Bảo vệ đối tượng nước khỏi cạn kiệt Bảo vệ đối tượng nước khỏi cạn kiệt Bởi: PGS TS NGƯT Phạm Văn Huấn Việc sử dụng tích cực sông suối, thủy vực nước ngầm nguồn cấp nước dẫn tới cạn kiệt tài nguyên nước mặt nước ngầm vùng Trong sông suối thủy vực cần phải để lại lượng nước đảm bảo trì sinh thái thuận lợ đối tượng nước mà điều kiện nhu cầu dùng nước Lượng nước cần để lại sông gọi dòng chảy cho phép tối thiểu, thủy vựcnó đặc trưng mực nước cho phép tối thiểu Do đó, cạn kiệt nước - hạ thấp đáng kể dòng chảy hay mực nước cho phép tối thiểu việc lấy nước, dẫn tới phá vỡ cân sinh thái điều kiện nhu cầu dùng nước Trước hết, cạn kiệt nước quan trắc vào mùa nước (mùa chuyển tiếp, mùa kiệt mùa dòng chảy bé nhất) đáng kể làm thay đổi chế độ dòng chảy Sự giảm đột ngột dòng chảy, làm ngừng vào mùa kiệt, diễn can thiệp người mà không tính trước gây tình hình trầm trọng trạm nhiệt điện, để đảm bảo hoạt động đòi hỏi phải đầy đủ lượng nước cần thiết Việc giảm đáng kể dòng chảy sông ngòi tự nhiên thời kỳ kiệt hay hạ thấp mực nước hồ xảy việc xây dựng công trình lấy nước hay ao hồ chứa đề tưới cấp nước cunãg việc lấy nước để chuyển dòng chảy Trong tất lĩnh vực kinh tế quốc dân theo thể tích nhu cầu dùng nước kinh tế nông nghiệp đứng vị trí dố Hiẹn dùng cho tưới, làm ngập cấp nước kinh tế nông nghiệp sử dụng 75 % nhu cầu dùng nước không hoàn lại Liên Xô Ảnh hưởng tưới lên dòng chảy sông ngòi mang tính mùa vụ chủ yếu thể vào thời kỳ phát triển sinh trưởng thực vật, trùng với thời kỳ kiệt mùa hè sông Khi mùa kiệt bắt đầu sớm dài việc lấy nước để tưới ảnh hưởng đến dòng chảy lớn nhiêu tăng ảnh hưởng với tưới hệ thống Trong trường hợp bốc mạnh, lấy nước để tưới làm cho tất nước hoa tổn qua bốc hơi, ảnh hưởng tưới cực đại mầm mống để chấm dứt dòng chảy cacsoong nhỏ phần sông trung bình, thường hay gặp vào mùa hè nhiều sông lãnh thổ khô hạn (sông ngòi vùng bán sơn địa Trung Á, Bắc Cápcazơ v.v ) Trường hợp đặc biệt, ảnh hưởng tháo hoàn toàn nước sông để thoả mãn nhu cầu dùng nước nông nghiệp Điều quan trắc thấy vùng sa mạc bán sa mạc 1/5 Bảo vệ đối tượng nước khỏi cạn kiệt Với hạ thấp đáng kể nước tổn thất không hoàn lại sử dụng cho tưới ghi nhận giảm mạnh dòng chảy sông, Khi diễn tái phân bố dòng chảy kiệt theo dọc sông - giảm đột ngột chỗ lấy nước tăng chỗ thấp theo chiều dòng chảy có bổ sung nước ngầm Tổn thất nước ngầm bốc bổ sung abừng cách tiêu úng từ đầm lầy, diệt trừ loại cỏ hoang ưa ẩm, giảm bớt diện tích tưới Tuy nhiên tăng tiếp tục việc lấy nước dẫn tơí không giảm rõ rệt dòng chảy kiệt mà làm hết hẳn (Xưđaria, Amuađaria, Terek v.v ) Sự giảm mạnh dòng chảy kiệt sông ngòi tác động tưới diến vào năm nước Khi ảnh hưởng tăng theo lãnh thổ, bên cạnh việc tưới hệ thống bắt đầu hoạt động tưới định kỳ Bức tranh tương tự quan trắc xem xét ảnh hưởng việc lấy nước để tưới từ hồ Mức độ ảnh hưởng mức độ lứon phụ thuộc vào thể tích nước việc lấy nước Tưới lãnh thổ rộng lớn gây nên hạ dòng chảy kiệt vào nửa đầu mùa hè, thường chi phối tới tăng vào cuối màu hè, thu chí đông, mà bắt đầu châm ổn định tương đốiứt sau chấm dứt việc lấy nước từ sông để tưới dòng nhập lưu nước ngầm bắt đầu đổ vào mạng lưới sông ngòi (nước hoàn trả) Đánh giá ảnh hưởng đất tưới đến dòng chảy mùa kiệt cần thực với việc tính đến đặc điểm địa lý tự nhiên địa phương lãnh thổ, tính chất tưới định mức thời hạn tưới Giá trị tính toán dòng chảy tự nhiên thường lưu lượng nước cực tiểu 30 ngày suất đảm bảo 80 - 85 % vào thời kỳ kiệt mùa hè Ảnh hưởng việc lấy nước sông cho công nghiệp dịch vụ công cộng tổng thể nhỏ ảnh hưởng việc lấy nước tưới Phần chúng, hiển nhiên, khoản 10 % tổng nhu cầu dùng nước phần lớn nước sử dụng hoàn trả vàp sông ngòi (hay thủy vực) Nhu cầu dùng nước không hoàn trả công nghiệp kinh tế dịch vụ công cộng chiếm trung bình 20 - 30 % Tuy nhiên vùng riêng biệt thay đổi đáng kể vào mùa kiệt tái phân bố chúng theo dọc sông hay theo lãnh thổ (lấy nước từ sông thải vào sông khác) Đối với sông ngòi chảy vùng trung tâm công nghiệp lớn, ảnh hưởng việc lấy nước đoạn sông riêng biệt lớn Chiều dài vùng hàng kilomet Thí dụ, việc lấy nước từ sông Matxcơva vùng Pavsino chiếm gần 10 m3/s với dòng chảy mùa kiệt trung bình nhiều năm 11 m3/s Trong hàng loạt thành phố điẻm dân cư ngoại ô Matxcơva việc lấy nước 12 % dòng chảy năm sông Kliazma, Poli, Pakhrư 2/5 Bảo vệ đối tượng nước khỏi cạn kiệt So sánh thay đổi diễn dòng chảy sông ngòi tự nhiên động lực phát triển hoạt động kinh tế lưu vực cho phép đánh giá định lượng ảnh hưởng đến dòng chảy sông ngòi Một cách tương tự tiến hành hồ Đánh giá định lượng ảnh hưởng hoạt động kinh tế đến dòng chảy cách so sánh dòng chảy tự nhiên dòng chảy bị phá vỡ thời đoạn hay phương pháp cân Trong trường hợp thứ nhất, tiến hành khảo sát dao động nhiều năm dòng chảy tuyến đo sông xét, diễn ảnh hưởng nhân tố tự nhiên (thiên nhiên) chúng thực đánh giá quy mô thay đổi quan trắc dòng chảy chế độ nước sông ngòi tác động ánước thải công cộng hoạt động kinh tế lưu vực Phương pháp so sánh cho phép xác định ảnh hưởng tổng cộng ánước thải công cộng hoạt động kinh tế lưu vực sông ngòi cho trước hay vùng riêng biệt Khi cần thiết có điểm với thời kỳ quan trắc dòng chảy dài điều kiện tự nhiên bị phá vỡ Với phương pháp cân khảo sát nghiên cứu cán cân nước, nhiệt mặn đoạn lưu vực, tiến hành dạng hoạt động kinh tế khác nhau, đoạn lòng sông nằm vùng ảnh hưởng kênh dẫn nơi lấy nước tương tự Phương pháp cân cho phép xác định ảnh hưởng cá biệt nhân tố hoạt động kinh tế cụ thể lên dòng chảy sông ngòi, khám phá chất vật lý trình xác định ảnh hưởng tương lai Không phức tạp tiến hành đánh giá cán cân nước lòng sông tính đến ảnh hưởng việc lấy (đổ) nước lên dòng chảy sông ngòi, có đủ tài liệu đáng tín cậy đại lượng Tuy nhiên sử dụng phương pháp cân đòi hỏi khố lượng khảo sát thực địa chuyên ngành công phu Đơn giản thường hay áp dụng sử dụng phương pháp so aánh để đánh giá ảnh hưởng việc lấy nước lên dòng chảy sông ngòi phương pháp khôi phục dòng chảy tự nhiên sông ngòi, nằm điều kiện bị phá vỡ Các sông so sánh cần phải có thời gianđồng quan trắc đủ dài dòng chảy điều kiện bị phá vỡ không phs vỡ Điều kiện hình thành dòng chảy sông nghiên cứu sông tương tự gần kết thu nhận tin cậy nhiêu Xác định ảnh hưởng việc lấy nước cách xây dựng đồ thị quan hệ tích phân (hay luỹ tích) giá trị dòng chảy sông với chế độ bị phá vỡ (hay sông nghiên cứu) sông tương tự Thời kỳ phá vỡ tách đồ thị quan hệ vùng chênh lệch cực đoan giá trị nước thải công cộng điểm thực nghiệm với hướng đường quan hệ tổng quát Tất nhiên, quan hệ sông nghiên cứu sông tương tự thời kỳ không bị phá vỡ phải có dạng tuyến tính Thủ thuật tương tự đánh giá thay đổi dòng chảy sông ngòi thời kỳ bị phá vỡ nhạy áp dụng cho mùa kiệt, phá vỡ dòng chảy thường có trọng số lớn thời kỳ Trên hình 5.1 đồ thị sông Poli (lãnh thổ lưu vực bồn trầm tích sông Matxcơva) So sánh đồ thị thời kỳ nhiều nước chứng tỏ giảm dòng chảy mạnh diễn thời kỳ kiệt, mà tỷ số lượng nước lấy từ sông Poli 3/5 Bảo vệ đối tượng nước khỏi cạn kiệt dòng chảy cực đại Thời gian bắt đầu phá vỡ, tách đồ thị trùng với bắt đầu tăng cường hoạt động kinh tế lưu sông xét Nếu giá trị hệ số tương quan cặp nhỏ 0,80 tập trung sử dụng vài sông tương tự để tăng độ xác đánh giá phá vỡ dòng chảy Khi tính toán thực với việc áp dụng tương quan tuyến tính bội Hình 5.1 Quan hệ tích phân tổng dòng chảy sông tương tưh sông chế độ bị phá vỡ mùa xuân (a) mùa kiệt (b) Sử dụng đường cong tích phân để đánh giá phá vỡ dòng chảy hoạt động kinh tế cho phép xác định quy mô phá vỡ chung, không đánh giá ảnh hưởng nhân tố nhân sinh Cho nên phương pháp sử dụng vào mục đích có ảnh hưởng yếu tố trội vùng ảnh hưởng tưới Sự thay đổi dòng chảy chi tiết theo dọc sông diễn việc lấy nước xác định với việc thành lập cán cân nước lòng sông Cho mục đích thu thập thông tin tối đa cần thiết thực tổ hợp công việc thực địa, bao gồm tập hợp thông tin thể tích sử dụng nước sông cho kinh tế tiến hành trắc địa đo đạc thủy văn đoạn sông nghiên cứu Các thành phần phương trình cân nước thường thay đổi lưu vực hay đoạn sông khác phụ thuộc vào tính chất hoạt động kinh tế Một dạng cán cân nước lòng sông viết dạng sau đây: Qn + Qc − Qr − ∑ Qd − Qt = (5.1) với Qn - nhập lưu nước sông qua tuyến đổ vào; Qr - dòng xuất từ đoạn qua tuyến ra; Qc - nhập lưu từ khu giã từ sườn bên cạnh; Qd - lưu lượng nước lấy; Qt - thấm từ lòng sông 4/5 Bảo vệ đối tượng nước khỏi cạn kiệt Với việc đánh giá định lượng ảnh hưởng hoạt động kinh tế đến dòng chảy sông ngòi thời kỳ nướcvới mục đích tiến hành nghiên cứu tổng hợp, số liệu phương trình cân bằng, kết thu so sánh dao động nhiều năm lượng nước sông động lực khia phá kinh tế lưu vực Khi kế hoạch hóa việc lấy nước từ sông (hay hồ) cần phải xác định lưu lượng nước cho phép tối thiểu (hay thể tích nước) cần giữ lại Xác định lưu lượng nước cho phép tối thiểu lại sông việc khai thác kinh té vấn đề tổng hợp Lưu lượng nước lại sông cần thoả mãn hàng loạt đòi hỏi trước hết tiêu chuẩn vệ sinh nhu cầu dùng nước nhà dùng nước sông nằm phía Khi tính toán lưu lượng nước cho phép tối thiểu giữ lại sông cần tính đến chế độ nước sông vào thời kỳ nước năm dòng chảy cực tiểu đáng kể tính chất thời kỳ nước kiệt độ dài Với mùa kiệt ổn định kéo dài tạo điều kiện không thuận lợi cho việc lấy nước từ sông Cho nên việc tính toán lưu lượng nước cho phép tối thiểu sông cần tiến hành với việc tính đến lưu lượng nước cực tiểu hay mùa kiệt (với việc không bỏ qua thay đổi lớn chất lượng nước) độ dài thời kỳ Thường thường để bảo toàn trạng thái tự nhiên sông ngòi, cần giữ dòng chảy (không phá vỡ chất lượng nước) tương ứng với đại lượng nuôi dưỡng sông nước ngầm, tức gần với dòng chảy kiệt tự nhiên Tuy nhiên độ dài lớn thời kỳ kiệt phần lớn sông ngòi Liên Xô vào mùa đông hay hè - thu trường hợp làm hạn chế đáng kể khả sử dụng chúng để lấy nước Trong quan trắc dao động lớn dòng chảy kiệt theo năm Do vậy, việc nghiên cứu trạng thái tự nhiên sông ngòi vào năm nước với giá trị dòng chảy nhỏ thời kỳ kiệt có ý nghĩa lớn Nếu điều kiện vậy, sông giữ nguồn lợi sinh thái giá trị dòng chảy kiệt (hay cực tiểu) chấp nhận cho phép tối thiểu (nếu sông tạo điều kiện ranh giới lợi ích sinh thái), gốc để tính toán Lưu lượng nước tính toán (vệ sinh) giữ lại sông xác định cách dẫn hệ số tính đến tổ hợp nhân tố khác nhau, đặc trưng cho ý nghĩa kinh tế sông ngòi, chế độ sinh hóa thủy hóa chúng, khả tự làm sạch, dạng ô nhiễm điều kiện khác, ảnh hưởng đến chất lượng nước 5/5 .. .Bảo vệ đối tượng nước khỏi cạn kiệt Với hạ thấp đáng kể nước tổn thất không hoàn lại sử dụng cho tưới ghi nhận giảm mạnh dòng chảy sông, Khi diễn tái phân bố dòng chảy kiệt theo dọc... kỳ nhiều nước chứng tỏ giảm dòng chảy mạnh diễn thời kỳ kiệt, mà tỷ số lượng nước lấy từ sông Poli 3/5 Bảo vệ đối tượng nước khỏi cạn kiệt dòng chảy cực đại Thời gian bắt đầu phá vỡ, tách đồ... lưu nước sông qua tuyến đổ vào; Qr - dòng xuất từ đoạn qua tuyến ra; Qc - nhập lưu từ khu giã từ sườn bên cạnh; Qd - lưu lượng nước lấy; Qt - thấm từ lòng sông 4/5 Bảo vệ đối tượng nước khỏi cạn