Luận án tiến sĩ kỹ thuật chuyên ngành Kỹ thuật Tài nguyên nước: Nghiên cứu xác định dòng chảy tối thiểu nhằm quản lý bền vững tài nguyên nước vùng hạ du sông Mã

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

LƯƠNG NGỌC CHUNG

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH DONG CHAY TOI THIẾU

NHẰM QUAN LY BEN VUNG TÀI NGUYÊN NƯỚC

VÙNG HẠ DU SÔNG MÃ

LUẬN ÁN TIEN SĨ KỸ THUẬT

HÀ NỘI, NĂM 2019

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

LƯƠNG NGỌC CHUNG

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH DÒNG CHẢY TÓI THIẾU

NHẰM QUAN LY BEN VỮNG TÀI NGUYÊN NƯỚC

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan Luận án tiến sĩ “Nghiên cứu xác định dòng chảy tối thiểu nhằm quản

lý bên vững tài nguyên nước vùng hạ du sông Mã” là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu và tài liệu trong luận án là trung thực và chưa được công bố trong bat

kỳ công trình nghiên cứu nào Tat cả những tham khảo va kế thừa đều được trích dan

và tham chiếu day đủ.

Tác giả của Luận án

Lương Ngọc Chung

LỜI CẢM ƠN

Trong suối thời gian nghiên cứu, tôi đã nhận được sự hướng dan tận tình của các thay hướng dan, sự hỗ trợ của gia đình, bạn bè, đồng nghiệp, các thầy cô và Nhà trường dé

tôi hoàn thành Luận án này.

Dau tiên, tôi xin bày to sự biết ơn sâu sắc tới GS.TS Tran Viết Ôn người đã có định hướng và trực tiếp hướng dan, chỉ bảo cho tôi trong suốt quá trình nghiên cứu; Tôi xin

cảm ơn chân thành đến TS Lê Viết Sơn là người bạn, cũng là người hướng dẫn thứ hai

đã hồ trợ và có nhiều ý kién chuyên môn quý báu cho tôi trong nghiên cứu này.

Tôi xin cảm ơn Bộ môn Kỹ thuật và Quản lý tưới, Khoa Kỹ thuật Tài nguyên nước,

Phòng Đào tạo và Sau đại học, Trường Đại học Thủy lợi đã tạo điều kiện tốt nhất cho tôi trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu vừa qua.

Xin chân thành cảm ơn các bạn bè, đồng nghiệp Viện Quy hoạch Thủy lợi đã hỗ trợ và tạo mọi điêu điêu kiện cho tôi trong quá trình thực hiện Luận án.

Đặc biệt, tôi xin chân thành cảm ơn những người thân trong gia đình đã luôn động

viên, hỗ trợ và khích lệ tôi vượt qua những thời điểm khó khăn nhất để hoàn thành Luận án của mình.

Xin trân trọng cảm on!

Hà Nội, tháng năm 2019

li

MỞ ĐẦU 5-2494 E134 E007441 E97E441E702440 0902449 9902441 0902141 1

1 Tính cấp thiẾt - ¿52-52522311 1E11011211211211211 1111111111111 11 11.11111111 11 re 1 2 Mục tiêu nghiên cứu của Luận áï - - c2 E123 119111 11931 1 111v ng ng ngư 3

4 Phương pháp nghiÊn CỨU - - - G2 1291113111191 1911 9111 911110111 HH ng key 3 5.Y nghĩa khoa học và thực ti€n c.ccccsscscssessessssessssessesscsessssessssesesscsssucsesucsessssesssseeseees 4 6 Bố cục của Luận án c- St EEt E18 11151511 E1515111151511111511111171 111111112 4

CHUONG 1 TONG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU VE DONG CHAY TOI THIẾU

VÀ LƯU VUC SONG MA iscssssssssssssssesssesssssssssesssesssssssssesssessssssesssessssssssssesssesnssssessses 6

1.1 Tổng quan về tinh hình nghiên cứu dòng chảy tối thiểu, dong chảy môi trường ở Các ÏưU VỰC SÔN - G1 11T HH HH kh 6

1.1.1 Khái niệm về dòng chảy tối thiêu, dong chảy môi trường . - 6

1.1.3 Tổng quan về các nghiên cứu dòng chảy tối thiỀu -2: 5552225255: 9

1.2.1 GiGi thiGu CHUNG oo - dẢ 31

1.2.2 Tinh hình phat triển kinh tế - xã hội trên lưu vực sông Mã «« 33 1.2.3 Hiện trạng môi trường, sinh thái vùng hạ du lưu vực sông Mã 35

1.3 Định hướng nghiên cứu và các van dé cần giải quyết của Luận án 40 1.4 Kết luận chương 2-22 2+SE+SE£EE2EE2EESEEEEE2112212717171121111711211 1.1111 xe 42

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH DONG CHAY TOI

2.1 Nhận diện các tác động đến chế độ dòng chảy ở hạ du sông Mã 43

2.1.2 _ Những tac động của các hoạt động kinh tẾ - xã hội -c-cccecxctcrrtzkrrerxree 46 2.1.3 Biến động nhu cầu sử dụng nước trên lưu VỰC -c + ssccsseseeresereres 53

2.2 Xây dựng phương pháp xác định dòng chảy tối thiêu cho ha lưu sông Mã 61 2.2.1 Phương pháp xác định dòng chảy tối thiểu 2- 2-52 2252+s+£s+£xezszceez 61

ili

2.2.2 Phương pháp mô hình toán dé mô phỏng và tính toán chế độ dòng chảy 64

2.2.3 Phương pháp khảo sát, đo đạc, lay mau phân tích trong phòng thí nghiệm 71 2.2.4 Phương pháp xác định dòng chảy cho giao thông thủy - -‹ <<+<<ss+ 77 2.3 Thiết lập mô hình thủy lực cho mùa cạn mạng sông Mã -«++<+ 78 2.3.1 So đỒ mạng sông - 2 2+ +keEkỀ E9 19E121121121111111111111 21.11.1111 1 1xe0 78 2.3.2 Số liệu đầu vào, các biên tính toán cc¿-©5v+tcvcxvtttExttrerrrrrrrrtrrrrrrrrrrre 79

2.3.3 Mô phỏng, hiệu chỉnh và kiểm định mô hình - 2-2-5 5225222+22xzzxz>s+ 81

2.4 Thiết lập các mô hình sinh thái vùng hạ lưu sông Mã 2-52 52 55525522 84

2.4.1 Số liệu đầu vao, các biên tính toán -ccccccxxerrrrrktrrrrrrtrirrrrrrrirrrrrrieg 84

2.4.2 Đánh giá mức độ phù hợp của các loài với điều kiện môi trường 90

CHUONG 3 KET QUA NGHIÊN CUU VÀ THẢO LUẬN . 93

3.1.1 Xác định điểm kiểm soát dòng chảy tối thiểu - 5c ©522522££+x+zxccez 93

3.1.3 Xác định lưu lượng cho các nhu cầu sử dụng nước các đoạn sông 102

3.1.5 Xác định dòng chảy tối thiểu vùng hạ du sông Mã 5-52-5255: 115 3.2 Phân tích sự phù hợp của dòng chảy tối thidu ccecccccecsecsesseessessessesstessesseeseeseeess 116

3.2.1 So sánh kết quả tính toán với kết quả của phương pháp Tessman 116

3.2.2 Sự phù hợp của DCTT với dong chảy mùa cạn diễn ra trong quá khứ 119

3.3 Các giải pháp duy tri dong chảy tối thiểu vùng hạ du sông Mã 121

3.3.1 Giải pháp điều hành h6 chika cceceecccccscssessessessessessessessessssessesseesessesseseseseesees 122 3.3.2 Dé xuất giải pháp quản ly cc.ccccccccscssscsssesssesssesssssseessecssessecssecssecsessecssecsesseeees 126

3.4 Kết luận Chương 3 cecceeccescsssessesssssessessessesssessessecsecssessessecsusssessessessusssessessessecsseess 127

KET LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ, 5< 5° s2 ©cs+sssssEssessersersserssrssrrssrssrssesse 128

cm 128

2 Kiến nghị -:-5:- 5652k kEEEEE1EE1111211211211 1111111111111 1111111111111 g1 co 129 3 Những hạn chế và định hướng nghiên cứu tiếp theo .¿ -¿©5255z2cxz2ss2 130

DANH MỤC CAC CÔNG TRINH ĐÃ CÔNG BO -2 5-csccsscssccse 131

iV

DANH MỤC BANG BIEU

Bang 1.1 Mối liên hệ giữa vai trò dòng chảy tối thiêu và chức năng hệ sinh thái [12] 8

Bảng 1.2 Phân loại mô hình và mục đích của từng loại [13], [14] - 10

Bảng 1.3 Phân tích, so sánh các mô hình - - 5 25 + 1n ng ng ngư 11 Bảng 1.4 Ty lệ phan trăm (%) của dòng chảy năm trung bình nhiều năm (Qo) dùng cho tính toán dòng chảy môi trường theo phương pháp Tennant [17] - 13

Bảng 1.5 Dòng chảy năm trung bình tại một số vi trí trên lưu vực sông Mã 32

Bảng 1.6 Kết quả điều tra hiện trạng khai thác thủy sản trên sông Mã [73] 34

Bảng 1.7 Số lượng động, thực vật ghi nhận tại hạ lưu sông Mã [73] - 36

Bang 1.8 So sánh thành phần loài cá sông Mã với các khu vực nghiên cứu khác [73] 38 Bảng 1.9 Quy mô khai thác nguồn nước trên sông Mã qua các thời kỳ [5] 40

Bảng 2.1 Binh quân lượng mưa năm từng thập kỷ các trạm trên sông Mã [74] 45

Hình 2.3: Diễn biến lượng mưa mùa khô tại các trạm trên sông Mã 45

Bảng 2.2 Bình quân lượng mưa mùa khô từng thập kỷ các trạm trên sông Mã [74] 46

Bảng 2.3 Bình quân lượng mưa mùa mưa từng thập kỷ các trạm trên sông Mã [74] 46

Bang 2.4 Diễn biến tình hình phát triển dân số trên lưu vực sông Mã [5], [72] 52

Bảng 2.5 Diễn biến sản xuất ngành nông nghiệp trên lưu vực [5], [72] 52

Bang 2.6 Diễn biến sản xuất ngành công nghiệp trên lưu vực sông Mã [5] 52

Bang 2.7 Biến động về nhu cầu sử dụng nước trên lưu vực sông Mã [70], [5] 33

Bảng 2.8 Xếp hạng chất lượng nước theo chi số da dạng của Shannon [§4] 74

Bảng 2.9 Xếp hạng mức độ đa dang theo chỉ số Margalef -2 2 s+s£se2 76 Bảng 2.10 Địa hình lòng dẫn mạng sông Mã [5], [§5] - ¿5 52 55s55+5s279 Bảng 2.11 Chỉ tiêu co bản của các biên gia nhập khu giữa sông Mã 80

Bang 2.12 Kết quả mực nước thực do và tính toán mô phỏng - 2:5281 Bang 2.13 Kết qua nồng độ mặn thực do và tính toán mô phỏng - 82

Bảng 2.14 Kết quả mực nước thực đo và tính toán kiểm định - 2 cs+sccxez 82 Bảng 2.15 Kết quả nồng độ mặn thực đo va tính toán mô kiêm định - 83

Bang 2.16 Lưu lượng thấp nhất trong 1 ngày và 7 ngày vùng nghiên cứu 86

Bảng 2.17 Một sỐ thông tin của 5 loài cá được lựa chọn ở hạ du sông Mã 87

Bảng 2.18 Mức độ phù hợp với một số yếu tố môi trường của cá Chép [86] 88

Bảng 2.19 Mức độ phù hợp với một số yếu tố môi trường của cá Ngạnh thường [87] ¬ Ô 88 Bảng 2.20 Mức độ phù hợp với một số yêu tố môi trường của cá Đối dat [88] 89

Bảng 2.21 Mức độ phù hợp với một số yếu tố môi trường của cá Bong mọi [89] 89

Bang 2.22 Mức độ phù hợp với một số yếu tố môi trường của cá Bong cát tối [92] 89

Bảng 3.1 Tần suất dòng chảy năm, dòng chảy mùa cạn tại tram Cam Thủy 98

Bang 3.2 Tần suất lưu lượng mùa cạn tai trạm Cam Thủy 1999 và 2010+2015 99

Bảng 3.3 Tần suất lưu lượng mùa cạn tại trạm Lý Nhân, Sét Thôn 1999 và 2010-2015 ầiỶỶỶỶẢỐỎỐÕỐÕỔỔỔÕỔÕỔỔÕỔÕỔỔÕ 101 Bảng 3.4: Lưu lượng min trên sông Mã trong mùa cạn một số năm 102 Bảng 3.5 Lưu lượng khai thác cho nhu cầu nước tại các đoạn sông 103 Bảng 3.6 Quy định kích thước đường thủy nội địa cho miền Bắc và miền Trung 105

Bảng 3.7 Quy định kích thước đường thủy nội địa cho sông Mã - 105

Bang 3.8 Một số thông số mặt cắt sông Mã từ ngã ba Vĩnh Khang đến ngã ba Bông 106 Bảng 3.9 Một số thông số mặt cắt sông Mã đoạn từ ngã ba Bông đến cầu Hoàng Long

— 108

Bảng 3.10 Mực nước nhỏ nhất sông Mã từ ngã ba Bông đến cầu Hoang Long 108 Bang 3.11 So sách mực nước nhỏ nhất trong quá khứ với yêu cầu về kích thước đường

Bảng 3.12 Nhu cầu dòng chảy cho giao thông thủy ở hạ du sông Mã 109

Bảng 3.13 Yêu cầu dòng chảy cho các loài chỉ thị tại các đoạn sông - 112

Bảng 3.14 Đề xuất lưu lượng sinh thái tối thiêu cho các đoạn sông ở hạ du sông Mã

¬— 114

Bảng 3.15 Dòng chảy môi trường không tiêu hao các đoạn sông vùng ha du sông Mã ỠÝẦồiŨỒŨẮỶỀỒỶỒỶỒ 3 115 Bảng 3.16 Dòng chảy tối thiểu của các đoạn sông vùng ha du sông Mã 116

Bảng 3.17 Đề xuất một số yếu tố về dòng chảy cho các loài chỉ thị 116

Bang 3.18 Lưu lượng trung bình thang nhiều năm tại các điểm kiểm soát 117 Bang 3.19 Xác định dòng chảy tối thiểu tại Ly Nhân theo phương pháp Tessman 117 Bảng 3.20 Xác định dòng chảy tối thiểu tại Sét Thôn theo phương pháp Tessman 118 Bang 3.21 So sánh kết quả dong chảy tối thiểu của 2 phương pháp 118 Bang 3.22 So sánh giá trị DCTT với các giá trị dòng chảy kiệt nhất từ 1980+2015 119 Bang 3.23 Các trạm bơm trên sông Mã được kênh Cửa Đạt tưới thay thé [5], [94] 123 Bang 3.24 Kết qua tính toán lưu lượng tại một số vị trí trên sông trong mùa cạn

năm 1999 cho các trường hợp - c2 13213 1111111191111 111 1 g1 ng ngư 123

Bảng 3.25 Mực nước nhỏ nhất trên sông Mã tại các mặt cắt từ ngã ba Vĩnh Khang đến

Bang 3.26 Mực nước nhỏ nhất trên sông Mã tại các mặt cắt từ ngã ba Bông đến cầu

Bảng 1 (phụ lục 1): Đặc trưng mực nước trung bình tháng, năm tại các trạm 139 Bảng 2 (phụ lục 1): Đặc trưng mực nước nhỏ nhất tháng, năm tại các trạm 140 Bảng 3 (phụ lục 1) Các khu công nghiệp tập trung hiện có và dự kiến trên sông Mã [5]

¬ ạ 141 Bảng 4 (phụ lục 1): Kết qua phân tích mẫu nước trung bình 3 đợt đo trên sông Mã [73]

"GA dd 141

Mái

Bảng 1 (phụ lục 2): Kết quả khảo sát các mặt cắt trên sông Mã tại Lý Nhân đoạn sông

— 142

Bảng 2 (phụ lục 2): Kết quả khảo sát các mặt cắt trên sông Mã tại Sét Thôn đoạn sông " 142 Bảng 3 (phụ lục 2): Kết quả khảo sát các mặt cắt trên sông Mã tại trạm bơm Hoằng Khanh doan SOng si 142 Bảng 4 (phụ lục 2): Kết quả phân tích thành phan hạt theo khối lượng 143 Bảng 5 (phụ lục 2): Kết quả phân tích thành phan hạt theo tỷ lệ % 145 Bảng 1 (phụ lục 3) Kết quả lưu lượng trung bình mùa cạn, trung bình 3 tháng kiệt và trung bình tháng kiệt nhất tại một số vị trí trên sông trong mùa cạn các năm từ I 00720500077 .-.5 148 Bảng 2 (phụ lục 3): Kết quả lưu lượng max, min tại một số vị trí trên sông trong mùa

cạn các năm từ 1980201Š G011 121 1111111111111 11110111110 1111 KT nH kTEnHk EEg kg 149

Bảng 3 (phụ lục 3): Kết quả mực nước max, min tại một số vị trí trên sông trong mùa

CAN CAC NAM tr 1980=2015 0 a -:iđ1Ÿ%1 ha 150

Bảng 4 (phụ lục 3): Thống kê các công trình lay nước ở hạ du sông Mã [5], [94] 151 Bảng 5 (phụ lục 3): Chỉ tiêu cơ bản của các vị trí lấy nước ở hạ du sông Mã [5], [94] ¬ 151 Bảng I (phụ lục 4): Cấu trúc thành phan loài cá ở vùng hạ du sông Mã 154 Bảng 2 (phụ lục 4): Thành phần loài cá tương ứng với 10 mặt cắt thu mẫu ở vùng hạ du SONG MA Nam 2016 007277 154 Bang 3 (phụ lục 4): Hiện trạng chat lượng nước các mặt cắt trên sông Mã khảo sát từ 72/7/01 .A.d”^©^-: 157 Bảng 4 (phụ lục 4): VỊ trí các mặt cắt khảo sát chất lượng nước, thu mẫu môi trường

và mẫu thủy sinh Vật ¿+ 2 SE+E+E#EE2EEEE2EE21211212112111211111 11111111111 159

I0 s0001s0,CRƯỢỚớớớ''®ồ"ồồ”73 -.Ầ - 159 Bảng 1 (phụ lục 5): Bảng phân hạng cách tính điểm cho các chỉ số tổ hợp sinh học cá

“<< 160

áp dụng cho việc đánh giá chất lượng nước ở vùng cửa sông Mã - 160

Bang 2 (phụ lục 5): Ma trận chỉ số tô hợp sinh học (IBI) cá để đánh giá chất lượng nước vùng cửa sông MA - - c1 HH HH Hệ 160

vil

DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐÒ THỊ

Hình 1.1: Sơ đồ mạng lưới sông suối lưu vực sông Mã -2- 5+ ©52+c<+cxcse2 31 Hình 1.2: So đồ vùng nghiên cứu - ha du sông M& cscceccessesscssessessesssessessessessesesseeses 33

Hình 1.3: Cơ cau kinh tế các ngành năm 2015 trên lưu vực sông Mã - 33

Hình 1.4: Sơ đồ khai thác nguồn nước ở hạ du sông Mã : ¿+2©5+5c+2 40 Hình 1.5: Sơ đồ cấu trúc tổng thé về dòng chảy tối thiểu ¿5255255522222 42 Hình 2.1: Diễn biến chuẩn sai nhiệt độ trung bình năm trên sông Mã 1961+2015 43

Hình 2.2: Diễn biến lượng mưa trung bình năm các trạm trên sông Mã 44

Hình 2.3: Diễn biến lượng mưa mùa khô tại các trạm trên sông Mã - 45

Hình 2.4: Sơ đồ khai thác bậc thang thủy điện trên hệ thống sông Mã 47

Hình 2.5: Diễn biến cao độ đáy sông Mã từ 2008 - 2013 [75] -=sz=52¿ 50 Hình 2.6: Biến động hình thái mặt cắt ngang sông Chu tại kè Định Thành [75] 51

Hình 2.7: Lưu lượng ngày trung bình trạm Cửa Đạt - thời kỳ trước và sau khi có hồ 54

Hình 2.8: Lưu lượng ngày min trạm Cửa Đạt - thời kỳ trước và sau khi có hồ 54

¬— 55

Hình 2.9: Mực nước ngày trung bình trạm Cửa Đạt - thời kỳ trước và sau khi có hồ 55

Hình 2.10: Mực nước ngày min trạm Cửa Đạt - thời kỳ trước và sau khi có hồ 55

Hình 2.11: Mực nước ngày trung bình tram thủy văn Xuân Khanh - thời ky trước và sau khi CÓ hỒ ¿-22©++++2EEY++tE2EE111227 1 TT TT E E.E.rirrrriieg 56 Hình 2.12: Mực nước ngày min trạm Xuân Khánh - thời kỳ trước và sau khi có hồ 56

Hình 2.13: Lưu lượng ngày trung bình trạm Cam Thủy - 1980+2009 và 2010+2015 57

Hình 2.14: Lưu lượng ngày min trạm Cam Thủy - 1980-2009 và 2010+2015 57

Hình 2.15: Mực nước ngày trung bình trạm Cam Thủy - 1980+2009 và 2010-2015 57

Hình 2.16: Mực nước ngày min trạm Cam Thủy - thời kỳ 1980-2009 và 2010-2015 58

Hình 2.17: Mực nước ngày trung bình tram Lý Nhân - thời ky 1980+2009 và "010 2051 nh 58

Hình 2.18: Mực nước ngày min tram Ly Nhân - thời ky 1980+2009 va 2010+2015 59

Hình 2.19: Mực nước ngày trung bình tram Giang - thời ky 1980+2009 va 2010+2015 Ố 59 Hình 2.20: Mực nước ngày min trạm Giang - thời ky 1980-2009 và 2010+2015 60

Hình 2.21: Sơ đồ các bước tính toán, xác định dòng chảy tối thiểu . - 63 Hình 2.22: Diện tích sinh thái của một điểm khảo sát đại diện trên một đoạn sông Ó7

vill

Hình 2.23: Lựa chon dòng chảy tối thiểu tại điểm mà môi trường sống bắt đầu giảm mạnh với sự suy giảm dòng ChAY - c1 2113911189111 1111 11 911181 11H vn rry 67 Hình 2.24: WUA ở MT sống điện hình nơi có MT sống tối ưu nằm dưới MALE 69 Hình 2.25: Đường cong WUA ở nơi mà dòng chảy cho MT sống tối ưu ở trên MALF ¬— 70 Hình 2.26: WUA của môi trường sống theo tỷ lệ phần trăm MALF có sẵn 70 Hình 2.27: Sơ đồ các vị trí khảo sát, thu mẫu thủy sinh ở hạ du sông Mã 71

Hình 2.29: Đường quá trình mực nước tính toán mô phỏng và thực do tại Sét Thôn 81 Hình 2.30: Đường quá trình mực nước tính toán mô phỏng và thực do tại trạm Giang 82 Hình 2.31: Đường quá trình mực nước tính toán kiểm định và thực đo tại Sét Thôn 83 Hình 2.32: Đường quá trình mực nước tính toán kiểm định và thực đo tại trạm Giang 83

Hình 2.34: Các mặt cắt được khảo sát ở đoạn SONG 2 TL St HH HH ng re 85 Hình 2.35: Các mặt cắt được khảo sát ở đoạn SONG Ổ LH re, 85 Hình 2.36: Đặc điểm thích nghỉ của các loài cá với điều kiện môi trường sống 91 Hình 3.1: Ban đồ xác định các đoạn sông - hạ du sông Mã - «+ ++<<s++s+95 Hình 3.2: Diễn biến lưu lượng trung bình mùa cạn, trung bình 3 tháng kiệt nhất và trung bình tháng kiệt nhất từ 19802015 tại trạm thủy văn Cam Thủy -98 Hình 3.3: Diễn biến lưu lượng trung bình mùa cạn, 3 tháng kiệt nhất và tháng kiệt nhất

Hình 3.4: Diễn biến lưu lượng trung bình mùa cạn, 3 tháng kiệt nhất và tháng kiệt nhất

Hình 3.5: Diễn biến lưu lượng min từ 1980+2015 tại Cam Thủy, Lý Nhân, Sét Thôn

¬ 101

Hình 3.7: Mối tương quan giữa môi trường sống đánh giá trên giá trị WUA của các

loài cá trên sông MA SH HH HH nh tp 111

Hình 3.8: Nồng độ mặn tai cầu Hàm Rồng năm 1999 khi không có hồ và có hồ bổ sung

Tuu lurong trong MUa 8v 0 124

Hình 1 (phụ lục 3): Biểu đồ hoạt động thực tế của trạm bơm Hoằng Khánh [95Ị 152 Hình 2 (phụ lục 3): Biểu đồ hoạt động của trạm bơm Nam sông Mã [96] 153 Hình 3 (phụ lục 3): Biểu đồ hoạt động của trạm bơm Nam sông Mã [96] 153

1X

DANH MUC CAC TU VIET TAT

Biến đổi khí hậu

Công trình thủy lợi

Dòng chảy môi trường Dòng chảy tối thiêu

Điểm kiểm soát

Đường cong sinh thái

Hệ sinh thái

Hệ sinh thái thủy sinh Kinh tế - xã hội

Lưu vực sông

Dòng chảy trung bình năm - Mean annual flow

Lưu lượng trung bình tháng - Mean monthly flow Lưu lượng trung bình thấp nhất hàng năm

Môi trường sinh thái

Luu luong trung binh nhiều năm (mỶ⁄s)

Mô số lưu lượng trung bình nhiều năm (1⁄s.km”)

Tổng lượng trung bình năm (10’m’)

MỞ DAU

1 Tính cấp thiết

Nước là tài nguyên vô cùng quan trọng giúp duy trì sự sống, là nhu cầu thiết yếu đối

với các hoạt động của con người vả duy trì các hệ sinh thái Con người đã khai thác và

sử dụng một lượng lớn tài nguyên nước trên các con sông do áp lực từ sự phát triển kinh tế và gia tăng dân số, nhu cầu nước của con người tăng nhanh chóng, tác động không nhỏ và làm thay đổi điều kiện tự nhiên của các con sông như hệ thống sông Hồng, sông Mã, sông Cả, sông Hương, sông Đồng Nai, sông Mê Kông

Việc khai thác nguồn nước quá mức và không hợp lý là nguyên nhân chính khiến cho nhiều con sông rơi vào tình trạng suy thoái Nhiều vấn đề liên quan đến nguồn nước đã xuất hiện như: Cạn kiệt dòng chảy trong mùa cạn, mặn xâm nhập sâu vảo nội địa, tình trạng đút dòng hệ quả là thiếu nước cho sinh hoạt, sản xuất và sự suy thoái hệ sinh thái thủy sinh của các con sông đó Xu hướng phát triên nguồn nước bền vững trên thế

giới đã, đang và sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc nhận thức cần phải cân đối, hài

hòa giữa việc thay đổi chế độ dòng chảy tự nhiên của một dòng sông nhằm phục vu con người với việc duy trì các chức năng, nhiệm vụ và các hệ sinh thái thủy sinh vốn

có của chính dòng sông đó Van dé này đã được các nhà khoa học trên thế giới quan

tâm và tiến hành nghiên cứu từ những năm 1990 đến nay [1], [2] [3] Ở Việt Nam, trong quá trình khai thác và sử dụng nguồn nước, nhu cầu nước cho các hệ sinh thái và

duy trì dòng chảy môi trường vẫn chưa được quan tâm đúng mức, điều đó đã làm cho

nhiều lưu vực sông rơi vào tinh trạng suy thoái hoặc cạn kiệt nguồn nước ở một số khu vực nhất định Điền hình là vùng hạ du sông Hồng - Thái Bình, hiện tượng cạn kiệt nguồn nước trong những năm vừa qua đã gây khó khăn lớn cho sản xuất và gây ảnh hưởng xấu đến môi trường sinh thái, Nhà nước phải tiêu tốn hàng nghìn tỷ đồng để khắc phục tình trạng cạn kiệt nguồn nước trên sông Hồng - Thái Bình [4].

Sông Mã có vị trí đặc biệt quan trọng đối với nước ta, với tài nguyên nước khá phong phú, góp phan quan trọng trong quá trình phát triển kinh tế - xã hội của lưu vực Thực tế hiện nay, nguồn tài nguyên sông Mã đang được khai thác, sử dụng cho nhiều mục đích, đó là: (1) Các công trình hồ chứa đa mục tiêu, đập dâng, công trình lay nước ven sông đã được xây dựng phục vu phát điện, san xuất nông nghiệp, công nghiệp, đô thị,

1

dân sinh và cho các hoạt động văn hóa xã hội; (2) Khai thác vật liệu xây dựng phục vụ

cho nhu cầu xã hội Các hoạt động này đã làm thay đổi chế độ dòng chảy tự nhiên trong mùa cạn, mặn xâm nhập sâu hơn đã tác động tiêu cực đến khai thác, sử dụng nước và hệ sinh thái thủy sinh, đặc biệt là vùng hạ du sông Mã Đó là: Mực nước vào

mùa cạn xuống rất thấp so với mực nước trung bình nhiều năm, nhất là từ 2010+ 2015

(trên sông Mã tại trạm thủy văn Lý Nhân, mực nước thấp nhất đo được là +2,53m, thấp hơn trung bình nhiều năm 1,41m; Trên sông Chu tại trạm thủy văn Xuân Khánh, mực nước thấp nhất đo được chỉ đạt +1,37m, thấp hơn trung bình nhiều năm 0,8m) [5] Nguồn nước suy giảm đã làm cho mặn tiến sâu hơn, ảnh hưởng rất lớn đến hoạt động

lấy nước của các công trình trên sông và phải có các giải pháp khân cấp chống hạn

như: Nối dài ống hút, lắp đặt các trạm bơm dã chiến, đắp đập tạm ngăn sông

Sự thay đổi chế độ dòng chảy trên sông Mã đã tác động bắt lợi một cách trực tiếp và

gián tiếp đến môi trường nước, đặc tính sinh thái của con sông Do đó, yêu cầu cân đối, hài hòa chế độ dòng chảy trên sông nhằm đảm bảo chức năng phục vụ phát triển kinh tế - xã hội và duy trì các hệ sinh thái thủy sinh của dòng sông là rất cần thiết Mặt khác, Điều 5 của Nghị định 120/2008/NĐ-CP về nguyên tắc quản lý lưu vực sông nêu rõ: “Đối với từng con sông cần phải điều hòa, phân bồ tài nguyên nước, duy trì dòng chảy tối thiểu” [6] Đến nay, chưa có nghiên cứu nào định lượng được lượng nước cần thiết

để hài hoà nhu cầu sử dụng nước giữa các hoạt động phát triển kinh tế - xã hội và bảo

vệ môi trường sinh thái ở vùng hạ du sông Mã.

Dé góp phan hỗ trợ xây dựng một chiến lược lâu dài trong quan lý bền vững tài nguyên nước ở hạ lưu sông Mã, cần thiết phải nghiên cứu đầy đủ, chuyên sâu về cơ sở khoa học, phương pháp xác định dòng chảy tối thiểu trên cơ sở: (1) Thỏa mãn nhu cầu nước tối thiểu của các đối tượng sử dung nước và (2) đáp ứng nhu cầu nước dé duy trì dong

chảy môi trường nhằm đảm bảo duy trì hệ sinh thái thủy sinh trên lưu vực sông.

Với những van dé trên, Luận án “Nghién cứu xác định dòng chảy tối thiểu nhằm quản

lý bên vững tài nguyên nước vùng hạ du sông Mã” là rât cần thiết và cấp bách cho việckhai thác sử dụng hợp lý và quản lý bền vững tài nguyên nước ở hạ lưu sông Mã.

2 Mục tiêu nghiên cứu của Luận án

Mục tiêu nghiên cứu của Luận án bao gôm:

- Nghiên cứu, xây dựng cơ sở khoa học dé xác định dòng chảy tối thiêu cần duy trì ở hạ du sông Mã đáp ứng yêu cầu nước tối thiêu của các đối tượng sử dụng nước và duy trì

hệ sinh thái thủy sinh vùng hạ du sông Mã.

- Nghiên cứu, đề xuất các giải pháp duy trì dòng chảy tối thiểu đảm bảo phát triển bền

vững tải nguyên nước vùng hạ du sông Mã.

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

- Đối tượng nghiên cứu: Dòng chảy yêu cau tối thiểu mùa cạn (từ tháng 1 đến tháng 5),

vùng hạ du dòng chính sông Mã.

- Phạm vi nghiên cứu: Lưu vực sông Mã, (1) tập trung vào vùng hạ du dòng chính sông Mã từ Câm Thủy đến cửa sông, (2) vào mùa cạn, (3) Luận án tập trung nghiên cứu yêu cầu dong chảy tối thiểu đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế - xã hội (dân sinh, công nghiệp, nông nghiệp, giao thông thủy) và đảm bảo duy trì hệ sinh thái thủy sinh.

Trong đó, điêu kiện về chât lượng nước sông Mã hiện đang đáp ứng được yêu câu của

các mục đích sử dụng nước Vì vậy, trong nghiên cứu này, chât lượng nước được xem

như luôn ôn định và đảm bảo tiêu chuân chât lượng đê duy trì hệ sinh thái thủy sinh và

cấp nước cho các ngành.

4 Phương pháp nghiên cứu

Đề đạt được mục tiêu, trong nghiên cứu này tác giả sử dụng các phương pháp sau:

- Phương pháp kế thừa: Ké thừa các kết quả nghiên cứu đã được công bố về dòng chảy tối thiểu, dong chảy môi trường, sinh thái Phân tích, tổng hợp và tìm hướng giải quyết

cho dé tài.

- Phương pháp khảo sát, do đạc hiện trường, lay mau phân tích trong phòng thi nghiệm: Khảo sát, thu thập đữ liệu tại thực địa các chỉ số liên quan làm cơ sở dé phan tích đánh giá về môi trường nước, sinh thái vùng ha du Sông Mã.

- Phương pháp phân tích thống kê: Sử dụng trong xử lý tính toán thủy văn, tính toánnhu câu nước.

- Phương pháp mô hình toán: Ứng dụng các mô hình tính toán hiện đại như: Mô hình

Mikell, Mikel1-Ecolab, RhyHabSim nhằm thiết lập và giải các bài toán thủy van, thủy lực, sinh thái dé mô phỏng và xác định chế độ thủy lực, thủy văn (yếu tổ chi phối

dòng chảy tối thiểu), sinh thái cho hạ du sông Mã.

- Phương pháp phân tích so sánh: Sử dụng đê so sánh kết quả tính toán dòng chảy tối thiểu của Luận án với phương pháp khác và dòng chảy thực tế trên sông Mã.

5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

e Ý nghĩa khoa học: Hoàn thiện cơ sở khoa học xác định dòng chảy tối thiểu có

tính đến đầy đủ các yếu tố thủy văn, thủy lực, sinh thái và nhu cầu nước cho các đối

tượng sử dụng nước chính Trong đó sử dụng các phương pháp phân tích về sinh thái (điều kiện môi trường nước đáp ứng yêu cầu duy trì một số quan thé cá chính) là một trong những đóng góp quan trọng về mặt khoa học của Luận án.

e Y nghĩa thực tiễn: Luận án xác định được dòng chảy tối thiểu vùng hạ lưu sông

Mã, làm cơ sở khoa học và thực tiễn giúp công tác quản lý tài nguyên nước trên sông

Mã một cách bền vững, đáp ứng yêu cầu của các ngành kinh tế - xã hội 6 Bố cục của Luận án

Mở đầu

Chương 1: Tổng quan về dòng chảy tối thiểu và các nghiên cứu có liên quan

Chương 2: Đối tượng và phương pháp nghiên cứu dòng chảy tối thiểu Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Kết luận và kiến nghị

Tóm tắt nội dung từng chương:

Chương 1: Xác định các vấn dé cần nghiên cứu Tổng quan các nghiên cứu về dòng chảy tối thiểu, dòng chảy môi trường trên thế giới và Việt Nam Xác định, đề xuất được

hướng nghiên cứu, cách tiếp cận dòng chảy tối thiểu, trên cơ sở phân tích điểm mạnh,

điểm yếu của từng phương pháp Nêu được tông quan về lưu vực sông Mã và vùng hạ

du sông Mã là đối tượng nghiên cứu của Luận án.

Chương 2: Trên cơ sở nghiên cứu, đánh giá tác động của điều kiện tự nhiên, phát triển

4

kinh tế - xã hội đến chế độ dòng chảy ở hạ du sông Mã, trong đó xác định được nguyên nhân chính gây ra hạ thấp mực nước ở hạ du là do lòng dẫn sông Mã Nghiên cứu, xây

dựng được phương pháp phù hợp xác định dòng chảy tối thiểu cho vùng hạ du sông Mã Phân tích kết quả khảo sát và lựa chọn được 5 loài cá làm loài chỉ thi cho hệ sinh thái vùng hạ du sông Mã, làm cơ sở xác định dòng chảy tối thiểu Thiết lập mô hình thủy lực, sinh thái trong mùa cạn cho lưu vực sông Mã.

Chương 3: Trình bày kết quả nghiên cứu dòng chảy tối thiểu ở hạ du sông Mã trên cơ sở xác định dòng chảy các thành phần (dòng chảy sinh thái, dòng chảy giao thông thủy, dòng chảy cho nhu cầu nước của các ngành kinh tế - xã hội) Phân tích sự phù hợp của

dòng chảy tối thiểu của các đoạn sông và dé xuất các giải pháp duy trì dòng chảy tối

thiểu vùng hạ du sông Mã.

CHUONG1 TONG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU VE DONG CHAY

TOI THIEU VA LƯU VUC SÔNG MA

1.1 Tổng quan về tình hình nghiên cứu dòng chảy tối thiểu, dòng chảy môi

trường ở các lưu vực sông

1.1.1 Khái niệm về dòng chảy tối thiểu, dòng chảy môi trường

- Khái niệm “đòng cháy tối thiểu” mới được đề cập và ứng dụng ở Việt Nam trong những năm gần đây Lần đầu tiên khái niệm và các ứng dụng dòng chảy tối thiểu được đề cập trong văn bản pháp lý tại Nghị định số 112/2008/NĐ-CP ngày 20/10/2008 của Chính phủ về việc quản lý, bảo vệ, khai thác tổng hợp tài nguyên và môi trường các hồ chứa thủy điện, thủy lợi; Tiếp theo đó là ở Nghị định số 120/2008/NĐ-CP ngày

1/12/2008 của Chính phủ về việc quản lý lưu vực sông Theo các Nghị định này "đòng

chảy tối thiểu là dòng chảy ở mức thấp nhất can thiết dé duy trì dòng sông hoặc đoạn sông, bảo đảm sự phát triển bình thường của hệ sinh thái thủy sinh và bảo đảm mức toi thiểu cho hoạt động khai thác, sử dụng tài nguyên nước của các đối tượng sử dụng nước theo thứ tự uu tiên đã được xác định trong quy hoạch lưu vực sông”.

Trong Luật Tài nguyên Nước sửa đổi năm 2012, đảm bao “đòng chảy tối thiểu” được

đề cập như quy định về nguyên tắc để quản lý, bảo vệ, điều hòa, phân phối, giám sát

hoạt động khai thác sử dụng tài nguyên nước nhằm phòng, chống và khắc phục hậu

quả, tác hại do nước gây ra.

Thực tế hiện nay, nhiều dòng sông trên thế giới và ở Việt Nam dòng chảy đã bị thay đổi nhiều do quá trình khai thác, sử dụng nguồn nước dé phục vụ cho các nhu cầu nước của con người Sự thay đôi đó đã tác động mạnh đến chế độ dòng chảy cũng như chất lượng nước của các con sông, gây ảnh hưởng tiêu cực đến khả năng duy trì các hệ sinh thái thủy sinh của dòng sông Việc duy trì trên sông một chế độ dòng chảy đảm bảo hài hòa giữa nhu cầu sử dụng nước và môi trường sinh thái đang là xu thế được hướng tới trong phát trién bền vững tài nguyên nước trên thé giới [1].

- Khái niệm “đòng chảy môi trường” xuất hiện vào khoảng giữa thế kỷ 20 ở các nước phát triển ở Châu Âu va Mỹ dé đáp ứng cho các nghiên cứu về sự tăng trưởng nhanh

chóng của cơ sở hạ tâng tải nguyên nước cùng các tác động mạnh mẽ tới đa dạng sinh

học của quá trình chỉnh trị sông và điều tiết dòng chảy Ở Việt Nam “dong chảy môi trường” là một khái niệm còn tương đối mới.

Theo tô chức bảo tồn thiên nhiên thế giới (IUCN) [7]: “Dong chảy môi trường là lưu

lượng của dòng chảy cần thiết để duy trì thành phần, chức năng, quy trình và khả năng

phục hồi các hệ sinh thái thủy sinh và các hàng hóa, dịch vụ mà các hệ sinh thái đó

cung câp cho con người”.

Theo Ngân hang thế giới [8]: “Dong chảy môi trường có thé được mô tả như là chất

lượng, lưu lượng của dòng chảy cần thiết để duy trì các thành phần, chức năng, quy trình và khả năng phục hồi các hệ sinh thái thủy sản cung cấp hàng hóa và dich vụ cho

con người”.

Theo tô chức các dòng sông quốc tế [9]: “Dong chảy môi trường là một hệ thong dé quản lý lưu lượng và chất lượng của nước chảy bên dưới một con đập, với mục tiêu duy trì các hệ sinh thái nước ngọt và hệ sinh thái vùng cửa sông và sinh kế của con người phụ thuộc vào chúng”.

Theo tô chức mạng lưới dòng chảy môi trường toàn cầu [10]: “Dong chảy môi trường là lượng dòng chảy trong sông, dam lầy hoặc vùng ven biển dé duy trì các hệ sinh thái và những lợi ích mà chúng cung câp cho con người”.

Theo Dyson, Bergkamp, and Scanlon, 2008 [11]: “Dong chảy môi trường là chế độ

nước được cung cấp trong một dòng sông, vùng đất ngập nước hoặc vùng ven bờ dé

duy trì các hệ sinh thái và những lợi ích của chúng ở những nơi dòng chảy bị điều tiết và có sự cạnh tranh trong sử dụng nước Dòng chảy môi trường góp phần quan trọng đối với sức khỏe của dòng sông, sự phát triển kinh tế và giảm đói nghèo Dòng chảy môi trường đảm bảo tính sẵn có liên tục của nhiều lợi ích mà dòng sông khỏe mạnh và các hệ thống nước dưới đất mang lại cho xã hội ”.

Nhìn chung, những định nghĩa về “dong chảy môi trường ” khá tương đồng, tat cả đều nhắn mạnh đến việc duy trì các hệ sinh thái Tuy nhiên, trong các định nghĩa về dòng chảy môi trường chưa có thành phần dòng chảy để cung cấp cho các nhu cầu sử dụng nước phục vụ cho phát triển kinh tế - xã hội.

Xét tong thé “dong chảy tối thiểu ” tông quát và đầy đủ hơn về các đối tượng sử dụng

nước, và có thé coi “dong chảy tôi thiêu ” bao gôm “dong chảy môi trường” va dong

chảy cho nhu câu nước tôi thiêu của các đôi tượng sử dụng nước.

Trong khuôn khổ của Luận án này sẽ nghiên cứu “dòng cháy toi thiểu” gồm 2

thành phan: (1) Dòng chảy cho môi trường sinh thái và (2) dòng chảy cho nhu cau

nước tôi thiểu.

1.12 Vai trò của dòng cháy toi thiểu

Như đã phân tích ở trên, DCMT được coi là một phần của DCTT Vi vậy, vai trò của DCMT cũng là vai trò của DCTT, nó có vai trò quan trọng đối với sức khỏe của bất cứ

dòng sông nảo Thiếu DCTT sẽ đặt sự tồn tại của các hệ sinh thái, con người va nền kinh tế trước rủi ro [1] Vai trò chủ yếu của DCTT [12] như sau:

- Duy trì tính toàn vẹn, năng suât và các điêu kiện cân thiệt cho các hệ sinh thai phụ thuộc vào nước ngọt trong sông, vùng đât ngập nước, vùng cửa sông ven biên.

- Đảm bảo triên vọng dài hạn cho các cộng đông và sản xuât nông nghiệp dựa nhiêu vào thê trạng sông.

- Làm giảm độ mặn, hòa loãng ô nhiễm và tránh tù đọng nước thường xuyên.

- Giúp bảo vệ đa dạng sinh học của hệ sinh thái sông cũng như duy trì các dòng sông

luôn ở trạng thái khỏe mạnh.

Lợi ích của việc đảm bảo DCTT: Các HST thủy sinh trong sông ngòi, vùng đất ngập

nước, cửa sông và các hệ sinh thái ven biển cung cấp nhiều lợi ích khác nhau cho con

người Những lợi ích này bao gồm “hàng hóa” như nước uống sạch, cá và các “dịch

vụ” như làm sạch nước, giảm nhẹ lũ lụt và các dịch vụ giải trí Những dòng sông khỏe mạnh và các hệ sinh thai đi kèm còn mang những giá tri nội tại đối với con người, đó là những giá tri có ý nghĩa văn hóa, đặc biệt đối với các nền văn hóa bản địa Giá trị nội tại này thường bị bỏ qua và khó nhận biết về định lượng [1].

Bang 1.1 Mối liên hệ giữa vai trò dong chảy tối thiểu và chức năng hệ sinh thái [12]

Đối tượng Giá trị Vai trò của DCTT Cá nước ngọt là nguồn protein có giá trị cho | Duy trì MT sống phù hợp;

Động vật | con người Các quần thể động vật có giá tri Dé các loài cá di chuyển;

dưới nước | khác bao gồm: cá, chim nước quý hoặc các | Kiến tạo MT sinh sản cho các loài

sinh vật nhỏ khác trong xích thức ăn cá

Đối tượngGiá trịVai trò của DCTT

Cung cấp thức ăn và củi đốt cho con người,

MT sông của động vật và là vùng đệm đê

- Duy trì độ âm của đất ở bờ sông:

- Vận chuyền chât dinh dưỡng trên

Thực vật H oA H k NÓ SA rou? wk

ven son sông ngòi chong lại việc mat chat dinh | bo và phat tán hat giông

š dưỡng và cặn từ các hoạt động dẫn nước của

Con người

2 Vận chuyển bùn cát va tách ra

Cát ở sông | Dùng đê xây dựn ` ,8 5 yeuns thành các hat min hon

Cửa sông | Cung cap địa diém cho cá biên đẻ trứng ' y 5 ° thich hop

Nước DC trong sông thường xuyên duy trì nguồn | „ xÀ k š , 8 5 x N 8 Tái nap lai nước ngâm

ngâm cung câp nước trong suôt mùa khô

Vùng Hỗ trợ nghề cá và nông nghiệp ở vùng ngập | Gây ngập đồng ruộng vào thời

ngập lụt lụt cho nông dân điêm thích hợp trong năm

Âm thanh của nước chảy qua các khe đá, | Các cấp lưu lượng khác nhau dé tối

Thâm my | mùi hương và cảnh quan của dòng sông với | đa hóa và đảm bảo các nét mỹ

cây côi, chim muông và cá cảnh quan thiên nhiên

| Nước sạch và thác ghénh lý tưởng cho việc tie ox ` `

Giải trí và TY QUA CA cơ x y l 5 „| Duy trì khả năng tự làm sạch va

văn hóa thả bè trên sông và các hô nước sạch là các chất lượng nước nơi tô chức lê hội văn hóa hay thê thao nước l

^ sa Duy trì khả năng của HST dưới nước đề điều ` `

Hệ sinh ` y „ mm 5 Ma R Duy trì sự da dang sinh học va

„ hòa các quá trình sinh thái thiết yêu, như làm TỐ ,

thai , F Lon qa chức năng cua HST

sạch nước, không chê sâu bệnh

x | Mot nguồn nước tối thiểu hóa toàn bộ tác x ¬ na.

Là yêu câu | , ; NA cư sa | Bao gôm một vai hoặc tat cả các ¬ động của con người và giữ gìn MT tự nhiên TA QUA

bảo vệ MT awe vai trò trên cho các thê hệ mai sau

R x , ok , R , - Cấp nước cho sinh hoạt, nôn

Hoạt động | Nguôn nước câp cho các hoạt động của con nghị > công nghiê l ỹ KT -XH_| người và phát triển KT -XH ĐOIẾP, CONE NENIEP

- Dam bảo cho giao thông thủy

Trong bối cảnh thực hiện quan lý tong hợp tài nguyên nước, yêu cầu DCTT chính là

một thỏa thuận thương mại giữa các đối tượng sử dụng nước Dé tạo thuận lợi cho việc

thỏa thuận thương mại đó, DCTT phải được dam bảo trên cơ sở bình đăng và hài hoà

quyền lợi giữa các đối tượng sử dụng nước khác nhau cũng như với HST thủy sinh 1.13 Tổng quan về các nghiên cứu dòng cháy tôi thiểu

Như đã phân tích ở trên, dòng chảy tối thiêu bao gồm 2 thành phần sau:

- Thanh phan 1: Dòng chảy cần thiết dé duy trì điều kiện môi trường dòng sông hoặc

đoạn sông nhằm bảo đảm sự phát triển bình thường của hệ sinh thái thủy sinh.

- Thành phần 2: Dòng chảy cần thiết cho hoạt động khai thác, sử dụng tài nguyên nước

của các đôi tượng sử dụng nước trên dòng sông hoặc đoạn sông.

1131 Tổng quan về ứng dụng mô hình thủy văn thủy lực trong các nghiên cứu về dong chảy lưu vực sông

Dé tính toán xác định DCTT, cần phải xác định 2 thành phan dòng chảy: (1) Dòng chảy cho môi trường sinh thái và (2) dòng chảy cho nhu cầu nước Trong đó việc tính toán

chế độ dòng chảy cho các lưu vực sông, tính toán cân bằng nước, tính toán thủy văn

là một phần không thể thiếu trong các nghiên cứu về dòng chảy tối thiểu hoặc dòng chảy môi trường Tuỳ theo mục đích, nội dung nghiên cứu và tình hình số liệu để chọn lựa mô hình toán thủy văn, thuỷ lực Dưới đây là một sé ứng dung các mô hình thủy văn, thủy lực dé tính toán cho các mục đích khác nhau (bảng 1.2).

Bảng 1.2 Phan loại mô hình và mục đích của từng loại [13], [14] Loại mô hình Mục đích

1 Các mô hình gốc

a Mô hình thuỷ văn - Tính toán chuỗi dòng chảy dùng trong mô hình cân bằng nước;

Mô hình: Mưa~dòng chảy | - Tính toán dòng chảy lũ

- Tính toán và đánh giá nguồn nước ngầm về trữ lượng, động thái;

Các mô hình tính nhu câu | - Tính toán nhu câu nước cho các loại cây trông theo các cơ câu mùa nước cho cây trông vụ khác nhau

- Tính toán mực nước, lưu lượng theo dòng én định;

- Tính toán mực nước, lưu lượng theo dòng không én định;

- Tính toán xác định khả năng ngập lụt, các phương án cắt giảm lũ;

- Tính toán mực nước, lưu lượng theo dòng chảy nhiều chiều (2D, 3D)

b Các mô hình thủy lực

- Kiém tra cân băng cung/câu, hô trợ trong việc phân phôi nước, các

2 Các mô hình thành phần

a Mô hình chất lượng - Dự báo mức pha loãng và khuếch tán chất gây ô nhiễm theo thời

nước gian và không gian với lưu lượng xả khác nhau

- Mô phỏng tốc độ chuyền bùn cát và xói mòn;

b Mô hình bồi san DOL ang - Dự đoán tôc độ tích tụ bùn cát trong các hô chứalắ , à

- Xác định giá trị kinh tế của nước hoặc so sánh các phương án phát

triển trên mặt bằng kinh tế c Mô hình kinh tế

Dé đánh giá chế độ dòng chảy trong mùa cạn ở hạ du các lưu vực sông cần tính toán trong một diễn biến dai hạn (5 năm, 10 năm, 20 năm hoặc lâu hơn nữa), do đó trong các nghiên cứu thường sử dụng các mô hình thủy lực để mô phỏng, tính toán và đánh giá Hiện nay có rất nhiều mô hình có thể ứng dụng cho việc tính toán chế độ dòng chảy ở hạ du trong mùa cạn như mô hình VRSARP, HEC-RAS, MIKE11 và nhiều mô

hình khác nữa Trong đó 3 mô hình VRSARP, HEC-RAS, MIKE11 được ứng dụng

10

nhiêu ở Việt Nam trong những năm gân đây, ưu nhược điêm của 3 mô hình như sau: Bang 1.3 Phan tích, so sánh các mô hình

Hạng mục VRSAP HEC-RAS MIKE 11

Điều kiện ứng dung |Mạng sông hở Mạng sông hở Mạng sông hở

Tính toán thủyvăn ‘| Khong Không Không

cắt có thể thay đôi tại từng điểm của chiều ngang và chiều đứng

Các khu trữ nước (ô

Nối với hệ thống sông bang các công trình bên

Thiết lập trực quan Nối với hệ thống sông băng

Bơm nước vào hoặc ra khỏi sông Không có loại bơm từ sông nay sang

sông khác Mỗi trạm bơm

chỉ có 1 máy bơm duy

nhất Tại 1 nút có thể

khai báo nhiều trạm bơm

Bơm nước từ 6 ruộng này sang ô ruộng khác, hoặc từ ô ruộng ra sông

hoặc cũng có thê từ sông

này sang sông khác Có

thể chia thành nhóm,

mỗi nhóm có thể có

nhiều máy bơm

Bơm nước vào hoặc ra khỏi sông Không có loại bơm từ sông này sang sông khác.

Mỗi trạm bơm chỉ có

1 máy bơm duy nhất.

Tại 1 nút có thể khai

báo nhiều trạm bơm

điều khiển, được lồng ghép vào điều kiện biên

Mô tả công trình điều

khiến chỉ tiết

Sau khi nghiên cứu ưu nhược diém của các mô hình, trong Luận an này sé lựa chon mô

hình MIKE11 để tính toán thủy văn, thủy lực và xâm nhập mặn cho vùng nghiên cứu 1.1.3.2 Tổng quan về tình hình nghiên cứu dòng chảy môi trường

a Tình hình nghiên cứu trên thé giới

Trên thế giới, nghiên cứu về dòng chảy môi trường đã phát triển mạnh mẽ kê từ những

11

năm 1990 với tốc độ tăng lên theo cấp số nhân [3] Đây là khoảng thời gian mà một số

nghiên cứu quan trọng xuất hiện, tập trung vào chế độ dòng chảy tự nhiên và khôi phục

lại dòng chảy Nghiên cứu về DCMT bao gồm một tập hợp đa dạng về kỹ thuật, với rất

nhiều phương pháp đang được sử dụng rộng rãi và có thé phân loại thành 4 nhóm sau: 1 Phương pháp thuỷ văn;

2 Phương pháp đánh giá thuỷ lực;

3 Phương pháp mô phỏng môi trường sống;

4 Phương pháp tông thê và sử dụng chuyên gia.

Bốn cách tiếp cận nêu trên có những sự khác biệt đáng kể, dựa vào các quan điểm khác nhau về việc làm thế nào để duy trì trạng thái nguyên vẹn sinh học của các con sông.

Cụ thể, các phương pháp đánh giá thuỷ văn, thuỷ lực cho răng sự suy giảm lượng nước

sẽ làm giảm môi trường sống có sẵn và suy giảm chức năng của hệ sinh thái Trong khi đó, các kỹ thuật về mô phỏng môi trường sống đã đưa ra giả thuyết rằng có một dòng

chảy tối ưu nơi mà chức năng của hệ sinh thái được duy trì [15] Cụ thể sự khác biệt của các phương pháp sẽ được trình bày chỉ tiết dưới đây.

al Phương pháp thuỷ văn

Phương pháp thuỷ văn được xem là phương pháp đơn giản nhất và được sử dụng rộng rãi nhất trên toàn thế giới [2] Phương pháp thuỷ văn còn được biết đến với các khái

niệm như “phương pháp dựa vào lich sử dòng chảy” hay “phương pháp lưu lượng”?

[15], [16] Ngoài ra còn được gọi là “phương pháp phân tích dựa vào bảng” hay “phương pháp nội nghiệp”.

Đây là phương pháp dễ tiếp cận và chi phí thấp vì không cần quá trình đi ngoại nghiệp Các dữ liệu về thuỷ văn, dữ liệu về địa hình, dữ liệu của dòng chảy được ghi lại theo chuỗi thời gian được phân tích dé xác định chỉ số độ lệch chuẩn của dòng chảy Chuỗi số liệu có thể là giá trị trung bình ngày, tuần, 10 ngày hoặc tháng Phương pháp này kết hợp sự đánh giá của chuyên gia dựa trên những hiểu biết về thủy văn, đặc điểm của dòng chảy, của một số loài cá chính và mức độ dòng chảy có thé duy trì hệ sinh thái

thủy sinh ở mức độ chấp nhận được hoặc dòng chảy mong muốn Từ kết quả phân tích

vê chỉ sô độ lệch chuân của dòng chảy sẽ đưa ra dòng chảy tôi ưu Trong một vài

12

trường hợp, tiêu chuẩn thứ hai được đề cập tới là lưu lượng nước biến đối, thuỷ lực, các thông số về sinh học, địa mạo học không đảm bảo được tương thích với nhau trong phương pháp này Phương pháp thủy văn thực hiện trên một mối quan hệ giữa dòng chảy và một số chỉ số sinh học nhất định Như vậy, phương pháp này thực hiện không có sự tham vân với các đôi tượng sử dụng nước.

Phương pháp thủy văn là phương pháp đầu tiên được phát triển để đánh giá dòng chảy môi trường và đang được ứng dụng rộng rãi Có khoảng 30% các phương pháp đánh giá thuộc nhóm phương pháp này [2] Với ưu điểm cho kết quả phân tích nhanh, đưa ra ước tính với độ phân giải thấp cho dòng chảy, đây được coi là phương pháp chính trong việc lập kế hoạch về phát triển nguồn nước và dùng nhiều ở các viện nghiên cứu.

Phương pháp thủy văn bao gồm một số phương pháp như:

Phương pháp Tennant [17] dựa trên cơ sở xác định dòng chảy môi trường là giá trị

dòng chảy tối thiểu được tính bằng số % của lượng dòng chảy trung bình nhiều năm

của lưu vực sông tại tuyến tính toán (Qo) tuỳ theo mức độ mong muốn chất lượng môi trường của dòng sông (ví dụ: rất kém, kém, tốt hay rất tốt).

Bảng 1.4 Tỷ lệ phần trăm (%) của dòng chảy năm trung bình nhiều năm (Q,) dùng cho

tính toán dòng chảy môi trường theo phương pháp Tennant [17]

Mục tiêu bảo vệ môi trường và hệ sinh thái % Q, để tính dòng chảy MT

của sông Xuân - Hạ Thu - Đông

Môi trường sông ở mức tuyệt đối hay hoàn hảo 40 60 Môi trường sông ở mức rất tốt 30 50

Môi trường sông ở mức tốt 20 40

Môi trường sông ở mức trung bình hoặc đang bị suy giảm 10 30

Môi trường sông ở mức kém hoặc tối thiểu 10 10 Sông ở mức suy thoái rất nặng 10 tới 0 10 tới 0

Phương pháp ngưỡng thời gian và tần suất thống kê dòng chảy thấp: Phương pháp ngưỡng thời gian dòng chảy xác định khoảng thời gian dòng chảy duy trì ở một mức lưu lượng nhất định trong các con sông hoặc khu vực cụ thể Các ngưỡng thời gian được tính toán dựa trên dữ liệu nhiều năm, tốt nhất là hơn 20 năm [18] Ngưỡng dòng

chảy sau đó có thé được hiệu chỉnh từ dữ liệu thực tế (sàng lọc theo quan điểm của chuyên gia) mô tả các mức lưu lượng yêu cầu đề hỗ trợ tính toàn vẹn hệ sinh thái thủy

sinh Thông thường, các chỉ số dựa trên ngưỡng thời gian dòng chảy được gọi băng

13

một ký hiệu Qx, trong đó x là phần trăm mực nước cần được giữ lại trong dòng chảy (trong một sỐ trường hợp là sé ngày vượt ngưỡng) Vi du, Qos dé cap đến một mức độ dòng chảy tương đối thấp (nghĩa là dòng chảy cần được duy trì ở mức độ 95% lưu lượng trong suốt thời gian) và Qsọ là một mức độ dòng chảy cao hơn nhiều.

Một số ứng dụng của phương pháp thủy văn:

- Ở Mỹ đã sử dụng chỉ số Tennant (1976) dé tính dòng chảy môi trường cho hang trăm

con sông ở các bang vùng Trung - Tây nước Mỹ Tennant [17] đã dựa trên dữ liệu hiện

trường ban đầu thu thập từ 11 con sông (58 mặt cắt, 38 nhánh sông khác nhau) ở

Montana, Nebraska va Wyoming và tiếp tục bổ sung thêm đữ liệu từ hàng trăm phác đồ

dòng chảy hiệu chỉnh ở 21 bang, đã đề nghị giá trị phần trăm của MAF (Mean annual

flow - lưu lượng trung bình năm) dé duy trì thuộc tinh sẵn có của hệ sinh thái Cụ thé, 10% cua MAF được coi là dòng tức thời thấp nhất dé duy tri sự ton tại ngắn hạn của hệ thủy sinh, trong khi vợt quá 30% MAF được coi là dòng chảy có thể duy trì được sự toàn vẹn sinh học của hệ sinh thái sông.

Tennant [17] đề nghị các dong chảy của MAF theo thời gian dòng chảy "thấp" và "cao" tương ứng vào thang 10 + tháng 3 và tháng 4 + tháng 9, cho các khu vực ứng dụng phương pháp này (như Bắc - Trung Mỹ) Ở các khu vực khác, tùy theo vùng mà điều chỉnh thời điểm áp dụng thời kỳ dòng chảy thấp và cao tương ứng với mùa cụ thể Ví dụ: Theo Orth và Maughan [19] điều chỉnh thời gian dòng chảy thấp (10% của MAF) vào tháng 7 + tháng 12 tại Oklahoma, Mỹ.

Các biến thể của phương pháp Tennant ban đầu cũng được ứng dụng tại một số quốc gia khác Một biến thể nữa của phương pháp Tennant là sử dụng ngưỡng thời gian thường xuyên hơn Tessman [20] đề nghị ngưỡng thời gian hàng tháng tức là lưu lượng trung bình tháng (Mean Monthly Flow - MMF) dé xác định mức độ dòng chảy.

Tessman khuyến cáo quy tắc xác định dòng chảy tối thiểu như sau:

7Q10 (và các biến thé 7Q2), dựa trên một phân tích lưu lượng tần số thống kê Giá trị

7Q10 được tính như dòng chảy thấp nhất trong bảy ngày liên tiếp trong thời gian trở lại 10 năm và có một khoảng thời gian quay trở lại 2 năm cho 7Q2 [18] Mặc dù 7Q10 đầu tiên được thiết kế để bảo vệ chất lượng nước theo Đạo luật nước sạch Liên bang của Mỹ [21] nhưng nó lại được sử dụng ở một số nơi để suy luận về lượng nước trong đánh giá dòng chảy môi trường [22] Giá trị 7Q10 được sử dụng phô biến ở Brazil [2] và được sử dụng khá rộng rãi ở miền Đông Hoa Kỳ [21] Trong khi 7Q2 được áp dụng

chủ yếu ở Quebec [18] 7Q2 thường ứng dụng cho dòng chảy cao hơn một chút so với

7Q10 vì khoảng thời gian lặp lại là 2 năm thay vì 10 năm [18] Trên các sông của Quebec, 7Q2 đại diện cho khoảng 33% của MAF [16] Khi tiễn hành so sánh các thử nghiệm một loạt các phương pháp thủy văn trên cơ sở thống kê nghiêm ngặt, 7Q10 và 7Q2 liên tục cho ra các dòng chảy thấp nhất [18] Do đó, việc sử dụng ngưỡng dòng chảy tối thiêu 7Q10 và 7Q2 là không phù hợp trong bảo vệ hệ sinh thái thủy sinh.

Điểm mạnh, điểm yếu và các yêu cầu dữ liệu của phương pháp thủy văn: Đây là

phương pháp đơn giản, nhanh và chỉ phí thấp nhất để cung cấp thông tin về ngưỡng

mức độ dòng chảy Phương pháp thủy văn trong đánh giá dòng chảy tối thiêu cũng không nhất thiết đòi hỏi nhiều nghiên cứu thực địa như các phương pháp khác, nhưng phương pháp này không đưa ra được các chế độ dòng chảy đáng tin cậy Tuy nhiên, phương pháp này có thé sử dụng phối hợp với các phương pháp khác như là một phan của một phương pháp tiếp cận dé đưa ra dòng chảy hợp ly hơn Trong một số trường

hợp, các phương pháp thủy văn đã được đề xuất ứng dụng ở mức độ quy hoạch, hoặc

thiết lập dòng chảy mục tiêu sơ bộ ở mức độ rủi ro thấp, ít tranh cãi nhưng không

khuyến khích áp dụng cho các nghiên cứu đòi hỏi một mức độ chi tiết cao [2], [23].

a2 Phương pháp đánh giá thuỷ lực

Phương pháp đánh giá thuỷ lực còn được gọi là phương pháp duy trì môi trường sống hoặc là phương pháp thuỷ lực hình học [2] [24] Đây là phương pháp dựa vào mối quan hệ giữa số liệu đo đạc của các dòng sông (thường đo chu vi vùng nước ngập hoặc độ

sâu của sông) và lưu lượng dòng chảy [15].

Các phương pháp tiếp theo dựa vào phương pháp đánh giá thuỷ lực thừa nhận rằng số

liệu đo thuỷ lực có liên quan trực tiếp hay gián tiếp đến số lượng các loài trong môi

15

trường sống, đặc biệt cho các loài ưu tiên, phần lớn dành riêng cho cá [25] [26] hoặc

liên quan đến chức năng sinh thái của cả dòng sông [27] Ví dụ, độ sâu sẽ xác định sự

hiện diện cua cá do kích thước và chu vi của vùng nước ngập sẽ ảnh hưởng tới việc

phát triển của cá Phương pháp phổ biến nhất được dùng là phương pháp xác định chu vi vùng ngập nước Đây là phương pháp sử dụng mặt cắt ngang chu vi vùng bị ngập nước tại một điểm trên sông [2] Phương pháp đánh giá thuỷ lực được ứng dụng phổ biến tại Mỹ và Canada.

Nhiệm vụ trước hết của phương pháp thủy lực là thành lập mối quan hệ giữa lưu lượng dòng chảy của sông và chu vi vùng nước ngập Sau đó dùng mối liên hệ này, để xác định các điểm uốn Tại vị trí mà quan hệ chu vi ướt và lượng nước trong sông xuất hiện

điểm uốn sẽ có chu vi mặt cắt ướt lớn nhất, đó cũng là giá trị lưu lượng làm ngập bãi và

vùng ngập nước ven sông Gia tri lưu lượng tại vi trí này được phân tích, xem xét va có thé lay làm giá trị dong chảy môi trường cần duy tri trong sông.

Phương pháp đánh giá thuỷ lực yêu cầu một lượng dit liệu giới han từ yêu cau đề ra với con sông dé thành lập mối liên hệ giữa đối tượng thuỷ lực cần xác định (chang hạn chu vi của vùng ngập nước) và lưu lượng Dữ liệu có thé thu thập nhiều lần dé xác định mặt

cắt ngang của dòng chảy hoặc có thê tạo ra từ mô hình thuỷ lực một chiêu.

Phương pháp đánh giá thuỷ lực phụ thuộc nhiều vào hình dạng của các con sông Do

vậy phương pháp này có thé sẽ khó hoặc không thé chỉ ra được điểm uốn dé xác định

dòng chảy Thông thường, phương pháp đánh giá thuỷ lực được thiết kế cho các sông

đơn, không phù hợp áp dụng cho các sông phân nhánh [15].

Một số áp dụng của phương pháp thủy lực:

- Trên cơ sở của phương pháp thủy lực, Shang [28] đã phát triển 02 phương pháp trên nền toán học, phương pháp thủy lực và kết luận rang hai phương pháp này đều không

cung cấp các giá trị phù hợp cho dòng chảy môi trường tối thiểu Từ những tính toán

theo các phương pháp phát triển này, tác giả đã khuyến nghị dòng chảy môi trường tối thiểu là 21% của MAF cho một dòng sông trong trường hợp nghiên cứu ở Trung Quốc.

- Tại Minnesota, O'Shea [29] đề nghị lưu lượng dựa trên các phương pháp chu vi mặt cắt ướt tương ứng là 39% đến 122% của MAF, và nói chung, điểm uốn giảm khi kích thước dòng chảy tăng (tính theo% MAF).

16

- Phương pháp chu vi mặt cắt ướt được ứng dụng nhiều tại Mỹ và Canada.

Điểm mạnh, điểm yếu và các yêu cầu dữ liệu của phương pháp thủy lực:

Điểm mạnh của phương pháp đánh giá thủy lực là yêu cầu số lượng dt liệu thực dia

không lớn từ một dòng chảy để thiết lập các mối quan hệ giữa các đặc điểm thủy lực (mặt cắt ướt) và lưu lượng Do số lượng dit liệu yêu cầu vừa phải, các chi phí áp dụng

phương pháp thủy lực dé thiết lập các tiêu chuân dòng chảy môi trường là trung bình.

Phương pháp này phù hợp ở các dòng chảy đơn, ở các sông phức tạp rất khó xác định

điểm uốn Phương pháp đánh giá thuỷ lực có thé ứng dụng dễ dang cho các vùng sông

nơi không có các đữ liệu về lịch sử của dòng chảy.

Phương pháp đánh giá thuỷ lực được dùng trong các trường hợp đữ liệu về dòng sông

không cấp đầy đủ Việc thừa nhận chu vi của vùng ngập nước liên quan đến MT sinh

học của các loài cư trú là thừa nhận quá đơn giản và không chính xác Thêm nữa,

phương pháp ước tính xấp xỉ lượng các loài sinh vật sống trong MT sinh vật ven sông, từ đó đưa ra liên kết với các quan thé phù du là không chính xác (lượng sinh vật sống

môi trường ven sông và quan thé phù du là hai van dé tách biệt) [30] Một nhược điểm

nữa của phương pháp này, đó là liên quan đến việc lựa chọn mặt cắt ngang nơi mà

dòng chảy biến đổi trong quá trình đo đạc, thông thường việc lựa chọn mặt cắt ngang là chủ quan và không đảm bảo rằng mặt cắt đó thể hiện cho toàn bộ dòng sông [31].

a3 Phương pháp mô phỏng môi trường sống

Phương pháp mô phỏng MTS (Habitat simulation or microhabitat modelling methods) nhăm mục đích bảo tồn các loài đại diện cụ thé và đã duoc lựa chon trước, trong đó các yêu cầu MTS có thê được ước tính hợp lý trong khu vực nghiên cứu hoặc là được xác định từ các nghiên cứu trước đây ở nơi khác Lý thuyết của phương pháp này dựa trên mỗi quan hệ cơ bản giữa lưu lượng dòng chảy và điều kiện MTS "tối ưu" cho các loài tiêu biểu Bằng cách sử dụng các mô phỏng của các điều kiện phương pháp xả thải dưới hình thức điển hình và đơn giản nhất, nhằm tìm ra điều kiện tối ưu và thiết lập một dong chảy mục tiêu (một đề xuất điển hình gồm một lưu lượng 6n định tối thiểu)

sao cho sô lượng các chỉ tiêu vật lý của MTS của nhóm các loài tiêu biêu không giảm Các phương pháp mô phỏng sinh cảnh đã trở nên phô biến và thậm chí là một yêu cầu

17

pháp lý ở nhiều khu vực thuộc Bắc Mỹ và trên toàn cầu [2] Sự phổ biến bắt nguồn từ việc thiết lập khung phương pháp gia tăng dòng chảy trong sông (IFIM - Instream Flow Incremental Methdology) IFIM được phát triển dé đánh giá tác động của biến đổi dòng

chảy tới sinh cảnh của hệ sinh thái thủy sinh [32], [33], [34] Cùng với một sé công cu

khác, IFIM là một công cu ra quyết định toàn diện bao gồm định lượng sự khác biệt gia tăng trong môi trường vật ly của dòng chảy mà chúng là kết quả của việc thay đổi chế

độ dòng chảy [34] [35] Trên thực tế, đây là công cụ môi trường sông vật lý (Physical

HAbitat SIMulation, PHABSIM) [36] được sử dụng rộng rãi nhất khi bàn đến phương pháp gia tăng và thường ít sử dụng các phần còn lại của khung IFIM [35], [23] Điều nay đã dẫn đến thực tế là việc áp dụng IFIM thường bị nhằm lẫn với PHABSIM [35] Về mặt kỹ thuật, một nghiên cứu IFIM không cần phải sử dụng thành phần PHABSIM nếu điều kiện môi trường sống không phải là yếu tố hạn chế, ví dụ trường hợp một

dòng sông với các vân đê chât lượng nước.

Phương pháp mô tả MTS bên cạnh việc sử dụng mối liên hệ dòng chảy của con sông,

còn cung cấp thêm số lượng và thích nghỉ của các loài sống trong các quan thé sinh vật

mục tiêu Do vậy, DCMT tối ưu là sự tích hợp của dữ liệu về thuỷ văn, thuỷ lực và dữ

liệu đáp ứng sinh học Dòng chảy liên quan tới sự thay đổi môi trường cư trú của các vi

sinh vật được mô hình hoá bằng các mô hình thuỷ lực khác nhau Các mô hình này sử dụng đữ liệu về độ sâu, vận tốc, các hợp phần ở tầng đáy và tầng lửng Gần đây, các mô hình còn sử dụng thêm các chỉ số thủy lực phức tạp khác như các đường đứt gãy tầng đáy, thu thập các mặt cắt ngang tương ứng với mỗi dải của sông.

Cách tiếp cận chung: Các phương pháp mô phỏng sinh cảnh bao gồm hai phần không

thé tách rời được kết nối với nhau: (1) Mô hình vật lý hoặc thủy lực cung cấp thông tin

về sự thay đổi MTS thực như chức năng của dòng chảy, (2) mô hình hoá các liên kết

sinh học với môi trường vat lý (giả định các giá trị này 6n định với một khoảng lưu lượng) Mặc dù có thể xác định được một tập hợp các sắc thái khác nhau trong các phương pháp mô phỏng MTS, cách tiếp cận chung để đánh giá hiệu quả của lưu lượng môi trường sống cho các MTS khác nhau là tương đồng.

Phương pháp mô phỏng môi trường sống có một số giả thuyết chung [37]:

1 Mật độ cá thé tại một vùng nhất định (với điều chỉnh môi trường sống) phản ánh

18

chat lượng sinh cảnh của vùng ("uu tiên");

2 Ưu tiên của các thuộc tính môi trường sống (đối với mỗi loài) là không đổi với biến

lưu lượng;

3 Cá thé tự do (và / hoặc sẵn sàng) di chuyên dé đáp ứng với sự thay đôi lưu lượng của môi trường sông.

Một lượng lớn các mô hình sinh cảnh và kỹ thuật đã được nghiên cứu và xây dựng, nhưng tất cả đều hoạt động theo khuôn mẫu mô tả ở trên, và chúng chủ yếu cùng giải

quyết vấn đề trên cơ sở các giả định, lợi ích và khó khăn tương tự Mặc dù cơ sở khái

niệm của các mô hình thủy lực - sinh cảnh khác nhau là như nhau, nhưng các mô hình

mô phỏng môi trường sống lại khác nhau (cả trong mô hình thủy lực và sinh học) trong

các phép tính chỉ tiết hoặc các phương pháp dẫn xuất của các chỉ số khác nhau được sử dụng trong quy trình.

Một số áp dụng của phương pháp mô phỏng môi trường sống:

Ở Mỹ, các nhà khoa học đã hình thành phương pháp phức tạp như mô phỏng môi trường cư ngụ bằng mô hình PHABSIM (Physical Habitat Simulation) đã được xây

dựng bởi Cục Ca và Động vật hoang dã của Mỹ Phương pháp mô hình mô phỏng môi trường cư ngụ hiện nay đã được điều chỉnh để sử dụng ở nhiều nước như Pháp, Na Ủy và New Zealand, trong khi nhiều nước khác tiếp tục xây dựng các phương pháp tương

tự Bên cạnh các phương pháp tính toán, các giải pháp công trình cũng được áp dụng

dé điều khiển yếu tố môi trường dong chảy.

Diém mạnh, điểm yếu và yêu cầu dữ liệu của phương pháp mô phỏng sinh cảnh:

Ở nhiều vùng, các mô phỏng môi trường sống được coi là chính xác hơn so với các phương pháp thủy văn và thuỷ lực để xác định ngưỡng lưu lượng, mô phỏng môi trường sống được khuyến cáo trong các dự án có nguy cơ rủi ro cao [38] Ngày nay,

các phương pháp mô phỏng sinh cảnh cùng nền tảng khoa học máy tinh phát triển cao giúp dé dang tạo ra các đường cong phù hop và diễn giải các kết quả đó Về mặt lý

thuyết, các mô phỏng môi trường sông có thé được sử dụng dé thiết kế các dòng chảy

biến động với mục đích cải thiện điều kiện sinh cảnh cho một/ một nhóm loài tiêu biểu vì các dong chảy được điều chỉnh dé phù hợp với một mục tiêu cụ thé [39], [40].

19

Phương pháp mô phỏng môi trường sống đòi hỏi một số lượng đáng ké công việc hiện trường và chuyên môn để thu thập đữ liệu thuỷ văn và sinh học Các phương pháp này

có thê tốn nhiều thời gian và tài chính.

Phương pháp mô tả môi trường sống được coi là chính xác hơn so với phương pháp

thuỷ văn và phương pháp đánh giá thuỷ lực trong việc xác định ngưỡng của dòng chảy

cũng như mô phỏng môi trường sống của sinh vật Trên lý thuyết, mô phỏng môi trường sống có thé sử dụng dé thiết kế lại sự thay đổi của dòng chảy với mục tiêu cải thiện môi trường cư trú của sinh vật cho các loài cụ thé [39] [40] Dé thực hiện phuong pháp mô phỏng môi trường sống phải tién hành khảo sát chi tiết điều kiện địa hình, địa mạo của từng con sông trong hệ thống sông và những đoạn sông nghiên cứu, tập trung

vào mối quan hệ giữa các điều kiện thuỷ lực, môi trường sống của các loài sinh vật chỉ

thị cho các loài sinh vật cụ thể cần được bảo vệ trong sông Điều này làm mất nhiều thời gian và tốn kém Một điều quan trọng được thừa nhận rằng mô hình mô phỏng môi trường sống chỉ ước tính lượng quan thê cư trú là hàm của lưu lượng Sự tối ưu va thích hợp trong mô hình vật lý này được thừa nhận liên kết tương đối với các sinh vật phủ du và các loai yếm khí, nhưng sự thừa nhận này chưa được chứng minh [41].

Tóm lại, phương pháp mô phỏng môi trường sống là một phương pháp hữu ích, mức

độ tin cậy giữa tỷ số đường cong giữa lưu lượng dòng chảy và số lượng quan thé sinh vật sẽ được giải quyết trong mô hình thuỷ lực và sinh thái.

a4 Phương pháp tổng thể và sử dụng chuyên gia

Trong vòng một thập kỷ qua, các nhà sinh thái nghiên cứu về sông đã mở rộng các

phương pháp tiếp cận với định nghĩa về dòng chảy môi trường nhằm duy trì và bảo tồn

hệ sinh thái sông, hơn là việc chỉ tập trung một loài như cá [42], [43], [44] Sự mở rộng

của phương pháp tổng thê đã được phát triển và ứng dụng, đầu tiên là ở Úc và Nam Phi

và gần đây là Anh Cách tiếp cận của phương pháp này là nếu như các đối tượng của chế độ dòng chảy thủy văn tự nhiên có thể xác định đầy đủ và kết hợp chặt chẽ với sự thay đổi chế độ dòng chảy thì sau đó tất cả chúng sẽ được cân bằng, sự mở rộng của

môi trường sinh vật va tính toàn vẹn của hệ sinh thái sẽ được duy trì [45], [46] Quan

trọng hơn, mục tiêu của phương pháp tổng thé là giải quyết van đề về yêu cầu dong

nước cho toàn bộ hệ sinh thái ven sông hơn là nhu câu của một vải loài như cá hoặc

20

động vật không xương Phương pháp này đã làm vững chắc khái niệm về mô hình dòng

chảy tự nhiên và các nguyên lý cơ bản sự phục hồi cho vùng ven sông [44].

Phương pháp tổng thể là một nhóm các phương pháp, hoặc đúng hơn là các khung phân tích dòng chảy môi trường dựa trên nhu cầu duy trì một chế độ thủy văn giống

với chế độ tự nhiên dé duy trì HST sông và ven sông khỏe mạnh Các phương pháp

toàn điện nhằm kết hợp các yêu cầu của con người và hệ sinh thái thủy vực vào một khuôn khổ đánh giá liền mạch [45] Phương pháp tổng thé tích hợp các giá trị xã hội, văn hoá và kinh tế trong các mục tiêu bảo vệ hệ sinh thái Các phương pháp tổng thê đôi khi được gọi là phương pháp tiếp cận chuyên gia, ở đó, các tiêu chuẩn về DCMT được xây dựng trong một hội thao, nơi các nhóm chuyên gia nghiên cứu các dữ liệu cụ

thé về dòng chảy (điển hình bao gồm thủy văn, dia mạo, chất lượng nước và các

nguyên tắc sinh thái) và quan trọng là các bên liên quan làm cơ sở cho các khuyến nghị đồng thuận [45].

Các phương pháp tổng thể có thể được phân thành hai phương pháp chính dựa trên chiến lược từ dưới lên hoặc từ trên xuống dé mô tả chế độ dòng chảy môi trường [2] Cho dù tiếp cận từ dưới lên hay trên xuống, các phương pháp tiếp cận tổng thé có

chung một số điểm liên quan đến thành quả hoặc duy trì tính bền vững sinh thái [47]:

1 Một số thành phần của chế độ dòng chảy tự nhiên không thể được thu nhỏ lại, và phải được giữ lại nguyên trạng;

2 Các thành phần khác của chế độ dòng chảy tự nhiên có thé được thu nhỏ lai;

3 Các thành phần khác của chế độ dòng chảy tự nhiên có thể được bỏ qua hoàn toàn; 4 Sự thay đôi của chế độ dong chảy nên bắt chước chế độ dòng chảy tự nhiên.

Nhiều khung tổng hợp đã được mô tả và ứng dụng Arthington (1998) [45] và Tharme (2003) [2] cung cấp những đánh giá kỹ lưỡng các phương pháp tổng thé khác nhau.

- Phương pháp khối hợp nhất (Building Block Methodology - BBM): Vào đầu những năm 1990, các nhà khoa học ở Nam Phi đã nghiên cứu phát triển nhiều phương pháp tính toán dòng chảy môi trường Phương pháp được biết đến nhiều là phương pháp khối hợp nhất, được phát triển ở nước này Tiền đề cơ sở của BBM là các loài sinh vật

sông trong sông phụ thuộc rât nhiêu vào các yêu tô cơ bản của chê độ dòng chảy, bao

21

gồm dòng chảy kiệt và lũ, là những yếu tố ảnh hưởng tới việc duy trì động lực học bùn cát và cấu trúc địa mạo của sông Vì vậy, có thê thiết lập một chế độ dòng chảy thuận lợi cho việc duy trì hệ sinh thái bằng cách kết hợp các khối dựng này [48].

BBM hoạt động dựa trên phương pháp tiếp cận từ đưới lên theo chỉ định, được thiết kế

để xây dựng một chế độ dòng chảy nhằm duy trì một con sông ở một điều kiện xác

định trước [46].

- Phương pháp đáp ứng hạ lưu đối với biến doi dòng chảy bắt buộc

(DRIFT-Downstream Response to Imposed Flow Transfomation): Phương pháp DRIFT được xây dựng từ nền tang của phương pháp BBM ở Nam Phi [49] Không giống như BBM, phương pháp DRIFT là cách tiếp cận dựa trên kịch bản từ trên xuống, tương tác, được

thiết kế dé sử dụng trong các cuộc dam phán dòng chảy môi trường [46] Khung

DRIFT là toàn diện và bao gồm tất cả các thành phần vô sinh và hữu sinh quan trọng tạo thành hệ sinh thái được quản lý [49] Phương pháp sử dụng các nhà khoa học giàu kinh nghiệm từ các nguyên lý sinh lý khác nhau bao gồm thủy văn, thủy học, địa mạo, trầm tích, hóa học, thực vật học và động vật hoc [49] Trong khi phương pháp DRIFT

sử dụng rộng rãi kiến thức chuyên môn, hướng dẫn lựa chọn thành viên khoa học cho các dự án DRIFT dựa trên các giao thức được thiết lập tốt của BBM [50] Hơn nữa, vai trò, trách nhiệm va sự tương tác của các thành viên của DRIFT được điều chỉnh bởi các

thủ tục từng bước được xây dựng trong phương pháp DRIFT và khả năng một thành

viên thống trị các hội thảo hoặc thiên vị các kết quả của việc đánh giá kịch bản được loại bỏ [49], [42] Khung DRIFT bao gồm 4 hợp phan giúp xác định các kịch ban và các ảnh hưởng của chúng đối với sinh thái, xã hội và kinh tế Bốn hợp phần của phương pháp gồm hợp phan 1: sinh lý; hợp phan 2: xã hội; hợp phan 3: xây dựng kịch bản; và hợp phần 4: kinh tế học.

Ngoài các hợp phần cơ bản DRIFT cần được thực hiện song song với hai nội dung nữa: (1) Đánh giá những tác động của khu vực rộng lớn hơn trong từng kịch bản, (2) Quá trình tham gia của cộng đồng, theo đó những người không phải là cư dân địa phương

cũng có thể chỉ ra mức độ chấp nhận của mỗi kịch bản [49].

- Các giới hạn sinh thái của thay đối thủy văn (The Ecological Limits of Hydrologic

Alteration - ELOHA): Khung mô hình ELOHA thể hiện quan điểm đồng nhất gần đây

22

từ một nhóm các nhà khoa học về đồng chảy môi trường được công nhận trên thể giới, xây đụng rên một khuôn khổ trước đây được mô tả trong [51] ELOHA có thể được sử

dụng dé xác định giới hạn sinh thái của dong chảy có thé thay đổi ở quy mô vùng và do:

đồ, cổ thể thực hiện đồng thời cho một số lượng lớn các con sông "ương t trung

vùng [52] Khung ELOHA không tiết lộ bất cứ kỹ thuật đánh giá dòng chảy môi trường

mới mã chỉ cung cắp cách tiếp cận thống nhất để phân ích và tổng hợp cúc thông tin cổ

sin để sử dung các kỹ thuật thủy văn hiện cổ và các phương pháp ding chiy môi

trường để lạt được các dòng chảy môi trường [52]

Mục dich của quá trình nay là phát triển các tiêu chuẩn dòng chảy môi trường có nguồn.

sốc từ đánh giá định lượng về các ảnh hưởng giữa các loại thay đổi dòng chảy khác

nhau và hậu quả của chúng đối với sinh vật trong đồng sông, "Một số ứng dụng của các phương pháp tổng thế:

+ Tại Úc, một số phương pháp phân tích chức năng đã được xây dựng, bao gém phương, pháp chuyên gia, phương pháp tiếp cin qua kênh khoa học và phương pháp luận điểm chuẩn Các phương pháp này thu thập và nghiên cứu tắt cả các yếu tổ của chế độ thủy văn và hệ thống nh thi bởi một nhôm chuyền gia tong nh vực khoa họ tự nhiền và sinh thái Họ sử dụng các số liệu sẵn có và số liệu mới thu thập để đưa ra ý kiến đánh giá về các hậu quả sinh thấi do sự biến đổi về lưu lượng và thai điểm của dong chay sây ra 1] Những phương pháp này được áp dụng cho lưu vực sông Murra-Darling làsông có dang chảy bị ảnh hưởng bởi các dip, nhỏm chuyên gia đã xem xét sơn sôngmột cách trực tiếp ở các dòng chảy khác nhau tương ứng với những lượng xả khác nhau [53] Ngoài ra, phương pháp tổng hợp bao gồm các cuộc họp, gặp gỡ với các bên liên quan chính trên lưu vực sông, cũng được áp dụng cho lưu vực sông nay |S3]

~ Alfredsen và cộng sự [54] đã sử dụng cách tiếp cận BBM để xác định các thành phần đồng chay quan trong, cin thết để thiết lập để xuất dòng chảy môi trường cho một con

sông có cá hồi ở Na Uy trong tinh huỗng có nguồn lực hạn chế, Mặc dù không tự xác

đình như một BBM, nhiều đề tải nghiền cứu khác đã nhận ra nhu cầu xác định các

dung" quan trong là cần thiết để thế lập một chế độ đồng chúy môi tường hoạt động trong các con sông biển đổi Ví dụ, Enders và cộng sự [85] đã sử dụng cách tiếp cận kiểu BBM để thilập các hướng dẫn về điều tit ding chây trong một con sông có

cá hỗi Dai Tây Dương ở phía Đông Canada Một số điểm tương đồng với phương pháp, luận BBM được xác định tong một dự án ở Sông South Saskatchewan, Alberta, nơi mà chế độ dòng chảy được biên soạn bởi một nhóm kỹ thuật bằng cách xem xét bốn thành phần hệ sinh thi (chất lượng nước, môi trường sống cá, thảm thực vật ve bir và bảo trì kênh) Một chế độ dòng chảy được xác định là sự đồng thuận của nhóm kỹ thuật và khuin cáo cuối cùng bao gồm quản lý thích ứng nhận tính tiên đoán của cácmô hình tương tự như cách tiếp cận BBM [56]

~ Phương pháp DRIFT cũng đã được áp dụng cho các sông Broede và Palmiet ở NamPhi và ở dạng đánh giá nhanh cho các sông ở Zimbabwe Qué trình triển khai các kịch bản được lựa chọn đã bắt đầu được thực biện ở hệ thống sông Palmiet và các xông ở Lesotho, Do bản chất đa ngành việc ứng dụng đầy đủ khu DRIFT cần chỉ phí lên đến 1

triệu USD hoặc nhiều hơn cho một hệ thống sông lớn do vậy cần có một sự dung hỏa:

đầu tư cảng lớn cho công tác đánh giá và nghiên cứu thi các kịch bản sẽ có độ tin cậy căng cao va quan tong là phải đặt chỉ phí vào trong bi cảnh.

~ Một số dự án ở Mỹ hiện dang áp dụng các yếu tô của ELOHA tây nhanh việc lông. ghép các luồng môi trường vào quy hoạch và quản lý tài nguyên nước khu vực [S7] 0

Mỹ, ELOHA đã được áp dụng ở Pennsylvania, Tennessee, Michigan, Arizona,

Colorado và Washington ít nhất ở một số vàng của bang [S8] [57] [59] ELOHA cũng

43 được sử dụng ở Úc [60] Nhiễu dự án đang ở giai đoạn chỉ có một số bước trong,

khuôn khổ ELOHA đã được hoàn thành hoặc thông qua, Vi dạ: một dự án ở lưu vực sông Huai ở Trung Quốc đã sử dụng ELOHA các bước từ 1 đến 3 để tạo nén tang cho ic mỗi quan hệ thủy sinh thái trong khu vực |61] Ở Canada, Peters và

sự phát tid

sự [62] đã đề xuất một khung ứng dụng dé thiết lập dong chảy môi trường ở các,

vùng nông nghiệp của Canada với nhiều điểm tương đồng với ELOHA.

anh, điểm yếu và yêu cầu dữ liệu của các phương pháp tổng thé:

Phương pháp tổng thể có nhiễu điểm mạnh hơn so với các phương pháp khác Phương hấp này đã xem xết tt cả các khía cạnh ảnh hưởng tới chế độ đồng cây, git các tổ tự nhiên chẳng hạn như chế độ thuỷ văn và giải quyếtắt cả các vấn đềliên quan ến hệ sinh thái của sông và các yếu tổ xã hội liên quan tới nó [2]

Phương pháp tổng thể đựa vào ý kiến của các nhà chuyên môn vỉ vậy các thông tin ein 24

thiết quan trọng của các chuytgia đưa ra cho các thành phần trong hệ sinh thái đượcgiải quyết tốt [63] Phương pháp tổng thể có thé sử dụng bắt cứ nguồn dữ liệu nào li

‘quan đến việc đánh giá chất lượng dong chảy làm đầu vào bao gồm cả các dữ liệu sinh

Ế, và các dữ liệu phụ di kèm Phương pháp tổng thể dựa vào sự quyết định mang tính khoa học và ý kiến của các nhà chuyên gia Do vậy, dựa vào sự tỷ mi trong qué trình tính toán, thu thập dữ liệu, và mé rộng ÿ kiến tư vấn của các chuyên gia Ngoài ra,

và luôn có.e6 những tranh luận về tiêu chuẩn cho một người được coi là "chuyên gi:

nguy cơ có thiểu sót do ý kiến chủ quan giữa các cá nhân [47] Tùy thuộc vào mức độ.đánh giá lượng đữ liệu tha thập được, và mức độ ham vấn của chuyên gia, các ứng dụng của khuôn khổ toàn diện có thé ton nhiều thời gian và rất ton kém kinh phí.

Yeu cầu dữ liệu cho các phương pháp luận tổng thể không dễ ding xác định Nhiều

phương pháp tong thé dựa vio ý kiến của chuyên gia và do đó, các chuyên gia cần

thông tin tốt trong mỗi phẫn của hệ sinh thái

+ — Nhận xét và dink giá: Thông qua phân tích và đánh giá các nghiên cứu có liên

quan tới DCMT trên thé giới, có thé nhận thấy một luận điểm khá rõ ràng, đó là DCMT:

cược ấp dụng tuỷ theo từng yêu cầu đặt m và tay theo đặc điểm của từng LVS cũng như đặc điểm về hệ sinh thái của các LVS đó Với những yêu cầu nhiệm vụ khác nhau như vậy, các nghiên cứu cổ các phương thức tiếp cận khác nhau, phủ hop với từng yêucầu nhiệm vụ cụ thể của từng L` 'S Trên cơ sở phân tích và nắm bắt phương thức tiếpcận của các nglsu được áp dụng với từng nhiệm vụ trong từng LVS cụ thé, Luậnán sẽ kế thừa những điểm tương đồng và đưa ra một phương thức tiếp cận phù hợp nhất

áp dụng cho lưu vực sông Mã tại Việt Nam.

5, Tình hình nghiên cửu ở Việt Nam

6 Việt Nam, khái niệm về sức khoẻ của dòng sông và ngưỡng khai thác sử dụng nguồn

nước đã được nêu lên trong thực tế sản xuất những năm gần đây do tính bức thiết của

nó, dòng chay môi trường là một khải niệm tương đối mới ở nước ta và mới được để

cập đến từ những năm 1995 trở lại đây Đền năm 2008 khi niệm "đồng chiy ti thiểu” mới được hình thành và được quy định trong Luật tài nguyên nước số 17/2012/QH13 nhằm giảm thiểu tình trạng suy thoái và cạn kiệt nguồn nước của các con sông ở Việt Nam Vi vậy, các nghiên cứu hiện nay mới tập trung vào im hiểu các khái niệm, nâng

cao nhận thức và xem xét những điều kiện cần thiết để ứng dụng các phương pháp thông dung trên thể giới vào điều hiện thực tế ở nước ta Trong thỏi gian qua, một số chuyên gia của Việt Nam đã coi dòng chảy môi trường là giá trị dòng chảy tối thiểu của hồ chứa cần xã ra để duy t môi trường khu vục hạ lưu, nhiều ý kiến cho rằng nên

lấy giá tr lưu lượng dng chảy tháng nhỏ nhất ứng với tần suất 90% là dong chảy mỗi

trường Đây chỉ là những phương pháp tương đối, được áp dung trong điều kiện không có đủ số liệu tính toán cụ théfy, hiện nay côn gây nhiễu tranh cải, chưa có sựthống nhất và chưa được quy định cụ thể rong các văn bản pháp quy

Một số nghiền cứu về dòng chảy ối thiểu, dòng chảy mỗi trường ở Việt Nam như sau: ~ Nghiên cứu, xác định dòng chảy tối thiểu của sông Vu Gia - Thu Bồn [64] Nghiên cứu đã sử đụng phương pháp tính toán, xác định đồng chủy ti thigu bằng mô hình kết

hợp với chỉ số thống kẻ, tinh toán thử dẫn lưu lượng để chọn một lưu lượng thấp nhất

tại điểm kiểm soát thỏa mãn cácnhu cầu sử dụng nước (sinh hoạt, côngnghiệp, nông nghiệp, đẩy mặn Dòng chảy môi trường sinh thái được xác định theo

phương pháp Tenant lấy bằng 10% lưu lượng đòng chảy trung bình nhiễu năm.

Do thiếu các số liệu về sinh thải của cúc hệ thủy sinh trên sông nên chưa phản ánh

được đặc tính của hệ thủy sinh ở lưu vực nghiên cứu Vì vậy, chỉ dừng lại ở mức độ.

xúc định dng chảy cho môi trường sinh thái theo % dòng chảy trung bình nhiều năm, ~ Luận án tiếnXây dựng phương pháp xác định DCTT - áp dng tính toán cho hạ du

sông Vu Gia - Thu Bổn, của nghiên cứu sinh Nguyễn Thị Kim Dung (65), Trong

nghiên cứu đã đề xuất DCTT bao gồm 3 thành phần chính là: (1) Dòng chảy duy ti sông, (2) dòng chảy cho nhu cầu nước sinh thai, và (3) dong chảy tối thiểu cho các đối ct dung mô hình MIKE BASIN để tính toáncân bằng nước, mô hình MIKE1 để tính toán thủy lực kiệt, mặn

tượng sử dụng nước trênng Tác giả di

Nghiên cứu đã đề xuất được phương pháp xác định DCTT cho sông Vu Gia - Thu Bồn

như sau: Dòng chảy duy tri sông là dòng chảy tin suất 90%, đồng chảy sinh thái theo

phương phip chu vi mặt cắt ướt vi đồng chiy cho nhu edu sử dung nước xắc định theo tần suất thiết kế 85% Trong đó, đồng chảy sinh thái được xác định bằng phương pháp chu vi mặt cắt ướt, đây là phương pháp đơn giản, nhưng còn nhiều han chế, hưa phảncảnh chính xác về môi trường sinh học của các loài cư trú cho lưu vực sông nghiên cứu.

26

~ Dinh giá nhanh DCMT cho lưu vực sông Hương [66] Nghiên cứu đã tổ chức nhiều

cuộc hội thio nhằm mục dich hỗ trợ cho các nhà quản lý và các đối tượng sử dung

nước trên lưu vục sông Hương các kiến thức v8 nguyễn tắc và kinh nghiệm thực tế về DCMT, thé c 16a dòng chảy môi trường như là một phần chuẳn trong quy hoạch “quản lý tai nguyên nước Nghiên cứu đã đưa ra một số kết luận quan trọng vé các tác

ai do

động tích cực và tiêu cực của công trình đập đối với môi trường xã hội Tuy al

thiều thông tin và số liệu nên công tác đánh giá chủ yếu dựa vào kinh nghiệm và quan sát trực tiếp của các chuyên gia Phương pháp đánh giá chỉ đừng lại ở phương pháp. đánh giá nhanh mã chưa di vào chỉ tết vì vậy kết quả nghiên cứu còn rt han chế,

không có độ tin cậy cao.

- Nghĩ

nguồn nước và DCMT ứng dụng cho lưu vực sông Ba và song Tra Khúc [67] Nghiêncửu cơ sở khoa học va phương pháp tính toán ngưỡng khai thác sử dungcứu đưa ra phương pháp tính toán ngưỡng giới hạn khai thác, sử dụng nước và xâydựng phương pháp tính toán DCMT cho lưu vực sông Ba và sông Trà Khúc Nghiên cứu đã phân tích ưu và nhược điểm của một số phương pháp tính toán DCMT trên thé giới để lựa chọn phương pháp thích hợp cho đề tài: Phương pháp kết hợp giữa phương.

pháp thủy văn (Tennant), phương pháp thủy lực (chu vi ướn).

Nghiên cứu đã đưa ra được tiêu chuẩn lựa chọn đồng chảy môi trường, sinh thai trongmùa lũ, mia cạn với các mức trung bình và tối thiểu Trong đó dòng chảy sinh thái đã uất được êu chun sinh thấi ở mức độ ác định theo cấp bãi vã giã t lư lượng „ do thiếu các số liệu về sinh thái của các dong chảy môi trường tương ứng Tuy nhiê

chỉ tiết về đặc t

tài chỉ đưa ra được một tiêu chuẩn chung, chưa phản ánh lủy sinh trên sông

hệ thủy sinh lưu vực nghiên cứu Mặt khác, phương pháp ma dé tài đề xuất cũng là phương pháp đơn giản chưa phản ánh chỉ tiết về đặc tính của hệ thủy sinh của các lưu vục sông nghiên cứu.

tong Luận án tiến sĩ, Đoàn Thị Tuyết Nga |68] đã giới thiệu một

ác định yé

phương phápcầu dòng chảy môi trường: phương pháp tra bảng, phương pháp phân tíchsé liệu, phương pháp phân ích chức năng, phương pháp mô hình hoá mỗi trường sống Luận án đã trình bay kết quả nghiên cứu về dong chảy môi trường trên sông Day đoạn từ Hát Môn đến Ba Thi qua việc sử dụng phương pháp phân ích sé liệu dựa trên dữ

liệu thuỷ văn kết hợp dữ liệu chất lượng nước Qua việc xác định dòng chảy tối thiểu.

ên cứu đồng chảy môi trường, đã để 1a biện pháp guản lý ti nguyên nude Tuy nại

trong Luận án chỉ là một mục nhỏ nhưng cũng đã phân tích thực trạng dòng chảy trong cđoạn sông theo các tiêu chuẩn về đồng chảy và chất lượng nước sông Phin về sinh thái chưa được đề cập nhiều do thiếu số liệu

= Tình hình nghiên cứu trên lưu vực sông Mã: Hiện nay có khá nhiều nghiên cứu trên

sông Mã liên quan đến lĩnh vục tải nguyên nước như: Tổng quan quy hoạch thủy lợi sông Mã [69] nghiên cứu đã đưa ra được một số giải pháp nhằm bổ sung nguồn nước ;ho lưu vực như dé xuất xây dựng hỗ cửa Đạt, hd Trung Sơn và một và phòng chống.

sé công trình lợi dụng tổng hợp khác phần thượng nguồn như hồ Pa Ma Tổng quan “quy hoạch thủy lợi khai thác bậc thang sông Mã phục vụ phát triển kinh tế xã hội hạ du (70), đã đề xuất xây dựng nhiều công trình vừa và nhỏ để lấy nước, tích nước phục vụ

tại chỗ các nh cầu về tưới, tiêu, phòng chống lũ và công trình lợi dụng tổng hợp: Quy

hoạch Thủy lợi lưu vực sông Mã [5], đã để cập và xem xét đến những vin để về thay đổi các yêu ổ lượng mưa, dòng chảy do BDKH, những yếu tổ ác động để từ đó đưa ra ích ứng như xây dựng công trình điều tiết nước (các hỗ chứa tích một số các kịch bản.

nước) công trinh ngăn mặn giữ ngọt, nghiên cứu các phương án cắp nước và diy mặn

cho hạ du Ngoài ra còn có các nghiên cứu khoa học khác như:

++ Nguyễn Quang Trung [71] nghiên cứu, đánh gid tác động dng chảy kit anh hướngtới sản xuất nông nghiệp, thuỷ sản vùng ha du sông Cả và sông Mã BE xuất được các

giải phip thủy lợi để hạn chế các ảnh hướng bất lợi của chế độ dng chảy mite cạn phục vụ cho sản xuất nông nghiệp, thuỷ sản

Đề tài đã đánh giá hiện trạng và nguyên nhân hạn hán và xâm nhập mặn tại vùng hạ lưu sông Cả vi sông Ma, những tác động cia han hin đến sin xuất nông nghiệp, thủy

sản và đời sống KTXH; Tính toán cân bằng nước xác định lượng nước thiết hụt cho các

vùng và toàn vũng hạ lưi sông Cả, sông Mã theo các tin suất hạn 75%, 85%, 90%, ĐỂ

uất các giải pháp thủy lợi và nông nghiệp phủ hợp phục vụ sản xuất nông nghiệp và

thủy sản cho cả vũng ha lưu sông Cả và xôngMã, các giải pháp quản lý khai thác thing, các giải pháp vỀ nông nghiệp cũng như các giải pháp hỗ trợ khác

+ — Nhận xét đánh giá các nghiên cứu ở Việt Nam

- DCT và DCMT ở Việt Nam đã được các nhà khoa học chú ý nghiên cứu nhiễu hơn 28