Phân tích, đánh giá và đề xuất giải pháp quản lý sử dụng bền vững hồ thủy điện sơn la

Từ khi đi vào hoạt động năm 2012 đến nay, việc khai thác tài nguyên, hoạt động phát triển kinh tế, xã hội trên lưu vực đã có nhiều thay đổi như canh tác trên đất dốc, đất bán ngập, chăn

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

1 PGS TS LƯU ĐỨC HẢI

2 TS ĐỖ HỮU TUẤN

Hà Nội - 2021

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các kết quả nghiên cứu đƣợc trình bày trong luận án chƣa từng đƣợc công bố trong bất kỳ công trình nào khác Tất cả các dữ liệu đƣợc sử dụng trong luận án là trung thực, chính xác Các tài liệu tham khảo trong luận án có nguồn gốc rõ ràng và đƣợc trích dẫn theo đúng nguyên tắc

Tác giả luận án

Đỗ Xuân Đức

LỜI CẢM ƠN

Luận án “Phân tích, đánh giá và đề xuất giải pháp quản lý sử dụng bền vững

hồ thủy điện Sơn La”, được nghiên cứu sinh hoàn thành trong thời gian học tập và nghiên cứu tại bộ môn Quản lý môi trường, khoa Môi trường, trường Đại học Khoa học Tự Nhiên, ĐHQGHN Nghiên cứu sinh gửi tình cảm biết ơn sâu sắc tới thầy PGS.TS Lưu Đức Hải và thầy TS Đỗ Hữu Tuấn, hai thầy hướng dẫn khoa học đã chỉ dẫn, góp ý, gợi mở và định hướng khoa học trong suốt quá trình thực hiện luận

án

Nghiên cứu sinh bày tỏ tình cảm biết ơn tới Ban giám hiệu trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN và các phòng chức năng chuyên môn, thầy cô trong Ban chủ nhiệm khoa, thầy cô bộ môn Quản lý Môi trường, thầy cô các đơn vị trong khoa Môi trường Nghiên cứu sinh gửi tình cảm biến ơn đến thầy cô trực tiếp lên lớp giảng dạy, hướng dẫn các chuyên đề trong chương trình đào tạo tiến sĩ

Nghiên cứu sinh gửi lời cảm ơn đến Ban giám hiệu trường Đại học Tây Bắc, khoa Nông Lâm, bộ môn Quản lý tài nguyên & môi trường nơi nghiên cứu sinh đang công tác đã tạo điều kiện thuận lợi trong quá trình học tập và nghiên cứu luận

án Nghiên cứu sinh gửi tình cảm biết ơn đến Công ty Thủy điện Sơn La, Đài Khí tượng Thủy văn Tây Bắc và các đơn vị chuyên môn thuộc tỉnh Sơn La, Điện Biên, Lai Châu, chính quyền và người dân trong lưu vực hồ Thủy điện Sơn La

Nghiên cứu sinh trân trọng cảm ơn sự giúp đỡ của gia đình, đồng nghiệp trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thiện luận án

Nghiên cứu sinh trân trọng cảm ơn đến 18 nhà khoa học đã giành thời gian đọc và viết nhận xét tóm tắt luận án Nghiên cứu sinh trân trọng và gửi tình cảm biết

ơn đến 07 thầy cô trong Hội đồng cấp Đại học Quốc gia chấm luận án tiến sĩ, đã dành thời gian đọc, viết nhận xét, góp ý và đánh giá để nghiên cứu sinh hoàn thiện luận án

Hà Nội, ngày 25 tháng 02 năm 2021

Tác giả luận án

Đỗ Xuân Đức

1.1 MỘT SỐ KHÁI NIỆM LIÊN QUAN ĐẾN MÔI TRƯỜNG LƯU VỰC HỒ THỦY

1.1.7 Nguyên lý cân bằng vật chất, khả năng tự làm sạch và sức chịu tải hồ 17 1.2 MỘT SỐ KHÁI NIỆM LIÊN QUAN ĐẾN QUẢN LÝ SỬ DỤNG BỀN VỮNG TÀI

2

1.3 NGHIÊN CỨU MÔI TRƯỜNG VÀ QUẢN LÝ SỬ DỤNG TÀI NGUYÊN MÔI

1.3.1 Tình hình nghiên cứu môi trường và quản lý sử dụng tài nguyên môi

1.3.2 Tình hình nghiên cứu môi trường và quản lý sử dụng tài nguyên môi

1.3.3 Tình hình nghiên cứu môi trường và quản lý sử dụng tài nguyên môi

1.3.4 Vận dụng kết quả tổng quan tình hình nghiên cứu vào luận án 30

1.4.1 Điều kiện tự nhiên lưu vực và đặc điểm sinh thái hồ thủy điện Sơn La 30 1.4.2 Đặc điểm kinh tế xã hội và văn hóa gắn với hồ thủy điện Sơn La 40

2.3.5 Tiếp cận từ trên xuống kết hợp với tiếp cận từ dưới lên 45

2.5.2 Phương pháp điều tra khảo sát thực tế lưu vực hồ 47

3

2.5.5 Phương pháp tính toán xói mòn và bồi lắng lòng hồ 51

2.5.7 Phương pháp tính toán khả năng tự làm sạch và sức chịu tải hồ 60

2.5.9 Phương pháp xây dựng bộ tiêu chí đa chỉ tiêu quản lý sử dụng hồ 62

3.1.3 Diễn biến cân bằng vật chất trong khả năng tự làm sạch và sức chịu tải hồ 83 3.2 HIỆN TRẠNG QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG VÀ SỬ DỤNG TÀI NGUYÊN HỒ THỦY

3.3 TÍNH BỀN VỮNG VÀ GIẢI PHÁP QUẢN LÝ SỬ DỤNG BỀN VỮNG TÀI

3.3.1 Thiết lập bộ tiêu chí đa chỉ tiêu quản lý sử dụng tài nguyên môi trường 107 3.3.2 Mô hình quản lý sử dụng bền vững tài nguyên môi trường 119 3.3.3 Đề xuất giải pháp quản lý sử dụng bền vững tài nguyên môi trường 125

DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 136

PHỤ LỤC

4

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

BV&PTRVN Bảo vệ & phát triển rừng Việt Nam

5

DANH MỤC CÁC BẢNG

Trang Bảng 1.1 Thống kê số điểm trượt lở theo độ dốc tại lưu vực hồ thủy điện Sơn La 32 Bảng 1.2 Xói mòn tiềm năng trong lưu vực hồ thủy điện Sơn La 32 Bảng 1.3 Phân bố một số hệ tầng địa chất có diện tích lớn tại lưu vực 33 Bảng 1.4 Các nhóm đất chính tại lưu vực hồ thủy điện Sơn La 34 Bảng 1.5 Nhiệt độ không khí trung bình lưu vực hồ thủy điện Sơn La 2010 -2019 35 Bảng 1.6 Lượng mưa 2010 - 2019 ở một số trạm lưu vực hồ thủy điện Sơn La 36 Bảng 1.7 Mực nước và lưu lượng tại sông chính lưu vực hồ thủy điện Sơn La 36 Bảng 1.8 Phụ lưu phía Đông Nam và Tây Bắc cấp nước vào hồ thủy điện Sơn La 37 Bảng 1.9 Các địa phương tiếp giáp trực tiếp với hồ thủy điện Sơn La 41 Bảng 1.10 Một số sinh kế thích ứng sau khi tích nước hồ thủy điện Sơn La 41 Bảng 2.1 Vị trí lấy mẫu nước mặt lòng hồ thủy điện Sơn La giai đoạn 2014 -2019 49 Bảng 2.2 Kết quả kiểm định dữ liệu quan trắc chất lượng nước hồ 2014 -2019 50 Bảng 2.3 Dữ liệu sử dụng đất lưu vực hồ thủy điện Sơn La 2014 - 2019 52 Bảng 2.4 Dẫn liệu nghiên cứu nguồn thải chứa nitơ và phôtpho 53 Bảng 2.5 Dân số lưu vực và khách du lịch tham quan hồ giai đoạn 2014 - 2019 54 Bảng 2.6 Dữ liệu chăn nuôi lưu vực hồ thủy điện Sơn La 2014 – 2019 55 Bảng 2.7 Loại hình nuôi cá lồng trên hồ thủy điện Sơn La giai đoạn 2014 -2019 55 Bảng 2.8 Diện tích đất bán ngập lưu vực hồ thủy điện Sơn La 55 Bảng 2.9 Diện tích lưu vực sa lắng Nitơ và Phốtpho vào hồ thủy điện Sơn La 56 Bảng 2.10 Lượng phân đối với từng loại gia súc, gia cầm (kg/con/ngày) 57 Bảng 2.11 Lượng nước thải từ tắm rửa và vệ sinh chuồng trại chăn nuôi lợn 57 Bảng 2.12 Hàm lượng tiêu chuẩn nguyên tố dinh dưỡng trong nguyên liệu hữu cơ 57 Bảng 2.13 Lượng Nitơ và Phốt pho thải từ nước tiểu trâu, bò 58 Bảng 2.14 Tỷ lệ % Nitơ và Phốtpho trung bình trong thức ăn cá lồng 58 Bảng 2.15 Hệ số và tỷ lệ thức ăn cá tiêu thụ trên lượng thức ăn đưa xuống hồ 58 Bảng 2.16 Lượng bón phân canh tác bán ngập quy ra % Nitơ và Phốtpho 59 Bảng 2.17 Hệ số tồn dư Nitơ và Phốtpho phân bón và % tàn dư phụ phẩm 59 Bảng 2.18 Hệ số Nitơ và Phốtpho lắng đọng không khí di chuyển xuống hồ 59 Bảng 2.19 Điểm đánh giá đo lường ý kiến nhận thức hành vi theo thang đo Likert 64 Bảng 3.1 Biến động nước hồ thủy điện Sơn La trong giai đoạn 2014 - 2019 66 Bảng 3.2 Biến động chất lượng nước hồ theo dung tích giai đoạn 2014 - 2019 70 Bảng 3.3 Phân cấp xói mòn tiềm năng lưu vực hồ thủy điện Sơn La 78

6

Bảng 3.4 Lượng đất lưu vực có khả năng xói mòn xuống hồ thủy điện Sơn La 78 Bảng 3.5 Lượng bùn cặn vào hồ và ra khỏi hồ giai đoạn 2014 - 2019 80 Bảng 3.6 Dung tích bồi lắng lòng hồ giai đoạn 2014 -2019 80

Bảng 3.8 So sánh các kết quả tính toán bồi lắng hồ thủy điện Sơn La 82 Bảng 3.9 Lượng nitơ và phốtpho trung bình lắng đọng xuống hồ 2014 - 2019 86 Bảng 3.10 Tổng nguồn thải chứa nitơ và phốtpho vào hồ giai đoạn 2014 -2019 87 Bảng 3.11 Mực nước và dung tích hồ khi vận hành nhà máy thủy điện Sơn La 89 Bảng 3.12 Chất ô nhiễm I bổ sung từ lưu vực (NH4+, NO2-, NO3-, PO43-) 89 Bảng 3.13 Tính toán thời gian lưu nước của hồ thủy điện Sơn La 2014 - 2019 90 Bảng 3.14 Tính toán khả năng tự làm sạch NH4+, NO2-, NO3-, PO43- 2014 -2019 91 Bảng 3.15 Khả năng chịu tải ô nhiễm của hồ thủy điện Sơn La 2014 - 2019 94 Bảng 3.16 Sử dụng tài nguyên nước hồ sản xuất điện 2013 - 2019 97 Bảng 3.17 Phát triển nuôi cá lồng trên hồ thủy điện Sơn La 2014 - 2019 99 Bảng 3.18 Sản lượng khai thác thủy sản lòng hồ thủy điện Sơn La 2013 - 2019 100 Bảng 3.19 Hoạt động du lịch tại hồ thủy điện Sơn La giai đoạn 2013 - 2019 102 Bảng 3.20 Cơ cấu kinh tế tài nguyên hồ thủy điện Sơn La giai đoạn 2013 -2019 104

Bảng 3.26 Kết quả xác định tổng giá trị các nhóm tiêu chí 116 Bảng 3.27 Đề xuất mô hình quản lý tổng hợp tài nguyên môi trường 119 Bảng 3.28 Kết quả phân tích nhận thức sử dụng tài nguyên nước sản xuất điện 120 Bảng 3.29 Kết quả phân tích nhận thức sử dụng tài nguyên nước nuôi thủy sản 121 Bảng 3.30 Kết quả phân tích nhận thức sử dụng tài nguyên hồ khai thác thủy sản 122 Bảng 3.31 Kết quả phân tích nhận thức sử dụng hồ với du lịch và giao thông 123 Bảng 3.32 Kết quả phân tích nhận thức sử dụng đất bán ngập hồ thủy điện Sơn La 125 Bảng 3.33 Kết quả phân tích nhận thức giải pháp môi trường sinh thái hồ 126 Bảng 3.34 Kết quả phân tích nhận thức giải pháp kinh tế xã hội hồ 129 Bảng 3.35 Kết quả phân tích nhận thức giải pháp văn hóa thủy điện Sơn La 130 Bảng 3.36 Kết quả phân tích nhận thức quản trị tài nguyên hồ thủy điện Sơn La 131

Hình 1.5 Đa dạng các lớp động vật trong hệ sinh thái ven hồ thủy điện Sơn La 35 Hình 1.6 Phân bố loài thực vật khu vực ven hồ thủy điện Sơn La 39 Hình 1.7 Thành phần dân tộc cư trú ở lưu vực hồ thủy điện Sơn La 2019 40 Hình 1.8 Các khu điểm di dân tái định cư ven hồ thủy điện Sơn La 40

Hình 2.3 Sơ đồ vị trí lấy mẫu nước mặt lòng hồ thủy điện Sơn La 2014 -2019 50 Hình 2.4 Sơ đồ các bước nghiên cứu xói mòn đất lưu vực hồ thủy điện Sơn La 51 Hình 3.1 Xu hướng biến động pH trong nước hồ giai đoạn 2014 -2019 66 Hình 3.2 Xu hướng biến động TSS trong nước hồ giai đoạn 2014 -2019 67

Hình 3.4 Xu hướng NO2 trong nước hồ giai đoạn 2014 -2019 67 Hình 3.5 Xu hướng NO3 trong nước hồ giai đoạn 2014 -2019 67 Hình 3.6 Xu hướng biến động PO4 trong nước hồ giai đoạn 2014 -2019 68 Hình 3.7 Xu hướng biến động DO trong nước hồ giai đoạn 2014 -2019 68 Hình 3.8 Xu hướng biến động BOD trong nước hồ giai đoạn 2014 -2019 68 Hình 3.9 Xu hướng biến động NH4 trong nước hồ giai đoạn 2014 -2019 69 Hình 3.10 Xu hướng biến động Fe trong nước hồ giai đoạn 2014 -2019 69 Hình 3.11 Xu hướng biến động Coliform trong nước hồ giai đoạn 2014 -2019 69 Hình 3.12 Đường xu hướng pH theo dung tích giai đoạn 2014 -2019 72 Hình 3.13 Đường xu hướng COD theo dung tích giai đoạn 2014 -2019 72 Hình 3.14 Đường xu hướng DO theo dung tích giai đoạn 2014 -2019 72 Hình 3.15 Đường xu hướng NH4 theo dung tích giai đoạn 2014 -2019 72 Hình 3.16 Đường xu hướng NO3 theo dung tích giai đoạn 2014 -2019 73 Hình 3.17 Đường xu hướng Coliform theo dung tích giai đoạn 2014 -2019 73 Hình 3.18 Đường xu hướng TSS theo dung tích giai đoạn 2014 -2019 73 Hình 3.19 Đường xu hướng BOD theo dung tích giai đoạn 2014 -2019 73 Hình 3.20 Đường xu hướng NO2 theo dung tích giai đoạn 2014 -2019 74 Hình 3.21 Đường xu hướng PO4 theo dung tích giai đoạn 2014 -2019 74 Hình 3.22 Đường xu hướng Fe theo dung tích giai đoạn 2014 -2019 74 Hình 3.23 Ma trận tương quan biến động chất lượng nước hồ 2014 - 2019 75 Hình 3.24 Xu hướng lượng bùn cặn di chuyển vào hồ và ra khỏi hồ 2014 -2019 81 Hình 3.25 Xu hướng bồi lắng lòng hồ giai đoạn 2014 -2019 81 Hình 3.26 Tải lượng nitơ và phốtpho nguồn thải sinh hoạt vào hồ 2014 - 2019 83 Hình 3.27 Cơ cấu nitơ và phốtpho nguồn thải chăn nuôi vào hồ 2014 - 2019 84 Hình 3.28 Tải lượng nitơ và phốtpho nguồn thải chăn nuôi vào hồ 2014 - 2019 84

8

Hình 3.29 Cơ cấu lượng nitơ và phốtpho nguồn thải cá lồng vào hồ 2014 - 2019 85 Hình 3.30 Tải lượng nitơ và phốtpho nguồn thải cá lồng vào hồ 2014 - 2019 85 Hình 3.31 Tải lượng nitơ và phốtpho canh tác bán ngập vào hồ 2014 - 2019 86 Hình 3.32 Lượng nitơ và phốtpho lắng đọng không khí lưu vực vào hồ 86 Hình 3.33 Tổng hợp các nguồn thải chứa nitơ và phốtpho vào hồ 2014 -2019 87 Hình 3.34 Cơ cấu tổng nguồn thải chứa nitơ vào hồ giai đoạn 2014 - 2019 88 Hình 3.35 Cơ cấu tổng nguồn thải chứa phốtpho vào hồ 2014 - 2019 88 Hình 3.36 Diễn biến nguồn thải chứa nitơ và phốtpho vào hồ 2014 - 2019 88 Hình 3.37 Khả năng tự làm sạch NH4+

, NO2-, NO3-, PO43- giai đoạn 2014 -2019 93 Hình 3.38 Tỷ lệ tự làm sạch NH4+

, NO2-, NO3-, PO43- giai đoạn 2014-2019 93 Hình 3.39 Khả năng tự làm sạch NH4+, NO2-, NO3-, PO43- theo dung tich 93 Hình 3.40 Khả năng tải chất ô nhiễm của hồ theo dung tích giai đoạn 214 - 2019 96 Hình 3.41 Khả năng tải ô nhiễm của thủy điện Sơn La giai đoạn 2014 - 2019 96 Hình 3.42 Xu hướng sản xuất điện của nhà máy thủy điện Sơn La 2013 -2019 98 Hình 3.43 Xu hướng nộp ngân sách và quỹ rừng của công ty thủy điện Sơn La 98 Hình 3.44 Sản lượng và doanh thu cá lồng giai đoạn 2013 - 2019 99

Hình 3.47 Xu hướng doanh thu cá lồng trên hồ thủy điện Sơn La 2014 -2019 100 Hình 3.48 Sản lượng và doanh thu khai thác thủy sản giai đoạn 2013 - 2019 101 Hình 3.49 Xu hướng doanh thu khai thác thủy sản giai đoạn 2013-2019 101 Hình 3.50 Số lượt khách du lịch và doanh thu du lịch hồ giai đoạn 2013-2019 103 Hình 3.51 Hạ tầng giao thông vận tải đường thủy hồ thủy điện Sơn La 103 Hình 3.52 Cơ cấu giá trị sử dụng đa mục tiêu hồ thủy điện Sơn La 2013 - 2019 104 Hình 3.53 Sơ đồ quản lý tài nguyên môi trường hồ thủy điện Sơn La 105 Hình 3.54 Sơ đồ quy trình xây dựng bộ tiêu chí đa chỉ tiêu 107 Hình 3.55 Cấu trúc bộ tiêu chí đa chỉ tiêu quản lý sử dụng hồ thủy điện Sơn La 108 Hình 3.56 Tỷ lệ trung bình các lựa chọn giá trị Likert môi trường sinh thái hồ 109 Hình 3.57 Tỷ lệ trung bình các lựa chọn giá trị Likert kinh tế tài nguyên hồ 109 Hình 3.58 Tỷ lệ trung bình các lựa chọn giá trị Likert xã hội hồ thủy điện 109 Hình 3.59 Tỷ lệ trung bình các lựa chọn giá trị Likert văn hóa hồ thủy điện 109 Hình 3.60 Hệ thống trọng số môi trường sinh tháihồ thủy điện Sơn La 112 Hình 3.61 Hệ thống trọng số kinh tế tài nguyên hồ thủy điện Sơn La 112 Hình 3.62 Hệ thống trọng số xã hội hồ thủy điện Sơn La 113 Hình 3.63 Hệ thống trọng số văn hóa hồ thủy điện Sơn La 113 Hình 3.64 Phân hạng nhóm tiêu chí ưu tiên quản lý sử dụng hồ thủy điện Sơn La 116 Hình 3.65 Phân hạng tiêu chí ưu tiên môi trường sinh thái để quản lý sử dụng hồ 116 Hình 3.66 Phân hạng tiêu chí ưu tiên kinh tế trong quản lý sử dụng hồ 117 Hình 3.67 Phân hạng tiêu chí ưu tiên xã hội trong quản lý sử dụng hồ 117 Hình 3.68 Phân hạng tiêu chí ưu tiên văn hóa trong quản lý sử dụng hồ 118

Thủy điện Sơn La (TĐSL) là một công trình quốc gia có ý nghĩa đặc biệt quan trọng về kinh tế - xã hội, quốc phòng và an ninh Nhà máy TĐSL là 1 trong 6 nhà máy thủy điện ở Việt Nam nằm trong danh sách nhà máy điện lớn, có ý nghĩa đặc biệt quan trọng về kinh tế - xã hội, quốc phòng, an ninh [85], và hồ TĐSL thuộc danh sách 1 trong 18 đập, hồ chứa nước quan trọng đặc biệt [86] Công trình được khởi công xây dựng tháng 12/2005 và đến tháng 12/2012 đi vào vận hành, trở thành nhà máy thủy điện lớn nhất khu vực Đông Nam Á với công suất lắp máy 2.400 MW Sau khi tích nước vào

hồ chứa, nhà máy TĐSL tạo ra hồ nhân tạo trên dòng sông Đà với mực nước dâng bình thường 215m, dung tích chứa 9,26 tỷ m3, diện tích lưu vực lên đến 43.760 km2

Diện tích lưu vực hồ thủy điện Sơn La sau ngăn đập thủy điện Lai Châu (2016) được xác định khoảng 11.075km2, trong đó diện tích mặt hồ là 224 km2 Diện tích lưu vực hồ nằm trên địa bàn của 164 xã thuộc 17 huyện của các tỉnh Sơn La, Điện Biên và Lai Châu), đồng thời là địa bàn cư trú của 25 dân tộc Ngoài mục tiêu chính là phát điện, công trình TĐSL có ý nghĩa lớn trong việc điều tiết nước lũ cho hồ thủy điện Hòa Bình

và cung cấp nước phục vụ sản xuất và đời sống cho các địa phương trong lưu vực

Từ khi đi vào hoạt động năm 2012 đến nay, việc khai thác tài nguyên, hoạt động phát triển kinh tế, xã hội trên lưu vực đã có nhiều thay đổi như canh tác trên đất dốc, đất bán ngập, chăn thả, du lịch, nuôi trồng và khai thác thủy sản trong lòng hồ…đã có những tác động to lớn đến môi trường tự nhiên, chất lượng nước, dung tích chứa và tuổi thọ của công trình Đặc biệt, quá trình sinh địa hóa diễn ra trong lòng hồ làm thay đổi môi trường hồ chứa, sẽ tác động đến môi trường hồ theo hướng tiêu cực nếu không đánh giá và có giải pháp quản lý sử dụng phù hợp Do vậy, Đề tài luận án “Phân tích, đánh giá và đề xuất giải pháp quản lý sử dụng bền vững hồ thủy điện Sơn La” có tính thời sự, tính cấp thiết, ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao Các kết quả nghiên cứu của luận án sẽ cung cấp cơ sở khoa học và giải pháp quản lý, khai thác và sử dụng hợp lý hồ TĐSL phục vụ đa mục tiêu

10

2 Mục đích nghiên cứu của luận án

- Phân tích, đánh giá được diễn biến môi trường hồ TĐSL sau khi tích nước trong giai đoạn 2014 - 2019 gồm: biến động chất lượng nước, tình trạng xói mòn và bồi lắng lòng hồ, khả năng tự làm sạch và sức chịu tải hồ thủy điện

- Đề xuất được các giải pháp quản lý hiệu quả và sử dụng hợp lý tài nguyên và bảo vệ môi trường hồ thủy điện Sơn La

3 Nhiệm vụ và nội dung nghiên cứu

Luận án gồm 05 nhiệm vụ và nội dung nghiên cứu sau

- Hệ thống hóa luận chứng khoa học liên quan đến môi trường và quản lý sử dụng bền vững hồ thủy điện

- Phân tích và đánh giá diễn biến môi trường hồ TĐSL sau khi tích nước trong giai đoạn 2014 - 2019

- Phân tích hiện trạng quản lý sử dụng tài nguyên môi trường hồ TĐSL trong giai đoạn 2013 - 2019

- Xây dựng bộ tiêu chí đa chỉ tiêu quản lý sử dụng tài nguyên môi trường hồ TĐSL

- Đánh giá, đề xuất một số mô hình và giải pháp quản lý sử dụng bền vững tài nguyên môi trường hồ TĐSL dựa trên bộ tiêu chí đa chỉ tiêu

4 Luận điểm bảo vệ

(1) Quá trình thay đổi từ sông thành hồ chứa tạo ra các diễn biến môi trường bao gồm: biến động chất lượng nước, bồi lắng lòng hồ, khả năng tự làm sạch và sức chịu tải Quá trình này được chứng minh bằng các tư liệu diễn biến môi trường hồ TĐSL từ

2014 đến 2019

(2) Duy trì tính bền vững của hồ TĐSL đa mục tiêu, cần có phân tích, đánh giá hiện trạng và dự báo xu hướng sử dụng tài nguyên môi trường nhằm đề xuất giải pháp quản lý sử dụng phù hợp

5 Câu hỏi nghiên cứu

Diễn biến môi trường đang diễn ra trong lòng hồ thủy điện Sơn La sau ngăn đập tích nước là gì?

Thực trạng công tác quản lý, khai thác và sử dụng tài nguyên và bảo vệ môi trường hồ thủy điện Sơn La hiện nay như thế nào?

Hệ thống giải pháp ưu tiên để QLSD bền vững hồ thủy điện Sơn La hiện nay?

11

6 Những đóng góp mới của luận án

(1) Minh chứng và làm sáng tỏ diễn biến môi trường hồ TĐSL sau khi tích nước trong giai đoạn 2014-2019 gồm:biến động chất lượng nước; xói mòn đất lưu vực và bồi lắng lòng hồ; diễn biến cân bằng vật chất trong khả năng tự làm sạch và sức chịu tải

(2) Bước đầu định lượng được giá trị sử dụng đa mục tiêu của hồ TĐSL trong giai đoạn 2013 - 2019; trên cơ sở đó xây dựng bộ tiêu chí đa chỉ tiêu để đánh giá mô hình và đề xuất giải pháp QLSD bền vững tài nguyên và bảo vệ môi trường hồ TĐSL

7 Ý nghĩa khoa học, thực tiễn của luận án

7.1 Ý nghĩa khoa học: Các kết quả nghiên cứu của luận án góp phần bổ sung và phong phú thêm cơ sở lý luận quản lý tổng hợp, sử dụng bền vững tài nguyên và môi trường lưu vực hồ chứa thủy điện

7.2 Ý nghĩa thực tiễn: Các kết quả nghiên cứu của đề tài góp phần cung cấp cơ

sở khoa học cho cho các ngành, lĩnh vực, địa phương vận dụng phù hợp để quản lý hiệu quả, khai thác hợp lý tài nguyên và bảo vệ môi trường hồ chứa TĐSL

8 Cơ sở dữ liệu thực hiện luận án

(1) Dữ liệu điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội, văn hóa được thu thập tại 17 địa phương lưu vực hồ giai đoạn 2013 - 2019 (2) Dữ liệu quan trắc chất lượng nước mặt tại

18 vị trí trên lòng hồ, với tần số quan trắc 04 đợt/năm trong giai đoạn 2014 - 2019 (3)

Dữ liệu hiện trạng sử dụng đất nông nghiệp, lâm nghiệp, chuyên dùng, thổ cư lưu vực

hồ giai đoạn 2014 - 2019 (4) Dữ liệu khí tượng thủy văn giai đoạn 2010 - 2019 tại lưu vực hồ (5) Số liệu dân cư, khách du lịch đến hồ, số liệu chăn nuôi trâu, bò, lợn, gia cầm, lồng cá, nông nghiệp bán ngập trong giai đoạn 2014 - 2019 (6) Số liệu sản xuất điện, nuôi trồng, khai thác thủy sản, trồng trọt bán ngập, du lịch, vận tải gắn với hồ TĐSL trong giai đoạn 2013 - 2019

9 Cấu trúc luận án: Luận án bao gồm những nội dung cơ bản sau:

- Mở đầu

- Chương 1: Tổng quan vấn đề nghiên cứu

- Chương 2: Đối tượng, phạm vi, tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

- Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

- Kết luận và kiến nghị

12

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1 MỘT SỐ KHÁI NIỆM LIÊN QUAN ĐẾN MÔI TRƯỜNG LƯU VỰC HỒ THỦY ĐIỆN

1.1.1 Lưu vực sông và hồ chứa thủy điện

1.1.1.1 Lưu vực và lưu vực sông hồ: Lưu vực là phần diện tích bề mặt đất trong

tự nhiên mà mọi lượng nước mưa khi rơi xuống sẽ tập trung lại và thoát vào một lối thoát thông thường, chẳng hạn như vào sông, vịnh, biển hoặc các phần nước khác (hồ) [112] Lưu vực sông: (LVS) (hồ), là vùng đất mà trong phạm vi đó nước mặt, nước dưới đất chảy tự nhiên vào sông (hồ) và thoát ra một cửa chung Lưu vực sông (hồ) liên tỉnh là LVS nằm trên địa bàn từ hai tỉnh, thành phố trực thuộc trung ương trở lên [70] Lưu vực là một vùng diện tích tự nhiên được giới hạn bởi đường phân thủy đón nhận nước rơi và hội tụ về một dòng sông, suối, đầm, hồ, được xác định bởi đường ranh giới khép kín theo đường phân thủy từ điểm đầu ra của lưu vực Trong mỗi lưu vực có thể bao gồm nhiều lưu vực nhỏ hơn gọi là tiểu lưu vực Điểm đầu ra của lưu vực là điểm thoát nước mặt chủ yếu của lưu vực như: điểm xả nước chính của đập thủy điện, điểm thu nước của nhà máy cấp nước sạch hoặc cơ sở sản xuất công nghiệp sử dụng nước trực tiếp từ nguồn nước lưu vực [5]

1.1.1.2 Hồ chứa nước và hồ thủy điện: là công trình được hình thành bởi đập

dâng nước và các công trình có liên quan để tích trữ nước, có nhiệm vụ điều tiết dòng chảy, cắt, giảm lũ, cung cấp nước cho sản xuất nông nghiệp, công nghiệp, sinh hoạt, phát điện cải thiện môi trường; bao gồm hồ chứa thủy lợi hồ chứa thủy điện Hồ thủy điện là đập, hồ chứa nước được xây dựng với mục đích chính là phát điện [25]

1.1.2 Các biến động môi trường khi tích nước

Quá trình thay đổi dòng chảy từ sông thành hồ tác động đến môi trường lưu vực như mất đất nông nghiệp, đất lâm nghiệp và mất rừng, thay đổi chế độ thủy văn và dòng chảy môi trường, các tai biến môi trường là động đất, nứt đất và xói lở hạ lưu và thượng lưu

1.1.2.1 Mất đất nông nghiệp, lâm nghiệp và mất rừng: Thiệt hại tài nguyên đất

tự nhiên là hệ quả của việc xây dựng các công trình thủy điện [118] Kết quả đánh giá

tổng thiệt hại đất đai dự án xây dựng TĐSL cho thấy: tại MNDBT 215m, tổng diện tích đất nông nghiệp của 3 tỉnh Sơn La, Điện Biên, Lai Châu bị ngập dưới lòng hồ là 7.624

ha, đất lâm nghiệp có rừng bị ngập là 3.903 ha Các loại rừng bị ngập trong lòng hồ là 13.730 ha, trong đó diện tích rừng thứ sinh phòng hộ bị ngập là 3.751 ha [1]

13

1.1.2.2 Thay đổi chế độ thủy văn và dòng chảy môi trường sau khi tích nước:

chế độ vận hành hồ chứa tự nhiên và hồ chứa nhân tạo mang đến lợi ích và cả bất lợi đến dòng chảy trên sông [119] Sau tích nước vào hồ chứa dòng chảy mực nước hồ TĐSL dao động từ MNC (175m) tới mực nước MNDBT (215m) phụ thuộc vào chế độ vận hành của nhà máy TĐSL Hồ điều tiết nước theo năm và có nhiệm vụ phòng lũ, việc tích nước còn làm thay đổi chế độ mực nước trên các sông phụ lưu vào hồ Biên độ mực nước hồ dao động khoảng 40m gấp 20 lần so với dao động nước sông tự nhiên Độ khoáng hóa trong nước có xu hướng tăng 5-7 năm đầu, sau 10 năm sẽ ổn định và có xu hướng giảm so với nước sông Các chất gây ô nhiễm nước hồ sẽ gia tăng do phân hủy sinh khối và hoạt động kinh tế xã hội trên bề mặt lưu vực [1]

1.1.2.3 Động đất: biểu hiện của tai biến địa chất phát sinh trong thạch quyển,

biểu hiện bởi sự rung động do sự dịch chuyển đột ngột của các tầng đất đá Các hoạt động của con người như xây dựng các hồ chứa lớn đôi khi gây ra động đất kích thích [43] Khi tích nước với một khối lượng lớn sẽ tác động khu vực lòng hồ và vùng lân cận làm tăng mức độ hoạt động của các hệ thống đứt gẫy Động đất và động đất kích thích hình thành do tác động trực tiếp của khối nước trong hồ, đứt gãy và các tầng đất đá khu vực lòng hồ phụ thuộc vào các đặc trưng của hồ chứa như độ sâu, diện tích hồ, dung tích hồ và đặc điểm địa chất của tầng đất đá Khu vực hồ TĐSL là nơi hội tụ các điều kiện phát sinh động đất kích thích mạnh [1].

Theo kết quả nghiên cứu của Lê Tử Sơn (2012), trước khi tích nước, động đất M4,5 từng xẩy ra năm 1930 cách đập thủy điện Sơn La 9 km về phía Bắc.Các động đất này liên quan đến hoạt động của đứt gẫy Mường La - Bắc Yên - Chợ Bờ Phần còn lại của vùng hồ TĐSL chỉ có động đất M<4,0 Thời gian một năm trước khi tích nước hồ, động đất nhỏ thấy tập trung ở các vùng Pa Uôn, vùng đập TĐSL và vùng Pitoong Sau khi tích nước giai đoạn 2010 - 2012, động đất nhỏ tập trung ở ở một số vùng như Nậm

Mạ, Quỳnh Nhai, đập TĐSL, vùng Pitoong với mật độ tăng nhiều so với trước 6/2010 Động đất nhỏ lại xuất hiện với tần suất cao hơn và giữ ở mức độ này cho đến tận cuối năm 2011 Sau đó tần suất động đất giảm dần nhưng vẫn ở mức cao hơn so với các giai đoạn trước đó, cho đến 4/2012 nhiều động đất nhỏ xẩy ra ở khu vực đập TĐSL Vấn đề hoạt động động đất không tăng ngay sau khi tích nươc mà tăng sau khoảng 2 tháng là đáp ứng trễ của môi trường địa chất với việc tăng tải do tích nước hồ chứa Việc phân

14

tích về quy luật, đặc điểm hoạt động của động đất kích thích cũng như tác động của hồ thủy điện Sơn La cần nhiều thời hơn [77]

1.1.2.4 Xói lở thượng lưu và hạ lưu: nước hồ chứa lên xuống làm gia tăng tốc

độ xói lở đất trên sườn dốc trong lưu vực sông [134] Các khối nước trong hồ chứa xả

ra ngoài là nguyên nhân gây ra hiện tượng đất chẩy cục bộ cho vùng đất sau đập [128] Tại hồ TĐSL mực nước hồ dâng lên làm giảm đột ngột lưu tốc của các suối khi đổ vào

hồ, hồdâng nước lên cao trên các sườn núi sẽ làm tăng độ dốc bờ hồ, gia tăng quá trình địa mạo động lực bờ hồ và cả các sườn cao dẫn tới gia tăng quá trình xói lở thượng lưu Quá trình hoạt động của công trình thủy điện (xả lũ), đồng thời cũng làm gia tăng quá trình xói lở hạ lưu [1]

1.1.3 Hệ sinh thái tự nhiên và nhân văn hồ chứa

1.1.3.1 Hệ sinh thái tự nhiên (HST), (Natural Ecosystem), được hiểu là một tập

hợp động của sinh vật (quần xã thực vật, động vật, vi sinh vật), và các điều kiện môi trường vô sinh xung quanh, trong sự tương tác thông qua các dòng năng lượng và chu trình vật chất Như vậy, HST là đơn vị tổ chức cơ bản của sinh quyển, có quy mô thay đổi, từ nhỏ bé như một bể cá cảnh, đến rộng lớn như rừng mưa nhiệt đới Giới hạn của HST được xác định theo mục đích nghiên cứu cụ thể HST là hệ mở, luôn có sự liên hệ với các hệ khác xung quanh [53]

1.1.3.2 Hệ sinh thái nhân văn (Socio - ecosystem), là tập hợp của hai hệ thống,

hệ thống tự nhiên và hệ thống xã hội trong một sự tương tác lẫn nhau ở một khu vực nhất định [51] Con người, theo quan điểm hiện đại, đã trở thành trung tâm của HST với hai nghĩa, (i) con người là nhân tố tác động vào HST một cách mạnh mẽ nhất, (ii) các hoạt động bảo tồn HST cuối cùng vẫn phải hướng tới và đem lại hạnh phúc cho con người [133]

Một HST hồ chứa hoàn chỉnh có đủ các thành phần sinh vật tự dưỡng, dị dưỡng

và sinh vật phân huỷ thích nghi với trạng thái nước tương đối tĩnh Vùng bờ thoải là nơi sống của các vành đai thực vật thuỷ sinh Tầng mặt có ánh sáng là nơi sinh sống của nhiều loại thực vật phù du, tạo môi trường thuận lợi cho động vật phát triển Hệ động vật có mặt các loài ăn thực vật, động vật tầng mặt, tầng đáy Do đó, đa dạng sinh học và năng suất sinh học hồ chứa cao Cư dân ven hồ, các hoạt động của con người khai thác quản lý sử dụng TNMT hồ là điển hình cho hệ sinh thái nhân văn hồ, HST nhân văn kết hợp với HST tự nhiên tạo ra một hệ sinh thái hồ hoàn chỉnh

15

1.1.4 Nước hồ và chỉ tiêu đánh giá chất lượng

1.1.4.1 Nước hồ và tính lưu vực của nước hồ: Hồ là những phần trũng của địa

hình có nước tĩnh thường xuyên với đặc trưng quan trọng nhất là diện tích mặt nước và dung tích hồ Tỷ lệ dung tích trên diện tích hồ càng lớn thì chế độ nước trong hồ càng

ổn định; đồng thời sự phân bố các đặc trưng thủy lý, thuỷ hoá, thuỷ sinh và chế độ động lực mang tính chất phân tầng Dòng chảy trong hồ có vai trò làm tăng xáo trộn trong khối nước, do đó nó là một nhân tố tích cực cho quá trình tự làm sạch và đồng nhất các đặc trưng thuỷ lý, thuỷ hoá theo không gian [64]

Cán cân nước hồ thể hiện bằng tỷ lệ dòng đến, dòng đi Thành phần hoá học nước hồ phụ thuộc vào đặc điểm dòng đến và đi, mức độ xáo trộn nước trong hồ, đặc điểm các quá trình cơ lí, hoá sinh trong hồ Hồ cũng là một hệ thống tự nhiên nhạy cảm; tác động tự nhiên vào cán cân nước hồ có thể gây suy thoái, ô nhiễm hồ, khủng hoảng

hệ sinh thái hồ, cạn kiệt và biến mất hồ [64] Chất lượng nước hồ phụ thuộc vào lưu vực cấp nước, bề mặt lưu vực sinh thủy; bất kì sự biến đổi nào trên một phần nào đó của lưu vực cũng có thể tác động tới dòng chảy về lượng và chất [64]

1.1.4.2 Ô nhiễm nước: Ô nhiễm nước là sự thay đổi thành phần và tính chất của

nước, có hại cho hoạt động sống bình thường của sinh vật và con người, bởi sự có mặt của một hay nhiều hóa chất lạ vượt qua ngưỡng chịu đựng của sinh vật Ô nhiễm nước

có nguồn gốc tự nhiên và nhân tạo [43]

1.1.4.3 Đánh giá chất lượng nước hồ: Hiện nay, đánh giá chất lượng nước được

áp dụng theo tiêu chuẩn của quốc gia, khu vực hoặc quốc tế Một số chỉ tiêu đánh giá gồm: chỉ tiêu vật lý (nhiệt độ, mầu sắc, độ đục, tổng lượng chất rắn lơ lửng); chỉ tiêu hóa học: (độ pH, độ cứng, hàm lượng oxy hòa tan), nhu cầu ôxy sinh hóa BOD, nhu cầu oxy hóa học COD Một số chỉ tiêu hóa học khác trong nước gồm: sắt, mangan, photpho, nitơ tồn tại dưới dạng amoni, nitrit, nitrat; kim loại nặng (Pb, Cu, Ni, Cd, Hg, Sn, Cr ), hàm lượng dầu mỡ Các chỉ tiêu vi sinh của nước thường dùng Coliform (total coliforms) để đánh giá khả năng bị ô nhiễm phân của nước [22] Ngoài ra, dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật nhóm Clo hữu cơ được đánh giá (gồm các hợp chất hóa học gốc Cl rất bền vững trong môi trường tự nhiên với thời gian phân huy dài, như: Aldrin, Dieldrin, DDT, Heptachlor, Lindane, Epoxide, Endrin [43] Hiện nay, tại Việt Nam đánh giá chất lượng nước mặt hồ chứa (hồ thủy điện), áp dụng theo quy chuẩn kỹ thuật

16

quốc gia về chất lượng nước mặt (QCVN 08-MT: 2015/BTNMT) với 36 thông số đánh giá cho từng loại nước [2]

1.1.5 Xói mòn đất và bồi lắng hồ chứa

1.1.5.1 Xói mòn đất: Xói mòn đất là quá trình tự nhiên ảnh hưởng đến đất ở tất

cả các dạng địa hình Trong nông nghiệp, xói mòn đất là quá trình bóc lớp đất mặt mang đi nơi khác do các yếu tố vật lý như nước và gió hoặc các yếu tố liên quan đến hoạt động trồng trọt [123] Trong khi xói mòn là một quá trình tự nhiên, các hoạt động của con người làm gia tăng tốc độ xói mòn lên 10 - 40 lần Xói mòn đất từ lâu được coi

là nguyên nhân gây thoái hóa tài nguyên đất nghiêm trọng ở các vùng đồi núi [75]

1.1.5.2 Bồi lắng lòng hồ: Bồi lắng bên ngoài xuống lòng hồ do các nguyên

nhân: (1) việc xây dựng các hồ thủy điện có thể suy thoái HST rừng và gia tăng xói

mòn đất (2) canh tác, làm tăng khả năng xói mòn đất từ sườn dốc (3) do mực nước

dâng cao và tương tác mạnh giữa khối nước với đất đá bờ hồ, dẫn đến tăng lượng bồi lắng lòng hồ Bồi lắng trong lòng hồ do nguyên nhân: (1) dòng chảy khi chuyển vào hồ

bị giảm vận tốc nhanh chóng (2) do mặt cắt ngang dòng chảy mở rộng, làm giảm động năng, giảm khả năng tải phù sa, dẫn đến tăng lắng đọng phù sa kích thước lớn bồi lấp đáy hồ, làm giảm dung tích hữu ích của hồ Trung bình mỗi năm hồ chứa bị bồi mất 0,5% dung tích [64]

1.1.6 Chu trình Nitơ và Phôtpho trong hồ chứa

1.1.6.1 Chu trình nitơ hồ chứa: nitơ là một trong những chất dinh dưỡng chính

cần thiết cho sự sống của sinh vật Chu trình nitơ có 4 giai đoạn: cố định nitơ thành dạng khí có thể sử dụng; sự khoáng hóa (chuyển các amio axit thành NH3); quá trình nitrat hóa: ôxy hóa NH3, NH4+ thành NO2-

, NO3-; Quá trình phản nitrat hóa: chuyển hóa

NO3- thành N2, NO, N2O [65] Các chất thải chứa nitơ khi vào nước sẽ được nhóm vi khuẩn nhóm Nitrosomonas và Nitrobacter chuyển thành NH4+ và NO3 [43] Quá trình phản nitrat hóa đến giải phóng nitơ phân tử chỉ xẩy ra trong điều kiện thiếu ôxy, quá trình này thường xẩy ra trong đáy sâu của các hồ [65] Trong các hệ thống nông nghiệp, phân bón hóa học được sử dụng làm tăng năng xuất, phần nitơ chưa được sử dụng dưới dạng nitrat (NO3) có thể rửa trôi ra các sông suối Chất thải động vật (chăn nuôi) là một nguồn NO3 đi vào nước Nước thải sinh hoạt không được xử lý đổ trực tiếp vào hồ gây

ô nhiễm nguồn nước Phương tiện giao thông và các nhà máy là nguồn ô nhiễm nitơ chủ yếu trong khí quyển (NO2) [65]

17

1.1.6.2 Chu trình phôtpho hồ chứa: Chu trình phôtpho bắt đầu từ việc khai thác

các muối phôtpho trong thạch quyển dưới dạng phốtphát (apatit và phôtphorit), sau khi tham gia vào sinh quyển cuối cùng quay trở về Thủy quyển và Thạch quyển [43] Các vật liệu cây cối và chất thải phân hủy thông qua hoạt động của vi khuẩn, giải phóng raphốtphát, đồng thời phần lớn chúng bị đưa vào nước do xói mòn và rửa trôi [65] Phốtphát khai thác từ mỏ apatit chuyển qua phân bón dưới dạng supe phốt phát, đi vào sản phẩm nông nghiệp Quá trình sử dụng, tiêu thụ thức ăn tạo ra chất thải chứa phốtpho Lượng phân bón bị rửa trôi theo nước lắng đọng ở đáy thủy vực, và hòa tan vào nước hồ Phân gia súc, lượng thức ăn thừa trong nuôi trồng thủy sản, phân bón và các nguồn khác tập trung vào hồ gây ra hiện tượng ô nhiễm phốtpho dưới dạng phú dưỡng [65]

1.1.7 Nguyên lý cân bằng vật chất, khả năng tự làm sạch và sức chịu tải hồ

1.1.7.1 Cân bằng vật chất: Nồng độ các chất ô nhiễm trong hồ có thể xác định

bằng các nguyên lý cân bằng vật chất Nếu xem hồ là hộp đen có nồng độ đầu vào là Cio

và nồng độ đầu ra là Ci, chất ô nhiễm được hòa trộn đều khi vào hồ thì có thể dùng công thức (1) để mô tả nồng độ chất ô nhiễm trong hồ (Hình 1.1)

Hình 1.1 Nguyên lý phản ứng dòng chảy hỗn hợp [120]

Trong đó: Cio: Nồng độ chất ô nhiễm trong nguồn nước đầu vào; Q1: Tốc độ dòng chảy (đồng nhất với tốc độ dòng thải); V: Thể tích chứa nước; Ci: Nồng độ trong nước thải đầu ra; k: Thời gian lưu nước trong bể Công thức Cân bằng vật chất trong hồ (1) cho phép tính toán khả năng tự làm sạch và sức chịu tải của hồ chứa thủy điện

1.1.7.2 Khả năng tự làm sạch: Khả năng tự làm sạch của nước hồ được thực

hiện thông qua các quá trình cơ lý, hóa sinh khác nhau: pha loãng, phân hủy, lắng đọng, tích lũy theo chuỗi thức ăn Lắng đọng là quá trình chuyển trạng thái của vật chất lơ

(1)

18

lửng trong khối nước thành trầm đáy, quá trình lắng đọng diễn ra thuận lợi trong các hồ [12] Khả năng tự làm sạch (self-clearning ability) là khả năng đồng hóa chất ô nhiễm của lưu vực (hồ, sông, đất ngập nước) dưới tác động của các quá trình vật lý, hóa học

và sinh học diễn ra trong lưu vực Nhờ đó, các chất ô nhiễm ban đầu bị phân hủy, hấp thụ hoặc pha loãng [32]

1.1.7.3 Sức chịu tải: Sức chịu tải của môi trường là giới hạn chịu đựng của môi trường đối với các nhân tố tác động để môi trường có thể tự phục hồi [71] Sức chịu tải của môi trường nước: là khả năng tiếp nhận thêm chất gây ô nhiễm mà vẫn bảo đảm

nồng độ các chất ô nhiễm không vượt quá giá trị giới hạn được quy định trong các quy chuẩn kỹ thuật môi trường cho mục đích sử dụng của nguồn tiếp nhận [26]

Do đó, sử dụng cân bằng vật chất xẩy ra trong hồ thủy điện cần thống kê chất ô nhiễm dòng vào có trong các nguồn thải lưu vực và tính toán thời gian lưu nước theo thể tích chứa làm căn cứ tính toán khả năng tự làm sạch và tính toán sức chịu tải ô nhiễm của các hồ thủy điện

1.2 MỘT SỐ KHÁI NIỆM LIÊN QUAN ĐẾN QUẢN LÝ SỬ DỤNG BỀN VỮNG TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG

1.2.1 Tính bền vững

1.2.1.1 Tính bền vững: Tính bền vững của hệ thống tự nhiên, xã hội, con người

được cấu thành 04 thuộc tính động: tính đàn hồi/chống chịu, tính lâu bền, tính thích ứng, tính ổn định [51]

1.2.1.2 Phát triển bền vững (PTBV): PTBV là quá trình phát triển có sự kết hợp

chặt chẽ, hợp lý và hài hòa giữa ba mặt của sự phát triển gồm: phát triển kinh tế (tăng trưởng kinh tế), phát triển xã hội (thực hiện tiến bộ, công bằng xã hội; xóa đói giảm nghèo và giải quyết việc làm) và bảo vệ môi trường (xử lý, khắc phục ô nhiễm, phục hồi và cải thiện chất lượng môi trường; phòng chống cháy rừng và chặt phá rừng; khai thác hợp lý và sử dụng tiết kiệm tài nguyên thiên nhiên) [52]

1.2.2 Đánh giá và đo lường tính bền vững

Sau kết quả của hội nghị Liên hiệp quốc về Môi trường và Phát triển (Hội nghị Rio - 92) và Hội nghị thượng đỉnh thế giới về phát triển bền vững (Johannesburg - 02) Ngày nay, hàng trăm chỉ số phát triển bền vững đã được phát triển và sử dụng ở quy mô quốc gia và địa phương trên toàn cầu [111]

19

1.2.2.1 Tiêu chí (Criteria): là tính chất, dấu hiệu để nhận biết, xếp loại (theo đó

đánh giá/so sánh một/các đối tượng (người, vật) Xác định các khía cạnh của hệ thống

để giám sát và sử dụng các biến đánh giá trạng thái và hiệu suất của các khía cạnh kinh

tế, xã hội, môi trường, thể chế [111] Để đánh giá, định lượng tính bền vững trong phát triển ở cấp độ quốc tế và quốc gia, người ta sử dụng các tiêu chí của tính bền vững môi trường; kinh tế, xã hội; tiêu chí tích hợp (ngành/lĩnh vực); tiêu chí định lượng tính bền cấp địa phương [52]

1.2.2.2 Chỉ số (Indicators): một dấu hiệu, số đo giúp nhận ra sự thay đổi, hoặc

đo đạc tính bền vững của các thành phần của môi trường, kinh tế và xã hội

1.2.3 Quản lý sử dụng bền vững

1.2.3.1 Sử dụng bền vững: Việc sử dụng các dịch vụ và các sản phẩm liên quan,

nhằm đáp ứng nhu cầu cơ bản và mang lại một chất lượng cuộc sống tốt hơn trong khi giảm thiểu việc sử dụng các nguồn tài nguyên thiên nhiên và vật liệu độc hại; cũng như phát thải chất thải và các chất ô nhiễm trong vòng đời của dịch vụ hoặc sản phẩm [160]

Hiện nay, sau gần 20 năm đầu của thế kỷ 21, PTBV trong bối cảnh biến đổi toàn cầu, đặt ra nhiều thách thức Do vậy, cần có một tầm nhìn mới về phát triển bền vững, trong đó, về xã hội là: xã hội các bon thấp; xã hội tái chế tài nguyên; xã hội hài hòa với

tự nhiên Về kinh tế, phát triển kinh tế xanh Việc chuyển đổi sang nền kinh tế xanh với nội dung quan trọng là tiêu dùng/sử dụng bền vững góp phần cải thiện công bằng xã hội

và là một hướng đi tốt để phát triển bền vững [52]

1.2.3.2 Quản lý bền vững: Đây là phương thức quản lý cho sự bền vững Quản

lý bền vững tài nguyên nước áp dụng các hình thức:

Quản lý tổng hợp tài nguyên môi trường: một quá trình thúc đẩy phối hợp phát

triển và quản lý nước, đất đai và các tài nguyên liên quan, nhằm tối đa hóa phúc lợi kinh tế và xã hội kết quả một cách công bằng mà không ảnh hưởng đến sự bền vững của các hệ sinh thái quan trọng [106]

Quản lý thích ứng: ra quyết định linh hoạt có khi đối mặt với sự thay đổi làm

cho hoạt động quản lý thích ứng với đối tượng cần quản lý [160] Quản lý thích ứng tài nguyên nước là: tăng khả năng của toàn bộ hệ thống quản lý để phản ứng với sự thay đổi và tác động không mong muốn của sự thay đổi Đó là một phong cách quản lý chủ động phải dựa trên một sự hiểu biết đúng đắn về những gì quyết định có khả năng thích ứng trong lưu vực [137]

20

Quản lý dựa vào cộng đồng: Cộng đồng có trách nhiệm quản lý, khai thác

nguồn tài nguyên, đồng thời có quyền kiểm soát và đưa ra các quyết định trong quá trình quản lý, khai thác tài nguyên để đạt được hiệu quả cao nhất [130]

Đồng quản lý: ĐQL là sự chia sẻ việc ra quyết định giữa những người sử dụng

tài nguyên với các nhà quản lý tài nguyên về chính sách sử dụng và các vùng bảo vệ [140] ĐQL là phương thức quản lý, trong đó Nhà nước chia sẻ quyền hạn, trách nhiệm với tổ chức cộng đồng tham gia quản lý trong bảo vệ nguồn lợi thủy sản [73]

Căn cứ đặc điểm của các hình thức quản lý nêu trên và đặc thù của hồ TĐSL trong lưu vực Hình thức quản lý tổng hợp (QLTH) tài nguyên và môi trường hồ được xem xét là phù hợp với hồ chứa lớn và đa mục tiêu như hồ TĐSL

1.3 NGHIÊN CỨU MÔI TRƯỜNG VÀ QUẢN LÝ SỬ DỤNG TÀI NGUYÊN MÔI TRƯỜNG HỒ CHỨA TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM

1.3.1 Tình hình nghiên cứu môi trường và quản lý sử dụng tài nguyên môi trường hồ chứa trên thế giới

1.3.1.1 Nghiên cứu môi trường hồ chứa

Chất lượng nước hồ: Atobatele và cs (2008), nghiên cứu “Sự thay đổi theo mùa

trong hóa lý của một số hồ chứa nhiệt đới Aiba, Iwo, Osun tại Nigeria”, đã chứng minh tính thời vụ về độ pH, độ dẫn, độ đục, nhiệt độ, oxy hòa tan là các thông số thay đổi theo mùa của hồ chứa nhiệt đới [105] Varol M và cs (2012), trong bài báo nghiên cứu “Sự thay đổi không gian và thời gian về chất lượng nước mặt của các hồ đập trong lưu vực sông Tigris, Thổ Nhĩ Kỳ”, phân tích thay đổi theo thời gian, không gian của 9 thông số (nhiệt độ nước, oxy hòa tan, pH, TSS, nitơ, nitrat, nitơ amoniac, tổng P, clorua, canxi trong nước hồ [155] Pei ZhaoXiangyu và cs (2013), nghiên cứu

“Đánh giá chất lượng nước của hồ chứa ba hẻm núi, Trung Quốc 2006 – 2011”, xác nhận pH, DO và (NH3-N) nước đầu ra của hồ thấp hơn nước đầu vào [139] Degefua

và cs (2011) nghiên cứu “Ảnh hưởng của việc nuôi cá lồng đối với chất lượng nước

và sinh vật phù du-Một nghiên cứu trường hợp ở hồ Bắc Shoa, Ethiopia” Phân tích

sự thay đổi chất lượng nước do chất thải nuôi cá Tất cả các thông số chất lượng nước, các chất dinh dưỡng vô cơ thay đổi theo thời gian, dao động tỷ lệ thuận với phốt pho [115] Locke M.A (2018), “Nghiên cứu chất lượng môi trường ở lưu vực hồ Beasley, 1995 đến 2007: Kế thừa từ thông lệ đến thực hành bảo tồn”, đã chứng minh phương pháp giảm ô nhiễm đầu nguồn cho các hồ chứa [127]

21

Kết quả tổng quan nghiên cứu diễn biến chất lượng nước hồ trên thế giới, xác nhận các 3 vấn đề (1) thay đổi theo mùa và tính chất của nước hồ; (2) đánh giá chất lượng nước hồ; (3) tác động các nguồn thải trong lưu vực đến chất lượng nước

Bồi lắng hồ chứa: Harden C.P (1993) trong nghiên cứu “Sử dụng đất, xói mòn

đất và bồi lắng hồ chứa trong lưu vực thoát nước Andean ở Ecuador” chỉ ra việc khai thác vật liệu trên đất phi nông nghiệp ảnh hưởng đến sự di chuyển trầm tích vào hồ chứa [117] Walling D.E (1999) trong nghiên cứu “Liên kết sử dụng đất, xói mòn và sản lượng trầm tích trong lưu vực sông” xác nhận mối liên quan giữa sử dụng đất canh tác của con người đến tốc độ xói mòn đất và tải lượng trầm tích tại lưu vực sông trên thế giới [158] Nagle G (2002) trong nghiên cứu “Đóng góp của xói mòn nông nghiệp vào bồi lắng hồ chứa ở Cộng hòa Dominican”, chứng minh 17% trầm tích hồ

là do xói mòn từ canh tác trên các sườn dốc của lưu vực [134] Tejwani K.G (1984) trong nghiên cứu “Sự lắng đọng hồ chứa ở Ấn Độ, nguyên nhân, sự kiểm soát và quá trình hành động trong tương lai” Phân tích mối quan hệ giữa việc xây dựng kế hoạch ngắn hạn, dài hạn để kiểm soát, điều tiết nguồn nước từ lưu vực và quản lý bồi lắng

hồ thủy điện [152] Thothong W và cs (2011) trong nghiên cứu “Tác động của thay đổi sử dụng đất và lượng mưa đối với trầm tích và tích tụ carbon trong hồ chứa nước

ở Bắc Thái Lan” đã xác định mối quan hệ giữa lượng mưa, hoạt động canh tác nông nghiệp đến di chuyển tổng lượng chất rắn lơ lửng gây bồi lắng trầm tích và tích lũy carbon trong hồ [153] Phillips J.D (2002) trong nghiên cứu “Tác động địa mạo của

lũ quét trong lưu vực nước đầu nguồn có rừng” phân tích khả năng của rừng đầu nguồn giảm thiểu lũ lụt mang cát bùn đến lưu vực Hungry Mother, Virginia Hoa Kỳ [141] Ortigosa.L và cs (1995), trong nghiên cứu “Hậu quả địa mạo của trồng rừng ở quy mô lưu vực, một ví dụ từ trung tâm Pyrenees” đã chứng minh quan hệ đặc điểm

sườn dốc với trồng rừng làm thay đổi hành vi thủy văn của các lưu vực [136]

Như vậy, 3 vấn đề được các nghiên cứu bồi lắng hồ chứa trên thế giới làm sáng tỏ gồm: (1) mối quan hệ sử dụng đất, xói mòn, trầm tích hồ; (2) tác động nguồn nước lưu vực chứa TSS và lắng đọng trầm tích; (3) đặc điểm di chuyển bùn cát của sông vào hồ

Khả năng tự làm sạch ô nhiễm của hồ chứa: Scheren P và cs (2000) trong

nghiên cứu “Ước tính nguồn ô nhiễm nước ở hồ Victoria, Đông Phi: Ứng dụng và xây dựng phương pháp đánh giá nhanh”, đã tính tải lượng chất thải và chỉ ra sự lắng đọng từ không khí chứa N là nguồn chính gây ô nhiễm hồ chứa [148] Carpenter và cs (1998)

22

trong nghiên cứu “Ô nhiễm nước mặt với phốt pho và nitơ” đã chỉ ra các chất dinh dưỡng đầu vào N và P rất khó đo lường vì chúng xuất phát từ các vùng đất rộng lưu vực [110] JiriHolas và cs (1999) trong nghiên cứu “Ô nhiễm phốt pho và nitơ trong dòng nước nuôi dưỡng hồ chứa nước uống Zelivka” đã phân tích chất lượng nước lưu vực hồ trong khoảng 10 năm đồng thời đã xác nhận ô nhiễm nitơ và phốtpho được phát hiện từ nước mặt có nguồn gốc từ khu đô thị và khu công nghiệp, sản xuất nông nghiệp trong lưu vực [121] Ma J.Ding và cs (2009) trong nghiên cứu “Các nguồn gây ô nhiễm nước và sự phát triển của chất lượng nước trong lưu vực sông Wuwei của sông Shiyang, Tây Bắc Trung Quốc” đã chứng minh các nguồn thải nước sinh hoạt kết hợp với việc giảm lượng nước chảy vào và sự phát triển nghề cá trong hồ chứa là nguyên nhân chính gây ô nhiễm nước [129] Nriagu J.O (1986) trong nghiên cứu “Ô nhiễm kim loại trong hồ liên quan đến khả năng mang tải của chúng” đã phân tích khả năng đồng hóa kim loại bị vượt quá giới hạn tự làm sạch gây ra việc giảm sức khỏe của hệ sinh thái tại hồ Michigan, Erie và Ontario (Hoa Kỳ) [135] Koutsomitros và

cs (1999) trong nghiên cứu “Điều tra khả năng tự làm sạch của hồ Koumoundourou gần Athens khỏi ô nhiễm dầu” đã chứng minh mối quan hệ giữa mực nước và khả năng tự làm sạch của hồ với một số chất ô nhiễm [125] Yun-feng C (2009) trong “Nghiên cứu ứng phó sự phú dưỡng của hồ Chaohu đối với sông Dương Tử - Dự án chuyển nước hồ Chaohu” đã phân tích hiệu quả của việc chuyển nước từ sông vào hồ chứa sẽ làm tăng cường tự làm sạch hồ [166] Kõiv T và cs (2010) trong nghiên cứu “Duy trì phốt pho như là một chức năng của tải bên ngoài, thời gian luân chuyển thủy lực, diện tích và độ sâu tương đối trong 54 hồ và hồ chứa” đã xác định mối quan hệ tương quan giữa độ sâu, dung tích hồ với lượng phốt pho được giữu lại [126] Yongqiang Zhao và cs (2015) trong nghiên cứu “Khả năng loại bỏ nitơ của mạng lưới sông trong khu vực tải nitơ cao” đã phân tích khả năng tải nitơ của hồ chứa TaiHu ở Trung Quốc so với nguồn vào

có ô nhiễm N nặng [164] Richard B và cs (2008) trong nghiên cứu “Sự khác biệt trong việc cung cấp phốt pho và nitơ đến Vịnh Mexico từ lưu vực sông Mississippi” đã chứng minh sản xuất nông nghiệp lưu vực đóng góp 70% nitơ và phốt pho, lắng đọng khí quyển (16%), phân gia súc (37%), cư dân đô thị thị 12% trong nước hồ chứa [144] Adrian Leip và cs (2015) đưa ra kết quả nghiên cứu xác định nguồn thải chăn nuôi chiếm 73% ô nhiễm nitơ và phốt pho cho nước hồ chứa [104]

Nghiên cứu khả năng tự làm sạch ô nhiễm của hồ chứa tập trung vào 4 vấn đề:

23

(1) nguồn gây ô nhiễm cho hồ chứa; (2) tính toán khả năng đồng hóa ô nhiễm hồ chứa

do N và P; (3) tính toán khả năng đồng hóa kim loại của hồ chứa; (4) giải pháp tăng cường khả năng tự làm sạch của hồ chứa

Sức chịu tải của hồ chứa: Ryding S.O (1980) trong nghiên cứu “Hồ chứa có khả

năng tải ô nhiễm ngắn hạn với các chất dinh dưỡng nguồn đầu vào đối với các khu vực nông thôn bị ô nhiễm” đã phân tích mối liên quan nguồn ô nhiễm đầu vào và năng lực tải ô nhiễm bên trong của hồ chứa [145] Legret M và cs (1996) trong nghiên cứu “Ảnh hưởng của cấu trúc hồ chứa đến chất lượng nước và đất chảy” đã chứng minh hiệu ứng lọc của nước chảy theo cấu trúc hồ chứa có thể làm giảm nồng độ chất ô nhiễm khoảng 64% đối với chất rắn lơ lửng và 79% đối với chì [128] Tanik A và cs (1999) trong nghiên cứu “Tác động của chất ô nhiễm nông nghiệp trong sáu hồ chứa nước uống”, đã đánh giá tải lượng ô nhiễm thuốc trừ sâu và phân bón của hồ [151] Shen Z và cs (2014) trong nghiên cứu “Mô phỏng sự phân bố không gian và thời gian của tải lượng ô nhiễm nguồn không điểm trong Vùng Hồ chứa Tam Hiệp”đã phân tích hồ chứa tải được ô nhiễm Ni tơ (N) và photpho (P) từ lưu vực theo mùa [149] Saeed T và cs (2016) trong nghiên cứu “Đất ngập nước được xây dựng để xử lý nước sông bị ô nhiễm” đã phân tích vai trò vùng đất ngập nước được sử dụng để xử lý nước bị ô nhiễm NH4+, BOD5, COD, PO43- ở Bangladesh [147] Tran V.B., Ishidaira H và cs (2017) trong bài báo

“Ước tính tải lượng nitơ với nguồn đa ô nhiễm bằng mô hình SWAT: một nghiên cứu điển hình ở lưu vực sông Cầu ở miền Bắc Việt Nam” đã phân tích sức tải ô nhiễm phụ thuộc bởi lượng mưa [154] Dang T.H., Coynel và cs (2010), trong nghiên cứu của bài báo “Giám sát dài hạn (1960 - 2008) về vận chuyển trầm tích sông ở lưu vực sông Hồng (Việt Nam): Biến động tạm thời và tác động của hồ đập” đã chứng minh hệ thống sông Đà (đập thủy điện Hòa Bình), được chứng minh có sức tải đối với các kim loạị [114]

Như vậy, tổng quan nghiên cứu sức chịu tải hồ xác nhận 3 vấn đề được quan

tâm gồm: (1) chứng minh khả năng tải ô nhiễm của hồ chứa theo mùa (2), tính toán khả năng tải ô nhiễm của hồ chứa, (3) giải pháp tăng cường sức chịu tải của hồ chứa

1.3.1.2 Nghiên cứu quản lý tài nguyên môi trường hồ chứa: Holdren C và cs

(2001) trong cuốn sách “Quản lý hồ và hồ chứa” đã trình bày khái niệm, thành phần hệ sinh thái hồ; lập kế hoạch quản lý hồ; các vấn đề chung của hồ chứa; diễn biến chất lượng nước hồ; ô nhiễm (N) và (P) hồ; trầm tích hồ; phương pháp quản lý hồ; các công

24

cụ quản lý hồ [119] Palmieria A và cs (2001) trong nghiên cứu “Kinh tế về bồi lắng hồ chứa và quản lý bền vững các đập” đã chứng minh chiến lược quản lý trầm tích cho phép kéo dài tuổi thọ của đập cần thiết về mặt kinh tế hơn là hạn chế các hoạt động mưu sinh hiện tại trong hồ chứa [138] Durga Prasad Sangroula (2009) trong nghiên cứu “Phát triển thủy điện và tính bền vững của nó đối với trầm tích ở Nepal” đã đề xuất

ra các giải pháp quản lý phù sa phù hợp để giữ cho hồ được bền vững [113] William L

và cs (2010) trong nghiên cứu “Trầm tích và bền vững của các hồ chứa Tây nước Mỹ”

đã đưa ra kết luận tuổi thọ liên quan đến trầm tích là thước đo tính bền vững của hồ chứa [162] Yoon Lee và cs (2012) trong nghiên cứu “Quản lý lưu vực tối ưu cho tính bền vững của hồ chứa: các khía cạnh kinh tế” đã đề xuất một khung đánh giá các chiến lược quản lý bảo tồn đất và kiểm soát trầm tích ở thượng nguồn hồ chứa [165] Hadjibiros K và cs (2005) trong nghiên cứu “Quản lý nước hồ chứa đa tiêu chí” đã chứng minh hồ chứa nước có nhiều chức năng: tưới tiêu đất nông nghiệp, sản xuất thuỷ điện, cung cấp nước sinh hoạt, du lịch, chất lượng nước sinh thái và bảo tồn cảnh quan, đòi hỏi một quyết định đa tiêu chuẩn dựa trên phương pháp tiếp cận đa tiêu chí sử dụng [118] Jager và cs (2008) trong nghiên cứu “Vận hành hồ chứa bền vững: chúng ta có thể tạo ra thủy điện và bảo tồn các giá trị hệ sinh thái không ?” đã nêu để xác định mục tiêu về tính bền vững sinh thái cần nghiên cứu đặc điểm và đánh giá tổng giá trị của sức khoẻ sông [122] Masoud Bagherzadeh Karimi và cs (2011) trong nghiên cứu “Phân tích vai trò của các bên liên quan để quản lý tổng hợp trong các khu vực được bảo vệ (Nghiên cứu trường hợp: Hồ Urmia, Iran)” đã chứng minh quản lý hồ bền vững phải coi

là trách nhiệm chung giữa tất cả các bên liên quan [131] Tundisi J.G và cs (2003), trong nghiên cứu “Tích hợp nghiên cứu và quản lý trong việc tối ưu hóa nhiều mục đích

sử dụng của các hồ chứa: kinh nghiệm trong nghiên cứu trường hợp ở Nam Mỹ và Brazil” đã nêu ra việc cần hợp tác của nhà khoa học, kỹ sư; người sử dụng; người ra quyết định nhằm thúc đẩy cách tiếp cận quản lý tổng hợp và thích ứng tại hồ chứa [155]

Như vậy, các nghiên cứu quản lý sử dụng tài nguyên và môi trường hồ trên thế giới tập trung vào các vấn đề: (1) quản lý tổng hợp tài nguyên hồ chứa; (2) quản lý bồi lắng và trầm tích hồ chứa; (3) quản lý hồ chứa đa tiêu chí; (4) quản lý vận hành bền vững hồ chứa, (5) vai trò các bên quản lý sử dụng hồ thủy điện đa chức năng

25

1.3.2 Tình hình nghiên cứu môi trường và quản lý sử dụng tài nguyên môi trường hồ chứa tại Việt Nam

1.3.2.1 Nghiên cứu môi trường hồ chứa trong lưu vực sông: Nguyễn Tiền Giang

và cs (2016) trong nghiên cứu “Đánh giá sự biến đổi chế độ thủy văn hạ lưu lưu vực sông Ba dưới tác động của hệ thống hồ chứa” đưa ra kết luận hồ chứa lưu vực đóng vai trò cắt giảm dòng chảy ngày cực đại nhưng lại tác động tiêu cực đến chế độ thủy văn hạ lưu mùa cạn [42] Nguyễn Minh Kỳ (2014) trong nghiên cứu “Quan trắc và đánh giá xu hướng diễn biến chất lượng nước hạ lưu sông Cu Đề, thành phố Đà Nẵng” đã nêu biện pháp ngăn chặn các nguồn nước thải đổ trực tiếp vào LVS Cu Đề [60] Trần Thiện Cường (2016) trong nghiên cứu “Phân tích chất lượng nước sông Uông, thành phố Uông Bí, tỉnh Quảng Ninh” đã nêu nước sông Uông đang bị ô nhiễm bởi (TSS), BOD5

và COD, (PO43

-), NO3- và Coliform do các hoạt động sản xuất, xả thải khai thác than, nhiệt điện và sinh hoạt của người dân xung quanh [31] Nguyễn Thanh Hùng và cs (2010) trong bài báo “Nghiên cứu diễn biến chất lượng nước hồ Đại Lải tỉnh Vĩnh Phúc qua một năm đo đạc và thu thập dữ liệu” đã xây dựng mô hình tính toán quá trình phú dưỡng nước ở hồ chứa tiếp theo [56] Nguyễn Minh Lâm và cs (2012) trong nghiên cứu

“Đánh giá khả năng chịu tải sông Vàm Cỏ Đông tỉnh Long An làm cơ sở cho việc quản

lý cấp phép xả thải” đã tính toán khả năng chịu tải của sông Vàm Cỏ Đông mùa khô và mùa mưa [63] Phạm Thị Hương Lan (2008) trong bài báo “Nghiên cứu ứng dụng mô hình toán thông số phân bố đánh giá ảnh hưởng của việc sử dụng đất đến bồi lắng hồ chứa nước Đại Lải” đã đánh giá ảnh hưởng sử dụng đất trong lưu vực đến bồi lắng hồ Đại Lải [61]

Như vậy, tại Việt Nam, một số vấn đề môi trường hồ tập trung vào: (1) đánh giá tác động hồ chứa với hệ thống thủy văn lưu vực;(2) diễn biến chất lượng nước lưu vực sông, hồ chứa, (3) đánh giá khả năng chịu tải lưu vực sông; (4) ứng dụng mô hình để đánh giá ảnh hưởng sử dụng đất đến bồi lắng lòng hồ chứa

1.3.2.2 Nghiên cứu quản lý sử dụng tài nguyên và môi trường hồ chứa trong lưu vực sông: Nhóm tác giả Huỳnh Thị Minh Hằng và cs (2006) trong nghiên cứu “Quản lý

thống nhất và tổng hợp các nguồn thải gây ô nhiễm trên lưu vực sông Đồng Nai” đã nhận diện, đánh giá các nguồn thải gây ô nhiễm chính tại LVS Đồng Nai, cơ sở phân loại, áp dụng tiêu chí đánh giá, đề xuất quản lý tổng hợp nguồn thải gây ô nhiễm, hướng mục tiêu PTBV toàn lưu vực [46] Ngô Đình Tuấn và cs (2006) trong nghiên cứu

Nguyễn Văn Bính (2011) trong nghiên cứu “Hồ chứa nước ở Ninh Thuận: kết quả và định hướng phát triển” đã chứng minh vấn đề quản lý an toàn hồ chứa, điều tiết nước giữa mùa khô hạn và mùa lũ ở Ninh Thuận [11] Ngô Lê Long (2010) trong nghiên cứu “Đánh giá sự bồi lắng lòng hồ núi Cốc, đề xuất giải pháp bảo vệ và sử dụng bền vững” đã đánh giá bồi lắng lòng hồ, đề xuất các giải pháp bảo vệ phục vụ phát triển kinh tế - xã hội một cách bền vững [66] Nguyễn Lập Dân và cs (2013) trong nghiên cứu “Tác động của phát triển thủy điện đến tài nguyên nước ở khu vực Tây Nguyên” đã nêu tác động của thủy điện đến tài nguyên nước và đề xuất thành lập Ủy ban LVS, quy hoạch thủy điện để phục vụ nhiều mục đích sử dụng [34]

Vũ Văn Cương (2014), trong luận văn thạc sĩ Khoa học môi trường “Nghiên cứu chức năng môi trường hồ chứa Quan Sơn nhằm sử dụng hợp lý cho phát triển bền vững” đã đánh giá chức năng hỗ trợ, cung cấp không gian sống và giảm thiểu rủi ro từ các sự cố môi trường, lũ lụt, ngập úng; chức năng cung cấp tài nguyên, chức năng chứa

và đồng hóa chất thải, đề xuất định hướng khai thác sử dụng hợp lý cho PTBV [33] Trần Thị Thanh Hải (2013) trong Luận văn Thạc sĩ Biến đổi khí hậu “Nghiên cứu đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến hệ thống các công trình hồ chứa tại tỉnh Thái Nguyên” đã đánh giá tác động BĐKH đến 04 hồ chứa, đề xuất giải pháp phân bổ, chia

sẻ, phòng chống lũ, hạn hán, khai thác sử dụng nước bền vững TNN [45] Nguyễn Thị Phương Dung (2014) trong Luận văn thạc sĩ Khoa học môi trường “Đánh giá hiện trạng quản lý, sử dụng Hồ Kẻ Gỗ tỉnh Hà Tĩnh và đề xuất biện pháp khai thác hiệu quả, giảm thiểu rủi ro” đã đánh giá các nguy cơ liên quan đến hoạt động của Hồ Kẻ Gỗ, đề xuất các giải pháp phù hợp cho sử dụng hiệu quả và an toàn Hồ Kẻ Gỗ [35] Lại Văn Mạnh

27

(2017) trong nghiên cứu “Xây dựng và phát triển các mô hình kinh tế xanh lưu vực sông: yêu cầu về chính sách và thực tiễn ở Việt Nam”, phân tích sự cần thiết, ý nghĩa phát triển, nhân rộng các mô hình kinh tế xanh, tiếp cận xây dựng và phát triển các mô hình kinh tế xanh lưu vực sông ở Việt Nam [67]

Kết quả tổng quan, xác nhận 4 vấn đề QLSD hồ chứa được nghiên cứu tại Việt Nam gồm: (1) quản lý tổng hợp các nguồn thải gây ô nhiễm LVS; (2) mô hình quản lý TNN trên LVS; (3) quản lý xung đột TNN của lưu vực sông, (4) quản lý bồi lắng hồ, (5) giải pháp xây dựng mô hình kinh tế xanh tại lưu vực sông

1.3.3 Tình hình nghiên cứu môi trường và quản lý sử dụng tài nguyên môi trường hồ chứa ở khu vực Tây Bắc

1.3.3.1 Nghiên cứu môi trường hồ chứa trong lưu vực sông: Trần Anh Tuấn,

Nguyễn Tứ Dần (2012) trong bài báo “Nghiên cứu nhạy cảm và phân vùng nguy cơ trượt lở đất khu vực hồ thủy điện Hòa Bình - Sơn La theo phương pháp phân tích cấp bậc Saaty” đã phân tích những nguyên nhân gây trượt lở và tích tụ trầm tích hồ thủy điện Hòa Bình, Sơn La [80] Vũ Thị Minh Huệ (2016) trong bài báo “Nghiên cứu chế

độ vận hành tích nước hồ chứa Sơn La và Hoà Bình”, đưa ra cơ sở cho việc vận hành hệ thống hồ chứa Sơn La và Hoà Bình theo thời gian, chứng minh hoàn toàn có thể đưa mực nước các hồ về mức an toàn khi dự báo có khả năng xảy ra lũ lớn [58] Vũ Thị Minh Huệ và cs (2017) trong bài báo “Nghiên cứu đánh giá tác động của các hồ chứa Lai Châu, Sơn La và Hòa Bình đến dòng chảy mùa kiệt trên sông Đà” đã cho thấy: các

hồ chứa đã giúp làm gia tăng dòng chảy mùa kiệt thêm khoảng 1,1-1,5m tùy giai đoạn

và kịch bản vận hành [59] Phùng Thị Thu Trang (2017) trong Luận văn thạc sĩ Khoa học môi trường “Ứng dụng mô hình SWAT đánh giá tác động của biến đổi khí hậu (BĐKH) đến dòng chảy và bùn cát vào hồ thủy điện Nậm Mức trên sông Nậm Mức” đã

mô phỏng diễn biến của lưu lượng dòng chảy và bùn cát cho lưu vực sông Nậm Mức và tính được sự thay đổi của dòng chảy theo các kịch bản biến đổi khí hậu [81] Nguyễn Hữu Lai (2018) trong Luận văn thạc sĩ Khoa học môi trường “Nghiên cứu diễn biến chất lượng nước hồ thủy điện Huội Quảng trong giai đoạn đầu tích nước” đã đánh giá chất lượng nước hồ trước và sau tích nước, đánh giá hiện trạng phú dưỡng nước hồ, đề xuất các giải pháp quản lý môi trường và sử dụng nước lòng hồ Huội Quảng [62] Phạm Ngọc Hằng (2016) trong Luận văn thạc sĩ Khoa học môi trường “Đánh giá xói mòn đất vùng lưu vực sông Đà thuộc ba tỉnh Lai Châu, Điện Biên, Sơn La” đã phân tích xu thế

sở khoa học cho việc quản lý bền vững hồ” đã đánh giá diễn biến bồi lắng lòng hồ Hòa Bình theo không gian, thời gian, nguyên nhân, tác động của bồi lấp lòng hồ đến môi trường, giải pháp hạn chế bồi lắng tăng tuổi thọ hồ [23] Nguyễn Văn Dũng (2015), trong Luận văn thạc sĩ Bản đồ viễn thám và hệ thông tin Địa lý “Nghiên cứu đánh giá nguy cơ trượt lở đất lưu vực hồ TĐSL bằng công nghệ viễn thám và GIS” đã đánh giá đặc điểm hiện trạng các yếu tố phát sinh tai biến trượt lở đất tại LVHSL [36] Phạm Văn Hoàng (2016) trong Luận văn thạc sĩ Khoa học môi trường “Đánh giá khả năng phát thải khí nhà kính của hồ TĐSL” đã xác định lượng khí CO2 và CH4 phát thải trên mặt hồ, một số yếu tố ảnh hưởng đến sự hình thành khí CO2, CH4, biện pháp giảm thiểu phát thải khí nhà kính (CO2 và CH4) cho hồ TĐSL [55] Trần Kim Châu (2017) trong bài báo nghiên cứu “Tính toán bồi lắng hồ chứa của hệ thống thủy điện bậc thang thượng lưu sông Đà” đã tính toán bồi lắng của hồ chứa Sơn La có xét đến tác động khi xây dựng nhà máy thủy điện Lai Châu, Huội Quảng và Bản Chát Nghiên cứu đưa ra những giá trị định lượng về mức độ, vị trí bồi lắng hồ chứa và đề xuất các giải pháp bồi

lắng hồ chứa trong tương lai [21]

Kết quả tổng quan cho thấy 6 vấn đề môi trường lưu vực sông tại khu vực Tây Bắc: (1) tính toán xói mòn đất, bồi lắng lòng hồ và dòng chảy bùn cát; (2) dự báo động đất kích thích; (3) diễn biến chất lượng nước; (4) chế độ vận hành tích nước hồ thủy

điện; (5) đánh giá nguy cơ trượt lở lưu vực hồ thủy điện; (6) phát thải khí nhà kính

1.3.3.2 Nghiên cứu quản lý sử dụng tài nguyên môi trường hồ chứa trong lưu vực sông: Nguyễn Quang Trung (2004) trong Báo cáo tổng kết đề tài KH&CN cấp nhà

nước “Nghiên cứu xây dựng mô hình quản lý tổng hợp tài nguyên và môi trường lưu vực sông Đà” đã đưa ra cơ sở khoa học và thực tiễn cho xây dựng mô hình quản lý tổng hợp TN&MT lưu vực sông Đà [82] Phạm Anh Tuân (2017) trong Báo cáo tổng kết đề tài KH&CN cấp bộ “Nghiên cứu, đánh giá tổng hợp các nguồn lực tự nhiên và nhân văn

29

phục vụ xây dựng mô hình kinh tế sinh thái bền vững cho người dân ở lưu vực TĐSL”,

đã xác lập cơ sở khoa học, đánh giá thích nghi sinh thái, định hướng không gian nhân rộng các mô hình trồng cây lâu năm tại lưu vực vùng hồ TĐSL thuộc tỉnh Sơn La [78] Nguyễn Phi Hùng (2014) trong Báo cáo tổng kết dự án KHCN cấp tỉnh Lai Châu “Xây dựng mô hình canh tác một số loại cây lương thực, cây công nghiệp ngắn ngày và rau màu trên đất bán ngập hồ TĐSL tại Lai Châu” đã chỉ ra quá trình thay đổi các giống mới có năng suất cao, chất lượng tốt, thời gian sinh trưởng ngắn, phù hợp với điều kiện vùng bán ngập hồ TĐSL [57] Nguyễn Hoàng Yến (2018), trong Báo cáo tổng kết nhiệm vụ KHCN cấp tỉnh Sơn La “Nghiên cứu xây dựng mô hình du lịch bền vững vùng lòng hồ TĐSL”đã rút ra bài học kinh nghiệm cho phát triển du lịch bền vững vùng lòng hồ [103]

Hồ Thanh Hải (1995), trong Luận án tiến sĩ Sinh học “Đặc trưng sinh thái môi

trường nước hồ chứa Hoà Bình và một số ý kiến sử dụng hợp lý” đã chứng minh diễn thế sinh thái trong môi trường nước tại hồ thủy điện Hòa Bình [44] Nguyễn Thị Hồng Nhung (2019) trong Luận án tiến sĩ Địa lý tự nhiên “Đánh giá tổng hợp các nguồn lực

tự nhiên phục vụ xây dựng mô hình hệ kinh tế sinh thái lưu vực hồ TĐSL” đã đề xuất các mô hình hệ kinh tế sinh thái ở ba quy mô: trang trại, hộ gia đình, hợp tác xã [68]

Từ năm 2013 đến nay, tác giả luận án bước đầu có nghiên cứu về TN&MT hồ thủy điện Sơn La Đỗ Xuân Đức (2013) trong nghiên cứu “Kinh nghiệm sử dụng tài nguyên gắn với bảo vệ môi trường của cộng đồng người Thái tại ven hồ TĐSL” đã phân tích kinh nghiệm truyền thống, vai trò tri thức bản địa sử dụng TNN trên sông, suối trước đây được vận dụng vào sử dụng mặt nước tại hồ TĐSL [39] Đỗ Xuân Đức (2013) trong bài báo “Nghiên cứu đề xuất áp dụng phương thức quản lý dựa vào cộng đồng (CBM) để quản lý TN &MT theo hướng bền vững tại vùng hồ TĐSL” đã thiết lập được một khung sơ đồ tổ chức quản lý nguồn nước và nguồn lợi thủy sản gắn với sự tham gia của cộng đồng tại hồ TĐSL [40] Đỗ Xuân Đức (2016) trongLuận văn thạc sĩ Khoa học bền vững “Nghiên cứu áp dụng ĐQL trong sử dụng bền vững TNN tại khu vực hồ TĐSL” đã đề xuất khung ĐQL đánh giá tính bền vững trong sử dụng TNN tại

hồ TĐSL [41]

Như vậy, 5 vấn đề được nghiên cứu để QLSD tài nguyên môi trường lưu vực sông Đà và lưu vực hồ TĐSL: (1) mô hình quản lý tổng hợp TN&MT; (2) đánh giá tổng hợp nguồn lực cho phát triển nông nghiệp; (3) kinh nghiệm và đề xuất mô hình

30

QLSD tài nguyên hồ TĐSL;(4) nghiên cứu tác động môi trường nuôi cá lồng; mô hình

sử dụng đất bán ngập;(5) mô hình hợp tác xã thủy sản và du lịch tại hồ TĐSL

1.3.4 Vận dụng kết quả tổng quan tình hình nghiên cứu vào luận án

Kết quả tổng quan các vấn đề nghiên cứu DBMT và QLSD tài nguyên và môi trường hồ chứa, hồ thủy điện trên thế giới, Việt Nam, khu vực Tây Bắc làm sáng tỏ cơ

sở lý thuyết liên quan đến vấn đề nghiên cứu của đề tài Luận án đúc rút ra một số kết quả và vận dụng vào xây dựng nội dung nghiên cứu như sau

Thứ nhất, các vấn đề liên quan đến diễn biến môi trường hồ: đánh giá chất lượng

nước hồ phải căn cứ thay đổi của nhóm thông số hóa học, thông số vật lý, vi sinh vật trong nước Xác định bồi lắng lòng hồ cần chỉ ra mối liên hệ sử dụng đất lưu vực, xói mòn 2 bên, dòng chảy bùn cát cửa vào với trầm tích lòng hồ Nguồn thải chứa nitơ và phôtpho là yếu tố chính cần được đánh giá Xác định mối quan hệ tương quan giữa độ sâu, dung tích hồ với lượng phốt pho, nitơ được đồng hóa/tự làm sạch Xác định mối liên hệ tương quan giữa nguồn ô nhiễm đầu vào và năng lực tải ô nhiễm bên trong của

hồ chứa Đây là 03 vấn đề được đúc rút để xác lập DBMT tại hồ chứa TĐSL

Thứ hai: vấn đề liên quan đến tính đa mục tiêu trong khai thác sử dụng tài nguyên hồ: nghiên cứu hiện trạng QLSD tài nguyên hồ thủy điện cần xác định chức

năng đa mục tiêu: sản xuất thuỷ điện, nuôi trồng, khai thác thủy sản, nông nghiệp bán ngập, cung cấp nước sinh hoạt, du lịch, giao thông đường thủy Đây cơ sở để luận án thực hiện đánh giá tổng thể lợi ích kinh tế do hồ mang lại, đồng thời đề xuất một số mô hình sử dụng hiệu quả lâu dài TN&MT hồ TĐSL

Thứ ba: quản lý sử dụng bền vững tài nguyên và môi trường hồ: cần xác lập bộ

tiêu chí đa chỉ tiêu để lựa chọn mô hình QLSD tổng hợp TN&MT, đánh giá hiện trạng các mô hình quản lý sử dụng hồ theo ngành/lĩnh vực, đề xuất giải pháp đảm bảo tính bền vững môi trường sinh thái, kinh tế xã hội, văn hóa, quản trị tài nguyên phù hợp với đặc điểm sử dụng đa mục tiêu của hồ TĐSL

1.4 TỔNG QUAN LƯU VỰC HỒ THỦY ĐIỆN SƠN LA

1.4.1 Điều kiện tự nhiên lưu vực và đặc điểm sinh thái hồ thủy điện Sơn La

1.4.1.1 Vị trí địa lý lưu vực hồ thủy điện Sơn La

Ranh giới và diện tích lưu vực được xác định theo phương pháp kỹ thuật số từ

bản đồ DEM theo hướng dẫn tại Thông tư số 60/2012/TT-BNN&PTNT của Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn ngày 09 tháng 11 năm 2012 [5]

31

Lưu vực hồ thủy điện Sơn La (LVHSL), nằm trên lưu vực sông Đà, thuộc khu

vực Tây Bắc Việt Nam có tọa độ từ 21015’15’’ đến 22045’10’’ vĩ độ Bắc, từ 102050’10’’đến 104035’15’’ kinh độ Đông Lưu vực hồ TĐSL có diện tích khoảng 11.075 km2 gồm

225 km2 diện tích mặt nước hồ và 10.850 km2 diện tích lưu vực Diện tích lưu vực nằm trên địa bàn 04 tỉnh, 17 huyện, thành phố, thị xã và 164 xã, phường, thị trấn (Xem Bản

đồ hành chính lưu vực hồ thủy điện Sơn La, phụ lục 8,tr.123) Trong đó, tỉnh Lai Châu

có diện tích lưu vực lớn nhất 5.361,3 km2, chiếm 48,4 %; tỉnh Điện Biên có 2.774,3

km2, chiếm 25,1%; tỉnh Sơn La có 2.723,4 km2 chiếm 24,6 %; tỉnh Yên Bái có 216

km2, chiếm 1,9% [Tác giả xác lập và tính toán trên trường dữ liệu) Biểu đồ biểu diễn kết quả được trình bày trong hình 1.2

Hình 1.2 Các tỉnh Tây Bắc có diện tích thuộc lưu vực hồ thủy điện Sơn La Lưu vực hồ TĐSL gồm cụm nhà máy, hồ chứa và các phụ lưu chảy vào hồ TĐSL Trong đó, hồ TĐSL là phần chứa nước quan trọng nhất của lưu vực, đập TĐSL khởi công xây dựng tháng 12/2005 hoàn thành và đi vào vận hành vào tháng 12/2012 Công trình có một số thông số chính như sau Thủy văn với diện tích lưu vực là 43.760km2, dòng chảy trung bình Q0=1532m3/s Hồ chứa bao gồm chế độ điều tiết mực nước dân bình thường 215m, mực nước cạn 175m, dung tích toàn bộ Wtb = 9260 triệu

m3, dung tích hữu ích Whi = 6504 triệu m3, dung tích cạn Wc =2756 triệu m3, diện tích mặt hồ ở diện tích mực nước dâng bình thường 224km2 Công trình chính gồm: đập dâng có chiều cao lớn nhất 138,1m, công trình xả lũ với yêu cầu xả lớn nhất 34.780m3, tần suất thiết kế xả sâu với 12 lỗ xả (6x10m), ngưỡng xả 145m, xả mặt với số khoang

xả 6(15x13m), ngưỡng xả 187,8m Nhà máy thủy điện có các thông số chính gồm: lưu lượng Max (3462m3/s), cột nước Max (101,6m), cột nước Min (56,4m), cột nước tính

32

toán (78m), công suất đảm bảo (639MW), công suất lắp máy (2400MW), năng lượng trung bình (10.227 106kWh), loại nhà máy (sau đập), số tổ máy (6 tổ), tổng mức đầu tư xây dựng nhà máy 36.933,000 109VNĐ Trong lưu vực, hồ TĐSL có dạng sông chạy dọc theo lòng sông Đà với chiều dài hồ lớn nhất là 175,4 km và chiều rộng bình quân

hồ chứa là 1,27 km Lòng hồ mở rộng nhất thuộc huyện Quỳnh Nhai, chiều rộng hẹp nhất 1km tại tuyến đập, độ sâu trung bình 77m, sâu nhất 135m tại tuyến đập [1]

1.4.1.2 Đặc điểm địa hình lưu vực hồ thủy điện Sơn La

LVHSL là một phần của lưu vực sông Đà, có các đứt gẫy và hướng chủ đạo Tây Bắc - Đông Nam, tạo nên các kiểu đai cao với địa hình núi, cao nguyên chiếm ưu thế, các thung lũng giữa núi tạo thành các dải đồng bằng nhỏ hẹp ven sông, suối Lưu vực

hồ TĐSL có độ cao từ 1000m - 3000m, rìa tây Bắc địa hình cao nhất, rìa Đông Bắc, Tây Nam, trung tâm thấp hơn (Xem Bản đồ phân tầng độ cao lưu vực hồ thủy điện Sơn

La, phụ lục 8,tr.124)

Địa hình núi tại LVHSL có cấu trúc bề mặt phức tạp, hiểm trở, độ dốc lớn, chia cắt sâu Địa hình thung lũng bề mặt tương đối bằng phẳng, chạy quanh các sườn dốc thấp và uốn lượn theo sông suối nhỏ Trên các bề mặt đỉnh, sườn núi diễn ra các quá trình rửa trôi, xói mòn ở những nơi lớp phủ thực vật đã mất Các sườn đổ trực tiếp vào

hồ, quá trình xói mòn, rửa trôi sau nương rẫy do tác động của canh tác

Nghiên cứu của Nguyễn Văn Dũng (2015) [36] đã thống kê được các điểm trượt

lở theo độ dốc và diện tích ở lưu vực hồ TĐSL (bảng 1.1)

Bảng 1.1 Thống kê số điểm trượt lở theo độ dốc tại lưu vực hồ thủy điện Sơn La

Nguồn: Nguyễn Văn Dũng, 2015 [36]

Lượng đất bị xói mòn của LVHSL phổ biến từ 100 - 200 tấn/ha/năm (56,26%), sau đó là mức 200 - 300 tấn/ha/năm (21,40%), các mức 1.0 - 2.0 0,5 - 1.0 và 50 - 1.0 tấn/ha/năm chiếm tỷ lệ thấp (bảng 1.2)

Nguồn: Tính từ bản đồ địa hình lưu vực hồ thủy điện Sơn La

1.4.1.3 Đặc điểm địa chất lưu vực hồ thủy điện Sơn La

Lưu vực hồ TĐSL là một phần của lưu vực sông Đà, cấu trúc địa chất có đặc

điểm tương đồng và phức tạp với cấu trúc địa chất lưu vực sông Đà gồm các địa tầng,

hệ tầng, đứt gẫy, trượt lở và khe nứt, địa chấn (Bảng 1.3)

Bảng 1.3 Phân bố một số hệ tầng địa chất có diện tích lớn tại lưu vực

Nguồn: Thống kê từ bản đồ địa chất lưu vực hồ thủy điện Sơn La

Lưu vực hồ TĐSL có 44 hệ tầng (Xem Bản đồ địa chất lưu vực hồ thủy điện Sơn La, phụ lục 8, tr.125) Hệ tầng sông Mã khoảng 370,1 km2, phân bố tại tỉnh Sơn

La, chiều dầy 1.100-1300m Hệ tầng Nậm Pìa khoảng 89,28 km2, tập trung trên cao nguyên Sìn Hồ chiều dày đạt hơn 400m Hệ tầng Pa Ham khoảng 408,84, phân bố tại huyện Tuần Giáo, độ dầy 100 - 200m Hệ tầng Bắc Sơn khoảng 320,91 km2, phân bố dọc theo lòng hồ TĐSL, chiều dầy khoảng 1000m Hệ tầng Nậm Cười khoảng 772,3km2, chiều dầy 1000m - 1.400m phân bố tại hai bên bờ thị xã Mường Lay và thành phố Lai Châu, hệ tầng Yên Duyệt tại lòng hồ thủy điện Sơn La, độ dầy khoảng

100 m Hệ tầng Nậm Mu khoảng 619,01 km2, chiều dầy khoảng 800m phân bố tại dải Nậm Mu, huyện Quỳnh Nhai, hệ tầng Suối Bàng 483,28 km2, phân bố tại khu vực

34

Quỳnh Nhai, hệ tầng Mường Trai chiều dầy khoảng 2.400m phân bố ở huyện Mường

La, dọc lòng hồ thuộc Thuận Châu, huyện Quỳnh Nhai lên đến huyện Phong Thổ

Đứt gẫy: Lưu vực hồ TĐSL thuộc lưu vực Sông Đà, do vậy có các đứt gẫy tương đồng đứt gẫy sông Đà như: đứt gẫy Lai Châu - Điện Biên, đứt gẫy Sơn La, Sông Đà, Phong Thổ, Mường La [1] Trong lưu vực, hồ chứa TĐSL trải dài từ Tạ Bú - Pa Vinh (Sơn La) - Nậm Nhùn (Lai Châu), chiếm phần lớn vùng uốn nếp Tây Bắc, bị chia cắt mạnh bởi các đứt gẫy sâu kéo dài theo phương Tây Bắc - Đông Nam

Theo kết quả nghiên cứu của Nguyễn Văn Dũng, 2015 [36], vùng có mức độ đứt gẫy lớn nhất trong lưu vực thuộc địa bàn huyện Mường Chà, Phong Thổ > 0,576km/km2, vùng có mức độ đứt gẫy <0,144 km/km2, phân bố tại huyện Tam Đường

và Mường La, đứt gẫy từ 0,144 - 0,288 km/km2, phân bố ở Tây Nam Sông Đà Nhưng nơi có đứt gẫy lớn thường có biểu hiện trượt lở cao tại lưu vực

Địa chấn: Báo cáo ĐTM dự án xây dựng công trình TĐSL: chế độ động đất kích thích tại hồ TĐSL sẽ biến đổi khi hồ chứa nước hình thành: có khả năng xẩy ra động

đất mạnh trên các dãy đứt gẫy Mường La - Bắc Yên, Nậm Mu - Mường Chùm, Bản Bình - Bản Mòn, Hua Non, Sông Đà, Thuận Châu nhưng không đạt tới ngưỡng động

đất cực đại dự đoán ≤ 5,5 - 5,7 trên các đứt gẫy Mường La, Bắc Yên, Sông Đà [1]

1.4.1.4 Đặc điểm thổ nhưỡng lưu vực hồ thủy điện Sơn La:

Lớp phủ đất LVHSL có 07 nhóm đất chính (Xem Bản đồ thổ nhưỡng lưu vực

hồ thủy điện Sơn La, phụ lục 8,tr.126) Kết quả thống kê nhóm đất (bảng 1.4)

Bảng 1.4 Các nhóm đất chính tại lưu vực hồ thủy điện Sơn La

Nguồn: Thống kê từ bản đồ thổ nhưỡng lưu vực hồ thủy điện Sơn La

Bảng 1.4 cho thấy kết quả thống kê ghi nhận: nhóm đất xám feralit (đất đỏ vàng trên đá khác) có diện tích lớn nhất, chiếm 45,9 % đất của lưu vực hồ TĐSL Nhóm đất

đỏ vàng và đất mùn trên núi (đất xám mùn trên núi) đứng thứ hai với 37,3 % Nhóm đất

35

mùn alit trên núi (núi đá) ở vị trí thứ 3 (9,02%) Nhóm đất nâu đỏ (đất đỏ trên đá mac

ma bazo và trung tính) chiếm (7,42%) xếp ở vị trí thứ tư; nhóm đất phù xa (0,38 %); nhóm đất sông hồ (0,21%) Nhóm đất nâu vàng (đất thung lũng dốc tụ) chiếm (0,05%)

Độ phì tài nguyên đất gồm 03 nhóm: đất xám feralit (đất đỏ vàng trên đá khác), nhóm đất đỏ vàng và đất mùn trên núi (đất xám mùn trên núi), nhóm đất mùn alit trên núi (núi đá) chiếm trên 83,2% diện tích đất của lưu vực hồ TĐSL Các nhóm đất này phân bố chủ yếu trên địa hình dốc < 25% có tầng dầy từ 50 -100 cm Các nhóm đất còn lại như nhóm đất mùn alit trên núi (núi đá), nhóm đất phù xa, nhóm đất nâu vàng (đất thung lũng dốc tụ), có tầng dầy trên 100 cm

Hình 1.3 Tầng dầy đất và diện tích đất lưu vực hồ thủy điện Sơn La

Kết quả thống kê biểu diễn trong hình 1.3 cho thấy: tầng dầy đất 50 - 100 cm chiếm diện tích lớn nhất trong lưu vực (61,85%), tầng dầy đất < 50 và > 100 chiếm tỷ lệ 29,26% (Xem Bản đồ độ dầy tầng đất lưu vực hồ TĐSL, phụ lục 8,tr.127)

1.4.1.5 Đặc điểm khí hậu lưu vực hồ thủy điện Sơn La

Bảng 1.5 Nhiệt độ không khí trung bình lưu vực hồ thủy điện Sơn La 2010 -2019

Pha Đin (0C)

Tuần Giáo (0C)

Mường Lay (0C)

Sìn Hồ (0C)

Tam Đường (0C)

Than Uyên (0C)

36

Bảng 1.5 cho thấy nhiệt độ lưu vực hồ TĐSL giai đoạn 2010 - 2019 biến thiên

theo đặc điểm khí hậu Tây Bắc, trạm Pha Đin và Sìn Hồ <200C, 06 trạm còn lại > 200C

(Xem Bản đồ phân vùng nhiệt độ lưu vực hồ TĐSL, phụ lục 8, tr.128)

Lượng mưa trong LVHSL có mức độ phân hóa tương đối cao, chia làm 03 khu

vực Lượng mưa 1500 - 2000mm phân bố chủ yếu tại khu vực phía tây nam, trung tâm

và đông nam của lưu vực Lượng mưa < 1500mm, chiếm tỷ lệ thấp phân bố tại phía

Nam lưu vực Lượng mưa > 2500mm tập trung tại phía Tây Bắc và phía Đông Bắc của

lưu vực (Xem Bản đồ phân vùng lượng mưa lưu vực hồ TĐSL, phụ lục 8,tr.129)

Bảng 1.6 Lượng mưa 2010 – 2019 ở một số trạm lưu vực hồ thủy điện Sơn La

Nguồn: Đài khí tượng thủy văn Tây Bắc 2010 - 2019 [38]

Mùa mưa trong LVHSL phổ biến từ tháng IV-VIII hàng năm, tác động đến mực

nước và lưu lượng nước vào hồ TĐSL [38] Mực nước và lưu lượng nước tại LVHSL

Bảng 1.7 Mực nước và lưu lượng tại sông chính lưu vực hồ thủy điện Sơn La

Năm Sông Đà

(Trạm Mường

Lay)

Sông Nậm Mức (Trạm Nậm Mức)

Sông Nậm Na (Trạm Nậm Giàng)

Sông Nậm Mu (Trạm Tà Gia)

Sông Đà (Trạm

Tạ Bú) Mực

nước

(cm)

Lưu lượng (m3/s)

Mực nước (cm)

Lưu lượng (m3/s)

Mực nước (cm)

Lưu lượng (m3/s)

Mực nước (cm)

Lưu lượng (m3/s)

Mực nước (cm)

Lưu lượng (m3/s)

Nguồn: Đài khí tượng thủy văn Tây Bắc 2010 - 2019 [38]

Bảng 1.7 chỉ ra từ năm 2012 sau khi hồ TĐSL ngăn đập, tích nước, độ cao (H)

của nước và lưu lượng (Q) trung bình của sông Đà vào hồ (trạm Mường Lay) và đầu ra