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 DÒNG CHẢY TỐI THIỂU NHẰM QUẢN LÝ BỀN VỮNG TÀI NGUYÊN NƯỚC VÙNG HẠ DU SÔNG MÃ LUẬN ÁN TIẾN 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 TỐI THIỂU NHẰM QUẢN LÝ BỀN VỮNG TÀI NGUYÊN NƯỚC VÙNG HẠ DU SÔNG MÃ Chuyên ngành: Kỹ thuật Tài nguyên nước Mã số: 9-58-02-12 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC GS.TS TRẦN VIẾT ỔN TS LÊ VIẾT SƠN HÀ NỘI, NĂM 2019 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan Luận án tiến sĩ “Nghiên cứu xác định dòng chảy tối thiểu nhằm quản lý bền vững tài nguyên nước vùng hạ du sông Mã” cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu tài liệu luận án trung thực chưa công bố công trình nghiên cứu Tất tham khảo kế thừa trích dẫn tham chiếu đầy đủ Tác giả Luận án Lương Ngọc Chung i LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian nghiên cứu, nhận hướng dẫn tận tình thầy hướng dẫn, hỗ trợ gia đình, bạn bè, đồng nghiệp, thầy cô Nhà trường để tơi hồn thành Luận án Đầu tiên, tơi xin bày tỏ biết ơn sâu sắc tới GS.TS Trần Viết Ổn người có định hướng trực tiếp hướng dẫn, bảo cho tơi suốt q trình nghiên cứu; Tôi xin cảm ơn chân thành đến TS Lê Viết Sơn người bạn, người hướng dẫn thứ hai hỗ trợ có nhiều ý kiến chuyên môn quý báu cho nghiên cứu Tôi xin cảm ơn Bộ môn Kỹ thuật Quản lý tưới, Khoa Kỹ thuật Tài nguyên nước, Phòng Đào tạo Sau đại học, Trường Đại học Thủy lợi tạo điều kiện tốt cho suốt thời gian học tập nghiên cứu vừa qua Xin chân thành cảm ơn bạn bè, đồng nghiệp Viện Quy hoạch Thủy lợi hỗ trợ tạo điều điều kiện cho tơi q trình thực Luận án Đặc biệt, xin chân thành cảm ơn người thân gia đình ln động viên, hỗ trợ khích lệ tơi vượt qua thời điểm khó khăn để hồn thành Luận án Xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, tháng năm 2019 ii MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết Mục tiêu nghiên cứu Luận án 3 Đối tượng phạm vi nghiên cứu: Phương pháp nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn Bố cục Luận án CHƯƠNG TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU VỀ DÒNG CHẢY TỐI THIỂU VÀ LƯU VỰC SÔNG MÃ 1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu dòng chảy tối thiểu, dòng chảy môi trường lưu vực sông 1.1.1 Khái niệm dòng chảy tối thiểu, dòng chảy mơi trường 1.1.2 Vai trò dòng chảy tối thiểu 1.1.3 Tổng quan nghiên cứu dòng chảy tối thiểu 1.2 Tổng quan lưu vực sông Mã 31 1.2.1 Giới thiệu chung 31 1.2.2 Tình hình phát triển kinh tế - xã hội lưu vực sông Mã 33 1.2.3 Hiện trạng môi trường, sinh thái vùng hạ du lưu vực sông Mã 35 1.2.4 Lịch sử khai thác, sử dụng nguồn nước sông Mã 38 1.3 Định hướng nghiên cứu vấn đề cần giải Luận án 40 1.4 Kết luận chương 42 CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH DÒNG CHẢY TỐI THIỂU HẠ DU SÔNG MÃ 43 2.1 Nhận diện tác động đến chế độ dòng chảy hạ du sông Mã 43 2.1.1 Những tác động tự nhiên 43 2.1.2 Những tác động hoạt động kinh tế - xã hội 46 2.1.3 Biến động nhu cầu sử dụng nước lưu vực 53 2.1.4 Hệ tác động 53 2.2 Xây dựng phương pháp xác định dòng chảy tối thiểu cho hạ lưu sơng Mã 61 2.2.1 Phương pháp xác định dòng chảy tối thiểu 61 2.2.2 Phương pháp mơ hình tốn để mơ tnh tốn chế độ dòng chảy 64 2.2.3 Phương pháp khảo sát, đo đạc, lấy mẫu phân tích phòng thí nghiệm 71 2.2.4 Phương pháp xác định dòng chảy cho giao thông thủy 77 2.3 Thiết lập mơ hình thủy lực cho mùa cạn mạng sông Mã 78 2.3.1 Sơ đồ mạng sông 78 2.3.2 Số liệu đầu vào, biên tnh toán 79 2.3.3 Mô phỏng, hiệu chỉnh kiểm định mơ hình 81 2.4 Thiết lập mơ hình sinh thái vùng hạ lưu sông Mã 84 2.4.1 Số liệu đầu vào, biên tnh toán 84 2.4.2 Đánh giá mức độ phù hợp lồi với điều kiện mơi trường 90 2.5 Kết luận chương định hướng nội dung chương 91 CHƯƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 93 3.1 Tính tốn xác định dòng chảy tối thiểu vùng hạ du sông Mã 93 3.1.1 Xác định điểm kiểm sốt dòng chảy tối thiểu 93 3.1.2 Kết tnh toán thủy lực mùa cạn hạ lưu sông Mã 97 3.1.3 Xác định lưu lượng cho nhu cầu sử dụng nước đoạn sông 102 3.1.4 Xác định dòng chảy mơi trường khơng tiêu hao 104 3.1.5 Xác định dòng chảy tối thiểu vùng hạ du sông Mã 115 3.2 Phân tch phù hợp dòng chảy tối thiểu .116 3.2.1 So sánh kết tính tốn với kết phương pháp Tessman 116 3.2.2 Sự phù hợp DCTT với dòng chảy mùa cạn diễn khứ 119 3.3 Các giải pháp trì dòng chảy tối thiểu vùng hạ du sơng Mã 121 3.3.1 Giải pháp điều hành hồ chứa 122 3.3.2 Đề xuất giải pháp quản lý 126 3.4 Kết luận Chương .127 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 128 Kết luận 128 Kiến nghị 129 Những hạn chế định hướng nghiên cứu .130 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ .131 TÀI LIỆU THAM KHẢO .132 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Mối liên hệ vai trò dòng chảy tối thiểu chức hệ sinh thái [12] Bảng 1.2 Phân loại mơ hình mục đích loại [13], [14] .10 Bảng 1.3 Phân tích, so sánh mơ hình .11 Bảng 1.4 Tỷ lệ phần trăm (%) dòng chảy năm trung bình nhiều năm (Qo) dùng cho tnh tốn dòng chảy mơi trường theo phương pháp Tennant [17] 13 Bảng 1.5 Dòng chảy năm trung bình số vị trí lưu vực sông Mã .32 Bảng 1.6 Kết điều tra trạng khai thác thủy sản sông Mã [73] 34 Bảng 1.7 Số lượng động, thực vật ghi nhận hạ lưu sông Mã [73] 36 Bảng 1.8 So sánh thành phần lồi cá sơng Mã với khu vực nghiên cứu khác [73] 38 Bảng 1.9 Quy mô khai thác nguồn nước sông Mã qua thời kỳ [5] .40 Bảng 2.1 Bình quân lượng mưa năm thập kỷ trạm sông Mã [74] 45 Hình 2.3: Diễn biến lượng mưa mùa khơ trạm sông Mã 45 Bảng 2.2 Bình qn lượng mưa mùa khơ thập kỷ trạm sơng Mã [74] 46 Bảng 2.3 Bình qn lượng mưa mùa mưa thập kỷ trạm sơng Mã [74] 46 Bảng 2.4 Diễn biến tnh hình phát triển dân số lưu vực sông Mã [5], [72] 52 Bảng 2.5 Diễn biến sản xuất ngành nông nghiệp lưu vực [5], [72] 52 Bảng 2.6 Diễn biến sản xuất ngành công nghiệp lưu vực sông Mã [5] 52 Bảng 2.7 Biến động nhu cầu sử dụng nước lưu vực sông Mã [70], [5] 53 Bảng 2.8 Xếp hạng chất lượng nước theo số đa dạng Shannon [84] 74 Bảng 2.9 Xếp hạng mức độ đa dang theo số Margalef 76 Bảng 2.10 Địa hình lòng dẫn mạng sông Mã [5], [85] .79 Bảng 2.11 Chỉ tiêu biên gia nhập khu sông Mã 80 Bảng 2.12 Kết mực nước thực đo tnh tốn mơ 81 Bảng 2.13 Kết nồng độ mặn thực đo tính tốn mô 82 Bảng 2.14 Kết mực nước thực đo tính tốn kiểm định .82 Bảng 2.15 Kết nồng độ mặn thực đo tính tốn mơ kiểm định 83 Bảng 2.16 Lưu lượng thấp ngày ngày vùng nghiên cứu 86 Bảng 2.17 Một số thông tin lồi cá lựa chọn hạ du sơng Mã 87 Bảng 2.18 Mức độ phù hợp với số yếu tố môi trường cá Chép [86] 88 Bảng 2.19 Mức độ phù hợp với số yếu tố môi trường cá Ngạnh thường [87] 8 Bảng 2.20 Mức độ phù hợp với số yếu tố môi trường cá Đối đất [88] 89 Bảng 2.21 Mức độ phù hợp với số yếu tố môi trường cá Bống [89] 89 Bảng 2.22 Mức độ phù hợp với số yếu tố môi trường cá Bống cát tối [92] 89 Bảng 3.1 Tần suất dòng chảy năm, dòng chảy mùa cạn trạm Cẩm Thủy 98 Bảng 3.2 Tần suất lưu lượng mùa cạn trạm Cẩm Thủy 1999 2010÷2015 99 Tên mẫu MC2 7-1 MC2 7-2 MC2 7-3 MC2 8-1 MC2 8-2 MC2 8-3 MC2 9-2 MC2 9-2 MC2 9-3 MC2 10-1 MC2 10-2 MC3 1-1 MC3 1-3 MC3 2-1 MC3 2-2 MC3 2-3 MC3 3-3 MC3 4-1 MC3 5-2 MC3 7-1 MC3 7-3 MC4 1-1 MC4 1-2 MC4 1-2 MC4 1-3 MC4 2-1 MC4 2-3 MC4 3-1 MC4 4-1 MC4 4-3 MC4 5-1 MC4 5-3 MC4 7-1 MC4 (3) MC5 1-1 MC5 1-2 MC5 1-3 MC5 2-1 MC5 2-2 MC5 2-3 MC5 3-1 MC5 3-2 MC5 3-3 MC5 4-1 MC5 4-2 MC5 4-2 Bụi (dưới 0,06mm) 24,63 24,50 12,78 8,38 12,86 23,32 25,80 16,05 18,96 17,84 6,84 25,68 15,86 22,72 7,85 35,82 24,76 19,42 45,08 28,76 20,56 33,78 37,90 5,93 34,94 46,84 34,28 23,58 24,94 27,16 28,68 16,64 16,12 23,80 16,94 12,36 3,55 8,20 14,10 19,50 16,12 15,42 13,08 4,22 13,94 19,06 Tỉ lệ theo kích thước hạt (%) Cát (0,06÷ Sỏi mịn (2÷ Sỏi (8÷ 2mm) 8mm) 64mm) 74,92 0,45 64,10 11,40 85,26 1,96 80,08 11,54 84,40 2,74 73,10 3,58 57,86 16,34 77,00 6,95 77,70 3,34 68,00 14,16 88,66 4,50 71,61 2,71 79,27 4,86 71,44 5,84 91,16 1,00 57,52 6,66 64,66 10,58 77,38 3,20 54,18 0,74 67,28 3,96 67,58 11,86 61,96 4,26 59,16 2,94 93,72 0,34 62,28 2,78 52,56 0,60 63,12 2,60 72,52 3,90 69,06 6,00 69,09 3,76 69,96 1,36 80,28 3,08 80,46 3,42 73,88 2,32 76,44 6,61 81,08 6,56 94,91 1,54 85,16 6,64 82,34 3,56 79,95 0,55 72,06 11,82 79,76 4,82 84,56 2,36 93,39 2,39 83,36 2,70 79,44 1,50 146 Sỏi đá (64÷ 264mm) Tên mẫu MC5 4-3 MC5 5-1 MC5 5-2 MC5 5-5 MC6 1-1 MC6 1-2 MC6 1-3 MC6 2-1 MC6 2-2 MC6 2-3 MC6 3-1 MC6 3-2 MC6 3-3 MC6 4-1 MC6 4-3 U16 TRẠM TV1 Bụi (dưới 0,06mm) 50,00 3,44 29,37 22,06 10,50 0,30 20,07 18,04 13,76 5,86 41,04 27,02 18,54 39,02 28,26 1,00 26,71 Tỉ lệ theo kích thước hạt (%) Cát (0,06÷ Sỏi mịn (2÷ Sỏi (8÷ 2mm) 8mm) 64mm) 46,65 3,35 94,82 1,74 69,74 0,89 75,44 2,50 88,54 0,96 99,53 0,17 76,71 3,22 79,06 2,90 81,60 4,64 92,93 1,21 55,45 3,51 71,80 1,18 78,70 2,76 54,90 6,08 68,78 2,96 99,00 0,00 67,36 5,93 Sỏi đá (64÷ 264mm) Ghi chú: - MC1: Thượng nguồn ngã ba sông Mã-Bưởi - MC2: Thượng nguồn ngã ba Mã-Lèn - MC3: Sông Lèn (gần cầu Lèn cũ) - MC4: Thượng nguồn ngã ba sông cầu chày - sông mã - MC5: Thượng nguồn ngã ba sông chu - sông Mã - MC6: Sông Chu - Mỗi đoạn sông đo số mặt cắt, mặt cắt lấy 2÷3 mẫu đất 147 Phụ lục 3: Kết tính tốn thủy lực mùa cạn chuỗi 35 năm (1980÷2015) Bảng (phụ lục 3) Kết lưu lượng trung bình mùa cạn, trung bình tháng kiệt trung bình tháng kiệt số vị trí sơng mùa cạn năm từ 1980÷2015 QTB-Cẩm Thủy (m /s) Năm 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 Mùa kiệt 117,5 143,8 139,6 153,3 139,1 154,4 169,6 118,6 120,3 117,4 154,1 125,4 122,1 120,4 130,4 115,6 117,4 161,7 122,6 96,6 139,4 149,4 147,6 245,0 228,7 119,0 131,1 127,7 146,7 182,5 tháng kiệt 100,7 117,9 131,2 142,6 112,8 140,6 120,2 111,7 101,8 99,6 141,2 115,1 103,2 87,2 110,1 89,2 105,6 162,0 111,6 68,6 113,5 127,6 116,1 221,6 191,9 114,7 120,7 110,6 140,2 158,5 Tháng 94,8 105,8 118,2 127,8 103,6 121,2 107,3 106,7 96,5 93,7 118,9 112,6 96,7 85,6 110,1 89,0 97,6 152,7 100,6 59,6 107,6 109,8 108,4 210,4 143,9 108,0 118,1 101,8 131,9 140,2 QTB-Lý Nhân (m /s) Mùa kiệt 104,7 142,7 138,2 151,2 136,3 155,0 168,4 116,3 116,4 114,0 151,8 123,3 108,5 117,4 128,4 113,3 114,9 161,4 120,7 94,9 136,1 144,8 144,5 242,2 224,7 117,4 129,2 125,3 144,9 181,0 tháng kiệt 97,8 116,6 129,9 140,2 110,1 141,1 118,8 109,2 97,9 96,2 139,3 112,9 99,7 84,0 108,2 87,8 103,1 161,4 110,0 66,1 110,4 125,2 113,7 218,8 188,7 113,2 119,2 108,6 138,5 157,8 Tháng 91,8 104,3 116,8 124,1 101,1 120,7 106,3 104,3 92,7 89,9 116,9 109,1 93,1 84,4 107,1 87,3 95,2 151,4 98,7 57,1 105,9 107,4 105,5 208,0 141,2 105,7 116,9 101,1 129,4 139,0 148 QTB-Sét Thôn (m /s) Mùa kiệt 89,6 141,2 127,0 143,7 133,4 157,0 165,2 108,9 99,9 104,5 152,3 114,1 92,1 109,9 120,1 91,8 106,8 170,8 109,4 88,9 126,4 137,7 143,1 232,1 211,6 102,9 124,6 117,0 131,9 180,5 tháng kiệt 81,7 110,2 118,3 128,8 96,2 142,7 112,2 99,0 80,7 84,4 142,3 103,0 81,6 68,3 96,3 79,4 92,4 167,2 98,2 54,1 95,3 114,4 101,2 204,2 172,2 97,7 106,8 94,6 124,5 146,4 Tháng 75,2 95,9 104,4 110,6 87,1 118,4 99,3 94,2 75,4 82,6 120,2 98,4 74,0 68,2 94,4 78,7 88,2 151,3 86,6 42,0 93,5 96,0 92,6 193,0 123,8 88,1 104,2 88,3 114,1 126,6 QTB-XuânKhánh (m /s) Mùa 3thángTháng kiệt kiệt 7,8 5,0 4,9 31,5 24,6 15,7 16,9 13,4 10,7 25,3 16,9 7,9 25,1 8,8 7,7 28,3 19,2 15,5 46,2 21,0 12,9 14,3 9,9 9,8 14,3 5,0 4,9 24,5 9,9 7,5 46,8 38,3 22,9 23,9 19,6 17,4 6,9 3,7 3,4 20,1 4,3 3,6 29,9 13,4 14,9 32,3 13,9 12,2 20,5 14,0 9,6 47,1 46,4 33,0 16,5 10,9 7,2 24,0 9,2 4,5 40,4 18,9 15,6 37,7 23,9 9,1 32,8 16,1 13,0 26,1 15,0 11,3 18,7 9,2 4,8 7,3 5,1 4,6 32,8 21,8 19,2 15,7 8,4 7,7 35,8 27,0 22,2 44,7 29,0 26,0 QTB-XuânKhánh (m /s) Năm Mùa tháng Tháng Mùa tháng Tháng Mùa tháng Tháng Mùa 3thángTháng kiệt kiệt kiệt kiệt kiệt kiệt kiệt kiệt 2010 131,9 107,2 91,1 119,4 104,6 88,4 104,5 89,0 72,5 9,2 8,4 8,5 2011 135,4 113,4 105,8 132,9 110,8 102,2 125,0 100,3 89,9 33,9 34,5 31,3 QTB-Cẩm Thủy (m /s) QTB-Lý Nhân (m /s) QTB-Sét Thôn (m /s) 2012 138,6 110,0 99,8 135,6 107,6 97,1 129,3 98,1 86,8 69,7 66,4 63,5 2013 139,6 118,6 110,4 138,0 116,5 108,3 131,5 110,6 101,1 62,3 52,5 43,5 2014 122,8 112,1 105,5 121,1 110,1 103,7 115,2 101,5 94,9 64,1 50,5 32,4 2015 123,4 109,7 102,7 110,8 106,9 100,0 97,8 93,4 86,3 78,3 70,5 72,6 Bảng (phụ lục 3): Kết lưu lượng max, số vị trí sơng mùa cạn năm từ 1980÷2015 Năm 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 QCẩm Thủy (m /s) max 74,02 179,86 85,88 746,73 91,25 284,28 94,94 267,03 80,74 439,85 110,09 319,48 96,71 725,04 79,00 202,57 77,29 344,62 68,98 544,53 89,42 668,57 87,64 283,71 72,36 239,20 69,98 422,99 77,34 715,64 68,60 229,96 79,23 390,43 110,04 344,44 89,60 395,68 52,80 449,00 86,80 653,05 84,70 946,69 90,40 659,27 177,03 433,99 128,04 777,96 QLý Nhân (m /s) max 71,09 174,42 84,15 739,30 89,08 279,89 92,55 265,58 78,03 438,01 110,91 313,74 95,02 720,35 77,08 199,83 73,12 337,25 65,26 532,36 87,06 658,15 84,81 279,06 68,50 233,95 66,59 420,80 75,17 700,55 66,21 227,76 76,54 381,53 108,94 339,09 87,26 346,30 49,95 443,97 83,41 631,82 81,53 878,35 87,31 640,35 174,13 431,90 125,43 771,66 149 3 QSét Thôn (m /s) QXuânKhánh (m /s) max max 52,85 158,72 2,50 170,31 74,15 808,52 9,60 163,93 72,95 271,70 2,46 114,08 72,80 324,80 3,63 107,10 62,00 839,30 0,66 341,32 107,53 314,30 3,75 167,47 83,82 745,53 8,37 284,84 69,01 203,92 4,22 65,41 57,07 322,20 8,16 215,45 54,87 587,76 2,87 595,97 80,72 671,06 14,71 857,79 72,00 271,51 0,28 55,10 56,82 222,72 6,62 72,57 54,90 824,63 5,20 357,58 61,99 697,22 1,25 427,57 57,30 226,55 6,30 349,19 61,34 498,93 3,81 176,97 109,06 341,46 16,99 215,31 72,42 312,98 1,64 192,93 39,63 674,70 1,58 465,45 65,90 651,55 5,56 390,26 65,94 976,08 4,55 420,47 69,17 232,00 5,17 232,00 157,10 496,61 4,87 177,02 107,51 835,93 3,32 210,60 Năm 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 QCẩm Thủy (m /s) max 80,83 169,90 97,90 317,56 81,22 485,80 109,00 399,84 115,00 648,33 83,30 373,25 81,45 732,69 76,33 1119,31 93,02 569,71 76,44 371,95 75,32 361,22 QLý Nhân (m /s) max 79,32 164,70 95,79 313,66 79,02 464,32 106,75 352,99 113,37 590,91 80,32 364,47 79,34 698,05 74,35 1087,08 92,10 538,74 77,06 331,51 73,30 355,45 3 QSét Thôn (m /s) QXuânKhánh (m /s) max max 63,77 148,09 2,74 69,50 80,23 567,23 8,95 132,99 56,09 573,08 4,11 156,08 86,56 331,16 10,17 219,77 97,58 853,22 6,71 381,45 63,23 342,56 3,39 72,12 66,70 696,90 4,76 146,64 60,68 1677,40 6,48 406,71 84,81 538,00 6,79 318,34 69,35 351,43 6,52 154,46 56,57 342,64 5,02 196,24 Bảng (phụ lục 3): Kết mực nước max, số vị trí sơng mùa cạn năm từ 1980÷2015 Năm 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 HCẩm Thủy (m) max 11,36 12,05 11,46 14,13 11,50 12,54 11,53 12,47 11,42 13,15 11,63 12,69 11,54 14,07 11,41 12,16 11,39 12,79 11,27 13,51 11,49 13,90 11,47 12,54 11,34 12,34 11,27 13,09 11,39 14,03 11,27 12,30 11,41 12,97 8,97 10,03 11,49 12,99 11,10 13,18 10,96 13,05 10,94 13,91 HLý Nhân (m) max 2,35 2,75 2,42 4,02 2,44 3,08 2,46 3,15 2,39 3,94 2,55 3,18 2,48 3,96 2,40 2,87 2,36 3,22 2,31 3,70 2,44 3,85 2,42 3,08 2,33 2,95 2,30 3,92 2,38 3,90 2,31 2,94 2,38 3,50 2,54 3,25 2,43 3,21 2,23 3,72 3,21 5,61 3,25 6,34 150 HSét Thôn (m) max 1,48 1,98 1,62 3,26 1,60 2,29 1,64 2,41 1,54 3,30 1,79 2,38 1,68 3,19 1,59 2,29 1,49 2,40 1,43 2,91 1,65 3,05 1,60 2,29 1,44 2,17 1,41 3,28 1,54 3,09 1,45 2,21 1,53 2,75 1,79 2,44 1,60 2,36 1,30 3,05 2,34 4,92 2,39 5,78 HXuân Khánh (m) max 1,31 2,44 1,56 2,43 1,45 2,27 1,45 2,25 1,42 2,85 1,56 2,44 1,56 2,75 1,39 2,36 1,32 2,56 1,43 3,32 1,71 3,67 1,45 2,29 1,26 2,13 1,29 2,89 1,41 3,30 1,47 2,87 1,41 2,46 1,72 2,56 1,40 2,50 1,32 3,10 1,93 5,51 1,88 5,62 Năm 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 HCẩm Thủy (m) max 10,98 13,08 11,39 12,34 11,20 13,46 10,91 11,36 11,04 11,91 10,91 12,50 11,11 12,16 11,14 13,01 10,44 11,22 11,43 14,22 11,39 15,29 11,52 13,63 11,38 12,89 11,35 12,81 HLý Nhân (m) max 3,33 5,86 4,05 5,12 3,44 6,04 3,30 4,14 3,35 5,13 3,11 5,28 3,30 4,76 3,79 5,96 2,81 3,56 2,41 4,92 2,54 6,76 2,59 3,99 2,39 3,24 2,21 3,37 HSét Thôn (m) max 2,48 5,31 3,01 4,42 2,61 5,44 2,42 2,96 2,47 4,65 2,16 4,66 2,44 3,80 2,66 5,48 1,95 2,80 1,97 4,49 1,87 6,33 2,08 3,43 1,94 2,77 2,00 3,00 HXuân Khánh (m) max 1,91 4,66 1,90 4,29 1,80 4,52 1,76 3,22 2,07 3,94 1,85 4,11 2,12 4,57 1,98 5,43 1,51 2,42 1,42 2,38 1,55 3,39 1,46 2,80 1,45 2,40 1,42 2,51 Bảng (phụ lục 3): Thống kê cơng trình lấy nước hạ du sơng Mã [5], [94] Số cơng Qbơm/lấy F tưới (ha) trình (m /s) Huyện Cẩm Thủy 53 1887,0 2,96 Huyện Vĩnh Lộc 13 2942,4 5,54 Huyện Hoằng Hóa 8899,0 14,06 TP Thanh Hóa 275,0 0,93 Huyện Yên Định 11 7956,0 13,86 Huyện Thạch Thành 31 3586,7 5,70 Huyện Vĩnh Lộc 17 2470,0 3,89 Huyện Hà Trung 3521,0 9,26 Huyện Nga Sơn 443,0 0,71 Huyện Hậu Lộc 14 3045,5 9,31 Huyện Thiệu Hóa 12 1844,1 2,93 Huyện Thọ Xuân 1471,5 2,33 Huyện Thƣờng Xuân 45573,0 50,12 Tổng số 188 86476,2 118,52 Địa điểm Nguồn nƣớc Sông Mã Sông Mã Sông Mã Sông Mã Sông Mã Sông Bƣởi Sông Bƣởi Sông Lèn Sông Lèn Sông Lèn Sông Chu Sông Chu Sông Chu Ghi Nông nghiệp, sinh hoạt Nông nghiệp, sinh hoạt Nông nghiệp, sinh hoạt Sinh hoạt, nông nghiệp Nông nghiệp, sinh hoạt Nông nghiệp, sinh hoạt Nông nghiệp, sinh hoạt Nông nghiệp, sinh hoạt Nông nghiệp, sinh hoạt Nông nghiệp, sinh hoạt Nông nghiệp, sinh hoạt Nông nghiệp, sinh hoạt Nông nghiệp, sinh hoạt Bảng (phụ lục 3): Chỉ tiêu vị trí lấy nước hạ du sơng Mã [5], [94] Địa điểm Cụm trạm bơm từ Cẩm Ngọc ÷ Cẩm Yên Cụm trạm bơm Cẩm Vân, Cẩm Phong Trạm bơm Yên Tôn Nguồn Nước Sông Mã Sông Mã Sông Mã 151 Ký hiệu Ftưới (ha) Nút Nút Nút 1219,1 667,9 927,0 Qbơm/ lấy (m /s) 1,78 1,28 1,82 Địa điểm Trạm bơm Vĩnh Hùng Cụm trạm bơm nhỏ huyện Vĩnh Lộc Trạm bơm Nam sông Mã Trạm bơm Đồn Trang Cụm trạm bơm nhỏ huyện Yên Định Trạm bơm Hoàng Khánh Cụm trạm bơm Hoằng Hóa Cụm trạm bơm thành phố Thanh Hóa Cụm trạm bơm huyện Thạch Thành Cụm trạm bơm huyện Vĩnh Lộc Trạm bơm Cống Phủ Trạm bơm Cống Phủ Cụm trạm bơm nhỏ huyện Hà Trung Cụm trạm bơm huyện Nga Sơn Cống Lộc Động Trạm bơm Châu Lộc Trạm bơm Đại Lộc Cụm trạm bơm nhỏ huyện Hậu Lộc Cụm trạm bơm huyện Thiệu Hóa Cụm trạm bơm huyện Thọ Xuân Cống Bái Thượng Trạm bơm nhỏ huyện Thường Xuân Tổng số Nguồn Nước Sông Mã Sông Mã Sông Mã Sông Mã Sông Mã Sông Mã Sông Mã Sông Mã Sông Bưởi Sông Bưởi Sông Lèn Sông Lèn Sông Lèn Sông Lèn Sông Lèn Sông Lèn Sông Lèn Sông Lèn Sông Chu Sông Chu Sông Chu Sông Chu Ký hiệu Nút Nút Nút Nút Nút Nút Nút 10 Nút 11 Nút 12 Nút 13 Nút 14 Nút 15 Nút 16 Nút 17 Nút 18 Nút 19 Nút 20 Nút 21 Nút 22 Nút 23 Nút 24 Nút 25 Qbơm/ lấy (m /s) 850,0 1,70 1165,0 2,02 4821,0 7,62 1400,0 2,21 1735,0 2,53 8589,0 13,57 310,0 0,49 275,0 0,93 3586,7 5,70 2470,0 3,89 1900,0 2,80 2635,4 4,00 1621,0 1,96 443,0 0,71 Tạo nguồn 4,50 1218,0 1.92 791,0 1.25 1036,5 1,64 1844,1 2,93 1471,5 2,33 45500,0 50,00 73,0 0,12 86476,2 118,52 Ftưới (ha) Hình (phụ lục 3): Biểu đồ hoạt động thực tế trạm bơm Hoằng Khánh [95] 152 Hình (phụ lục 3): Biểu đồ hoạt động trạm bơm Nam sơng Mã [96] Hình (phụ lục 3): Biểu đồ hoạt động trạm bơm Nam sông Mã [96] 153 Phụ lục 4: Tổng hợp thành phần loài cá Bảng (phụ lục 4): Cấu trúc thành phần loài cá vùng hạ du sông Mã STT Tên Việt Nam Tên khoa học Số họ n Số giống % n Số loài % n % Bộ cá Đuối ó Myliobatiformes 2,86 1,32 2,11 Bộ cá Cháo Elopiformes 2,86 1,32 1,05 Bộ cá Chình Anguilliformes 5,71 2,63 2,11 Bộ cá Trích Clupeiformes 5,71 10,53 13 13,68 Bộ cá Chép Cypriniformes 2,86 5,26 4,21 Bộ cá Nheo Siluriformes 8,57 5,26 5,26 Bộ cá Ốt Me Osmeriformes 2,86 1,32 1,05 Bộ cá Đèn lồng Aulopiformes 2,86 1,32 1,05 Bộ cá Suốt Atheriniformes 2,86 1,32 1,05 10 Bộ cá Nhói Beloniformes 5,71 6,58 5,26 11 Bộ cá Mù Scorpaeniformes 2,86 2,63 2,11 12 Bộ cá Vược Perciformes 15 42,86 37 48,68 46 48,42 13 Bộ cá Bơn Pleuronectiformes 8,57 9,21 10 10,53 14 Bộ cá Nóc Tetraodontiformes 2,86 2,63 2,11 35 100 76 100 95 100 Tổng Bảng (phụ lục 4): Thành phần loài cá tương ứng với 10 mặt cắt thu mẫu vùng hạ du sông Mã năm 2016 Mặt cắt thu mẫu Tên Việt Nam Tên khoa học MC MC MC MC MC MC MC MC MC MC I BỘ CÁ TRÍCH CLUPEIFORMES Họ cá Trích Clupeidae Cá Mòi cờ hoa Clupanodon thrissa X Cá Mai Escualosa thoracata X X Cá Trích xương Sardinella gibbosa X X Họ cá Trỏng Engraulidae Cá Lành canh trắng Coilia grayii X X X Cá Cơm sông Stolephorus tri X X X Cá Cơm Ấn Độ Stolephorus indicus X Cá Lẹp cam Thryssa kammalensis X Cá Lẹp đỏ Thryssa dussumieri X II BỘ CÁ CHÉP CYPRINIFORMES 154 X X X 10 X X X X X X X X X X Mặt cắt thu mẫu Tên Việt Nam Họ cá Chép Tên khoa học MC MC MC MC MC MC MC MC MC MC Carassius auratus X X Cirrhinus molitorella X Hypophthalmichthys harmandi X 10 X X X X X X X X X X X X Cyprinidae Phân họ Cyprininae Cá Diếc Phân họ Labeoninae Cá Trôi trắng X Phân họ Xenocyprinae Cá Mè trắng X X Phân họ Gobioninae Cá Đục đanh Saurogobio immaculatus III BỘ CÁ NHEO SILURIFORMES Họ cá Ngạnh Cranoglanididae Cá Ngạnh thường Cranoglanis henrici IV BỘ CÁ ỐT ME OSMERIFORMES Họ cá Ngần Salangidae Cá Ngần đầu nhọn Salanx cuvieri V BỘ CÁ VƯỢC PERCIFORMES Họ cá sơn Ambassidae Cá Sơn xương Ambassis gymnocephalus Họ cá Nục Carangidae Cá Dóc/ cá Ét Alepes djedaba Họ cá Liệt Leiognathidae Cá Ngãng sọc Equulites rivulatus Cá Liệt sọc vàng Karalla daura Họ cá Đù Sciaenidae Cá Đù nanh Johnius borneensis 10 Họ cá Rô Phi Cichlidae Cá Rô Phi vằn Oreochromis niloticus 11 Họ cá bống đen Eleotridae Cá Bống Eleotris fusca 12 Họ cá Bống trắng Gobiidae X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X Phân họ Oxudercinae Cá Thoi loi Periophthalmus modestus X Taenioides eruptionis X Phân họ Amblyopinae Cá Nhàm xám Phân họ Gobionellinae 155 Mặt cắt thu mẫu Tên Việt Nam Tên khoa học MC MC MC MC MC MC MC MC MC MC Cá Bống râu Tridentiger barbatus X Cá Bống vân Tridentiger trigonocephalus X X Cá Bống bi nô Amblygobius bynoensis X X Cá Bống cát tối Glossogobius giuris VI BỘ CÁ BƠN PLEURONECTIFORMES 13 Họ cá Bơn cát Cynoglossidae Cá Bơn điểm/ Bơn vằn Cynoglossus puncticeps 10 X X X X X X Phân họ Gobiinae X X X X Tổng cộng 156 X X X X X 22 14 12 X 16 X X 12 12 Bảng (phụ lục 4): Hiện trạng chất lượng nước mặt cắt sơng Mã khảo sát từ 15÷25/2/2016 TT Thơng số Đơn vị Nhiệt độ o Mặt cắt khảo sát MC1 MC2 MC3 MC4 MC5 MC6 Giá trị giới hạn MC7 MC8 MC9 MC10 20,1 20,2 20,9 20,0 19,8 19,5 19,0 18,8 19,5 20,9 374,6 222,7 223,4 287,3 222,1 225,9 211,6 217,8 225,8 223,5 TDS 374,5 213,2 219,4 217,8 213,1 216,8 213,2 209,1 216,8 219,4 pH 7,91 7,38 7,69 7,69 7,39 7,43 7,1 7,38 7,44 6,7 6,2 5,8 5,6 6,2 6,3 5,7 5,8 6,2 5,8 0,4353 0,2053 0,206 0,2096 0,2058 0,2096 0,2029 0,2018 0,2094 0,204 Độ dẫn DO C S/m mg/l NaCl %o + A1 A2 B1 B2 7,69 6-8,5 6-8,5 5,5-9 5,5-9 ≥6 ≥5 ≥4 ≥2 0,3 0,3 0,9 0,9 0,046 0,05 0,05 0,05 0,05 NH4 -N mg/l 0,29 0,31 0,28 0,30 0,27 0,26 0,26 0,28 0,26 NO2 N mg/l 0,046 0,045 0,047 0,048 0,046 0,048 0,045 0,049 0,047 mg/l 1,78 1,86 1,97 2,46 2,16 1,98 2,31 2,41 1,98 1,97 2 10 15 mg/l 0,14 0,14 0,15 0,14 0,12 0,16 0,17 0,15 0,16 0,15 0,1 0,2 0,3 0,5 11 BOD5(20 C) mg/l 2,9 2,7 2,5 2,5 2,3 2,3 2,2 2,2 2,3 2,5 15 25 12 COD mg/l 4,8 4,7 4,5 4,6 4,4 4,5 4,3 4,2 4,5 4,5 10 15 30 50 13 Pb mg/l 0,0084 0,0086 0,0082 0,0087 0,0085 0,0082 0,0079 0,0086 0,0081 0,0082 0,02 0,02 0,05 0,05 14 As mg/l 0,0054 0,0058 0,0057 0,0056 0,0055 0,0053 0,0061 0,0057 0,0054 0,0058 0,01 0,02 0,05 0,1 15 Zn mg/l 0,0642 0,0636 0,0639 0,0641 0,0638 0,0644 0,0643 0,0645 0,0643 0,0638 0,5 1,0 1,5 16 Fe mg/l 0,079 0,083 0,5 1,5 17 Mn mg/l 0,0657 0,0678 0,0686 0,0648 0,0682 0,0686 0,1 0,2 0,5 18 Hg mg/l 0,0006 0,00068 0,00064 - NO3 -N 10 PO43+-P 19 Total Coliform 20 Nhiệt độ 21 Độ dẫn MPN/100ml o C ms 0,075 0,084 0,083 0,083 0,081 0,079 0,076 0,0679 0,0691 0,0678 0,0643 0,00071 0,00066 0,00069 0,00065 0,078 0,27 0,00064 0,00067 0,00061 0,001 0,001 0,001 0,002 1200 1170 1100 1100 990 980 980 940 980 1100 2500 5000 20,0 20,3 20,7 20,3 19,9 19,7 19,1 18,9 19,6 20,7 374,3 222,1 223,4 287,3 222,1 225,9 211,6 217,8 225,8 223,5 157 7500 10000 TT Thơng số 22 TDS tổng chất rắn hòa tan Đơn vị mg/l 23 pH 24 DO-Ơ xy hòa tan 25 Muối (NaCl) mg/l %o Mặt cắt khảo sát MC1 MC2 MC3 MC4 MC5 MC6 Giá trị giới hạn MC7 MC8 MC9 MC10 374,9 213,0 219,4 217,8 213,1 216,8 213,2 209,1 216,8 219,4 7,96 7,50 7,60 7,60 7,39 7,43 7,1 7,38 7,44 7,69 6,7 6,0 5,5 5,9 6,0 6,6 5,7 5,8 6,2 5,8 0,44 0,2053 0,206 0,2096 0,2058 0,2096 0,2029 0,2018 0,2094 0,204 26 COD mg/l 4,5 4,5 4,5 4,6 4,5 4,5 4,3 4,2 0,26 0,27 27 BOD5 mg/l 2,9 2,7 2,5 2,5 2,3 2,3 2,2 2,2 0,047 0,046 28 NH4 -N mg/l 0,29 0,31 0,28 0,30 0,27 0,26 0,26 0,28 1,98 1,97 29 NO2 N + mg/l 0,046 0,045 0,047 0,048 0,046 0,048 0,045 0,049 0,16 0,15 - mg/l 1,74 1,86 1,97 2,46 2,16 1,98 2,31 2,41 2,3 2,5 3+ 31 PO4 -P mg/l 0,14 0,14 0,15 0,14 0,12 0,16 0,17 0,15 4,5 4,5 32 Chì (Pb) mg/l 0,0084 0,0086 0,0082 0,0087 0,0085 0,0082 0,0079 0,0086 0,0081 0,0082 33 Asen (As) mg/l 0,0054 0,0058 0,0057 0,0056 0,0055 0,0053 0,0061 0,0057 0,0054 0,0058 34 Kẽm (Zn) mg/l 0,0642 0,0636 0,0639 0,0641 0,0638 0,0644 0,0643 0,0645 0,0643 0,0638 35 Sắt (Fe) mg/l 36 Mangan (Mn) mg/l 0,0657 0,0678 0,0686 37 Thủyngân(Hg) mg/l 0,0006 0,00068 0,00064 30 NO3 -N 38 Coliform tổng số MNP/100ml (Total Coliform) 0,075 1210 0,084 1180 0,083 1130 0,083 0,081 0,079 0,076 0,0679 0,0691 0,0678 0,0643 0,00071 0,00066 0,00069 0,00065 1150 980 158 990 960 0,078 0,079 0,083 0,0648 0,0682 0,0686 0,00064 0,00067 0,00061 970 960 990 A1 A2 B1 B2 Bảng (phụ lục 4): Vị trí mặt cắt khảo sát chất lượng nước, thu mẫu môi trường mẫu thủy sinh vật lưu vực sông Mã St Ký hiệu Khu vực khảo sát Ngày khảo sát/thu mẫu Hà Nội - Thanh Hóa 15/2/2016 MC Sông Mã, Trạm thủy văn cửa Hới, gần Cửa Hới (xã Hoằng Châu, Hoằng Hóa) 15/2/2016 MC Sông Mã, Thượng lưu ngã ba Chu Mã (hợp Đồng, Hoằng Giang, Hoằng Hóa 16/2/2016 MC Sơng Mã, Hạ lưu ngã ba Chu Mã (Trịnh Sơn, Hoàng Hợp, Hoằng Hóa) 17/2/2016 MC Sơng Lèn (trạm bơm Cự thôn, xã Hà Phú, huyện Hà Trung) 18/2/2016 MC Sông Mã, ngã ba thượng nguồn ngã ba Lèn Mã (xã Hà Sơn, huyện Hà Trung) 19/2/2016 MC Sông Mã, ngã ba Bông hạ nguồn ngã ba Lèn, Mã (Đội Hoằng Khánh, Hoằng Hóa) 20/2/2016 MC Sông Mã, thượng nguồn ngã ba Bưởi, Mã (Vĩnh Khang, Vĩnh Lộc) 21/2/2016 MC Sông Mã, Hạ nguồn ngã ba Bưởi Mã (làng Quang Biểu Vĩnh Hòa, Vĩnh Lộc) 22/2/2016 MC Sơng Mã, Trạm bơm Thiệu Quang, Thiệu Hóa 23/2/2016 10 MC 10 Sông Mã, Trạm bơm Vĩnh Hùng, Vĩnh An, Vĩnh Lộc 24/2/2016 Kiểm tra toàn mẫu số liệu Thanh Hóa - Hà Nội 24/2/2016 159 Phụ lục 5: Cách xác định số tổ hợp đa dạng sinh học (IBI) Bảng (phụ lục 5): Bảng phân hạng cách tính điểm cho số tổ hợp sinh học cá áp dụng cho việc đánh giá chất lượng nước vùng cửa sông Mã Thành phần Các tiêu cấu trúc Thành phần cấu trúc quần xã cá Cấu trúc dinh dưỡng Cấu trúc chức Cách tính điểm 1 Tổng số loài cá địa > 80 60÷80 < 60 Số lồi cá đáy > 40 20÷40 < 20 Số lồi thuộc tầng nước khác > 30 20÷30 < 20 Số lồi cá có kích thước lớn, tuổi thọ cao > 10 5÷10 10 5÷10 15 8÷15 45 % cá thể nhóm ăn động vật khơng xương sống > 45 45÷20 < 20 % cá thể nhóm ăn thịt (vật đầu bảng) >5 10 Độ phong phú (lấy số d) năng, độ phong 11 % cá thể lai tạo, ngoại lai phú điều 12 % cá thể bị bệnh, dị tật, u, hỏng vây khuyết tật khác kiện MT ≥ 2,6 5÷1 1 0÷2 2÷5 >5 Kết tnh điểm dựa phân hạng bảng 1, phụ lục cho số tổ hợp sinh học cá vùng cửa sơng Mã trình bày bảng 2, phụ lục Bảng (phụ lục 5): Ma trận số tổ hợp sinh học (IBI) cá để đánh giá chất lượng nước vùng cửa sông Mã Thành phần cấu trúc Các tiêu Giá trị Điểm Tổng số loài cá địa 94 Số loài cá đáy 48 Thành phần cấu trúc Số loài thuộc tầng nước khác 47 quần xã cá Số lồi cá có kích thước lớn, tuổi thọ cao - Số loài cá di cư (sông - biển, biển - sông) 6 Số loài cá Bống 17 % cá thể nhóm cá ăn tạp (Omnivores) 0,8 53,7 % cá thể nhóm ăn thịt (vật đầu bảng) 8,5 Cấu trúc chức năng, 10 Độ phong phú (lấy số d) 3,84 độ phong phú 11 % cá thể lai tạo, ngoại lai 0,25 điều kiện MT 12 % cá thể bị bệnh, dị tật, u, hỏng vây khuyết tật khác 2,1 Cấu trúc dinh dưỡng % cá thể nhóm ăn động vật khơng xương sống Tổng 160 49 ... lấy nước hạ du sông Mã [5], [94] 151 Bảng (phụ lục 3): Chỉ tiêu vị trí lấy nước hạ du sông Mã [5], [94] 151 Bảng (phụ lục 4): Cấu trúc thành phần loài cá vùng hạ du sông Mã ... 90 2.5 Kết luận chương định hướng nội dung chương 91 CHƯƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 93 3.1 Tính tốn xác định dòng chảy tối thiểu vùng hạ du sông Mã 93 3.1.1 Xác định điểm... chảy cho giao thông thủy hạ du sông Mã 109 Bảng 3.13 Yêu cầu dòng chảy cho lồi thị đoạn sơng 112 Bảng 3.14 Đề xuất lưu lượng sinh thái tối thiểu cho đoạn sông hạ du sông Mã