QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN NƯỚC Chuyên đề: “Các yêu cầu để xác định dòng chảy môi trường
ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH VIỆN MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN o0o QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN NƯỚC Chuyên đề: “Các yêu cầu để xác định dòng chảy môi trường” GDHD : TS. Nguyễn Hồng Quân Học viên : Nguyễn Ngọc Minh Thảo Trương Thị Cẩm Nhung Nguyễn Quốc Trung 1 Hydrology and Earth System Sciences, 8(5), 861–876 (2004) © EGU Các yêu cầu để xác định dòng chảy tự nhiên Mike Acreman và Michael J Dunbar Trung tâm Sinh thái và Thủy văn, Wallingford, Oxon., OX10 8BB, Vương quốc Anh Email: man@ceh.ac.uk Tóm tắt Trên thế giới, khuynh hướng chủ đạo hiên nay - được sự ủng hỗ chính sách và luật pháp của các quốc gia và khu vực – là việc bảo tồn hoặc khôi phục lại nguyên vẹn hệ sinh thái và chức năng của các con sông,vùng đất ngập nước có ý nghĩa trong việc bảo vệ sự đa dạng sinh học cũng như cân đối nhu cầu sử dụng cùa con người. Để đạt được điều này, nhiều tổ chức đã phát triển phương pháp để xác định "dòng chảy môi trường", tức là chế độ dòng chảy cần thiết trong một con sông để đạt được mục tiêu sinh thái mong muốn. Bài viết này xem xét các phương pháp có sẵn khác nhau và chia làm bốn loại phương pháp: tra bản dữ liệu , phân tích trên máy tính , phân tích chức năng và mô hình thủy lực môi trường sống. Không có phương pháp nào là tốt nhất, mỗi phương pháp có thể phù hợp cho các ứng dụng khác nhau. Nếu phương pháp tra bản dữ liệu đơn giản ít tốn kém và dễ dàng áp dụng thì có thể rất tốn kém để phát triển, ít chính xác và ít phù hợp hơn cho nghiên cứu. Ngược lại, mặc dù mô hình thủy lực n môi trường sống tốn kém trong việc áp dụng, nhưng nó phù hợp cho đánh giá tác động cụ thể tại các khu vực đặc thù riêng biết. Mỗi phương pháp từng được sử dụng trong một khuôn khổ nhất định. Nói chung thì với yêu cầu gì đi nữa thì các phương pháp trên đều để xác định hướng dòng chảy và hiện trạng sông cụ thể, hoặc đưa ra kịch bản về dòng chảy dựa trên những giá trị tương đối của các chế độ dòng chảy khác nhau cho môi trường sông. Từ khóa chính: dòng chảy môi trường, mô hình dòng chảy, mô hình môi trường sống của dòng sông, xây dựng phương pháp khối, phân tích kịch bản dòng chảy, thiết lập mục tiêu. Giới thiệu Hội nghị Thượng đỉnh Trái đất tại Rio de Janeiro vào năm 1992 thúc đẩy việc bảo tồn các hệ sinh thái – một tài sản chung, việc khai thác khác hẳn so với một nguồn tài nguyên. Một phần mới được mở rộng này là cấp quyền sử dụng nước đối với các loài 2 và hệ sinh thái, cùng với đó là yêu cầu của người sử dụng. Công ước Costanza et al. (1997) và Postel và Carpenter (1997) đã nêu bật tầm quan trọng kinh tế to lớn của hệ sinh thái đối với con người. Vai trò của quản lý bền vững tài nguyên nước trong việc đảm bảo tính toàn vẹn của các hệ sinh thái đã được nhấn mạnh trong tuyên bố từ Diễn đàn nước thế giới thứ hai - The Hague năm 2000. Cuối cùng, tại Johannesburg năm 2002 Hội nghị Thượng đỉnh Thế giới về Phát triển bền vững củng cố vai trò của bảo vệ môi trường như một phần quan trọng trong việc phát triển bền vững. Nhiều quốc gia, chẳng hạn như Nam Phi (Rowlston và Palmer, 2002) và gần đây hơn Tanzania (Bộ tài nguyên nước và phát triển chăn nuôi, 2002) đã phát triển luật và chính sách ưu tiên nước cho hệ sinh thái sông song song với việc đáp ứng nhu cầu cơ bản của người dân. Các tổ chức quốc tế như Liên minh Bảo tồn Thế giới (IUCN) đang thúc đẩy bảo vệ dòng chảy tự nhiên như là một yếu tố quan trọng của việc quản lý tài nguyên nước (Dyson và các cộng sự., 2003). Điều này cho thấy rằng chức năng của các hệ sinh thái rất quan trọng đối với hàng triệu người nghèo ở nông thôn - sống nhờ tài nguyên thiên nhiên, cũng như đối với đa dạng sinh học của thế giới. Các yếu tố khác nhau xác định tình trạng của một hệ sinh thái sông (Norris và Thoms, 1999). Chúng bao gồm xả (dòng chảy), cấu trúc của kênh và khu vực ven sông, chất lượng nước, quản lý đất ngập nước , nạo vét, mức độ khai thác (ví dụ như cá) và sự hiện diện của các ranh giới nhân tạo. Sự kết hợp khoa học thủy sinh , thủy văn và sinh thái nước ngọt hiện nay được trình bày trong các tài liệu mới đây (Dunbar và Acreman, năm 2001, và tài liệu tham khảo trong đó, Bưu chính Viễn thông và Richter, 2003). Bài viết này chỉ tập trung vào việc áp dụng kiến thức này để xác định số lượng, khối lượng nước, thời gian lưu cần thiết để duy trì sức khỏe dòng sông trong một trạng thái đặc biệt. Trạng thái này có thể được xác định trước hoặc thỏa thuận đã được cân nhắc. Nó đã được đặt tên khác nhau, bao gồm cả dòng chảy môi trường, dòng chảy cố định, phân bổ môi trường hoặc nhu cầu dòng chảy sinh thái. Có sự khác biệt với thuật ngữ như dòng chảy bổ sung – (bồi hoàn lưu lượng nước) (Gustard et al., 1987), đã được thiết lập cho các mục đích khác, chẳng hạn như con người sử dụng nước ở hạ lưu (thủy lợi, thủy điện), pha loãng ô nhiễm hoặc định hướng. Tuy nhiên, trong thực tế, một dòng chảy đặc biệt 'trong' một dòng sông sẽ phục vụ nhiều chức năng. Các khái niệm đầu tiên về dòng chảy môi trường chỉ tập trung vào mức độ dòng chảy tối thiểu, bởi vì ban đầu các ý kiến cho rằng tất cả các vấn đề sức khỏe của một dòng sông đều có liên quan đến dòng chảy thấp và cho rằng miễn là lưu lượng dòng chảy được giữ tại hoặc cao hơn một giá trị xác định (mức độ dòng chảy tối thiểu), các hệ sinh thái sông sẽ được bảo tồn. Tuy nhiên, càng ngày càng nhận ra rằng tất cả các yếu tố của một chế độ dòng chảy, bao gồm cả dòng chảy lũ lụt, trung bình và thấp là quan 3 trọng (Poff và cộng sự, 1997;. Hill và Beschta năm 1991; Junk và cộng sự, 1989.). Vì vậy, bất kỳ thay đổi trong chế độ dòng chảy sẽ ảnh hưởng đến hệ sinh thái sông một cách nào đó. Do đó, nếu mục đích là để duy trì một hệ sinh thái sông thiên nhiên hoang sơ, dòng chảy môi trường sẽ phải rất gần với chế độ dòng chảy tự nhiên. Tuy nhiên, hầu hết các hệ sinh thái sông được quản lý ở mức độ nhiều hay ít cho các yêu cầu của con người, làm giảm lượng nước từ sông, chẳng hạn như cung cấp nước công cộng, thủy lợi và công nghiệp chế biến, Trong một số trường hợp, nước trở lại sông sau khi sử dụng (sử dụng này được gọi là không tiêu hao) như thủy điện hoặc làm mát của nhà máy công nghiệp. Trong trường hợp nước trở lại sông sau khi sử dụng – hoạt động trên dòng - thủy điện, có thể có ít ảnh hưởng đến dòng chảy, vận tốc nước ở thượng lưu có thể bị ảnh hưởng và các công trình này có thể làm gián đoạn sự kết nối của dòng sông. Trong một số trường hợp, nước sau khi qua sử dụng được đưa trở lại sông, như trường hợp của nhà máy thủy điện hoặc nước của hệ thống làm mát tại các nhà máy sản xuất công nghiệp. Tuy nhiên, thời điểm của dòng chảy ở hạ lưu tại vị trí xả nước thường bị thay đổi. Ở đoạn sông chịu sự chuyển nước (đoạn sông giữa vị trí lấy nước và xả nước) như vậy, dòng chảy thực tế sẽ thấp hơn dòng chảy tự nhiên. Trong các trường hợp khác như khai thác nước tưới chẳng hạn, do lượng nước hoàn trả lại sông rất ít hoặc được xả tại một vị trí quá xa so với vị trí khai thác nên nước thường được coi là đã được sử dụng và tiêu hao hết. Cũng cần nhận thức rằng dòng chảy không phải là yếu tố duy nhất ảnh hưởng tới sức khỏe dòng sông. Chất lượng nước, đánh bắt thủy sản quá mức và các công trình trên sông cản trở sự di cư của các loài sinh vật cũng là những yếu tố gây ảnh hưởng lớn tới các hệ sinh thái thủy sinh. Thách thức đối với các nhà khoa học nghiên cứu sông là để giúp các nhà sản xuất quyết định dự đoán mức độ hậu quả khác nhau của sự thay đổi chế độ dòng chảy, tác động đối với xã hội. Phải làm rõ các mục tiêu quản lý sông để các nhà khoa học có thể đề nghị xác định dòng chảy sông thích hợp. Động thái này để khôi phục lại chế độ dòng chảy mô phỏng biến thiên tự nhiên, đánh dấu sự phát triển của một mô hình quản lý sông mới (Postel và Richter, 2003;. Poff và cộng sự, 1997). Kể từ giữa những năm 1970, các phương pháp được phát triển chỉ để xác định những gì là dòng chảy môi trường của một dòng sông (Wesche và Rechard, 1985; Reiser, 1989; Dunbar và cộng sự, 1998;. Tharme, 2003; Acreman và King 2003). Mỗi phương pháp đều có ưu điểm và nhược điểm riêng. Tiêu chí lựa chọn phương pháp bao gồm nhiều vấn đề (phạm vi, đập, chế độ dòng), mục tiêu quản lý (ví dụ như sông nguyên sơ hoặc đã chịu tác động), chuyên môn, thời gian và tiền bạc có sẵn và khung pháp lý trong đó dòng chảy phải được thiết lập. Bài viết này mô tả các loại phương pháp và phạm vi được sử dụng trong các phần 4 khác nhau để xác định dòng chảy môi trường. Thiết lập kịch bản dòng chảy dựa trên mục tiêu Không có số liệu nào thể hiện được yêu cầu của một dòng chảy môi trường, có sự liên quan của nhiều yếu tố, bao gồm: • Kích thước của dòng sông; • Trạng thái tự nhiên của nó, loại hình tiếp nhận ; • Một sự kết hợp của trạng thái thực tế và việc sử dụng nó – dòng sông. Do đó, trước khi xác định dòng chảy, mục tiêu rộng hơn là phải xác định được chức năng chính của dòng sông đó. Đối với một hệ thống sông, dòng chảy được thiết lập để đạt được mục tiêu kinh tế, xã hội hoặc sinh thái cụ thể được xác định trước; được gọi là thiết lập mục tiêu dòng chảy. Ví dụ, mục tiêu cho các thung lũng trung tâm của lưu vực sông Senegal, được duy trì diện tích 50000 ha đồng bằng cho canh tác nông nghiệp sau lũ. Vì khoảng một nửa vùng lũ là để trồng trọt, tương đương với một vùng ngập lũ rộng khoảng 100.000ha, điều này đòi hỏi phải có khoảng 7.500 triệu m 3 nước được xả từ đập Manantali ở vùng thượng nguồn (Acreman, 2003). Như một ví dụ khác, Nghị định khung về nước của Cộng đồng Châu Âu (Ủy ban châu Âu và Nghị viện năm 2000), đòi hỏi một tình trạng tham chiếu được xác định cho tất cả các con sông (cũng như hồ, cửa sông và ven biển). Việc xác định này phải có một sự đối chiếu giữa các yếu tố có thể tìm thấy trong khu vực không bị ảnh hưởng. Theo thứ tự, vị trí các yếu tố càng quan trọng thì giới hạn của sự ảnh hưởng càng nhỏ. Yêu cầu các nước phải đạt được "tình trạng tốt" (GS - Good Status) đối với tất cả các nguồn nước ngầm và nước mặt. "Tình trạng tốt" ở đây là sự kết hợp giữa tình trạng tốt về mặt hóa học (GCS - Good Chemical Status) và tình trạng tốt về mặt sinh thái (GES - Good Ecological Status). Tình trạng tốt về mặt sinh thái được định nghĩa một cách định tính, bao gồm các quần thể và khu hệ cá, động vật không xương sống kích thước lớn, thực vật vĩ mô, thực vật đáy và thực vật phù du. Tình trạng tốt về mặt sinh thái cũng bao gồm các nhân tố phụ trợ có ảnh hưởng tới các yếu tố sinh học, như hình thái lòng sông, độ sâu nước và dòng chảy. Thiết lập dòng chảy môi trường là một bước quan trọng để đạt được "trạng thái tốt". Ở Nam Phi cũng sử dụng một cách phân loại tương tự, tuy nhiên, thay vì hướng tới trạng thái tốt cho tất cả các trường hợp, Cục Tài nguyên Nước và Lâm nghiệp lại xây dựng các mục tiêu theo các tiêu chí quản lý sinh thái khác nhau. Có 4 cấp phân loại từ A đến D (xem bảng). Hai cấp phụ là E và F có thể dùng để mô tả hiện trạng sinh thái chứ không phải là tiêu chí. Các nguồn nước hiện đang thuộc E hoặc cấp F cần phải được cải thiện để đạt tiêu chí cấp D hoặc cao hơn nữa. 5 Việc áp dụng cách tiếp cận dựa trên mục tiêu đòi hỏi trước hết phải định ra tình trạng mong muốn của con sông. Sau đó, cần xác định ngưỡng dòng chảy - khi dòng chảy thực tế ở mức lớn hơn hay nhỏ hơn ngưỡng này thì trạng thái của sông sẽ có những thay đổi rõ ràng. Ở Ôxtrâylia, đã có đề xuất rằng xác suất để có một dòng sông khỏe mạnh sẽ giảm từ mức cao xuống mức trung bình khi chế độ thủy văn ở mức thấp hơn 2/3 điều kiện tự nhiên. Mặc dù đề xuất này có vẻ hợp lý nhưng lại chưa được chứng minh rõ ràng về mặt khoa học. Thực vậy, trên quan điểm lý thuyết, rất khó xác định được chế độ dòng chảy nào đảm bảo duy trì các điều kiện tốt cho sông ngòi. Trên quan điểm thực tế, đánh giá dòng chảy môi trường vẫn là công cụ quản lý sông ngòi đang được sử dụng. Tuy nhiên, cũng cần chú ý rằng, chừng nào kiến thức về môi trường thủy sinh còn hạn chế thì rõ ràng là việc thiết lập ngưỡng dòng chảy môi trường sẽ vẫn là một phán quyết mang tính chuyên môn hoặc chính trị. Đối với hầu hết các hệ thống sông trên thế giới, không có mục đích sinh thái cụ thể được thiết lập. Hơn nữa, các cơ quan quản lý phải cân bằng nhu cầu của người sử dụng nước với vấn đề môi trường. Trong những trường như vậy, một lựa chọn cho phương pháp tiếp cận dựa trên mục tiêu là kiểm tra các phương án hoặc kịch bản phân bổ nước khác nhau. Điều này được gọi là thiết lập kịch bản dòng chảy. Ví dụ, trên lưu vực sông Wylye ở Vương quốc Anh có 4 nguồn nước ngầm chính có thể được bơm khai thác. Cục Môi trường của Anh và xứ Wales đá quy định mức khai thác bằng cách xem xét một loạt các kịch bản khai thác khác nhau, từ mức không khai thác tới mức khai thác tối đa cả 4 nguồn với các tổ hợp lưu lượng bơm khác nhau. Đối với mỗi kịch bản, đá xác định được tác động tới sinh cảnh của các loài cá quan trọng cũng như những ảnh hưởng tới việc cấp nước phục vụ sinh hoạt và các hoạt động sản xuất. Bảng 1: Phân cấp theo tiêu chí quản lý sinh thái của Nam Phi Cấp Mô tả A Thay đổi không đáng kể so với điều kiện tự nhiên. Hau như không có rủi ro cho các loài nhạy cảm. B Thay đổi nhỏ so với điều kiện tự nhiên. Mức độ rủi ro thấp đối với khu hệ sinh vật có khả năng chịu đựng kém. C Thay đổi trung bình so với điều kiện tự nhiên. Khu hệ sinh vật có khả năng chịu đựng kém có thể bị suy giảm đáng kể cả về số lượng phạm vi phân bố. D Thay đổi ở mức cao so với điều kiện tự nhiên. Khu hệ sinh thực vật có khả năng chịu đựng kém rất khó tồn tại. 6 Mối liên hệ giữa sinh cảnh và chế' độ dòng chảy được nghiên cứu và ảnh hưởng của sự thay đổi dòng chảy tới các đoạn sông khác nhau được đối sánh, trong đó có tính đến sự thay đổi hình thái và kích thước lòng sông. Những kịch bản này tạo cơ sở cho các cuộc thảo luận với các bên liên quan - như ngư dân và đại diện các công ty cấp nước - về các chiến lược khai thác nước hợp lý có thể chấp nhận được. Tương tự như vậy, trong Dự án nước vùng cao nguyên Lesotho, các kịch bản khác nhau về dòng chảy môi trường xả từ các đập đá được xem xét. Đối với mỗi kịch bản, các tác động tới hệ sinh thái hạ lưu và sinh kế của các cộng đồng phụ thuộc đều được xác định, cũng như các khía cạnh kinh tế về tính sẵn có của nguồn nước bán sang Nam Phi. Những kịch bản này giúp Chính phủ Lesotho đánh giá được các thỏa hiệp đối với các phương án dòng chảy môi trường khác nhau. Các phương pháp xác định nhu cầu dòng chảy Để xác định nhu cầu dòng chảy sinh thái, có thể sử dụng nhiều phương pháp đá được phát triển ở các quốc gia khác nhau. Nhìn chung, những phương pháp này có thể được phân thành 4 nhóm: • Bảng tra cứu • Phân tích nội nghiệp • Phân tích chức năng • Mô hình hóa sinh cảnh Mỗi phương pháp này - ở các mức độ khác nhau - đều cần đến thông tin đầu vào từ các chuyên gia và có thể được dùng cho một phần hoặc cả hệ thống sông. Vì vậy, việc tham khảo ý kiến chuyên gia và mức độ toàn diện mà các phương pháp bao quát được tất cả các phần của hệ thống sông được coi là đặc điểm của từng phương pháp. Ngoài ra, còn có các cách phân loại phương pháp khác 11 trong đó bao gồm nhiều nhóm nhỏ. Mục đích của tài liệu này là đề xuất một cách phân loại đơn giản, dễ hiểu, dễ sử dụng cho những đối tượng khác nhau chứ không chỉ các nhà chuyên môn. 1. Bảng tra cứu Trên thế giới, phương pháp được ứng dụng phổ biến nhất để xác định dòng chảy sông là phương pháp sơ bộ dựa trên kinh nghiệm, sử dụng các chỉ số đơn giản được cung cấp trong các bảng tra cứu. Thông thường, các kỹ sư sử dụng số liệu thủy văn cho luật quản lý nước và thiết lập dòng chảy bổ sung dưới hồ chứa và đập tràn. Ví dụ như tỷ lệ phần trăm của dòng chảy trung bình hoặc phần trăm vượt từ một đường cong dòng 7 chảy theo thời gian (đường cong thời gian dòng chảy là một công cụ xác định tỷ lệ nguồn nước theo thời gian đã cho là bằng hoặc vượt quá). Phương pháp này đã được áp dụng cho việc thiết lập dòng chảy môi trường, xác định quy tắc hoạt động đơn giản đối với các đập hoặc cấu trúc ít nhánh hoặc không có dữ liệu sinh thái địa phương có sẵn. Các số liệu này có thể được xác định bằng các kỹ thuật khác nhau hoặc giả định, mặc dù trong thực tế, các phân biệt thường không rõ ràng: (a) Hoàn toàn dựa trên thực tế thủy văn, với các dấu vết hoàn nguyên; (b) Quan sát tổng quát trên các mối quan hệ thủy sinh thái từ một khu vực (lưu vực hoặc nhóm các lưu vực) (c) Chính thức hơn (thống kê) phân tích dữ liệu thủy văn và sinh thái từ một khu vực. Bản chất của các chỉ số này là chúng dựa trên các đặc tính xác suất thống kê của chế độ dòng chảy tự nhiên. Ví dụ, chỉ số thủy văn được dùng ở Pháp. Luật Đánh bắt thủy sản nước ngọt của Pháp năm 1984 quy định dòng chảy còn lại trong sông ở những đoạn sông chịu sự chuyển nước ít nhất phải bằng 1/40 dòng chảy trung bình đối với hệ thống hiện tại và bằng 1/10 dòng chảy trung bình đối với hệ thống mới. Ở Anh, chỉ số dòng chảy kiệt tự nhiên đá được sử dụng để xác định dòng chảy môi trường trong quá trình điều tiết khai thác nước. Chỉ số thường được dùng nhất là Q 95 là dòng chảy có thời gian duy trì bằng hoặc lớn hơn 95%. Trong các trường hợp khác, chỉ số về những đợt hạn hán ít xảy ra cũng được sử dụng như dòng chảy kiệt trung bình năm. Chỉ số Q 95 được lựa chọn hoàn toàn dựa trên cơ sở thủy văn. Tuy nhiên, khi áp dụng phương pháp này thường yêu cầu phải sử dụng các thông tin sinh thái. Phương pháp Tenant (1976) được phát triển bằng cách sử dụng các số liệu cân chỉnh thu thập từ hàng trăm con sông ở các bang vùng Trung – Tây nước Mỹ để quy định dòng chảy tối thiểu cần thiết để bảo vệ môi trường mạnh khỏe cho sông ngòi. Phần trăm của dòng chảy trung bình năm được xác định cho các mức khác nhau về chất lượng sinh cảnh của loài cá, ví dụ nếu trong sông chỉ còn 10% lượng dòng chảy trung bình năm thì chất lượng sinh cảnh thuộc loại thấp (chỉ đủ cho cá tồn tại), 30% tương ứng với sinh cảnh có chất lượng trung bình (thoả mãn các nhu cầu của cá) và 60% sẽ đảm bảo sinh cảnh tốt nhất. Phương pháp này có thể áp dụng được cho các vùng khác nhưng cần tính toán lại các chỉ số cụ thể cho phù hợp với từng vùng. Các chỉ số đã được điều chỉnh cho các vùng khí hậu khác ở Bắc Mỹ và đã được sử dụng rộng rãi trong lập kế hoạch ở cấp lưu vực sông. Matthews và Bao (1991) kết luận rằng phương pháp dựa trên tỷ lệ của dòng chảy 8 trung bình là không phù hợp với chế độ dòng chảy của các con sông ở Texas, vì kết quả thường dẫn đến một dòng chảy cao hơn thực tế. Thay vào đó, họ đề xuất ra một phương pháp dựa trên sử dụng thay đổi của lưu lượng dòng chảy trung bình tháng, dựa trên mùa sinh sản của cá trong khu vực, hay phân bố dòng chảy theo thời điểm đăc biệt (ví dụ như thời kỳ di cư). Lợi thế của tất cả các phương pháp thực tế hiện trường là các quy trình chung đã được phát triển, ứng dụng ít tốn kém. Tuy nhiên, phương pháp nhanh này luôn được hiệu chỉnh cho một khu vực cụ thể và khó có thể áp dụng cho những nơi khác. Số liệu dựa trên dữ liệu thủy văn có thể tính toán cho khu vực mới, ví dụ như lưu lượng thường là có sẵn, nhưng không có giá trị về sinh thái, vì vậy độ tin cậy của kết quả này là thấp. Những chỉ số được xây dựng dựa trên các số liệu sinh thái thì rõ ràng có giá trị về mặt sinh thái hơn, nhưng việc thu thập các số liệu sinh thái thường tốn kém và mất thời gian. Do vậy, nhìn chung, các bảng tra cứu đặc biệt phù hợp cho các trường hợp không phức tạp và có ít sự tranh cái. Hơn nữa, chúng có khuynh hướng phòng ngừa. 2. Phân tích nội nghiệp Các phương pháp được nêu trong phần này chủ yếu tập trung vào phân tích các dữ liệu sẵn có. Tuy nhiên, trong một số trường hợp có thể sử dụng dữ liệu từ các mô hình thủy văn. Các phương pháp này có thể được phân chia thành: (a) Phân tích dựa trên dữ liệu thủy văn; (b) Phân tích dựa trên việc sử dụng cả dữ liệu thủy văn và sinh thái. Phương pháp sử dụng dữ liệu thủy văn nghiên cứu chế độ dòng chảy của toàn bộ dòng sông thay vì sử dụng số liệu thống kê đơn giản trước đó. Nguyên lý cơ bản là duy trì tính nhất quán, tính mùa vụ tự nhiên và tính thay đổi của dòng chảy, bao gồm cả lũ lụt và dòng chảy thấp. Ví dụ, lũ lụt đóng vai trò rất quan trọng trong việc duy trì cấu trúc vật lý của các con kênh bằng cách bổ sung và phân loại trầm tích (Hill and Beschta, 1991). Một ví dụ về phương pháp Phân tích nội nghiệp được thể hiện trong cuốn Hướng tiếp cận đến khoảng biến động (RVA;. Richter và cộng sự, 1997) bằng cách sử dụng các chỉ số thay đổi thủy văn (IHA;. Richter và cộng sự 1996). Họ đã phát triển một phương pháp thủy văn để thiết lập dòng chảy tiêu chuẩn trên các dòng sông, nơi mà việc bảo vệ các hệ sinh thái tự nhiên là mục tiêu chính. Phương pháp này tập trung vào việc xác định các thành phần của một chế độ dòng chảy tự nhiên, và sắp xếp theo cường độ của dòng chảy (cao và thấp), thời gian (xác định theo số liệu thống kê hàng tháng), tần số (số sự kiện), biên độ (được xác định bằng sự biến động trung bình giữa cực tiểu và cực đại) và 9 tốc độ thay đổi. Phương pháp này sử dụng các dòng chảy hàng ngày được phỏng đoán hoặc mô hình hóa và một bộ 32 chỉ số (Richter và cộng sự, 1996). Mỗi chỉ số được tính toán trên cơ sở hàng năm cho mỗi năm trong các hồ sơ thủy văn và do đó tập trung vào sự biến động hàng năm của các chỉ số. Câu hỏi đặt ra là trong sự biến động tự nhiên quá lớn của các thông số này, thì sẽ có bao nhiêu độ lệch? Trường hợp thông tin về các số liệu sinh thái không trả lời được câu hỏi này, RVA sử dụng một giới hạn mặc định cho việc biến động trong phạm vi độ lệch chuẩn + / - 1 từ giá trị trung bình hay giữa 25%- 75%. Phương pháp này được dùng để xác định tiêu chuẩn tạm thời, có thể được theo dõi và điều chỉnh. Nghiên cứu liên quan đến các số liệu thống kê lưu lượng đến hệ sinh thái sông ở mức độ loài, cộng đồng và các hệ sinh thái vẫn đang được tiếp tục. Các phương pháp phân tích nội nghiệp có sử dụng số liệu sinh thái thường dựa vào các kỹ thuật thống kê để xây dựng mối quan hệ của biến số độc lập như dòng chảy với các biến số sinh học phụ thuộc, như số lượng quần thể hoặc các chỉ số về cấu trúc quần xá sinh vật tính được từ danh sách các loài. Ưu điểm của loại phương pháp này là đá trực tiếp đề cập tới hai khía cạnh được quan tâm (dòng chảy và sinh thái) và trực tiếp tính tới điều kiện tự nhiên của dòng sông đang xem xét. Tuy nhiên, các phương pháp này cũng có một số nhược điểm như sau: (a) Rất khó hoặc thậm chí không thể có được các chỉ số sinh học chỉ nhạy cảm với dòng chảy mà không nhạy cảm với các yếu tố khác như cấu trúc sinh cảnh và chất lượng nước. Chí ít thì các chỉ số sinh học được thiết kế để giám sát chất lượng nước cần phải được sử dụng một cách vô cùng thận trọng. (b) Việc thiếu cả số liệu thủy văn và sinh thái thường là một yếu tố hạn chế. Đôi khi có các số liệu được thu thập định kỳ nhưng lại cho các mục đích khác do vậy cũng không phù hợp. (c) Chuỗi số liệu dòng chảy theo thời gian và các chỉ số sinh thái có thể không hoàn toàn độc lập. Điều này có thể vi phạm tới các giả thiết của các phương pháp thống kê cổ điển nên cần hết sức thận trọng. Một phương pháp thuộc nhóm này mới được xây dựng ở Vương quốc Anh có tên là "Chỉ số động vật không xương sống trong nước chảy dùng cho đánh giá dòng chảy", gọi tắt là LIFE (Lotic Invertebrate Index for Flow Evaluation). Phương pháp này được thiết kế dựa trên các số liệu giám sát định kỳ động vật không xương sống kích thước lớn. Một chỉ số về tính nhạy cảm nhận thấy được đối với vận tốc dòng chảy đá được xây dựng bằng cách gán cho tất cả các nhóm số liệu đá được thu thập ở Anh một điểm số từ 1 đến 6. Đối với một mẫu nào đó, điểm số cho mỗi nhóm quan trắc được điều chỉnh dựa trên mức độ phong phú của nhóm, rồi tính được một điểm số chung. Hệ thống này dùng 10 [...]... vào bản chất quản lý dòng chảy Hoạt động quản lý lưu lượng có liên quan đến việc tạo ra lưu lượng mong muốn, chẳng hạn như một sự giải phóng một hồ chứa Ngược lại, quản lý lưu lượng hạn chế đề cập đến những quy định trừu tượng hóa hoặc những quy định bị trệch hướng Cả hoạt động và hạn chế quản lý yêu cầu chảy mục tiêu phải được xác định và đo lường Một số phương pháp để xác định dòng chảy đã được mô... dòng chảy thấp được giải phóng để đáp ứng yêu cầu của hạ lưu Các thuật ngữ "duy trì dòng chảy và dòng hỗ trợ” được sử dụng trong trường hợp của nước ngầm Quản lý hoạt động dòng chảy có thể liên quan đến việc xác định và giám sát một hệ mô hình hóa tương tự lưu vực tự nhiên Dòng chảy trên dòng mục tiêu này sau đó được quản lý để phù hợp với quy mô mở rộng thích hợp, dòng chảy trên các sông tương tự Đây... được theo dõi để thiết lập những dòng chảy có hiệu quả Trong trường hợp thiết lập dòng chảy nền, sự thích hợp của đối tượng dòng chảy có thể được đánh giá Ngay cả trong trường hợp kịch bản thiết lập dựa trên dòng chảy nền, được dự tính rằng, mặc dù lý do là để cân bằng giữa nhu cầu sử dụng và không sử dụng dòng chảy, nhu cầu instream là đủ để duy trì hệ sinh thái cơ bản hoạt động Nơi dòng chảy được cho... 1996) Mô hình hóa môi trường sống đã được sử dụng để ước tính hiệu ứng (về môi trường sống vật lý được sử dụng) cho lịch sử hay thay đổi dự đoán tương lai trong dòng chảy gây ra bởi sự tháo nước hay các đập nước Phương pháp này được rút ra từ một trạng thái ổn định của các dòng cho mức độ của môi trường sống nhất định, các công cụ phân tích chuỗi thời gian mà xem xét toàn bộ chế độ dòng chảy (thực tế hoặc... dạng sinh học là một nhu cầu ngày càng tăng trên toàn thế giới Có sự công nhận rộng rãi rằng bất kỳ thay đổi nào do con người tác động vào chế độ dòng chảy sông sẽ thay đổi hệ sinh thái của dòng sông Việc cần thiết quản lý sông ngòi để có thể xác định môi trường chế 28 độ dòng chảy của sông sẽ hỗ trợ hệ sinh thái và để định lượng các tác động doa sự thay đổi của chế độ dòng chảy đến hệ sinh thái do... môi trường khác nhau Mức đánh giá môi trường Phần trăm dòng chảy Q95 có thể được khái quát A 0 – 5% 22 Mức đánh giá môi trường Phần trăm dòng chảy Q95 có thể được khái quát B C D E Khác 5 – 10% 10 – 15% 15 – 25% 25 – 30% Phương thức đặc biệt Những phương pháp chi tiết hơn, chẳng hạn mô hình hóa môi trường sống, được khuyến khích khi dòng chảy môi trường cần được xác định chi tiết Khuôn khổ RAM tập trung... đề cố gắng để xác định ngưỡng (điểm thải bên dưới nơi chu vi ướt giảm nhanh chóng) có thể được sử dụng để xác định dòng chảy môi trường tối thiểu (Hình 1) Vì vậy, bảo dưỡng cẩn thận là cần thiết nếu ngưỡng dòng chảy được xác định, bởi vì phương pháp này là đôi khi hữu ích hơn khi so sánh tác động của kịch bản thay thế Chi tiết hơn về phương pháp tiếp cận liên kết dữ liệu trên điều kiện vật lý (như độ... báo dòng chảy (Acreman, 1996) Những thách thức tồn tại do nước ngầm bởi vì lượng nước ngầm và tác động của nó trong thời gian dài lên dòng chảy của sông (Acreman et al., 2000) 4 Đối phó với biến đổi tự nhiên Chế độ môi trường dòng chảy thường được thiết lập dựa trên những dữ liệu dài hạn, vì vậy chỉ số dòng chảy do đó liên quan chủ yếu đến điều kiện trung bình Ảnh hưởng của con người trong quản lý dòng. .. của dòng chảy chia tỷ lệ trên tổng lưu lượng của dòng chảy cơ bản; CV/BFI) sử dụng dữ liệu lưu lượng sông tại khu vực này Sau đó, đường cong được sử dụng để xác định tỷ lệ phần trăm của dòng chảy hàng năm (MAR) khối lượng trung bình đó là cần thiết cho các thành phần khác nhau (dòng thấp và lũ lụt) trong chế độ dòng chảy môi trường 3 Phân tích chức năng Nhóm phương pháp thứ 3 bao gồm các phương pháp để. .. nhiều nước hay quá ít nước đều có thể như gây tổn hại như nhau 2 Quản lý hạn chế 26 Trong quản lý hạn chế, khái niệm về một "hands off” (không tác động) dòng chảy (Barker và Kirmond, 1998) hoặc “ cease to pump” (ngừng bơm) dòng chảy (Reinfelds et al.,) thường được sử dụng Quan điểm trừu tượng cho rằng các dòng chảy trên có ở một giá trị quan trọng nhất định, nhưng nó phải giảm, hoặc chấm dứt, khi dòng chảy . THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH VIỆN MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN o0o QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN NƯỚC Chuyên đề: “Các yêu cầu để xác định dòng chảy môi trường GDHD : TS. Nguyễn. nhau để xác định dòng chảy môi trường. Thiết lập kịch bản dòng chảy dựa trên mục tiêu Không có số liệu nào thể hiện được yêu cầu của một dòng chảy môi trường,