Ảnh hưởng của các dự án phát triển thủy lợi tới chế độ thủy văn: Trường hợp tại đồng bằng Vu Gia, Thu Bồn - TSKT. Nguyễn Tùng Phong

Bài viết Ảnh hưởng của các dự án phát triển thủy lợi tới chế độ thủy văn: Trường hợp tại đồng bằng Vu Gia, Thu Bồn giới thiệu những thay đổi về tài nguyên nước tại hạ lưu đồng bằng Vu Gia, Thu Bồn nơi các dự án phát triển được đồng loạt xây dựng vào đầu thập kỷ qua. Mời các bạn cùng tham khảo.

ảnh hưởng dự án phát triển thủy lợi tới chế độ thủy văn: trường hợp đồng Vu Gia-Thu Bån TSKT Nguyễn Tùng Phong Trung tâm Hợp tác Quốc tế Đào tạo, Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam Tóm tắt: Các dự án phát triển thủy lợi(1) thường có qui mơ lớn nên ảnh hưởng tới tài nguyên nước qui mô không gian lớn Những ảnh hưởng mang tính tích cực tiêu cực vùng địa lý cụ thể Tuy nhiên, đánh giá ảnh hưởng việc làm khó thường không quan tâm mức trình qui hoạch, xây dựng Bài viết giới thiệu thay đổi tài nguyên nước hạ lưu đồng Vu Gia- Thu Bồn nơi dự án phát triển đồng loạt xây dựng vào đầu thập kỷ qua Giới thiệu Nguồn nước lưu vực sơng phụ thuộc vào lượng mưa dài hạn thường thay đổi Tuy nhiên, nguồn nước phân bố khơng khơng gian thời gian ngắn hạn, đặc biệt dự án phát triển có qui mơ lớn thực Chính nên phân bố tài ngun nước lưu vực có lịch sử biến động riêng (River basin trajectory) chịu ảnh hưởng mạnh tác động người gây (Molle F., Wester P., 2009) Nhu cầu nước ngày tăng buộc người phải đầu tư ngày nhiều cho dự án phát triển dòng chảy tự nhiên dần trở thành dòng chảy nhân tạo Nhiều dự án mang lại hiệu định cho số vùng hưởng lợi Khái niệm phát triển (Development) viết hiểu theo nghĩa hẹp tức bao gồm việc xây dựng cơng trình sông hồ, đập, đập dâng Những giải pháp khác trồng rừng hay xử lý nguồn nước gọi bảo vệ tài nguyên nước (Conservation) giải pháp kỹ thuật hay phi kỹ thuật xây trạm bơm, kênh chuyển nước liên lưu vực, thiết lập thể chế, cải tiến qui trình vận hành,… gọi giải pháp phân phối nước (Allocation) Ba cách tiếp cận mang tính ‘phát triển’ tức hướng tới mục đích chung khai thác tài nguyên nước bền vững hiệu chất giải pháp áp dụng cách tiếp cận hoàn toàn khác 14 thiên tai úng, hạn, xâm nhập mặn, ô nhiễm nguồn nước,… nhân tạo (Anthropological disasters) lại xảy vùng khác lưu vực (Lebel L., 2009) Một ví dụ điển hình Qui trình Đánh giá tính Bền vững dự án Thủy điện (HSAP-Hydropower Sustainability Assessment Protocol) Hiệp hội Thủy điện Quốc tế (IHA - International Hydropower Association) nhiều tổ chức khác soạn thảo vào 2009 dựa khung đánh giá cũ Khung đánh giá Ủy ban Hồ đập Thế Giới (World Commission on Dams) nhằm phát tìm giải pháp giảm thiểu hậu dự án phát triển gây (Foran T., 2010) Lưu vực Vu Gia-Thu Bồn (VGTB) với diện tích 10.350 km2 lưu vực sông lớn Việt Nam lưu vực đóng vai trò kinh tế-xã hội quan trọng tỉnh Quảng Nam TP Đà Nẵng Nhiều dự án phát triển thực thượng lưu xây dựng hồ chứa đơn đa mục đích (tưới, sản xuất điện, chống lũ, bảo vệ môi trường), xây dựng trạm bơm đập dâng phục vụ phát triển sản xuất nông nghiệp Tại hạ lưu, đập dâng lớn xây dựng với mục đích ngăn mặn tránh thất nước biển Các đập dâng đương nhiên trực tiếp gián tiếp(2) làm thay đổi chế độ dòng chảy phân lưu đồng Dự án xây dựng đập dâng làm thay đổi chế độ thủy văn hạ lưu đồng vấn đề trọng tâm mà viết đề cập tới Địa bàn phương pháp nghiên cứu Sông Vu Gia Thu Bồn nối với phân lưu hạ lưu sơng Quảng Huế, Cổ Cò Vĩnh Điện nên lưu vực gọi lưu vực VGTB Dân số lưu vực 1,7 triệu người sống tập trung chủ yếu đồng với diện tích chiếm khoảng 10 % tổng diện tích lưu vực Đồng VGTB đóng vai trò kinh tế-xã hội quan trọng có ba trung tâm hành quan trọng Thành phố Đà Nẵng, Thị xã Tam Kỳ Thị xã Hội An, có mật độ dân số nơng nghiệp cao (ví dụ 205,7 người/km2 huyện Điện Bàn, Quảng Nam).Với lượng mưa trung bình năm số trạm thủy văn Ái Nghĩa lên tới 2204 mm/năm, Cẩm Lệ 2057mm/năm, với tỷ lệ diện tích đồng bằng/tồn lưu vực(3) mức 10% nói, đồng VGTB khơng chịu nhiều nguy úng, hạn, xâm nhập mặn,…Tuy nhiên, kết nghiên cứu cho thấy xâm nhập mặn vấn đề trọng tâm cần giải cấp thiết nên tới định nâng cấp đồng thời đập dâng bao gồm đập An Trạch, Hà Thanh, Bàu Nít, Thanh Quýt Duy Thành với thông số kỹ thuật khác (xem bảng dưới) hầu hết sông giải pháp thực vào đầu thập kỷ qua (xem hình 1) Nội dung dự án nâng cấp thay đập đá cố định đập dâng có cửa cống với đáy cống hạ thấp tới cao trình đáy sơng đỉnh đập nâng cao so với đập cũ (xem bảng 1)    Cẩm Lệ  10 km Đập dâng Mặt cắt Trạm thủy văn An Trạch - Hà Thanh Bầu Mít - Thanh Quýt Cầu Lâu MC1    MC2 MC3  Duy Thành  Thạnh Mỹ  Nông Sơn Hình Bảng Thơng số kỹ thuật đập dâng STT Tên đập An Trạch Bàu Nít Hà Thanh Thanh Quýt Duy Thành Cao trình Q tiêu lũ MN dâng TK (m3/s) thiết kế (m) + 2,00 1447 + 2,00 363 + 2,00 227 + 2,00 180 Ngăn cản dòng chảy tự nhiên đập dâng nâng cao cao trình đáy sơng sử dụng coi ảnh hưởng trực tiếp Ảnh hưởng gián tiếp đập thể nhiều tượng khó định lượng tượng sói lở hay bồi lắng lòng sơng, lượng nước sử dụng tăng thâm canh hóa hay chuyển đổi cấu trồng nguồn nước thay đổi, đê kè kèm theo làm thay đổi khả dẫn sông khả trữ đồng bằng,… Diện tích đồng thể nhu cầu nước diện tích lưu vực lượng mưa thể nguồn sinh thủy khả chứa/cắt lũ nên hai tiêu cần xác định trước phân tích nguyên nhân thiên tai liên quan tới nguồn nước Cao trình ngưỡng cống (m) - 2,00 - 2,00 0,56 - 0,50 -1,10 Số cửa điều tiết Kích thước cửa điều tiết (BxH)m 12 4,0  4,5 4,2  3,8 2,35  1,85 3,8  2,5 20  2,2 Với việc nâng cấp đập dâng nói trên, dòng chảy tự nhiên vốn có đồng đương nhiên thay đổi cách toàn diện hướng chảy lưu lượng Nghiên cứu áp dụng phương pháp phân tích số liệu theo dõi mực nước trước sau dự án (‘before and after’ analyse approach) hai trạm thủy văn hạ lưu tức nằm sau đập dâng để thấy rõ thay 15 đổi chế độ thủy văn vùng hạ lưu đồng Đó trạm Cẩm Lệ sơng Vu Gia phía Bắc trạm Câu Lâu sơng Thu Bồn phía Nam Sở dĩ phân tích dựa số liệu theo dõi hai trạm thủy văn số liệu vị trí khác khơng đầy đủ khơng có độ tin cậy cao Kết phân tích thể mục viết Sự thay đổi dòng chảy mùa kiệt Số liệu theo dõi diễn biến mực nước hai trạm thủy văn Câu Lâu đại diện cho hạ lưu sông Thu Bồn Cẩm Lệ đại diện cho hạ lưu sông Vu Gia trước (giai đoạn 1990-1999) sau (giai đoạn 2002-2010) nâng cấp đập thể đồ thị cho ta hai nhận xét Đồ thị đề cập tới khoảng thời gian từ 01/02 tới 30/06 Âm lịch khoảng thời gian mà hạ lưu sông chịu ảnh hưởng nặng nề tượng khan nguồn nước xâm nhập mặn nhu cầu nước cho sản xuất vụ xuân lớn Thứ hai, mực nước hạ lưu sông Vu Gia (trạm thủy văn Cẩm Lệ) tăng từ 16,3 cm lên thành -8,8 cm Hiện tượng mực nước trạm Cẩm Lệ tăng xảy suốt khoảng thời gian xét tới đặc biệt tăng mức 10 cm cách liên tục hầu hết thời gian tháng ba tháng tư Điều giúp tình hình cấp nước cho vùng hạ lưu sông Vu Gia cải thiện Hiện tượng mực nước sông thay đổi hệ thống sông liên mạng với nhiều cơng trình điều tiết phụ thuộc vào nhiều yếu tố tự nhiên nhân tạo nên việc giải thích cần có mơ hình thủy lực đủ chi tiết giúp mô hoạt động hệ thống Tuy nhiên, mực nước hạ lưu sông Vu Gia tăng cao mực nước sông Thu Bồn giảm giải thích giả thiết cho hoạt động cống đập dâng làm tăng lưu lượng nước chảy xuống hạ lưu sông Vu Gia qua làm giảm lưu lượng nước chảy từ Vu Gia sang Thu Bồn Nếu giả thiết việc nâng cấp đập dâng với mục đích ngăn nước sơng Vu Gia khơng thật cần thiết đập dâng hoạt động theo hướng ngược lại so với mục đích đặt tức thay ngăn nước lại xả nhiều nước trận lũ 1999 2000 9000 Hình Diễn biến mực nước hạ lưu sông Vũ Gia Thu Bồn vào mùa kiệt trước sau trận nâng cấp đập Lưu lượng (m 3/s) 8000 WNS 5-14/12/99 7000 =2.75 10 m 9 WNS 24/11-03/12/04 =2.75 10 m 6000 WTM 5-14/12/99 5000 =0.75 10 m WTM 24/11-03/12/04 =0.79 10 m 4000 3000 2000 1000 Thứ nhất, mực nước hạ lưu sông Thu Bồn (trạm thủy văn Câu Lâu) giảm từ -1,3 cm xuống -2,5 cm Đặc biệt, mực nước giảm 10 cm vào số thời điểm vào tháng hai tháng năm Hiện tượng đương nhiên ảnh hưởng tiêu cực tới việc cấp nước cho hạ lưu sông Thu Bồn 16 11 Ngày NS 5-14/12, 99 TM 5-14/12, 99 NS 24/11-03/12, 04 TM 24/11-03/12, 04 Hình Diễn biến lưu lượng thượng lưu sông Vũ Gia Thu Bồn vào hai trận lũ 1999 2000 Sự thay đổi dòng chảy mùa lũ Để phân tích thay đổi dòng chảy lũ hạ lưu, lựa chọn hai trận lũ tương tự nhau, vào giai đoạn trước vào giai đoạn sau thực dự án cải tạo đập dâng Tiêu chí để lựa chọn (i) trận lũ phải lớn, (ii) tổng lượng lũ (iii) phân bố lũ theo thời gian thượng lưu (trạm thủy văn Thạnh Mỹ sông Vu Gia trạm Nơng Sơn sơng Thu Bồn) có giá trị gần tương đương Bảng Diễn biến mực nước hai trận lũ 1999 2004 Cầu Lâu 1999 Cầu Lâu 2004 Cẩ m Lệ 1999 Cẩ m Lệ 2004 Trung bình (cm) 216 235 69 69 Cao (c m) 398 422 198 157 Kết phân tích trận lũ cho thấy việc lựa chọn trận lũ từ ngày tới ngày 14 tháng 12 năm 1999 từ ngày 24 tháng 11 tới ngày tháng 12 năm 2004 phù hợp với tiêu chí (xem hình 3; Nguồn: Đài Khí tượng Thủy Văn Trung Trung Bộ) Thứ nhất, hai trận lũ lớn giai đoạn 1990 tới 2010 Thứ hai, tổng lượng lũ 10 ngày trạm Nông Sơn mức 2,75 tỷ m3 tổng lượng lũ Thạnh Mỹ tương đương (0,75 tỷ m3 trận lũ 1999 0,79 tỷ m3 trận lũ 2004 Cuối cùng, phân bố lũ theo thời gian hai trận lũ tương tự nhau, với trọng tâm đường trình lưu lượng lũ Nông Sơn 4,24 4,71 ngày tức lũ năm 2004 xảy muộn lũ 1999 với khoảng thời gian 0,47 ngày Thạnh Mỹ 4,45 4,48 ngày tức lũ 2004 xảy muộn lũ 1999 với khoảng thời gian 0,03 ngày Diễn biến mực nước 10 ngày xảy hai trận lũ nói hai trạm Câu Lâu Cẩm Lệ giới thiệu bảng cho thấy việc vận hành đập dâng sông sông Vu Gia làm thay đổi đáng kể diễn biến dòng chảy hạ lưu Tại nhánh sông Thu Bồn (trạm Câu Lâu), mực nước trung bình mực nước cao tăng 19 cm 24 cm Trong đó, mực nước trung bình nhánh sơng Vu Gia khơng thay đổi (luôn mức 69 cm) mực nước cao giảm 41 cm, từ 198 cm xuống 157 cm Đương nhiên mực nước sơng phụ thuộc vào lượng mưa chế độ thủy triều xu hướng thay đổi ngược hai nhánh sông phân tích cho thấy đập dâng cửa sơng Vu Gia ‘ép nước’ hay nói cách khác ‘dồn nước’ sang sông Thu Bồn thông qua phân lưu sơng Quảng Huế, Cổ Cò-Lạc Thành Vĩnh Điện Điều đồng nghĩa với việc tình hình úng ngập hai nhánh sơng thay đổi theo hai xu hướng khác nhau, bên giảm nhẹ phần bên khác lại trở nên nặng nề Một nhận xét khác thấy từ bảng dường tổng mức ngập úng hạ lưu sông Vu Gia Thu Bồn tăng Điều thể chỗ ngập úng phía sơng Vu Gia có giảm giảm khơng đáng kể so với mức tăng sông Thu Bồn Hai nhận xét cho thấy dường tổng khả thoát lũ hai sông giảm làm cho thời gian ngập úng mức cao bị kéo dài Để tránh ảnh hưởng điều tiết hồ chứa thượng nguồn hai sơng, ví dụ lấy số liệu từ năm 2006 trở trước Kết luận Thực dự án phát triển cần thiết cần có nghiên cứu chi tiết nhằm tránh giảm thiểu hậu bất thường chưa xét tới Với lực khoa học công nghệ có, hồn tồn làm việc với nguồn kinh phí khơng phải lớn Trước thực dự án phát triển, cần trả lời câu hỏi đặt làm tới mức Nếu không, mắc phải sai lầm mà giới gọi “quỉ không tồn không thực muốn 17 loại bỏ khái niệm quỉ khỏi suy nghĩ” hay tránh tình trạng Barker R cộng kết luận “trong số 497 tiểu dự án đầu tư cho vùng Dun hải Miền Trung có 17 tiểu dự án đạt phần mục tiêu đặt ra” (Barker R et al., 2004) Nói cách khác, có tìm cách tránh sai lầm tìm giải pháp giúp thúc đẩy trình phát triển chung xã hội Những phân tích sơ thủy văn viết phần cho thấy diễn biến hạ lưu sông Vu Gia Thu Bồn mùa kiệt mùa lũ thay đổi đập dâng ngăn mặn cửa sông Vu Gia nâng cấp Điều đáng lưu ý thay đổi xảy theo hướng khác hai sông Vào mùa kiệt, mực nước hạ lưu sông Vu Gia tăng mực nước hạ lưu sông Thu Bồn giảm ngược lại, mực nước hạ lưu sông Vu Gia giảm vào mùa lũ lại tăng hạ lưu sơng Thu Bồn Những thay đổi ảnh hưởng tới đồng VGTB xét tổng thể cần đánh giá cách chi tiết, tránh tình trạng cải thiện điều kiện cho vùng lại vơ tình gây khó khăn cho vùng khác Bên cạnh đó, việc nâng cấp đập dâng tốn sông Vu Gia lại làm mực nước hạ lưu tăng vào mùa kiệt nghịch lý cần giải thích tượng thay đổi lòng dẫn số đoạn sông cần nghiên cứu kỹ Tài liệu tham khảo Barker R et al (2004); Macro policies and investment priorities for irrigated agriculture in Vietnam, Comprehensive Assessment Research Report 6, IWMI, 60 trang Foran T (2010); Making hydropower more suatainable? USER (Unit of Social and Environment Research, Chiang Mai University, Thailand; 23 trang Molle F., Wester P., Ed (2009); River basin trajectories: Society, environment and Development; CABi, Oxfordshire, UK; 311 trang Lebel L et al., Ed (2009); Critical states: Environmental challenges to development in Monsoon Southeast Asia; SIRD, Selangor, Malaysia; 470 trang Abstract IMPACTS OF WATER RESOURCE DEVELOPMENT PROJECTS TO HYDROLOGICAL REGIME:THE CASE OF VU GIA - THU BON DELTA Development projects, inherently characterized by significant engineering interventions, have geographically-vast influences in water availability Influences might be positive or negative to a concrete location of interest However, to conduct a comprehensive assessment is not easy task and more importantly, is not sufficiently taken into consideration in planning and implementing steps This paper presets changes of water resources in Vu Gia-Thu Bon downstream delta where developments projects massively implemented in the middle of the last decade 18 ...tiếp gián tiếp(2) làm thay đổi chế độ dòng chảy phân lưu đồng Dự án xây dựng đập dâng làm thay đổi chế độ thủy văn hạ lưu đồng vấn đề trọng tâm mà viết đề cập tới Địa bàn phương pháp... lưu sông Thu Bồn (trạm thủy văn Câu Lâu) giảm từ -1 ,3 cm xuống -2 ,5 cm Đặc biệt, mực nước giảm 10 cm vào số thời điểm vào tháng hai tháng năm Hiện tượng đương nhiên ảnh hưởng tiêu cực tới việc... trạm thủy văn hạ lưu tức nằm sau đập dâng để thấy rõ thay 15 đổi chế độ thủy văn vùng hạ lưu đồng Đó trạm Cẩm Lệ sơng Vu Gia phía Bắc trạm Câu Lâu sơng Thu Bồn phía Nam Sở dĩ phân tích dựa số