn từ Hát Môn đén Ba Thá

2 18 Diền biến hàm lượng răn hoà tan trong nước sông Đáy đoạn từ Hát Môn đến Ba Thá

2 19 Diễn biến nồng độ Magiê trong nước sông Đáy đoạn từ Hát Môn đến Ba Thá

2.20 C ổng tiêu nước thài Đào Nguyên

2 2 1 Diễn biến hàm lượng sắt trong nước sông Đáy đoạn từ Hát Môn đến Ba Thá

2.22 N ư ớc sông Đáy đen đặc tại cầu qua sông Đáy trên đườ ng L á n g -H ò a Lạc

2.23 Diễn bién hàm lượng Boren trong nước sông Đáy đoạn từ Hát M ôn đến Ba Thá 2.24 N ồng độ Oxy hoà tan trong nước sông Đáy đoạn từ Hát Môn đến Ba Thá

2.25 Diễn biến nhu cầu ôxy sinh hoá trong sông Đáy đoạn từ Hát Môn đến Ba Thá

2.26 Diễn biến nồng độ nitorit trong nước sông Đáy đoạn từ Hát M ôn đến Ba Thá

2.27 N ư ớc thải từ làng nghề đổ vào sông Đáy qua trạm bơm Minh Khai

2.28 Diễn biến hàm lượng EColi trong nước sông Đáy đoạn từ Hát Môn đến Ba Thá 2.29 Diễn biến hàm lượng Cl.ferfrigens trong nuớc sông Đáy đoạn từ Hát Môn đến Ba Thí 2.30 Diễn biến nồng độ Chì trong nước sông Đáy đoạn từ Hát M ôn tới Ba Thá

7 ^ I Biến động lòng dẫn sông Hồng khu vực cứa phân lưu sông Đáy cũ (Hát Môn)

giai đoạn 1965-1987

0 Biến động lòng dẫn sông Hồnẹ khu vực cứa phân lưu sông Đáy cù (Hát Môn)

giai đoạn 1987-1993

Sạt lò bãi Trung Kiên - Trung Hà

Sơ đồ logic nghiên cứu xác lập cơ sờ khoa học khôi phục dòng chảy, cái tạo mỏi trường sông Đáy đoạn từ Hát M ôn đến Ba Thá

So đồ biễu diễn dòng chảy cho phương trình liên tục

S a đồ tính toán thủy lực đoạn sông Đáy Trắc dọc đoạn sông Đáy từ Hát Môn đến Ba Thá Diễn biến mực nước trèn sông đáy theo các cấp lưu lượng Diễn biến hàm lưọng chì trong sông Đáy đoạn từ Hát Môn đến Ba Thá với lưu lạrng tái tạo Q = 3 5 m 3/s

Diễn biến nồng độ nhu cầu oxy sinh hoá và oxy hoà tan troníi sông Đáy đoạn từ Hát Môn đến Ba Thá với lưu lượng tái tạo Q = 3 5 m 3/s

Diễn biến nồng độ thạch tín trong sông Đáy đoạn từ Hát Môn đến Ba Thá với lưu lượng tái tạo Q = 3 5 m 3/s

Diễn biến nồng độ Boren trong sông Đáy đoạn từ Hát Môn đến Ba Thá với lưu lượng tái tạo Q = 3 5 m 3/s

Diễn biến hàm lượng Boren trong sông Đáy đoạn từ Hát Môn đến Ba Thá với lưu lượng tái tạo Q = 5 0 m 3/s

Diễn biến hàm lượng Chì và Thạch tín sông Đáy đoạn từ Hát Môn đến Ba Thá với lưu lượng tái tạo Q = 5 0 m 3/s

Diễn biến hàm lượng oxy hoà tan và nhu cầu oxy sinh hoá trong sòng Đáy đoạn từ Hát Môn đến Ba T há với lưu lượng tái tạo Q = 5 0 m 3/s

Diễn biến hàm lượng oxy hoà tan và nhu cầu oxy sinh hoá trong sông Đáy đoạn từ Hát Môn đến Ba T há với lưu lượng tái tạo Q = 7 5 m 3/s Q = 1 0 0 m 3/s.

Diễn biến hàm lượng chi, thạch tín và boren trong sông Đáy đoạn từ Hát Môn đến

Ba T há với lưu lượng tái tạo Q = 7 5 m 3 /s Diễn biến giá trị nhu cầu ôxy sinh hoá khi cải tạo và không cải tạo lòng dẫn sông Đáy với liru lượrm tái tạo Q = 3 5 m 3/s.

Diễn biến giá trị ôxy hoà tan khi cải tạo và không cải tạo lòng dẫn sông Đáy với lưu lượng tái tạo Q = 3 5 m 3/s.

Diễn biến giá trị nhu cầu ôxy sinh hoá khi cải tạo và không cải tạo lòng dẫn sông Đáy với lưu lượng tái tạo Q = 5 0 m 3/s.

Diễn biến giá trị ôxy hoà tan khi cải tạo và không cải tạo lòng dẫn sône Đáy với lưu lượng tái tạo Q = 5 0 m ‘Vs.

Sơ đồ tái sừ dụng nước trong sản xuất bún khô

Sơ đồ tái sù' dụng nước trong sàn xuất tinh bột dong

Mô hình xử lý nước thài tập trung làng nghề chế biến nông sản

Sơ đồ xử lý nước thải tập trung tại các làng nghề dệt nhuộm

Sơ đo hệ thốnq xừ lý nước thài cán

M Ở ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài:

Sông Đáy là phân lưu tự nhiên của sông Hồng Sông Đáy tách ra từ sông Hồng ớ cửa Hát Môn thuộc huyện Đan Phượng tỉnh Hà Tây và đố ra biển ơ cửa Đáy Một điểm đặc biệt của sông Đáy là tách ra từ sông Hồng nhưng tới Ninh Bình sông Đáy lại nhận thêm nước của sông Hồng qua sông Đào Nam Định, vị trí hợp lưu là Độc Bộ và qua sông Ninh Cơ nối thông bằng kênh Quần Liêu Ngoài ra sông Đáy còn nhận thêm một phần nước của sông Hồng qua sông Nhuệ bằng sự điều tiết của cống Liên Mạc (Hà Nội) Vị trí hợp lưu của sông Đáy và sông Nhuệ là Phủ Lý Hai chi lưu độc lập của sông

Đáy nằm ở phía tây của lưu vực là sông Tích, hợp lưu vào sông Đáy ở Ba Thá

và sông Hoàng Long, hợp lưu vào sông Đáy ở Gián Khẩu

Do đặc điểm tự nhiên, lưu vực sông Đáy nàm ờ phía tây của đồng bàng sông Hồng là khu vực có cao độ trung bình tương đổi thấp nên từ nhiều thế kỷ trước, hàng năm vào mùa lũ, lũ sông Hồng dồn đổ vào sông Đáy rất lớn gây

ra úng ngập cho các khu vực ven sông Đáy thuộc các tỉnh Hà Tây, Hà Nam, Nam Định, Ninh Bình Trung bình mồi năm có tới hàng chục con lũ làm ngập vùng rộng lớn ven sông Đáy Đời sổng của nhân dân trong vùng ngập úng rất cùng cực, sản xuất canh tác bị động, bấp bênh

Trong khai thác thuộc địa nhừng năm đầu thế kỷ 20, người Pháp đã chú

ý tới phòng chống lũ sông Hồng báo vệ đồng bàng Bắc Bộ, đặc biệt là bảo vệ thủ đô Hà Nội - trung tâm hành chính của Đông Dương thuộc địa Còng trình phân lù đầu tiên và lớn nhất Đông Dương được xây dựng nhằm mục đích hạ thâp mực nước lũ tại Hà Nội círu nguy cho Hà Nội khi gặp lũ lớn là công trình phân lù sông Đáy với hạng mục chính là đập Đáy Đập Đáy được xây dựng từ năm 1934 và hoàn thành năm 1937 do Chánh kỳ sư công chính

Anbert thiết kế Đập Đáy dược đặt ơ khu vực Phùng huyện Đan Phượníỉ tinh

Hà Tày, cách cứa Hát Môn khoang 10km vê hạ lưu

Nhiệm vụ của công trình phân lũ sông Đáy là chặn dòng cháy sông Đáy không cho nước sông Hồng chảy vào sông Đáv bằng đê tràn Hát Môn Như vậy, trên sông Đáy vào mùa lũ sẽ không còn lũ đê gây úng ngập thường xuvên cho lưu vực sông Đáy thuôc các tỉnh Hà Tây, Hà Nam, Nam Định, Ninh Bình như trước đây Chì khi nào mực nước trên sông Hồng dâng cao, uy hiếp thú đô Hà Nội thì nước lũ sông Hồng sẽ tràn qua đê tràn Hát Môn vào khu chứa lũ Vân Cốc và đập Đáy được mở ra đe phân lũ vào sông Đáv, giảm mực nước sông Hồng cứu nguy cho Hà Nội

Từ sau khi có công trình phân lũ sông Đáy đến nay, đoạn sông Đảy từ Hát Môn đến Ba Thá có chiều dài hơn 60km là đoạn sông “chết” vì không có nguồn nước nhập vào, ngoài lượng nước thải đổ vào từ các khu dân cư, khu sản xuất và khu canh tác trong lưu vực sông Việc canh tác sản xuất, sinh hoạt cùa nhân dân rất khó khăn do thiếu nước, cùng với ảnh hưởng to lớn của ô nhiỗm môi trường Chỉ đến Ba Thá sông Đáy mới có nước của sông Tích nhập vào, lưu lượng của sông Đáy mới được cải thiện một chút

Cho đến nay chưa có một nghiên cứu nào đánh giá so sánh giừa “cái được” và “cái mất” của việc xây dựng công trình phân lũ sông Đáy Một thực

tế cho thấy rằng, qua 70 năm, chức năng phân lù của sông Đáy bàng công trình đập Đáy chưa khi nào thực hiện được Trong thời gian trên chỉ có 4 lần pỉiân lũ lớn vào các năm 1940, 1945, 1969, 1971 và cả 4 lần đều không thành công Chức năng triệt tiêu lũ thường xuyên từ sông Hồng vào sông Đáy dirờng như đã thực hiện được do việc lấp cửa vào sông đáy ở Hát Môn tới cao trình + 15m Nhưng triệt tiêu lù thường xuyên cũng là triệt tiêu dòng chảy tự nhiên của sông Đáy đoạn từ Hát Môn tới Ba Thá và kéo theo nhiền hệ lụy mà cho đến nay chưa có nhiều nghiên cứu đánh giá Do không còn dòng chảy tự nhiên nên lòng dẫn cơ bán của sông Đáy bị san lấp làm khu canh tác, khu dân

cư dần tới khả năng thoát lù của lòng dẫn sông Đáy khi phải phân lù rất hạn

chê Không còn nguôn nước từ sỏim Hóng, dòng cháy sông Đáy hình thành chú yếu từ nguồn nước thải sinh hoạt và sản xuất của làng nghề ven sông cùng vói nước hồi quy từ canh tác nônc, nghiệp nên dòng chảy sông Đáy bị ô nhiềm rất nghiêm trọng Do cửa phân lưu sông Đáy ớ Hát Môn bị lấp nên tạo

ra hiệu ứng động lực gây diễn biên rất mạnh mè lòng dần đoạn sông Hồng khu vực Hát Môn, c ấ m Đình, Trung Hà trong rất nhiều năm qua

Cần thiết phải làm sống lại sông Đáy trong thời gian dài khống phân lũ

và ca khi phai phân lù c ầ n phái đira sông Đáy ít nhất là đoạn từ Hát Môn tới Eia Thá trở lại là con sông bình thường cùng với cuộc sổng tự nhiên, bền vừng của nó Đó là tư duy xuất phát điểm khi nghiên cứu sinh lựa chọn đề tài cho

luận án tiến sĩ của mình: '''‘N ghiên cihỉ và xác lập cơ sở khoa học đê khôi phục

dòng chảy sông Đáy, phục vụ khai thác tông hợp tài nguyên nước và cải thiện môi trường (đoạn từ H át M ôn đến Ba Thả)".

Luận án không đặt vấn đề xem xét lại nhiệm vụ phân lũ rất cần thiểt và rất tích cực cùa công trình phân lũ sông Đáy trong chiến lược quốc gia về phònii chổng 10 ở đồng bằng sông Hồng Luận án chỉ đi sâu tìm hiểu các mặt hạn chế của công trình phân lũ sông Đáy mà khi thiết kế cũng như khi vận hành, nhất là trong tình hình mới hiện nay chưa được xem xét thấu đáo Từ đó luận án xác lập các cơ sở khoa học cho việc khôi phục dòng chảy sông Đáy nhàm khai thác tối đa tài nguyên nước và cải thiện môi trường đoạn từ Hát Môn đến Ba Thá

2 Mục tiêu luân án:

tỏi dòng cháy, lòng dẫn, chất lượng nước và các tác động bất lợi khác trên đoạn sông Đáy từ H át M ôn đến Ba Thả.

• Xác lập các C Ư sở khoa học dựa trên các luận điêm m ới vé khai thác tóníỊ hợp tài nguyên nước và dòng chày m ôi (rường đê khói phục tái tạo lại dong chày sông Đ áy đoạn tù Hát Môn đến Ba Thả theo hướng bền vừng.

3 Giói hạn phạm vi nghiên cứu:

Là lưu vực và dòng sông Đáy từ Hát Môn đến Ba Thá trong đó có xét tới mối quan hệ với toàn hệ thống

- Điều kiện tự nhiên, dân sinh kinh tế xà hội iưu vực sông Đáy đoạn từ Hát Môn đến Ba Thá

- Chế độ thuỷ lực dòng chảy và lòng dẫn sông Đáy trong khu vực nghiên cứu

- Chất lượng môi trường nước dòng chảy sông Đáy trong khu vực nghiên cứu

4 Nhiệm vụ và nội dung thực hiện của luận án:

• Thu thập xử lý phân tích các tài liệu cơ bản về địa hình, địa chất, khítượng thuỷ văn, dân sinh kinh tế xã hội lưu vực sông Đáy và đoạn sông Đáy

từ Hát Môn đến Ba Thá

• Khảo sát thực địa, đo đạc lấy mầu và phân tích mẫu nước sông Đáy, xácđịnh mức độ ô nhiễm môi trường nước sông Đáy đoạn từ Hát Môn đến BaThá

• Phân tích, đánh giá, nhận diện các mặt tiêu cực của công trình phân lũ sông Đáy tới nguồn nước, dòng chảy, lòng dẫn và chất lượng nước sông Đáy đoạn từ Hát Môn tới Ba Thá

• Phân tích đánh giá xác định nhu cầu dùng nước cho sản xuất nông nghiệp, sinh hoạt, sán xuất tiểu thú công nghiệp, làng nghề và các yêu cầu dân sinh kinh tế khác trong khu vực nghiên cứu hiện tại và cho tương lai theo phương pháp phổ biến thông dụng

• Vận dụng các nguyên lý mới về dòng cháy môi trường, phân tích đánh giá xác định nhu cầu dùng nước cần thiết để đáp ứng khai thác tôna, hợp tài nguyên nước sông Đáy đoạn từ Hát Môn đến Ba Thá.

• Xác định chế độ thuỷ lực mới được tái tạo của dòng chảy sông Đáy từ Hát Môn tới Ba Thá bàng mô hình MIKE 11 của Viện Thuỷ lực Đan Mạch (DHI)

• Xác định chất lượng nước của dòng chảy môi trường mới được tái tạo trong sông Đáy đoạn từ Hát Môn đến Ba Thá bàng mô hình chất lượng nước trong sông QƯAL2E của cơ quan bảo vệ môi trường Mỹ (USEPA)

• Đề xuất, kiến nghị các giải pháp hồ trợ để duy trì bền vừng dòng cháy - môi trường mới được tái tạo trên đoạn sông Đáy từ Hát Môn đến Ba Thá

5 Co1 sở tài liêu để thưc hiên luân án:• • • •

• Tài liệu về điều kiện tự nhiên, dân sinh kinh tế xã hội và phương hướng phát triển của địa phương, của các làng nghề do nghiên cứu sinh đi điều tra thực tế tại các xã trong khu vực nghiên cứu và thu thập tại các cơ quan quản

lý địa phương

• Tài liệu chất lượng nước sông Đáy đoạn từ Hát Môn đến Ba Thá do nghiên cứu sinh khảo sát đo đạc trong 2 đợt vào tháng 10 và tháng 12 năm

2003 kết hợp với các tài liệu chất lượng nước sông Đáy từ các dự án khác

• Tài liệu địa hình mặt cẳt ngang sông Đáy (29 mặt cẳt) của Đài Khí tượng thuv văn khu vực đồng bàng Bẳc bộ làm cơ sở cho tính toán thủy lực và môi trường nước

• Tài liệu thúy văn tại trạm Ba Thá được lấy từ nguồn số liệu do Đài Khí tượng thuỷ văn khu vực đồng bằng Bẳc bộ thực hiện

6 Phương pháp nghiên cứu:

• Plnrơng pháp thu thập thông tin từ các nguồn tài liệu:

- Các tài liệu cơ bán địa hình, khí tượng thuý văn;

- Điêu tra dân sinh kinh tế xã hội qua các phiêu thăm dò;

- Nguyên lý mới về dòng chảy môi trường

• Phương pháp điều tra khảo sát thực địa: đo đạc chất lượng nước, ô nhiềm môi trường nước

• Phương pháp phân tích thống kê: Xứ lý số liệu cơ bản, xử lý số liệu kháo sáí đo đạc

• Phương pháp mô hình toán:

- Ap dụng mô hình MIKE 11 xác định chế độ thuỷ lực cho dòng chảy sông Đáy mới được tái tạo

- Áp dụng mô hình QUAL 2E xác định chất lượng nước cho dòng chảy sông Đáy mới được tái tạo

7 Luận điểm bảo vệ:

• Luận điêm ì: Trước nhiệm vụ phòng chông lũ quá quan trọng, khi thiết kế

xây dựng và suốt trong quá trình vận hành người ta chi chú ý tới chức năng phân lũ của công trình phân lù sông Đáy mà chưa chú ý tới các mặt tiêu cực

cùa công trình này Luận án phân tích, xác định và nhận diện các mặt tiêu cực

cùa công trình phân lù sông Đáy

lý luận mới về dòng chảy môi trường, luận án định lượng nhu cầu dùng nước

và xác định hiệu quả cải thiện ô nhiễm chắt lượng nước của dòng chảy cần được tái tạo trên đoạn sông Đ ảy từ Hát Môn đến Ba Thả.

8 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án:

• Ke từ khi có công trình phân lũ sông Đáy (1937) cho tới nay, chưa có một nghiên cứu đánh giá nào về những tác động tiêu cực bất lợi tới dòng cháy, môi trường và dàn sinh kinh tế xã hội của công trình này Việc triệt tiêu dòng chảy sông Đáy bằng đê tràn Hát Môn và đập Đáy cùng với việc vận hành

phân lù hâu như chưa bao giờ được thực hiện, con người đã can thiệp quá thô bạo vào tự nhiên, đã làm “chết” đi một đoạn sông, phá vỡ hoàn toàn cân bàng

tự nhiên, sinh thái và môi trường của một khu vực rộng lớn, trên đó có hàng ngàn dân sinh sônR

Mặc dù gặp nhiều khó khăn về tài liệu và hạn chê vê kiên thức mới song nghiên cứu sinh đà mạnh dạn nghiên cứu đề tài có tính khoa học và thực tiền lớn này

• Luận án đưa ra nhừng kết quả bước đâu xác lập các cơ sớ khoa học cho việc khôi phục và tái tạo lại dòng chảy sông Đáy dựa trên các luận điêm mới

vê dòng chảy môi trường và khai thác tong hợp tài nguyên nước

• Kết quả nghiên cứu của luận án sẽ rất hữu ích cho các dự án về sông Đáy

đà và đang được tiến hành cho công tác quản lý lưu vực, quản lý lòng sông và quán lý vận hành công trình đầu mổi khi dòng sông Đáy được tái tạo

• Kết quá nghiên cứu cua luận án cũng là thông điệp đê cho chính quyền và nhân dân các địa phương trong lưu vực sông Đáy đoạn từ Hát Môn đến Ba Thá chú ý tới bảo vệ môi trường sông Đáy, đưa các nhiệm vụ bảo vệ môi trường vào trong các định hướng phát triển kinh tế xã hội của địa phương

9 N hững đóng góp mới của luận án:

• Nhận diện được các mặt tiêu cực và những tác động bât lợi do con người can thiệp vào tự nhiên khi xây dựng công trình phân lù sông Đáy đã làm triệt tiêu dòng chảy của một phân lưu lớn của sông Hồng

• Vận dụng các lý luận mới về dòng chảy môi trường cùng với quan điêm

sử dụng tổng hợp tài nguvên nước để xác định lưu lượng yêu cầu của dòng chàv mới cần tái tạo trên đoạn từ Hát Môn đến Ba Thá Đây là bước đầu trong hướng nghiên cứu mới về dòng chảy môi trường ớ Việt Nam

• Chứng minh được hiệu quả cai thiện môi trường chât lượng nước cua dòng chay mói dược tái tạo bằng các mô hình hiện đại: MIKE1 1 - mô hình thuy lực), ỌUAL2E - mô hình chất lượng nước.

• Các g i a i pháp đề xuất đẻ hồ trợ duy trì bền vừng dòng cháv - môi trường mới được tái tạo có tính khá thi và thực tiền cao

10 Cấu t r ú c luận án:

Luận án bao £ồm 3 chương và các phần:

Mỏ’ đầu

Chương 1: Tổng quan về dòng chảy môi trường và các nghiên cứu về sông

Đáy từ khi có công trinh phân lù sông Đáy

C h ư ơ n g 2: Nhận diện các tác động tiêu cực của công trình phân lũ sông Đáy tới d ò n í chay và môi trường nước sông Đáy đoạn từ Hát Môn đến Ba Thá

Chưong 3: Xác lập cơ sớ khoa học khôi phục dòng chay, cai tạo môi trường

sông Đáy đoạn từ Hát Môn đến Ba Thá

Kết luận

rò nét Thực chất của cuộc đấu tranh và thích nghi này chính là giám thiêu các mặt hại cùa dòng sông như: lù lụt, xói lớ, bồi lấp và khai thác các mặt lợi nlnr: nguồn nước phù sa, giao thông thuỷ, thuỷ sàn, năng lượng dòng chảy

Đê ngăn ngừa các tác hại của lũ lụt, con niurời đã xây dựng hệ thống đê bao chổng lù dọc các triền sông Đe khai thác nguồn nước với mục đích cấp nước và khai thác thuỷ điện, người ta đã xây dựng các đập ngăn sông tạo hô chửa nước Đê chỉnh trị dòng sông với mục đích khác nhau người ta sứ dụng các phương án cất dòng, uốn dòng, chuyển dòng, thậm chí đào con sông mới

Tuy nhiên nếu khai thác vừa phái, hài hoà thân thiện với tự nhiên thì hiệu quá hữu ích gia tăng, nêu khai thác quá mức, can thiệp quá giới hạn vào dòng sông thì sề gây tác động bất lợi tới xà hội và môi trường Một sổ ví dụ sau đây cho thấv hậu quả từ những can thiệp vượt quá giới hạn của con người vào dòng sông tự nhiên:

a Ván để XÚY d im g đê bao chổng lũ:

Điển hình cho cuộc đấu tranh giữa con người với lũ lụt là hệ thống đê

bao chổng lù dọc các triền sông lớn ở Trung Quốc, Án Độ, Việt N a m được

xây dựníỊ từ hàng ngàn năm trước đây Sau này con người tiếp tục tu bỏ, gia cườne;, tôn cao đê cho đê chống được các con lũ lớn hơn Hậu qua đưa lại từ

những con đẻ đó là mực nước sông dâng cao, bùn cát lăng đọng trong lòng sông, đáy sông tăng lên và tạo thành các “dòng sông treo” Mực nước trong SÔM2, cao hơn nội đồng có nơi lên tới 7m~lOm như ở đông bang sône Hông (Việt Nam) và từ 8 m - 1 2 m như ở đôns, bằng sông Hoàng Hà (Trung Quôc) Mực nước sông dâng cao luôn kèm theo hiểm hoạ vữ đê mà thực tế đã xảy ra rất nhiều nơi trên thế giới cùng như ơ Việt Nam.

Một tác động bất lợi khác cua đê bao chòng lù la ngăn cách neuỏn phu

sa tự nhiên làm khô càn hoá vùng đồng bằng bồi tụ của chinh con sông đó tạo

ra Ví dụ như ở lưu vực sông Nin, sông Hoàng Hà có rất nhiều vùng đang bị

sa mạc hoá do không có nguồn nước tự nhiên cung cấp, không có nguồn phù

sa nuôi dưỡng Đất đai ở đồng bằng sông Hồng do đê chổng lũ ngăn cách nguồn nước tự nhiên nên ngày càng suy kiệt dintí dưỡng bởi thiếu nguồn phù

sa màu mờ của sông Hồng Ngay từ năm 1940, trong tác phẩm "Sử dụng đất ở

Đông Dương thuộc địa" Pierre Gourou đà nhận định rằng: "cháu thổ Bắc Bộ

đã ch ết trong tuoi vị thành niên của nỏ" (Pierre Gourou [16]) Nhận ra thực

trạng này, Bộ Nông nghiệp và Phát triền Nông thôn trong những năm gần đây

đà cho xây dựng một số cống lẩy phù sa ven sông Hồng, c ố n g được mớ vào mùa lũ đề cấp nước có nhiều phù sa cho các hệ thống thuỷ nông để đưa vào dồng ruộng đang thiếu nguồn dinh dưỡng tự nhiên từ phù sa Đây cùng là điểm chúng ta cần suy nghT cho việc xây dựng hệ thống bờ bao, đê bao ớ đồng bàng sông Cửu Long hiện nay Có thế chúng ta được những cái trước mẳt song chúng ta lại mất rất nhiều về lâu dài

dàng Thạch Nham trên sòng Trà Khúc, công trình Dầu Tiếng trên sông Sài Gòn, v.v Các công trình này đã đem lại những lợi ích rất to lớn, song các ánh hưởng cùa chúng đến mỏi trường khu vực cũng là rất đáng kể, trong đó có khu vực hạ lưu đập Sau khi có đập dâng Thạch Nham, đoạn sông Trà Khúc ớ hạ lưu đập đèn cửa c ổ Luỹ đã bị mặn xâm nhập lân sáu vào trong sông, cùng với

sư ỏ nhiễm môi trường đã làm cho loài cá bống - một đặc sán cùa sông này

"cá bống sòng Trà” bị suy giám, bờ sông bị xói lớ mạnh, cửa sông bị bồi nông lum (Lê Thạc Cán [10]) Hai bên bờ sông Đà, sông Hổng ớ hạ lưu đập Hoà Bình, đặc biệt là đoạn Sơn Tây - Hà Nội, trong các năm qua đà xảy ra xói lở

bờ rất nghiêm trọng, nhiều như khu vực dân cư đông đúc đã bị sạt lở, nhà cửa sụp đố xuống sông như Phong Vân (Ba Vì) nãm 2003, Minh Nông, Tân Đức (Việt Trì) năm 2001, Trung Hà (Vĩnh Phúc) năm 2002, c ẩ m Đình (Hà Tây) năm 2 0 0 1 Nguyên nhân là do xói phổ biến lan truyền ở vùng hạ du đập Hoà Bình

c Vấn đề chặn dòng, cắt dòng, chuyển dòng và khôi phục các con sông

Trong những năm 50-60 của thế kỷ 20, người Mỹ đã mắc một sai lầm khi chuyển một phần lưu lượng của một dòng nhánh sông Colorado thông qua việc xây dựng đập Glen Canyon để lấy nước cấp cho một thành phố công nghiệp thuộc bang Colorado đã làm cho điều kiện tự nhiên của nhánh sông này bị mất cân bàng, ảnh hưởng tới môi trường trong khu vực Mức độ ảnh hướng nghiêm trọng đến nồi vào những năm 80 của thế kỷ này, người ta đã phải điều chinh, khôi phục lại dòng sông cũ, trả lại chế độ dòng chảy tự nhiên ban đầu

Con sông trớ nên nổi tiếng sau khi được khôi phục là sông Cheonggyecheon ở Hàn Quốc Trong lòng Seoul rộng 607 km2 với 10,5 triệu dân cùng với nhịp sống công nghiệp hiện đại, một con sông rất đẹp đã được tái tạo, đem lại bộ mặt tươi mát, đầy ẳp khôna, khí thiên nhiên Cheonggyecheon vốn là một con suối dài 3.670m, có chiều rộng tối đa là 84m, chạy từ hợp lun Seongbukcheon đến hợp lưu Jungnangcheon Có 24 cây cầu bác ngang Cheonggyecheon hầu hết được xây từ triều đại Joseon nhung theo thời gian đã bị bồi lấp Con sông Cheonggyecheon là con sông chêt

Năm 2003, chính quyền Seoul quyết định tái tạo và khôi phục Cheonggvecheon Đây là dự án khỏi phục và chinh trang đô thị lớn nhât lịch

sư Hàn Quôc cho thành phố Seoul 600 năm tuôi này

Cheonsgyecheon không chi đem lại hình anh thiên nhiên tươi mát về cám quan mà còn có giá trị hữu dụng thực tẻ khi nó trớ thành cái máy điêu hòa không lo đem lại hơi thờ trong lành cho Seoul Trước khi công trình xây dựng, nhiệt độ quanh khu vực dọc theo các cây câu Cheonggyecheon thường cao hơn ít nhất 5 ° c so với nhiệt độ trung bình Seoul Cheonggyecheon đà giúp hạ nhiệt 3 , 6 ° c cho Seoul Đồng thời gió trong khu vực thôi nhanh gâp hai lần, làm cho nồng độ bụi lẫn CƠ 2 đều giảm rõ rệt Hiệu quả của dòng chày môi trường do tái tạo lại sông Cheonggyecheon là hết sức thuyết phục

Việc chinh trị, khai thác, mớ thêm hoặc lấp đi một số nhánh sông của Amuadaria và Sưdaria ớ miền Trung Á - Liên Xô vào nhừng năm 50-60 của thế kỷ trước, nay đã phải trá giá ơ rất nhiều khu vực trước đây màu mỡ trù phú nay đà trớ thành sa mạc Khu vực thượng lưu Sưdaria trước đây có rất nhiều các khu dân cư sầm uất, các bến cảng sôi động, các khu nghi mát nôi tiếng nhưng đến nay khi dòng chảy không còn, thì các hoạt động kinh tế và dân sinh đó cũng mất theo, tất cả trở thành hoang phế

Ở Việt Nam, năm 1980 chúng ta xây dựng đập Đình Vũ (Hải phòng) với ý định dồn hết nước qua cửa c ấ m để hạn chế bồi lấp cảng Hải Phòng nam

ở cứa này Từ đó, công trình Đình Vũ đã làm cho cả một vùng rộng lớn ớ hạ lưu trờ thành hoang hoá do không có nguồn nước làm mất cân bang tự nhiên

và sinh thái khu vực Có ý kiến cho ràng cần dỡ bò đập Đình Vũ trả lại cho tự nhiên dòns, cháy von dĩ của nó đê khôi phục lại hệ sinh thái và cân băng nước cho khu vực

Trong lịch sử Việt Nam, vào thế kỷ 18 và 19, việc khơi dòng, lấp dòng các con sông đã đê lại những hậu quả nghiêm trọng và là bài học kinh nghiệm cho chúng ta ngày nay Sông Hồng là con sông lớn có nhiều sông nhánh: sông

Cà Lồ tách ra ở Vĩnh Yên, sône, Thiên Đức (sông Đuốn^) tách ra ơ Hà Nội, sônti Cưu An tách ra ơ Nghi Xuyên - Hưng Yên Các cứa sông này thường bị

bôi lãp không tiêu thoát dược lù cho sông llồnu Dưới triều Tự Đức và Minh Mạng, triều Nguyền đã cho khơi mơ cứa vào sông Cửu An với hy vọng tiêu thoát lũ cho sông Hồng (1832-1847) song kết quả không như mong muốn Việc tiêu thoát lù qua sông Cưu An lại gây neập lụt nghiêm trọng cho các tinh Mưng Yên, Hai Dương và gây vỡ đẽ sông Cưu An mà tình hình lũ trên sông Mồng vẫn rất căng thăng Sau đó, khắc phục tình trạng này, triều Nguyền đã cho láp hoàn toàn của vào sông Cửu An, biên sông Cứu An thành sông nội dông không có nguồn cấp nước Từ đó làm cho vùng Hưng Yên, Hải Dương thieu nước trâm trọng (Đồ Đức Hùng [9]) Vào năm 1955, Chính phủ ta đã cho xây dựng công trình Đại thuỷ none Bắc Hưng Hải để cấp nước cho khu vực Hưng Yên, Hai Dương, lấy nước sông Hồng từ cổng Xuân Ọuan, sứ dụng sông Cửu An làm một phần trong kênh chính.

Vì vậy việc m ở hoặc lấp một con sông là một bài toán phức tạp, liền quan và ảnh hướng rất nhiều tới sinh thái, môi trường, điều kiện tự nhiên và dân sinh kinh tế xã hội Khi đưa ra quyết định về những vấn đề này cần phai xem xét cân nhắc một cách thấu đáo

1.2 Tổng quan về dòng chảy môi trường:

Trước nhừng thách thức lớn cùa biến đổi khí hậu toàn cầu, cùng với suy thoái môi trường nghiêm trọng do sự phát triển mất cân đối của các nền kinh tế và sự can thiệp quá thô bạo của con người vào tự nhiên, bất đầu từ thập kỷ cuối của thế kỷ trước đã xuất hiện một lĩnh vực học thuật mới với

thuật ngữ mới là "d òng chảy môi trường" (Environmental Flow).

Khái niệm dòng chảy môi trường không chỉ là một khái niệm mới ờ Việt Nam mà còn mới ơ thế giới Hiện nay trên thế giới vẫn chưa thống nhất

để có định nghĩa chính thức về dòng chảy môi trường Tổ chức bảo tồn thiên

nhiên Ọuôc tế đà đưa ra định nghĩa: "‘'dòng chay m ỏi trường là sự phân bỏ

nước trong cúc sông và hệ thống nước ngầm đê duy trì các hệ sinh thái và lọi ích cua chúmỊ ơ hạ lim, nơi mà sông và hệ nước ngầm là đổi tượng cho sự cạnh tranh vê sư dụn g nước và điêu htìà dòng c h a y ' Theo định nghĩa của

Boulton (1999) thì “Dừng chav môi trường là sự xà tự nhiên cua nước với

mục đích đáp ứng nhu câu cản thiêt của m ôi t r ư ờ n g Theo Therm, R.E

"dòng cháy m ôi trường có thê định nghĩa khái quát là sự cung cáp nước cho

hệ sinh thái nước đê duy trì sự toàn vẹn, năng suât, p h ụ c vụ và lợi nhuận cua

nó trong trường hợp hệ sinh thủi p hai chiu đựng sự điều tiết dòng chay và sụ cạnh tranh cùa nhiều người sư dụng nước ”, hoặc theo Richard Davis & Rafik

Hirji (2003) “D òng chảy môi trường là lượng nước còn sót lại tronẹ hệ sinh

thái sông, hoặc từ nơi khác đến đê nhằm mục đích quản lý điểu kiện cùa hệ sinh thải đ ó".

Dòng chảy môi trường là một thuật ngừ tổng hợp bao gồm tất cà mọi thành phần của dòng chảy sông ngòi, nó luôn thay đổi theo thời gian mà vẫn mang tính chất đa dạng của dòng chảy tự nhiên, nó gắn liền với các vấn đề kinh tế, xà hội, cũng như là lý sinh và hoá sinh của môi trường nước

Như vậy hệ thống sông ngòi cần đủ nước để duy trì dòng cháy và được quản lý để bảo đảm lợi ích kinh tế, xã hội và môi trường cho hạ lưu, báo đảm duy trì một hệ sinh thái cân bằng và khoẻ mạnh Có nghĩa là bảo đám dòng sông khoẻ mạnh cả về lượng và chất Một dòng chảy như vậy được gọi là dòne, chảy môi trường

D òng cháy m ôi trường là điều kiện so n ẹ còn đê hệ thống sóng ngòi tồn tại, hoạt động bình thường, bển vừng và gắn liền với con người và hệ sinh thải Có nhiều yếu tổ được dùng làm cơ sở phát triển các chỉ thị bền vừng cùa

dòng sông, bao gồm:

- Các yếu tố thuỷ văn dòng chảy

- Các yếu tố hệ sinh thái

- Các yếu tố chất lượng nước

- Các yếu tố quản lý

Lưu lượng dòng chảy môi trường là thành phần chính, thành phần đầu tiên cua clone chảy môi trường, nó thê hiện mức độ khoẻ mạnh của dòng sông Lưu lirợne của dòng chảy môi tnrờng càng lớn thì dòng chảy đó càng bao đam cunẹ cấp đủ các yêu cầu dùn? nước khác nhau

Báng 1.1 Các giá trị, c h ứ c n ă n g cùa s ô ng ngòi mà lưu l u ọ n g của dò ng chảy

- Lưu lư ợ n g đê d u y trì mỏi trường sống vật lý

- L ư u lư ợ n g để duy trì chất lưọng nước phù hợ p

- Lưu lư ợ n g c h o các loài cá di trú di chuyên

- Lụt nhò để báo hiệu chu kỳ sống của đ ộ n g vật dưới nước

Thực vật

ven sông

Ó n định bờ sô n g , c u n g cấ p thức ăn và nhiên liệu cho con ngườ i, đ ộ n g vật và

là vùng đ ệ m đề s ô n g ngòi c h ố n g lại việc m ất chất dinh d ư ỡ n g và phù sa từ các hoạt đ ộ n g d ẫ n nướ c cù a con người.

- Lưu lư ợ n g d u y trì độ âm cùa đât ớ

b ờ sông

- L u n lư ợ n g cao để chuyển chất dinh d ư ỡ n g trên b ờ và phát tán hạt giống

Cát ờ sông D ù n g đế xây d ự ng D òng c h á y v ậ n ch u y ể n cát và tách

ra thành n h ữ n g hạt mịn hơn

C ưa sông C u n g cấ p các k h u bào tồn c h o sinh vật

dưới nước.

Lưu lượ ng d u y trì m ức độ cân băng

cù a m uối hay nướ c ngọt cần thiết

và nối biển với cừa sông Tâng n g ậ m

nước và

nước ngầ m

D uy tri nước tự n hiên q u a n h năm cùa sông ngòi, đ ó n g vai trò là n g u ồ n cung

c ấ p nước tro n g suốt m ù a khô.

Lưu lư ợ n g đế nạp lại tầng ngậm nước

Lưu lượng làm sạch cặn và tào, và

d u y tri chất lượ ng nước cũng có thê thấy ơ đ ộ n g vật dưới nước

Lưu lượng d u y trì sự đa dạng sinh học và ch ứ c năng cùa hệ sinh thái.

Báo vệ

toàn bộ

; môi trường

N g u ồ n nước tối thiêu hoá các tác động

củ a con ngườ i và g iữ gìn m ôi trư ờng

tự nhiên cho các thế hệ mai sau.

—

M ột vài h o ặ c tất cả các loại lưu lượng trên.

Việc nghiên cứu các lưu lượng cua dòng cháy môi trường trong sông như trên đưa lại những lợi ích:

- Giam thiêu những tác độna bất lợi từ các diễn biến mới của nguôn nước

- Phục hồi các hệ sinh thái đã bị ành hưởng bới những diễn biến trong quá khứ

- Có thê hoạch định, tính toán hiệu ích hoặc tôn thât kinh tê cua dòng chay

Mô ta liru iượng dòng chay môi trường có thê đơn giàn như là việc chi

ra mực nước để cung cấp cho môi trường sống, một chế độ dòng chảy bổ sung hoàn chỉnh đê duy trì toàn bộ dòng sông và hệ sinh thái vùng ngập nước

Mặc dù có nhiều phương pháp đánh giá xác định dòng chảy môi trường, song hầu hết các phương pháp đều thể hiện theo quan điểm và tình hình của mỗi quốc gia và chưa có một quốc gia nào xây dựng được một phương pháp toàn diện Các nghiên cứu yêu cầu dòng chảy của dòng sông đầu tiên được cơ quan quản lý cá và sinh vật hoang dã Hoa Kỳ thực hiện từ

1940 đển 1970, đây là quốc gia đưa ra văn kiện lập pháp chính thức về yêu cầu dòng chảy của dòng sông từ năm 1971 Văn kiện này được xây dựng từ các nghiên cứu và luật chính sách môi trường Hoa Kỳ năm 1969, luật quy hoạch tài nguyên nước năm 1965

ở các nước Anh, Australia và New Zealand, khái niệm dòng chảy môi

trường bắt đầu xuất hiện từ thập niên 1980, trong khi đó ở các nước khác ở

Châu Âu, Nam Mỹ và Châu Á khái niệm này vẫn còn mới Một trong nhừng vấn đề khó khăn là thuật ngừ giữa các nước khác nhau, điều quan trọng là định nghĩa các thuật ngừ như thế nào, vì chúng có thê có nghĩa khác nhau trong các phương pháp luận khác nhau Ví dụ, nước cân thiết cho dòng chảy môi trường được các quốc gia gọi theo các tên khác nhau như: ở Nam Phi gọi là yêu cầu dòns chàv trong dòne chính, ờ Zimbabwe gọi là dòng chảy môi trường, ờ Australia gọi là mục tiêu dòng chảy sông, ờ Mozambique gọi là dòng cháy tôi

trường,

' C G IA H A N O i

.thiêu châp nhận được Các phương pháp luận có thê dùng đê tính toán yêu cẩu dònu chảy môi trường (EFR) bao gôm:

- Các phương pháp thuỷ văn

- Các phương pháp môi trường sông: dựa trẽn phân hạnẹ thuý văn và mỏi trường sống

- Các phươne pháp toán diện - ngày cáng thông dụng hơn, đặc biệt là ớ Australia và Nam Phi

Tất cả các yếu tố dòng chảy sẽ ảnh hướng đến hệ sinh thái cúa sông ngòi theo một cách nào đó Muốn có một hệ sinh thái hoàn toàn tự nhiên thì chế độ dòng chảy cũng phải hoàn toàn tự nhiên Hầu hết các hệ sinh thái sông ngòi đều được quán lý ở một mức độ nào đó, mọi người đều thừa nhận là cần phải lấy nước sông để phục vụ các mục đích như nước sinh hoạt, tưới tiêu, phát điện, xử lý công nghiệp, đó là những mục đích cần thiết cho sự tồn tại và phát triển cùa con người Vì vậy, dòng chảy môi trường được phân bổ cho sông là Iĩiột vấn đề được xã hội lựa chọn, được khoa học cung cấp hồ trợ kỳ thuật bằng cách cho biết hệ sinh thái sông sẽ như thế nào với các chế độ dòng chảy khác nhau Điều kiện cần thiết của dòng chảy trong sông có thể được thiết lập bởi cơ quan lập pháp, hoặc có thể đánh đổi thông qua thương lượng giừa những người dùng nước

Trong một số trường hợp, nước sẽ hồi quy về sông sau khi được sứ dụng như trường hợp thuỷ điện hoặc làm mát nhà máy công nghiệp, nhiệt điện Thời gian dòng chảy sông ờ hạ lưu điểm hồi quy cùa nước có thể bị thay đổi và mực nước trong sông sè thấp hơn mức tự nhiên

Trong các trường hợp khác, như khai thác nước phục vụ tưới tiêu, nước được hồi quy sẽ có số lượng rất nhò và rất xa so với điểm khai thác, thực tế có thò coi nước đã bị tiêu hao

Trontỉ 20 năm qua, ờ các nước phát triên, một loạt những plurơng pháp, cách tiêp cận, và khung pháp lý đã được xây dựng đê giúp xác định dòng chay

môi trường Phương p h á p thường giai quyêt là cách đánh giá cụ thế cua yêu cẩu sinh thái Cách tiếp cận là cách làm việc đê đưa ra những đánh giá ví dụ;

thông qua nhóm chuyên gia, khung pháp lý cho việc quản lý dòng chày cung càp một chiên lược rộng hơn đê đánh giá dòng chảy môi trường Chúng thường sử dụng một hoặc một số phương pháp cụ thê và áp dụng các cách tiếp cận nhất định Các phương pháp, cách tiếp cận, và khung pháp lý khác nhau đều có các ưu điểm và nhược điếm

Không có cách nào là tốt nhất cho mọi đánh giá dòng chảy môi trường Mồi phương pháp, cách tiếp cận, hoặc khung pháp lý chỉ phù hợp với một nhóm các hoàn cảnh cụ thể Các tiêu chí để chọn một phương pháp, cách tiếp cận, hoặc khung pháp lý là giải quyết riêng các vấn đề ví dụ: khai thác nguồn nước, hồ, đập, chế độ dòng chảy trong sông, thoát nước mặt Trong những năm gần đây, sự phân biệt giữa các phương pháp tập trung vào yêu cầu sinh thái và các khung pháp lý tập trung vào dòng chảy môi trường đã hài hoà hơn Nhiều phương pháp ngày càng toàn diện hơn, sử dụng các nhóm nhiều thành phần có quyền lợi liên quan và các nhóm chuyên gia của nhiều chuyên môn khác nhau đê xác định lượng nước được giữ lại trên sông

Với yêu cầu khắt khe nhất thì khôi phục là tái thiết lập cấu trúc và chức năng của một hệ sinh thái đến mức xấp xỉ điều kiện tự nhiên Trong thực tế, khôi phục hoàn toàn là không thể, do có các khai thác lớn, các can thiệp quá

mức vào dòng sông Vì vậy, khôi phục được hiểu là đưa sông hoặc một đoạn

SÔMỊ trớ về trạng thái kh ô n ẹ còn ô nhiễm sau khi đã khai thác và đã cung cấp

đù nước cho các nhu cầu sử dụng Việc khôi phục dòng sông thường liên

quan đến khai thác hợp lý, vận hành hồ chứa, bổ sung nguồn nước và các biện pháp công trình, chinh trị lòng dẫn Một cách tiếp cận toàn diện đối với khôi phục có thê cho phép đánh giá lợi ích cua bât kỳ hoạt động nào vê mặt cải thiện chúc năng của toàn bộ hoặc một phần hệ sinh thái sông

Đánh giá dòng chảy môi trường liên quan đèn việc xác định một dòng chảy phù hợp có the đáp ứng mục tiêu môi trường cụ thê hoặc đạt được sự cân bang giữa các điêu kiện môi trường,, xã hội và kinh tê Quyêt sách dòng chay môi trường thực tế còn phụ thuộc vào các đánh siá chính trị, xâ hội liên quan đèn sự thoả hiệp với các đòi hỏi khác nhau của các yêu câu dùng nước.

Việc áp dụng dòng chảv môi trường được xem xét trong sự ket hợp với các biện pháp giảm nhẹ khác như là cải thiện chất lượr.e, nước đề đạt được một kết hợp hiệu qủa trong công tác quản lý dòng sông

Một loạt phương pháp đâ được xây dựng ớ nhiều nước có thể sử dụng đế xác định dòng chảy môi trường (Dunbar, M.J Acreman, M c Gustard, A Elliott, C.R.N 1998) Tồng quát có thể sắp xếp theo bổn loại sau:

- Phương pháp tra bảng (look-up table)

- Phương pháp phân tích dừ liệu đà có (Desktop analysis)

- Phương pháp phân tích c h ứ c năng (funtional analysis)

- Phương pháp mô hình hoá môi trường sống (Habitat modelling)

Các phương pháp ít nhiều đều cần đầu vào là những phân tích của các chuyên gia Mức độ giải quyết của các phương pháp có thể là tất cả hoặc chỉ một phần của hệ thống sông

a Phương ph á p tra bảng (look-up table)

Phương pháp tra bảng là thông dụng để xác định dòng chảy môi trường dựa trên kinh nghiệm theo các chỉ số đơn giản trong bảng tra Các chỉ số được dùne, trước đây chỉ đơn thuần mang tính chất của các số liệu thuỷ vàn Từ thập niên 70 của thế kỷ trước, một số phương pháp đã sứ dụng các số liệu về sinh thái và môi trường kết hợp

Các nhà quản lý tài nguyên nước sử dụng chi tiêu thuỷ văn đẽ xác định các nmivên tấc quản lý nước và áp đặt cho dòn s bô sung ở hạ lưu các hô chứa

và dập dâng Ví dụ dựa vào đường cone giai đoạn dòng chay (The flow

duration curve), đê xác định ti lệ thời gian mà trong đó có lưu lượng băng hoặc vượt quá 1 ưu lượng đã cho Phương pháp này đã được hiệu chỉnh cho việc đặt chê độ dòng chay mỏi trirờns nhăm xác định các quy tăc hoạt độníỉ đon gian cho đập hoặc công trình phân dòng khi không có hoặc có ít dừ liệu sinh thái Những chỉ tiêu đó có thê được thiết lập sứ du ne bơi nhiều kỳ thuật

và giả định khác nhau, bao gồm những kỳ thuật và già định thuy văn thuân tuý từ những quan sát về mối quan hệ nước - hệ sinh thái được tông hợp, hay những kỳ thuật và giá định xuất phát từ việc phân tích các số liệu thuỷ văn và sinh thái chính tắc hơn

Nội hàm của những chỉ số này được dựa trên thống kê của chế độ dòng chảy tự nhiên Ví dụ ở Pháp, Luật đánh bat cá nước ngọt của Pháp năm 1984 yèu cầu lưu lượng dòng chảy còn lại ở những đoạn sông đã được chuyên dòng phải ớ mức (Souchon, Y Keith, p 2001 [37]) Ở các đập sử dụng để cung cấp nước sinh hoạt, nước phải được hồi quy lại sông sau khi thông qua nhà máy

xứ lý nước thai Tuy nhiên điềm hồi quy có thế ớ gần điểm lấy nước, hay thậm chí ở một thuỷ vực khác Đối với các đập thuỷ điện, nước được xả để phát điện, lưu lượng dòng chảy năm ở hạ lưu đập không được thấp hơn quá nhiều so với dòng chảy tự nhiên

v ề việc điều tiết khai thác ở Anh, một chỉ sổ dòng chảy tự nhiên thấp đã

được sứ dụng để xác định dòng chảy môi trường là chỉ sổ Q ọị : tức là lưu lượng dòng chảy bằng hoặc cao hơn mức tần suất 95% Trong những trường hợp

khác, các chỉ sô ít gây hạn hán hơn đã được sứ dụng, chăng hạn là lun lượng dòng chày kiệt nhất hàng năm Chỉ số Q95 được chọn thuần tuý trên cơ sở thuý vàn, việc thực hiện phương pháp này đòi hỏi sử dụng thêm các thông tin sinh thái môi trường

Ớ Mỹ, phương pháp Tennant (Tennant, D.L 1976) được xây dựng trên

cơ sở các sổ liệu của hàng trăm con sông của các bang miền Tây Hoa Kỳ để chỉ ra lưu lượng dòn£ chảy tối thiếu nhằm báo vệ môi trường dòng chảy trong sôna khoe mạnh Lưu lượns dòng chảy trung bình được xác định ứng với các

môi trường cư trú, mức độ về lượng khác nhau cua một sô loài sinh vật dưới nước, ví dụ 10% lưu lượng trung bình năm sẽ có môi trường sống chất lượng thấp (sons sót được), 30% lưu lượng trung binh năm sẽ có chất lượng tương đổi (thoá mãn), và 60% lưu lượng trung bình năm sẽ có chất lượng rất tốt

Phương pháp này có thề sứ dụng ờ nơi khác, nhưng các chỉ sổ chính xác có

thế cần được tính toán lại cho mồi vùng, ở giữa miền Tây Hoa Kỳ, các chỉ sổ

đà được sử dụng rộng rãi ờ cấp lập kế hoạch cho lưu vực sôníỊ

b Phương ph á p phán tích d ữ liệu đã có (Desktop analysis)

Phương pháp thuộc loại này tập trung vào phân tích sô liệu đã có như lưu lượng dòng chảy trong sông từ trạm quan trăc hoặc dừ liệu khác từ những kháo sát thường kỳ Một số dữ liệu có thể được thu thập từ một hoặc nhiều địa bàn cụ thề của một con sông để bổ sung lượng thông tin hiện có Các phương pháp phân tích sổ liệu có thể được chia thành nhừng phương pháp dựa trên dừ liệu thuỷ văn, phương pháp dựa trên dữ liệu thuỷ văn kết hợp dừ liệu chất lượng nước, phương pháp sử dụng thông tin thuý lực, và phương pháp sử dụng dừ liệu sinh thái

Trong phương pháp phân tích số liệu thuỷ văn có phương pháp Richter [1996] Phương pháp này tách các thành tố của chế độ dòng chảy tự nhiên và gắn với các chỉ số như cường độ, thời gian, tần suất và thời điểm Phương pháp này sử dụng lưu lượng dòng chảy bình quân ngày và mô hình hoá với một bộ các chỉ sổ Mồi chỉ số được tính toán định kỷ hàng năm cho mồi năm theo chuồi số liệu thuỷ văn, từ đó tập trung vào sự biến đổi giữa các năm của các chỉ số Tuy vậy, cho đến nay chưa có đủ nghiên cứu để liên hệ các thống

kê dòng chảy với các yếu tố cụ thề cua hệ sinh thái Theo kinh nghiệm, các sông rộng và nông thì diễn biến sinh thài có xu hướng nhạy hơn

Phương pháp phân tích dựa trên dừ liệu thuv văn kết hợp dừ liệu chất lượng nước là sự tính toán nhàm duy trì sự thống nhất, tính mùa vụ tự nhiên,

sự d a m bao tối thiểu về chất lượng nước đối với dòng chảy ban đầu cả mùa lũ hay mùa kiệt

Các phương pháp đánh giá thuỷ lực (Jowett I.G 1997) tạo nên một nhóm các kỳ thuật phân tích sô liệu quan trọng khác Chúng sư dụng các biến

số thuỷ lực, chăng hạn các biến sô trong “vành đai â m ” , diện tích lòng sông ngập nước đê xác định dòng chảy môi trường Chúng cung cấp các chi số đơn giản của môi trường sống hiện có trong sông với một mức lưu lượng cho trước (Gordon, N.D., Mcmahon, T.A., Finlayson, B.L 1992) Theo kinh nghiệm, các sông rộng và nông thì chi số biên đôi cùa vành đai ấm có xu hướng nhạy hơn đổi với những thay đôi dòng chảv so với các sông hẹp và sâu Phương pháp này đã được sử dụng nhiều ở Hoa Kỳ (Stalnaker C.B and Arnette J.L 1976) và Australia (Richardson, B A 1996) và một số nhà nghiên cửu đã lưu ý các vấn đề trong việc xác định lưu lượng ngưỡng, tức là dưới mức đó vành đai ẩm bị giảm nhanh chóng Với giới hạn đó, phương pháp này phù hợp để hồ trợ việc quyết định dựa trên các kịch bản và thương thảo phân

bồ nước, chứ không phù hợp để xác định ngưỡng sinh thái

Các phương pháp phân tích sổ liệu sử dụng sổ liệu sinh thái có xu hướng dựa trên kỳ thuật thống kê để liên hệ các biến sổ độc lập như dòng chảy với các biến sổ sinh học phụ thuộc, như số lượng hoặc các chỉ số cơ cấu quần thể được tính toán từ danh sách loài Ưu điểm của loại phương pháp này là giải quyết trực tiếp hai lình vực quan tâm (dòng chảy và sinh thái), và đánh giá trực tiếp trên nền tự nhiên của con sông Tuy nhiên, cũng có một số nhược điểm sau:

• Khó hoặc thậm chí không thể lập ra các chỉ số sinh học chỉ nhạy với dòng cháy mà không nhạy với các yếu tổ khác như cấu trúc cư trú và chất lượng nước ít nhất, là các chỉ số sinh học được thiết kế cho việc quan trắc cần được sử dụng cực kỳ thận trọng

• Thiếu dừ liệu thủy vãn và sinh học thường là một nhân tố hạn chế, và đôi lúc các dữ liệu khảo sát thu thập thường xuyên lại được lấy cho các mục đích khác và không phù hợp cho việc phân tích xác định dòng chảy môi trường

• Chuồi số liệu của dòng chảy và các chi số sinh thái có thể không độc lập, nó có thề trái với các giả định kỹ thuật thống kê cổ điển

c Phương p h á p phán tích chức nâng (funtional analysis)

Là phương pháp xây dựng sự hiêu biêt vê môi quan hệ chức năniỉ giữa tât cá các khía cạnh thuỷ văn và sinh thái của hệ thông sông Các phương pháp này có quan điêtn rộng và bao trùm nhiêu khía cạnh cua hệ sinh thái sông, sứ dụng các phân tích thuỷ văn, thông tin đánh giá thuý lực, và dữ liệu sinh học Chúng cũng phụ thuộc nhiều đen kinh nahiệm V2 khả năng chuyên môn của các chuyên gia Nôi tiếng nhất trone loại hình phân tích chức năng là phương pháp luận đơn nguyên theo khối (Building Block Methodology- BBM) đirợc xây dựng ở Nam Phi (King, J.M., Tharme, R.E de Villiers M.S (eds.) 2000) Tiền đề căn bản của BBM là các loài ven sông dựa vào các yếu

tố căn bản (khối đơn nguyên) của chế độ dòng chảy, kể cả dòng chảy kiệt và dòng chảy 10, trầm tích, cấu trúc địa mạo của sông Vì vậy, một chế độ dòng chảy có thể chấp nhận được để duy trì hệ sinh thái có thể xây dựng bàng cách kết hợp các khối đơn nguyên này

d Phương phá p mô hình hoá môi trường sổng (H abitat modelling)

Phương pháp mô hình hoá môi trường sống vật chất hiện đã được điều chinh thích ứng để áp dụng ở nhiều quốc gia như Pháp (See Ginot, V 1995),

Na Uy (See Killingtviet, A Harby, A 1994), và New Zealand (See Jowett, I

G 1998), trong khi các nước khác cũng độc lập phát triển các phương pháp tương tự

Mô hình hoá môi trường sổng vật chất đã được sử dụng đề ước tính các tác động về mặt môi trường của những thay đổi dòng chảy trong quá khứ và

dự đoán tương lai do việc khai thác hoặc xây dựng đập Phương pháp này đã dược phát triển từ phân tích trạng thái ổn định của dòng chảy với các mức môi trường song cho trước, đến phân tích dãy sổ theo thời gian cho toàn bộ chế độ dòng chảy sôn£ Các kỳ thuật phân tích đã được xây dựng, từ chồ xem xét đường cong đơn giản quan hệ dònR chảy và môi trường sống theo khoảng thời gian, đến chồ phân tích sâu hơn vê suy giám môi trường sống với các kịch

ban khác nhau Nó xem xét một lọạt các kịch bản so với nên cơ sờ, thường là với dòng tự nhiên, và cho phép có thê so sánh định lượng các kịch bủn.

Việc đơn gián hoá các phương pháp này, cá về mô hình hoá thuy lực và môi trường sống, đã bị chì trích trong thập kỷ 1980 Đặc biệt, việc mô tả sinh học tập trung vào mô tả theo kinh nghiệm môi trường sống ưa thích, không

mô hình hoá sự phức tạp của các quá trình xảy ra trong hệ sinh thái sông Sau này rất nhiều các phần mềm mô hình hoá cụ thể đã được trình diễn, các mô hình môi trường sống mới bao gồm các biến số bo sung đã mở rộng đen cấp quần thể Tất cả các cải tiến mô hình hiện nay đều làm tăng tính phức tạp Tuy nhiên, hy vọng trong tương lai gần các mô hình mới có thể dẫn đến các quy tẳc chung mới giúp cải thiện phương pháp bằng tra cứu và có thể xác định tác động của việc điều tiết dòng chảy trong sông lên số lượng cá thề chứ không phải lên môi trường sống

Một ưu điểm của các phương pháp mô hình hoá môi trường sống là có các câm nang rành mạch xác định các thủ tục từng bước Điều đó cho phép lập lại kết quả của các nhà nghiên cứu khác nhau, dù hoạt động độc lập hoặc theo các nhóm Nhược điểm của phương pháp này là dẫn đến việc những người thực hành ít kinh nghiệm sẽ áp dụng kém Kết quả tốt nhất sẽ đạt được khi các nhóm bao gồm các kỹ sư thuỷ lực, các nhà thuỷ văn và sinh thái làm việc với nhau, sử dụng mô hình hoá môi trường sinh thái làm cơ sở cho các nghiên cứu cụ thể trên từng sông

1.3.Tổng quan các nghiên cứu về sông Đáy từ khi có công trình phân lù sông Đáy.

Vào nhừng năm 30 của thế kỷ trước người Pháp đã xây dựng công trình phân lũ Sông Đáv (1937) nhàm mục đích: Giảm mực nước 10 cao uy hiếp thủ

đô Hà Nội và hạ du, ngăn chặn được úng lụt thường xuyên cho khu vực ven sông Đáy của các tinh Hà Tây, Hà Nam, Nam Định, Ninh Bình Việc chặn dòng chảy của Sông Đáy - chi lưu tự nhiên cùa Sông Hồng bàng đê tràn Hát Môn (+ 1.500m) và đập Đáy là một công việc phức tạp và khó khãn Chăc

chẩn các kỳ sir Pháp thiêt kế công trình phân lũ Sông Đáy đã nghiên cửu tương đôi kỳ vì chế độ thúy văn, thuy lực cua Sông Đáy và mối liên quan giữa sông Đáy với sông Hông Rât tiêc các tài liệu nghiên cửu trên không còn được lưu giừ đê tham khảo, so sánh với ngày nay Tuy nhiên có thẻ khăng định răng người Pháp vào thời kỳ này chua tính tới nhừng phát sinh tiêu cực cho môi trường sinh thái và dàn sinh kinh tế, sau khi xây dựng công trình phân lù sông Đáy làm cho dòng sông Đáy tư Hát Môn đến Ba Thá bị chết Người Pháp chí chú ý tới việc cứu nguy cho Thù đô Hà Nội - Trung tâm hành chính cua Đòng dương thuộc địa khi có lù lớn Trong suốt quá trình tồn tại công trình phân lũ sông Đáy vào thời Pháp thuộc chỉ phân lũ 2 lần vào các năm

1940, 1945 nhưng cả 2 lần phân lũ qua đập Đáy đều bị thất bại Như vậy sông Đáy đoạn từ Hát Môn tới Ba Thá bị chết hoàn toàn từ khi có công trình phân

lù sông Đáv

Sau năm 1954, đặc biệt sau lũ lịch sứ 1971, Đảng và Chính phủ rất quan tâm tới Sông Đáy, song vẫn chỉ quan tâm tới nhiệm vụ phân 10 của nó Các cấp, các ngành và địa phương chỉ chú ý tới khả năng phân 10 thực tế của sông Đáy khi phải phân lũ Một loạt các nghiên cứu tính toán được tiến hành sau lũ lịch sứ 1971 do các cơ quan: Trường Đại học Thúy Lợi, Viện Quy hoạch Thủy Lợi thực hiện, chú yếu là tập trung xác định lưu lượng tối đa có thế phân lũ qua đập Đáy vào sông Đáy Có nhiều kết quả tính toán đưa ra khác nhau: Qphân lù = 2.500 mVs; 3.500nvVs; 5.000m3/s Sự khác nhau này bắt nguồn từ khả năng thoát lũ lòng dần sông Đáy, hệ số nhám lòng sông và khả năng tháo thực tế của đập Đáy

Năm 1974 nhà nước cho đầu tư sửa chừa, nâng cấp đập Đáy với hy vọng tháo qua đập Đáy được ọ = 5000m3/s Sono một câu hỏi vẫn chưa được tra lời là “Khả năng tháo qua lòne, sông Đáy có được 500 0m3/s không?” Qua thời gian dài 40 - 50 năm sau khi có đập Đáy lòng sône Đáy đã bị bồi lấp rất nhiều, khu dân cư khu canh tác tràn lấn ra lòrm sôníỉ Câu hói trên đên nay vần chưa thẻ trá lời được bơi vì sau khi nâng cấp (1974) đập Đáy vẫn chưa

khi nào phai vận hành phân lũ Đoạn sông Đáy từ Hát Môn tới Ba Thá vẫn “bị chét” kéo theo các ảnh hướng tới môi trường sinh thái và dân sinh kinh tế xãhội.

Sau thời gian trên, khoảng năm 1995 có dự án Quy hoạch Thủy lợi ỉiat

vực sông Đ áy cua Bộ Nông nghiệp & PTNT do Viện Quy hoạch Thuy Lợi

thực hiện Dự án này tập trung vào quy hoạch Thủy Lợi cho toàn lưu vực sông Đáy bao gồm các tỉnh Hà Tây, Hà Nam, Nam Định, Ninh Bình Điêm đáng lưu ý của dự án quy hoạch này là đưa ra một giải pháp cấp nước bổ sung cho sông Đáy bằng việc mờ một cửa sông mới dẫn nước từ sông Hồng vào sông Tích ở vị trí Ben Mắm - thị xã Sơn Tây Trong dự án không hề đề cập tới tác động bất lợi từ công trình phân lù đập Đáy và đoạn sông Đáy từ Hát Môn tới Ba Thá vần bị bó ngỏ

Vào năm 2001, 2002, dự án nghiên cứu “Phán lũ và p h á t triển tài

nguyên nước sông Đ ảy” do Hà Lan tài trợ được thực hiện ở Bộ Nông nghiệp

& PTNT Trong dự án đã dành rất nhiều cho việc xác định khả năng phân lũ thực tế của sông Đáy và lưu vực sông Đáy Dự án đề xuất các giải pháp cân bàng nguồn nước cho cả hệ thống với các chi lưu và nhập lưu của sông Đáy ở

hạ lưu sông Đáy

Từ năm 2002 đến năm 2003, đề tài nghiên cứu độc lập cấp Nhà nước

“Nghiên cứu mó hình đề xuất cơ sở khoa học cái tạo và nâng cấp hệ thống thoát lù sông Đ áv p h ụ c vụ công tác p h òng chổng lụt bão đồng bằng Bắc Bộ"

do Viện Khoa học Thủy lợi thực hiện Đe tài này tập trung đánh giá hiệu quả cua công trình phân lũ sông Đáy tới hạ thấp mực nước Hà Nội trong bối cánh

có các hồ chửa thượng nguồn: Hoà Bình, Sơn La, Tuyên Quang

Từ năm 2004 Bộ Nông nghiệp và PTNT đã cho tiến hành d ự án đầu tư

Xáy dựng 2 cống điểu tiết ớ cửa vào sông Đ áy với mục tiêu lấy nước từ sông

Hồng vào sông Đáv cấp nước bo sung mùa kiệt cho sông Đáy Vỉ là dự án xâv dựrm cơ bán nên các nghiên cứu và phân tích ảnh hướng tiêu cực của công trình phân lũ sông Đáy chưa được đề cập trong dự án này Đặc biệt vấn đề

lòng dẫn và dòng cháy môi trường, ô nhiềm chát lượng nước cùng chưa được đặt ra.

Kết luận chương 1

Trong chương 1, luận án đã tông quan một số bài học kinh nghiệm vê

sự can thiệp quá giới hạn cua con người vào dòng chảy sông ngòi Trong đó

đà phàn tích chi tiết các bài học kinh nghiệm vê xây dựng đê bao chống lù, xây dựng các hồ chứa, đập dâng, xây dựng đập chặn dòng, cat dòng, chuyến dòng và khôi phục lại các con sông

Luận án đã giới thiệu các khái niệm về dòng chảy môi trường, lưu lượng dòng cháy môi trường, các nghiên cứu và áp dụng thực tế trên thế giới

về dòng cháy môi trường Đồng thời luận án đã trình bày cơ sở tiếp cận phương pháp xác định dòng chảy môi trường với một số phương pháp xác định dòng chảy môi trường như phương pháp tra bảng (look-up t a b l e ) ; phương pháp phân tích dữ liệu đã có (Desktop analysis); phương pháp phân tích chức năng (funtional analysis); phương pháp mô hình hoá môi trường sổng (Habitat modelling) Các khái niệm này là cơ sở cho việc nghiên círu xác định dòng chảy môi trường sông Đáy ớ chương 3

Để giúp người đọc tổng quát được quá trình nghiên cứu về sông Đáy, luận án tổng quan các nghiên cứu về sông Đáy từ khi có công trình phân lũ sông Đáy Đà có nhiều nghiên cứu về sông Đáy song mới chỉ tập trung nghiên cứu đánh giá khá năng phân lũ của sông Đáy cùng với quy hoạch thuỷ lợi chung toàn lưu vực sông Đáy Cho đến nay chưa có nghiên cứu riêng biệt nào xác định các mặt tiêu cực của công trinh phân lũ sông Đáy cũng như chưa có nghiên cứu nào về dòng chảv môi trường sông Đáy

C h u o n g 2NHẶN DIỆN CÁC TÁC ĐỘNG TIÊU c ụ c CỦA CÔNG TRÌNH

P H Ầ N L Ũ S Ô N G Đ Á Y T Ó Ì D Ò N G C H Ả Y V À M Ô I T R Ư Ờ N G

N Ư Ớ C S Ô N G Đ Á Y Đ O Ạ N T Ừ H Á T M Ồ N Đ É N BA T H Á

2.1 Đăc điểm tư nhiên, dân sinh kinh tế xã hôi lưu vưc sông Đáy và khu vưc• • 7 • • o */ •

từ Hát Môn đến Ba Thá

2.1.1 Đặc điếm tự nhiên lưu vực sông Đáy và khu vực từ Hát Môn đến Ba Thả

a Sông Đ áy - phân luru tự nhiên cùa sông H ồng

Lưu vực sông Đáy là một tiểu lưu vực của sông Hồng có vị trí địa lý nằm trong khoáng từ 20° đến 21°20’ vĩ độ Bắc và từ 105° đến 106°30’ kinh

độ Đông Diện tích lưu vực F = 5800km2 Sông Đáy là phân lưu đầu tiên cúa sông Hồng kề từ hợp lưu Thao - Đà - Lô Cửa phân lưu của sông Hồng vào sông Đáv ở Hát Môn

• Phạm vi tiếp giáp của lưu vực sông Đáy như sau:

- Phía Bẳc và Đông Bắc tiếp giáp sông Hồng

- Phía Tây và Tây Nam tiếp giáp các dãy núi Ba Vì, Cúc Phương - Tam Điệp

- Phía Đông và Đông Nam tiếp giáp với biển Đông

- Lưu vực sông Đà là ranh giới phía Tây Bẳc của lưu vực sông Đáy

• Các sông nhánh của sông Đáy:

- Sông Tích đổ vào sông Đáy ờ Ba Thá

- Sông Thanh Hà đổ vào sông Đáy ở Bạch Tuyết

- Sông Hoàng Long đổ vào sông Đáy ở Gián Khẩu

• Các sông liên hệ giừa sông Đáy với sông Hồng:

- Sông Nhuệ đổ vào sông Đáy ở Phủ Lý

- Sông Đào Nam Định đổ vào sông Đáv ở Độc Bộ

- Sông Ninh Cơ đổ vào sône, Đáy qua kênh Quần Liêu

• Các sông nội vùng có liên hệ với sông Đáy là: sông Nhuệ, sông Châu, sông Săt, sông Vạc, sông Càn

h Vị

Lưu vực sông Đáy doạn từ Hát Mòn tới Ba ỉ há có tông diện tích gần70.000 ha Phần lưu vực này kéo dài từ 21°09' dến 20°37 vĩ độ bắc và từ

I05°37’ đến 105°46’ kinh độ đông Phía Bắc và Đ ô n g Bắc giáp sông Hồng, phía đôtm giáp Hà Nội, phía Tây giáp lưu vực sống Tích, phía Nam là khu vực trung lưu và hạ lưu sông Đáy thuộc địa phận các huyện Mỹ Đức, ủ n g Hoà Có thê gọi đoạn sôns, Đáy từ Hát Môn đen Ba Thá là đoạn thượng lưu của sông Đáy.

Đặc đièni địa chất thuỷ văn và tho nhưỡng ỉưiị vực sông Đảv từ Hát Môn đến Ba Thả:

• Đặc điẻm địa chất thúy văn: lưu vực sông Đáy có 2 hệ chứa nước:

- Thành hệ chứa nước trong trầm tích đệ tứ và trong mácma

- Nước chứa trong trầm tích hạt thô

Theo một số tài liệu đà công bố thì nước chứa trong hệ thứ nhất có thể khai thác quy mô nhó để tưới cho hoa màu và cây trái Nước trong hệ thứ 2 trừ lượng phone, phú phân bố khấp nơi có thể khai thác dùng cho sinh hoạt

í/ Diêu kiện địa hình đoạn sỏnq Đáv từ Hút Môn tới Ba Thá

Theo đặc điếm địa hình có thề chia đoạn sông Đáy từ Hát Môn tới Ba Thá thành các đoạn sau:

Khu chứa lũ Vân Cốc: là đoạn từ Vân Cốc, Hát Mô n đến Đập Đáy dài

1 2km, có dạng hình phều

Đoạn sông từ Đập Đáy dếíi Ba I há (vị trí nhập lưu sông Tích vào sòng Dáy) dài hơn 50km Chiều rộng trung bình giữa hai đè ơ đoạn đâu khoang 3000m, lòng sông nòng, hẹp, khônu có nguồn sinh thuỷ trong mùa kiệt.

Đoạn sông Đáy từ Hát Môn tới Ba Thá có lòng dẫn rất quanh co, hệ sổ uốn khúc lởn (hình 2 1)

e Đặc đỉêm thủy văn sông Đáv

- Ớ trạng thái tự nhiên, chế dộ dòng chảy sông Đáy tuân theo quy luật chung của dòng chảy các sông ở khu vực Bắc Bộ Một năm có hai mùa lũ (từ tháng 6 tới tháng 10) và kiệt (từ tháng 11 tới tháng 5) Đến nay khi cửa Hát Môn bị chặn, dòng chảy sông Đáy chịu ảnh hưởng rất lớn chế độ dòng chảy sông Hồng thông qua các sông liên kết ơ hạ lưu và các hệ thống công trình thuy lợi trong lưu vực

- Nguồn nước mặt của toàn sông Đáy chu yếu là từ sông 1 lồng chuyểnsang qua các sông Nhuệ, sông Đào, sòng Ninh Cơ được ước tính chiếm khoang 65 70% còn lại là nước được san sinh bàng nguồn nội tại trên lưuvực từ các sông Tích, sông Hoàng Long, sòng Thanh Hà

là sông Tích, sông Thanh Hà, sông Hoàng Long Địa hình lòng dẫn sông Đáy quanh co, lòng hãi sông Dáy bị lấn chiếm làm khu dân cư, khu canh tác nên hạn chế khả năng thoát lũ.

- Dòng chảy kiệt: Do cửa phân lưu Hát Môn bị chặn khi có công trình phân lũ sông Dáy nên nguồn cấp nước từ sông 1 lồng không còn, làm cho đoạn sông từ Hát Môn đến Ba Thá hầu như không có dòng chảy, chi từ Ba Thá sông Đáy mới được tiếp nước từ sông Tích, sông Thanh Hà, sông Hoàng Long, sông Dào Nam Dịnh, sông Ninh Cơ làm cho dòng chảy kiệt ở hạ du sông Đáy khá dồi dào Hình 2.2 thể hiện quan hệ giữa lưu lượng và mực nước tại trạm Ba Thá đặt tại hạ lưu cửa nhập lưu sông Tích vào sông Đáy Dòng chảy chù yếu ở Ba Thá là do dòng chảy sông Tích nhập vào

Mực nướ c (m)

Hình 2.2 Quan hệ giữa lưu lưọne và mực nước tại trạm Ba TháV • n • o • • •

(1965-1980)

iỊ Dặc điêm íỉỏnạ chay đoạn sông Đảy từ Hát Môn tới Ba Thó:

Đoạn sông Đáy từ Hát Môn đến Ba Thá dài 65km là sông phân lưu tự nhiên của sông Hồng nhưng từ năm 1937 đã chịu tác động cua con người thông qua công trình phân lù sông Đáy, do cứa phân lưu Hát Môn bị chặn nên đoạn sông từ Hát Môn tới Ba Thá trở thành đoạn sông chết bởi không có nguồn nước nhập vào Dòng chảy của sông Đáy chủ yếu là nguồn nước tưới nông nghiệp hồi quy từ nội đồng, nước thải sản xuất tiểu thủ công nghiệp, từ làng nghề, nước thải sinh hoạt từ các khu dân cư Kết quả khảo sát đo đạc trực tiếp lưu lượng sông Đáy khu vực Cát Quế của nghiên cửu sinh tháng 12 năm

2003 chỉ xác định được Q ~ 0.3-K).5 m3/s Đây tà khu vực có hình thành dòng chảy còn ờ nhiều khu vực không thế xác định được dòng chảy vì sông Đáy cạn khô hoặc bị phủ lấp bởi rau, bèo

2.1.2 Tình hình ph át triển dân sinh kinh tế xà hội trong lưu vực sông Đáy

khu vưc từ H át Môn đến Ba Thả.

Tống diện tích toàn bộ khu vực nghiên cứu nằm trên địa giới của 1 19

xã thuộc 8 huyện Phúc Thọ, Đan Phượng, Hoài Đức, Quốc Oai, C hương

Mỳ, Mỹ Đức, Thanh Oai, ử n g Hoà của tỉnh Hà Tây với tổng số dân gần 60 vạn người Vì là lưu vực sông để phân lù nên trong khu vực giữa 2 đê tả và hữu Đáy dân cư không được phép xây nhà kiên cố nhiều tầng, hạn chế trồng cây lưu niên gây cản trở phân thoát lũ, do đó điều kiện phát triển dân sinh kinh tế trong khu vực rất khó khăn

Tỉ lệ phát triển dân số tự nhiên của khu vực là 1.4 % So với mật độdân số trune bình của đồng bằng sông Hồng là 1.000 người/km2 thì mật độdân số hiện tại vẫn ở mức cao (1.091 người/km2)

Dân số được phân bố theo cơ cấu như sau:

Dân số tham gia sản xuất nông nghiệp:86.89 %

Dân sổ sản xuất phi nông nghiệp: 13.11 % (hình 2.3)