PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP QUẢN LÝ SỬ DỤNG BỀN VỮNG HỒ THỦY ĐIỆN SƠN LA

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ĐỖ XUÂN ĐỨC PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP QUẢN LÝ SỬ DỤNG BỀN VỮNG HỒ THỦY ĐIỆN SƠN LA Chuyên ngành: Môi trƣờng phát triển bền vững Mã số: 9440301.04 DỰ THẢO TĨM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC MƠI TRƢỜNG Hà Nội - 2020 Cơng trình đƣợc hồn thành tại: Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS Lƣu Đức Hải TS Đỗ Hữu Tuấn Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3: Luận án đƣợc bảo vệ trƣớc Hội đồng cấp Đại học Quốc gia chấm luận án Tiến sĩ họp Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên Vào hồi phút, ngày tháng năm 20 Có thể tìm hiểu luận án tại: - Thƣ viện Quốc gia Việt Nam - Trung tâm Thông tin - Thƣ viện, Đại học Quốc gia Hà Nội MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Thủy điện Sơn La (TĐSL) cơng trình quốc gia có ý nghĩa đặc biệt quan trọng kinh tế - xã hội, quốc phịng an ninh Cơng trình đƣợc khởi công xây dựng tháng 12/2005 - 12/2012, trở thành nhà máy thủy điện lớn khu vực Đông Nam Á, cơng suất lắp máy 2.400 MW Sau tích nƣớc tạo hồ nhân tạo sông Đà với mực nƣớc dâng bình thƣờng 215m, dung tích chứa 9,26 tỷ m3, diện tích lƣu vực 11.075km2, diện tích mặt hồ 224 km2 Lƣu vực hồ nằm địa bàn 164 xã thuộc 17 huyện tỉnh Sơn La, Điện Biên Lai Châu, địa bàn cƣ trú 25 dân tộc Ngồi mục tiêu phát điện, cơng trình TĐSL có ý nghĩa lớn việc điều tiết nƣớc lũ cho hồ thủy điện Hòa Bình cung cấp nƣớc phục vụ sản xuất đời sống cho địa phƣơng lƣu vực Từ vào hoạt động đến nay, việc khai thác tài nguyên, đặc biệt hoạt động sản xuất nông nghiệp đất dốc, chăn nuôi, canh tác đất bán ngập, nuôi trồng thủy sản, du lịch, hoạt động phát triển lƣu vực hồ có tác động to lớn đến môi trƣờng sinh thái, chất lƣợng nƣớc, dung tích chứa tuổi thọ cơng trình Do vậy, có nhiều vấn đề đặt cần giải công tác quản lý, sử dụng hợp lý hồ TĐSL phục vụ sản xuất điện, phát triển kinh tế - xã hội địa phƣơng lƣu vực Vì vậy, đề tài luận án “Phân tích, đánh giá đề xuất giải pháp quản lý sử dụng bền vững hồ thủy điện Sơn La”, có tính thời cấp thiết cao có ý nghĩa khoa học thực tiễn Các kết nghiên cứu Luận án cung cấp sở khoa học giải pháp quản lý, khai thác sử dụng hợp lý hồ TĐSL phục vụ đa mục tiêu Mục đích nghiên cứu luận án - Đánh giá đƣợc diễn biến môi trƣờng hồ TĐSL 2014 - 2019 - Đề xuất đƣợc giải pháp quản lý hiệu sử dụng hợp lý tài nguyên bảo vệ môi trƣờng hồ thủy điện Sơn La Nhiệm vụ nội dung nghiên cứu - Đánh giá biến động chất lƣợng nƣớc hồ 2014 - 2019 - Tính tốn xói mịn đất lƣu vực bồi lắng hồ 2014 -2019 - Tính tốn nguồn thải vào hồ giai 2014 -2019, - Tính tốn khả tự làm sạch, sức chịu tải hồ 2014 - 2019 - Phân tích trạng quản lý sử dụng tài nguyên hồ thủy điện Sơn La giai đoạn 2013 - 2019 - Xây dựng tiêu chí đa tiêu làm sở đề xuất mơ hình quản lý sử dụng bền vững tài nguyên môi trƣờng hồ thủy điện Sơn La Luận điểm bảo vệ (1) Quá trình thay đổi từ sông thành hồ tạo diễn biến môi trƣờng, cần chứng minh làm sáng tỏ DBMT hồ TĐSL từ 2014 đến 2019 (2) Duy trì tính bền vững hồ chứa đa mục tiêu cần phải xây dựng đƣợc tiêu chí đa tiêu, đề xuất mơ hình, giải pháp cơng cụ để quản lý hiệu sử dụng lâu dài TN&MT hồ thủy điện Sơn La Những đóng góp luận án (1) Minh chứng làm sáng tỏ diễn biến môi trƣờng hồ thủy điện Sơn La sau tích nƣớc giai đoạn 2014 - 2019 (2) Định lƣợng giá trị tài nguyên hồ với sử dụng đa mục tiêu 2013 - 2019, xây dựng tiêu chí đa tiêu giải pháp quản lý sử dụng bền vững tài nguyên bảo vệ môi trƣờng hồ thủy điện Sơn La Ý nghĩa khoa học, thực tiễn luận án 6.1 Ý nghĩa khoa học: Các kết nghiên cứu luận án góp phần bổ sung phong phú thêm sở lý luận quản lý tổng hợp, sử dụng bền vững tài nguyên môi trƣờng lƣu vực hồ chứa thủy điện 6.2 Ý nghĩa thực tiễn: Các kết nghiên cứu đề tài góp phần cung cấp sở cho địa phƣơng quản lý hiệu quả, khai thác hợp lý tài nguyên bảo vệ môi trƣờng hồ chiến lƣợc phát triển bền vững Cơ sở liệu thực luận án (1) Dữ liệu tự nhiên, kinh tế, xã hội, văn hóa 17 địa phƣơng lƣu vực hồ (2013 - 2019) (2) Dữ liệu quan trắc chất lƣợng nƣớc mặt 18 vị trí lịng hồ, tần số quan trắc 04 đợt/năm (2014 - 2019) (3) Dữ liệu trạng sử dụng đất nông nghiệp, lâm nghiệp, chuyên dùng, thổ cƣ lƣu vực hồ (2014 - 2019) (4) Dữ liệu khí tƣợng thủy văn 2010-2019 lƣu vực hồ (4) Số liệu dân cƣ, khách du lịch đến hồ, số liệu chăn ni trâu, bị, lợn, gia cầm, lồng cá, diện tích bán ngập, liệu lắng đọng khơng khí vào hồ (2014 - 2019) (5) Số liệu sản xuất điện, nuôi trồng, khai thác thủy sản, trồng trọt bán ngập, du lịch, vận tải (2013 - 2019) gắn với hồ TĐSL Cấu trúc luận án: Luận án bao gồm nội dung sau: - Mở đầu - Chƣơng 1: Tổng quan vấn đề nghiên cứu - Chƣơng 2: Đối tƣợng, phạm vi, tiếp cận phƣơng pháp nghiên cứu - Chƣơng 3: Kết nghiên cứu thảo luận - Kết luận khuyến nghị CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 MỘT SỐ VẤN ĐỀ DIỄN BIẾN MÔI TRƢỜNG LƢU VỰC HỒ THỦY ĐIỆN Trình bày làm rõ hệ thống khái niệm, thuật ngữ liên quan vấn đề môi trƣờng lƣu vực hồ thủy điện: lƣu vực hồ, biến động mơi trƣờng tích nƣớc, nƣớc hồ, xói mịn bồi lắng hồ, nitơ phôtpho hồ chứa, khả tự làm sức chịu tải hồ Đây sở lý thuyết đánh giá diễn biến môi trƣờng hồ thủy điện Sơn La 1.2 QUẢN LÝ SỬ DỤNG BỀN VỮNG TÀI NGUN VÀ MƠI TRƢỜNG Trình bày hệ thống sở lý thuyết tính bền vững, đánh giá đo lƣờng tính bền vững, quản lý sử dụng bền vững Đây sở khoa học để nghiên cứu đề xuất giải pháp quản lý hiệu sử dụng hợp lý tài nguyên bảo vệ môi trƣờng hồ thủy điện Sơn La 1.3 NGHIÊN CỨU MÔI TRƢỜNG VÀ QUẢN LÝ SỬ DỤNG TÀI NGUYÊN MÔI TRƢỜNG HỒ CHỨA TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM Trình bày hệ thống, phân tích, đánh giá, nghiên cứu nƣớc hồ, bồi lắng hồ, nghiên cứu khả tự làm ô nhiễm hồ chứa, nghiên cứu khả tải ô nhiễm hồ chứa Phân tích đánh giá nghiên cứu quản lý bồi lắng, quản lý hồ chứa đa tiêu chí, quản lý sử dụng hồ thủy điện đa chức năng, mơ hình quản lý sử dụng hồ chứa, giải pháp quản lý tổng hợp hồ chứa, mơ hình sử dụng hồ chứa đa mục tiêu Luận án đúc rút số kết xây dựng nội dung nghiên cứu gồm: Nghiên cứu diễn biến môi trƣờng hồ cần đánh giá biến động chất lƣợng nƣớc, tính tốn mối liên hệ sử dụng đất, xói mịn trầm tích hồ, tính tốn tƣơng quan độ sâu, dung tích hồ với lƣợng phốtpho, nitơ nguồn thải đƣợc đồng hóa/tự làm sạch, tính tốn lực tải ô nhiễm bên hồ chứa Quản lý sử dụng hồ cần định lƣợng rõ chức đa mục tiêu hồ mang lại, xây dựng tiêu chí đa tiêu lựa chọn mơ hình giải pháp quản lý sử dụng tổng hợp tài nguyên môi trƣờng hồ thủy điện Sơn La 1.4 TỔNG QUAN LƢU VỰC HỒ THỦY ĐIỆN SƠN LA Đặc điểm vị trí địa lý, địa hình, địa chất, thổ nhƣỡng, khí hậu, thủy văn lƣu vực hồ với đai cao sƣờn địa hình đổ trực tiếp vào hồ chiếm tỷ lệ lớn, q trình rửa trơi xói mịn đất vào hồ diễn nhanh Mùa mƣa tác động lƣu lƣợng nƣớc khả tự làm sức tải ô nhiễm hồ thủy điện Sơn La năm Phân tích sáng tỏ đặc điểm hệ sinh thái hồ với tính đa dạng cao, hồ chứa trở thành môi trƣờng sống thu hút động thực vật đến cƣ trú, tăng cƣờng chức dịch vụ hệ sinh thái hồ Lƣu vực hồ có tính đa dạng dân tộc cao, hồ chứa thu hút dân cƣ, xuất khu, điểm TĐC, khu dân cƣ ven hồ Hình thành cộng đồng có sinh kế gắn với hồ tạo nhiều nghề mới, dịch vụ thu hút lao động việc làm mới, lƣu vực có đa dạng văn hóa tri thức địa gắn với sử dụng tài nguyên môi trƣờng hồ thủy điện CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG, PHẠM VI, TIẾP CẬN VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tƣợng nghiên cứu Diễn biến mơi trƣờng hồ sau tích nƣớc giải pháp quản lý sử dụng bền vững tài nguyên môi trƣờng hồ thủy điện Sơn La 2.2 Phạm vi nghiên cứu Phạm vi không gian: lƣu vực hồ thủy điện Sơn La 11.075 km2, 224 km2 diện tích mặt nƣớc hồ, 10.851 km2 diện tích cấp nƣớc Phạm vi thời gian: 2013 - 2019 Phạm vi khoa học luận án: diễn biến môi trƣờng hồ 2014 2019; đánh giá trạng khai thác sử dụng quản lý tài nguyên môi trƣờng hồ 2013 - 2019: xây dựng tiêu chí đa tiêu 2.3 Tiếp cận nghiên cứu 2.3.1 Tiếp cận hệ thống: hồ thủy điện Sơn La hệ thống nhỏ hệ thống lƣu vực hồ thủy điện Sơn La 2.3.2 Tiếp cận xuyên ngành: hồ chứa đa mục tiêu cần tiếp cận xuyên lĩnh vực có tham gia nhiều bên 2.3.3 Tiếp cận dựa hệ sinh thái: Thúc đẩy mơ hình kinh tế xanh sản xuất điện, thủy sản, nông nghiệp, du lịch, vận tải 2.3.4 Tiếp cận dựa vào cộng đồng: Hồ thủy điện đa mục tiêu gắn với lợi ích nhiều bên, cộng hƣởng nguồn lực nhiều bên liên quan 2.4 Khung tiếp cận nghiên cứu bƣớc nghiên cứu 2.4.1 Khung tiếp cận vấn đề nghiên cứu luận án: Xác định mối liên hệ vấn đề, phƣơng pháp kết nghiên cứu 2.4.2 Các bƣớc nghiên cứu: Điều tra, khảo sát; Xử lý, phân tích liệu; DBMT QLSD hồ; Xây dựng tiêu chí đa tiêu; vận dụng bơ tiêu chí đánh giá mơ hình, cơng cụ QLSD TN&MT hồ 2.5 Phƣơng pháp nghiên cứu 2.5.1 Phƣơng pháp đồ: Xây dựng biên tập đồ, tính tốn trƣờng liệu 2.5.2 Phƣơng pháp điều tra quan sát thực tiễn lƣu vực hồ: điều tra quan sát dọc tuyến đƣờng tuyến khảo sát dọc lòng hồ 2.5.3 Phƣơng pháp thu thập phân tích tổng hợp liệu: Thu thập liệu liệu sẵn có, liệu thứ cấp, liệu sơ cấp, phân tích SWOT, phân tích DPSIR 2.5.4 Phƣơng pháp đánh giá chất lƣợng nƣớc hồ Dữ liệu chất lƣợng nƣớc mặt hồ giai đoạn 2014 - 2019 18 vị trí, tần số quan trắc 04 đợt/năm, liệu đƣợc kiểm định Shapiro-Wilk, phân tích xu biến động 11 thơng số pH, DO, TSS, BOD5, COD, NH4+, NO2-, NO3-, PO43-, Fe, Coliform theo thời gian theo dung tích hồ giai đoạn 2014 -2019 2.5.5 Phƣơng pháp tính tốn xói mịn bồi lắng lịng hồ Dữ liệu trạng sử dụng đất lƣu vực hồ 2014 – 2019, áp dụng phƣơng trình đất phổ dụng X = R.L.S.K.C.P Phƣơng pháp tính tốn cân lƣu lƣợng bùn cát vào hồ phƣơng trình: DW = (Wv + Wkg - Wr) Vận dụng tính bồi lắng lịng hồ thủy điện với phƣơng trình: DW = (Wkg + TSSv - TSSr) 2.5.6 Phƣơng pháp tính tốn nguồn thải vào hồ: 2.5.6.1 Dữ liệu nguồn thải lƣu vực: Dữ liệu đầu vào số liệu dân cƣ, khách du lịch tham quan hồ; số lƣợng chăn nuôi trâu, bị, lợn, gia cầm; số lồng cá, diện tích đất bán ngập; diện tích lƣu vực sa lắng khơng khí vào hồ 2.5.6.2 Tính tốn nguồn thải sinh hoạt: Tính lƣợng phát thải sinh hoạt dân cƣ, khách du lịch, áp dụng theo công thức Lsh =Lsh’ x N 2.5.6.3 Tính lƣợng phát thải chăn ni theo cơng thức Lcn =Lcn’ x M 2.5.6.4 Tính tốn nguồn thải cá lồng: Căn kết phân tích tỷ lệ % trung bình Nitơ Phốtpho thức ăn cá lồng 2.5.6.5 Tính tốn nguồn thải trồng trọt đất bán ngập: % Nitơ, Phốtpho tồn dƣ phân bón, kg Nitơ kg Phốtpho phụ phẩm 2.5.6.6 Tính tốn Nitơ Phốtpho lắng đọng khơng khí vào hồ: kg nitơ kg phốtpho lắng đọng/ha/năm hệ số di chuyển 2.5.7 Phƣơng pháp tính tốn khả tự làm sức chịu tải hồ Khả tự làm chất ô nhiễm hồ thủy điện: LSi = (Ci.vao- Ci.ra) x Vn + (NTi x Tn) Sức chịu tải môi trƣờng hồ thủy điện: Mtn = (Cqc - Ci.ra) x Vh x 10-3 x FS 2.5.8 Phƣơng pháp xây dựng tiêu chí đa tiêu quản lý sử dụng hồ Xác định nguyên tắc, mục đích, sở pháp lý, tiêu chí, tiêu, số, điểm đánh giá (Likert), sử dụng AHP xác định trọng số Trọng số tiêu chí đánh giá giải pháp đáp ứng (R) cho mơ hình, giải pháp cơng cụ quản lý sử dụng tài nguyên bảo vệ môi trƣờng hồ thủy điện Sơn La CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1 DIỄN BIẾN MÔI TRƢỜNG HỒ THỦY ĐIỆN SƠN LA 3.1.1 Diễn biến chất lƣợng nƣớc Hình 3.1 Hệ số tƣơng quan biến động nƣớc hồ thủy điện Sơn La 2014 - 2019 Hình 3.18 Xu hƣớng PO4 2014 - 2019 Hình 3.20 Xu hƣớng Fe 2014 - 2019 Hình 3.19 PO4 theo dung tích 2014 - 2019 Hình 3.21 Fe theo dung tích 2014 - 2019 Hình 3.22.Xu hƣớng Coliform 2014 - 2019 Hình 3.23 Coliform theo dung tích 2014 - 2019 Nhóm thơng số DO, BOD, NH4, Fe, Coliform gia tăng nồng độ theo thời gian giai đoạn 2014-2019, nhóm thơng số pH, TSS, COD, NO2-, NO3-, PO43, xu hƣớng giảm nồng độ thời gian tăng Nhóm thơng số pH, BOD, COD tăng nồng độ theo dung tích hồ 2.756 - 6.504 - 9.260 triệu m3, 11 nhóm thơng số DO, TSS, NH4+, NO2-, NO3-, PO43-, Fe, Coliform xu hƣớng giảm nồng độ dung tích hồ tăng 3.1.2 Diễn biến xói mịn lƣu vực bồi lắng lịng hồ 3.1.2.1 Lượng đất xói mịn lưu vực xuống hồ thủy điện Sơn La Kết tính tốn xác nhận hoạt động sử dụng đất nông nghiệp, lâm nghiệp, đất chuyên dùng, đất thổ cƣ lƣu vực hồ xói mịn tổng lƣợng đất vào hồ 489,5  872,2 triệu tấn, trung bình 81,5  145,3 triệu tấn/năm giai đoạn 2014 – 2019 Triệu Xói mịn thấp 1400 1200 1000 800 600 400 200 Xói mịn cao 872.2 153.8 148.7 145.2 142.8 141.2 145.3 140.1 86.3 83.5 81.5 80.1 79.2 78.6 81.5 2014 2015 2016 2017 2018 2019 Trung bình 489.5 Tổng Hình 3.24 Diễn biến xói mịn đất lƣu vực vào hồ giai đoạn 2014 -2019 3.1.2.2 Bồi lắng lòng hồ thủy điện Sơn La Triệu m3 1000 800 600 400 200 V chết Vtổng cộng 623.2 109.9 106.2 103.7 102.1 100.9 100.1 103.8 61.6 59.6 58.2 57.4 56.6 56.1 58.3 2014 2015 2016 2017 2018 2019 Trung bình 349.8 Tổng Hình 3.25 Diễn biến bồi lắng lòng hồ thủy điện Sơn La giai đoạn 2014 - 2019 12 Vận dụng phƣơng pháp cân lƣu lƣợng bùn cát vào hồ, tính tốn đƣợc mối quan hệ xói mịn lƣu vực bồi lắng lòng hồ giai đoạn 2014-2019 Tổng lƣợng đất bị xói mịn vào hồ giai đoạn 2014 - 2019 489,5  872,2 triệu tấn, lƣợng đất kết hợp với chất lơ lửng (TSS) đầu vào hình thành 489,8  872,4 triệu phù sa lắng đọng, quy đổi dung tích bồi lắng lịng hồ 349,8  623,2 triệu m3, trung bình 58,3103,8 triệu m3/năm 3.1.2.3 Kết tính tốn cân lưu lượng bùn cát với kết bồi lắng dự báo Hình 3.26 Dự tính bồi lắng sau 100 năm Hình 3.27 Tính tốn thực tế 2014 -2019 Kết tính tốn xác nhận giai đoạn 2014 - 2019 sau 06 năm hoạt động, mức bồi lắng hồ xấp xỉ đạt mức dự báo thời gian 30 năm (2040) Cụ thể đạt 82,5% (349,8/424 triệu m3) dung tích Vchết 2.756 triệu m3 89,1% (623,2/699 triệu m3) dung tích Vtổng cộng 9.260 triệu m3 Tuổi thọ hồ chứa thủy điện Sơn La giảm khoảng 24 năm so với mức dự báo 3.1.3 Cân vật chất khả tự làm sức chịu tải hồ Giai đoạn 2014 - 2019, trung bình có 9.958 nitơ 5.402 phốtpho/năm, tổng thải vào hồ 59.748 nitơ (N) 32.415 phôtpho (P) từ 05 nguồn thải vào hồ thủy điện Sơn La 13 Bảng 3.19 Nguồn thải chứa nitơ vào hồ giai đoạn 2014 -2019 Năm Sinh hoạt 2014 2015 2016 2017 2018 2019 337,1 343,6 349,6 353,5 357,3 361,2 Nguồn thải lƣu vực (tấn nitơ/năm) Chăn nuôi Cá lồng Bán ngập 4.373,1 4.638,9 4.774,6 4.829,3 4.892,3 4.962,6 69,26 83,58 410,33 1.846,24 1.617,96 979,79 2.065 2.065 2.065 2.065 2.065 2.065 Tổng nitơ (tấn/năm) Lắng đọng không khí 1.964 1.964 1.964 1.964 1.964 1.964 8.809 9.096 9.564 11.059 10.897 10.323 Bảng 3.20 Nguồn thải chứa phốtpho vào hồ giai đoạn 2014 - 2019 Năm Sinh hoạt 2014 2015 2016 2017 2018 2019 104 106,06 107,8 108,9 110,2 111,6 Nguồn thải lƣu vực vào hồ (tấn phốtpho /năm) Chăn ni Cá lồng Bán ngập Lắng đọng khơng khí 1.635 20,2 3.167 114,3 1.736 25,2 3.167 114,3 1.792 97,3 3.167 114,3 1.811 368,8 3.167 114,3 2.189 344,3 3.167 114,3 1.868 193,7 3.167 114,3 Tổng phốtpho (tấn/năm) 5.040 5.148 5.278 5.570 5.924 5.454 Phốtpho Nitơ 18,000 16,000 14,000 12,000 5,040 5,148 8,809 9,096 5,570 5,924 11,059 10,897 5,278 5,454 5,402 10,000 8,000 6,000 4,000 9,564 10,323 9,958 2,000 2014 2015 2016 2017 2018 2019 Hình 3.36 Diễn biến nguồn thải Nitơ Phốtpho vào hồ 2014 - 2019 14 Trung bình Phốtpho Nitơ 100,000 90,000 80,000 70,000 60,000 50,000 40,000 30,000 20,000 10,000 32,415 11,030 59,748 1,049 28,473 648 5,008 2,102 Sinh hoạt dân cƣ Chăn nuôi Cá lồng 19,002 685.8 12,390 11,790 Bán ngập Không khí Tổng lƣợng thải Hình 3.39 Tổng nguồn thải Nitơ Phốtpho vào hồ thủy điện Sơn La 2014 - 2019 3.1.3.7 Đánh giá khả tự làm hồ thủy điện Sơn La Tấn 175m - 2.756 Triệu m3 190m - 6.504 215m - 9.260 15,000 7,212 10,000 4,533 5,000 3,180 1,330 2014 4,001 2,799 1,162 2015 5,003 2,687 5,050 1,831 774.7 2,116 2016 2017 3,495 1,461 2018 4,037 4,579 2,856 1,224 3,202 2019 1,345 Trung bình Hình 3.40 Khả tự làm NH4+, NO2-, NO3-, PO43- theo dung tích hồ Làm Tấn 54,751 60,000 40,000 20,000 9,043 7.962 14.378 5.292 9.959 8.117 9,125 2014 2015 2016 2017 2018 2019 Trung bình Tổng Hình 3.41 Khả tự làm NH4+, NO2-, NO3-, PO43- hồ 2014 -2019 15 Tỷ lệ làm % 100 80 60 40 20 86.4 65.2 59.2 55.8 51.4 58.9 59.4 35.6 2014 2015 2016 2017 2018 2019 Trung bình Tổng Hình 3.42 Tỷ lệ tự làm NH4+, NO2-, NO3-, PO43- hồ 2014 - 2019 Kết tính tốn xác nhận chế vật lý, hóa học sinh học hồ diễn ổn định để phân hủy, hấp thụ pha lỗng trung bình 9.125 tấn/năm, tỷ lệ làm 58,9%/năm chất ô nhiễm nhóm NH4+, NO2-, NO3-, PO43 có nguồn gốc từ nitơ phốtpho nguồn thải lƣu vực chuyển hóa thành Tổng khả tự làm 54.751 (59,4%) chất ô nhiễm nhóm NH4+, NO2-, NO3-, PO43- đƣợc chuyển hóa tổng lƣợng thải 92.162 (59.748 nitơ 32.415 phốtpho) Khả tự làm 2014 - 2019 phụ thuộc vào dung tích, thời gian lƣu nƣớc, dung tích 2.756 triệu m3, làm trung bình 1.345 tấn, dung tích 6.504 triệu m3, làm 3.202 tấn, dung tích 9.260 triệu m3, làm đƣợc 4.579 NH4+, NO2-, NO3-, PO43- 3.1.3.8 Đánh giá khả chịu tải ô nhiễm hồ thủy điện Sơn La Kết tính tốn khả tải nhiễm 2014 -2019 hồ theo dung tích Trung bình mực nƣớc 175m dung tích 2.756 triệu m3, hồ tải thêm 59,05 nghìn tấn/năm Mực nƣớc 190m dung tích 6.504 triệu m3 tải đƣợc 139,4 nghìn tấn/năm Mực nƣớc 215m dung tích 9.260 triệu m3 tải thêm 198,6 nghìn tấn/năm Giai đoạn 2014 - 2019 hồ có khả tải thêm đƣợc 2,3 triệu tấn, trung bình tải thêm đƣợc 397 nghìn tấn/năm với chất chất nhiễm gồm: DO, BOD5, COD, TSS, Fe, NH4+, NO2-, NO3-, PO43-, theo 03 mực nƣớc 16 Nghìn 450 400 350 300 250 200 150 100 50 221.2 216.6 175.3 155.3 152.1 52.1 65.8 64.4 2014 2015 123.1 188.6 175 2.756 triệu m3 2016 122.9 132.4 52 56.1 2017 2018 6.504 triệu m3 215 198.6 151 139.4 63.9 59.05 2019 Trung bình 9.260 triệu m3 Hình 3.43 Khả tải thêm chất nhiễm hồ theo dung tích 214 - 2019 Nghìn Chất nhiễm 2,383 Tổng 2019 430 2018 377.2 350 2017 2016 433.2 2015 442.4 350.7 2014 500 1000 1500 2000 Hình 3.44 Tổng tải thêm chất ô nhiễm thủy điện Sơn La giai đoạn 214 - 2019 17 2500 3.2 HIỆN TRẠNG QUẢN LÝ MÔI TRƢỜNG VÀ SỬ DỤNG TÀI NGUYÊN HỒ THỦY ĐIỆN SƠN LA 3.2.1 Hiện trạng khai thác sử dụng tài nguyên hồ 3.2.1.1 Lợi ích kinh tế sử dụng tài nguyên nước sản xuất điện Doanh thu sản xuất điện 100 nghìn tỷ đồng/năm, nộp 1.426 tỷ đồng/năm ngân sách 03 tỉnh Sơn La, Lai Châu, Điện Biên, 196,6 tỷ đồng/năm quỹ BV&PTRVN 3.2.1.2 Lợi ích kinh tế sử dụng tài nguyên môi trường nước nuôi trồng thủy sản Giai đoạn 2014 - 2019, tổng sản lƣợng nuôi cá lồng hồ đạt 9.569 tổng doanh thu từ cá lồng 1.178 tỷ đồng, sản lƣợng trung bình 1.594 tấn/năm, doanh thu 196,5 tỷ đồng/năm tỷ đồng 1.435 1.711 359 6,423 Nuôi công nghiệp 71.7 Nuôi tự chế 748 Nuôi cỏ chất xanh Hình 3.45 Sản lƣợng cá lồng 2014 -2019 Ni công nghiệp Nuôi cỏ chất xanh Nuôi tự chế Hình 3.46 Doanh thu cá lồng 2014 -2019 3.2.1.3 Lợi ích kinh tế khai thác thủy sản hồ thủy điện Sơn La 18 Doanh thu Tổng sản lƣơng khai thác 3000 tỷ đồng 100 2,409 86.8 2,132 2000 1000 1,050 900 650 540 30.5 23 20.4 15.6 11 2015 2016 2017 2013 2014 50 49.8 780 2018 2019 Hình 3.47 Lợi ích kinh tế khai thác thủy sản hồ thủy điện Sơn La 2013 - 2019 Sản lƣợng khai thác trung bình 1.209 tấn/năm, doanh thu 33,8 tỷ đồng/năm, tổng sản lƣợng khai thác gồm tôm cá loại giai đoạn 2013 - 2019 đạt 8.461 (tấn), doanh thu đạt 237,1 tỷ đồng 3.2.1.4 Lợi ích kinh tế sử dụng tài nguyên hồ thủy điện hoạt động du lịch Tổng lƣợt khách du lịch đến tham quan hồ giai đoạn 2013-2019 1.319.300 lƣợt, doanh thu du lịch đạt 258 tỷ đồng, trung bình 184,3 nghìn lƣợt khách/năm, doanh thu 33,5 tỷ đồng/năm 500 Lƣợt khách nghìn lƣợt 11 2013 125 74 49 2014 33 22 2015 79 278 232 195 tỷ đồng 100 337 46 37 2016 2017 2018 2019 Hình 3.48 Số lƣợt khách tham quan doanh thu du lịch hồ 2013-2019 3.2.1.5 Sử dụng tài nguyên nước hồ với giao thông vận tải Tuyến đƣờng thủy nội địa quốc gia hồ thủy điện Sơn La dài 175 km, 2.300 phƣơng tiện vận tải, giao thông 03 tỉnh Sơn La, Điện Biên, Lai Châu, 300 lƣợt phƣơng tiện ngƣợc xuôi/ngày 19 3.2.2 Hiện trạng quản lý tài ngun mơi trƣờng hồ Nhận diện, phân tích cấu tổ chức, trách nhiệm bên liên quan đến quản lý sử dụng tài nguyên môi trƣờng hồ thủy điện Sơn La gồm: Chính phủ liên quan; Công ty thủy điện Sơn La; UBND tỉnh Sơn La, Điện Biên, Lai Châu gồm sở chuyên môn UBND huyện vùng hồ; UBND 32 xã ven hồ: Doanh nghiệp địa phƣơng; Hộ dân nuôi trồng thủy sản Hình 3.49 Sơ đồ quản lý tài ngun mơi trƣờng hồ thủy điện Sơn La 3.2.3 Đánh giá quản lý sử dụng tài nguyên môi trƣờng hồ đa mục tiêu Phân tích điểm mạnh, yếu, hội, thách thức quản lý sử dụng tài nguyên nƣớc hồ chứa để sản xuất điện, trồng thủy sản, phát triển du lịch, giao thơng vận tải thủy 3.3 TÍNH BỀN VỮNG VÀ GIẢI PHÁP QUẢN LÝ SỬ DỤNG BỀN VỮNG TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG HỒ THỦY ĐIỆN SƠN LA 3.3.1 Thiết lập tiêu chí đa tiêu quản lý sử dụng tài ngun mơi trƣờng Xây dựng tiêu chí đa tiêu dựa đánh giá 132 số 132 tiêu, nhóm tiêu chí bền vững mơi trƣờng sinh thái có 44 tiêu, nhóm tiêu chí bền vững kinh tế với 33 tiêu, nhóm tiêu chí bền vững xã hội 32 tiêu, nhóm tiêu chí bền vững văn hóa 25 tiêu Các nhóm tiêu đƣợc sử dụng đo lƣờng 26 tiêu chí gồm tiêu chí 20 mơi trƣờng sinh thái, tiêu chí kinh tế, tiêu chí xã hội, tiêu chí văn hóa 04 nhóm tiêu chí bền vững mơi trƣờng sinh thái, kinh tế, xã hội, văn hóa gắn với hồ thủy điện Sơn La 3.3.2 Mơ hình quản lý sử dụng bền vững tài nguyên môi trƣờng Xác định đƣợc quản lý tổng hợp tài nguyên môi trƣờng phƣơng thức tối ƣu hồ thủy điện Sơn La Mơ hình quản lý tổng hợp tài nguyên môi trƣờng hồ chứa phù hợp với thể chế, khắc phục hạn chế quản lý theo ngành, lĩnh vực, điều phối, phối hợp hoạt động quản lý ngành, lĩnh vực, liên vùng để quản lý hiệu hồ thủy điện Sơn La Chỉ vai trò, chức 03 cấp: trung ƣơng gồm Chính phủ, liên quan vai trị chủ đập; Cấp liên tỉnh gồm tỉnh sở hữu tài nguyên môi trƣờng hồ Sơn La, Điện Biên, Lai Châu; Cấp địa phƣơng (cấp sở) gồm cấp huyện, xã, thơn có mặt nƣớc hồ Vận dụng kết đánh giá trọng số tiêu chí để xác lập mơ hình (1) Sử dụng đất dốc bền vững giảm xói mịn gây bồi lắng lịng hồ (2) Xử lý chất thải nguồn giảm ô nhiễm nitơ phốtpho nƣớc hồ (3) Xử dụng đất bán ngập theo hƣớng nông nghiệp sinh thái (4) Nuôi trồng thủy sản theo hƣớng VietGAP Kết phân tích, đánh giá trọng số hoạt động lƣu vực hồ có ảnh hƣởng tác động to lớn môi trƣờng sinh thái, chất lƣợng nƣớc, bồi lắng, tuổi thọ cơng trình 3.3.3 Đề xuất giải pháp công cụ quản lý sử dụng bền vững tài ngun mơi trƣờng Kết tiêu chí quản lý sử dụng bền vững tài nguyên môi trƣờng hồ thủy điện Sơn La đƣợc sử dụng đề xuất giải pháp kiểm sốt bồi lắng lịng hồ, kiểm sốt nguồn thải lƣu vực, kiểm sốt mơi trƣờng nƣớc mặt, nâng cao lực quản trị tổng hợp tài nguyên môi trƣờng, thúc đẩy phát triển kinh tế xanh với công cụ sách/luật, kinh tế, kỹ thuật cơng nghệ, giáo dục truyền thông 21 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ Kết luận Chứng minh xu biến động nƣớc hồ thủy điện Sơn La theo thời gian phù hợp đặc điểm quy luật biến đổi dịng chảy sơng thành hồ thủy điện, TSS giảm trình lắng đọng trầm tích đáy; phân hủy sinh khối lịng hồ làm tăng thơng số hóa học DO, BOD; khả tự làm tải ô nhiễm hồ chứa làm giảm nồng độ nhóm thơng số pH, COD, NO2, NO3, PO4, q trình xói mịn đất lƣu vực vào hồ làm cho nồng độ kim loại nặng (Fe) nƣớc tăng lên; nhóm thơng số NH4 Coliform (vi khuẩn) tăng nguồn thải lƣu vực Kết phân tích chứng minh hồ thủy điện Sơn La vận hành mực nƣớc dung tích theo chu kỳ để sản xuất điện năm giai đoạn 2014 -2019, nhóm thơng số pH, BOD, COD có xu hƣớng tăng nồng độ theo dung tích, nhóm thơng số khác gồm DO, TSS, NH4, NO2, NO3, PO4, Fe, Coliform có xu hƣớng giảm nồng độ dung tích tăng lên Xu hƣớng chứng minh tác động chế vật lý nhƣ dung tích chứa, độ sâu, nƣớc theo mùa, bồi lắng; chế hóa học với q trình lan tỏa, pha lỗng chất nhiễm; Cơ chế sinh học khả hấp thụ, tải ô nhiễm sinh vật lòng hồ Giai đoạn 2014 - 2019, 11 thông số nƣớc hồ TĐSL bao gồm pH, DO, TSS, BOD, COD, NH4, NO2, NO3, PO4, Fe, Coliform có biến động theo thời gian biến động theo dung tích đƣợc trì ổn định Chất lƣợng nƣớc mặt đáp ứng đƣợc yêu cầu phát triển, sử dụng hồ chứa đa mục tiêu, số q trình biến động nƣớc hồ có biến thiên giới hạn quy chuẩn cho phép Tính tốn đƣợc mối liên hệ q trình xói mịn sử dụng đất lƣu vực 489,5 872,2 triệu tấn, kết hợp với chất lơ lửng (TSS) đầu vào hình thành 489,8  872,4 triệu phù sa lắng đọng làm bồi lắng lòng hồ 349,8  623,2 triệu m3, trung bình lƣu vực xói mịn xuống hồ lƣợng đất 81,5  145,3 triệu tấn/năm, đồng thời lòng hồ TĐSL bị bồi lắng lƣợng phù sa trung bình 58,3  103,8 triệu m3/năm Tính tốn giai đoạn 2014 - 2019, có 59.748 nitơ (N) 22 32.415 phôtpho (P) từ 05 nguồn bao gồm sinh hoạt, chăn ni, cá lồng, bán ngập, sa lắng khơng khí vào hồ, trung bình thải vào hồ 9.958 nitơ/năm 5.402 phốtpho/năm Tính tốn khả tự làm 54.751 (59,4%) tổng chất ô nhiễm đƣợc chuyển hóa tổng lƣợng thải 92.162 nitơ phốtpho lƣu vực vào hồ giai đoạn 2014 -2019, trung bình tự làm sạch, phân hủy, hấp thụ pha loãng 9.125 tấn/năm chiếm 58,9%/năm tổng chất nhiễm nhóm NH4+, NO2-, NO3-, PO43- có nguồn gốc từ nitơ phốtpho nguồn thải lƣu vực chuyển hóa thành Khả tự làm chất nhiễm trung bình giai đoạn 2014 - 2019 hồ phụ thuộc vào dung tích, thời gian lƣu nƣớc: tháng 04 - 08 mực nƣớc 175m, dung tích 2.756 triệu m3, trung bình 20 ngày lƣu nƣớc, hồ làm đƣợc 1.345 tấn, tháng 01- 03, mực nƣớc 190m, dung tích 6.504 triệu m3, trung bình 48 ngày lƣu nƣớc, hồ làm (3.202 tấn), từ tháng 09 - 12, mực nƣớc 215m, dung tích 9.260 triệu m3, trung bình 69 ngày lƣu nƣớc, hồ có khả làm cao chất nhiễm (4.579 tấn) Kết tính tốn khả tải nhiễm 2014 -2019 hồ theo dung tích Trung bình mực nƣớc 175m dung tích 2.756 triệu m3, hồ tải thêm 59,05 nghìn tấn/năm Mực nƣớc 190m dung tích 6.504 triệu m3 tải đƣợc 139,4 nghìn tấn/năm Mực nƣớc 215m dung tích 9.260 triệu m3 tải thêm 198,6 nghìn tấn/năm Giai đoạn 2014 - 2019 hồ TĐSL có khả tải thêm đƣợc 2.383 nghìn với chất chất nhiễm gồm: DO, BOD5, COD, TSS, Fe, NH4+, NO2-, NO3-, PO43-, trung bình hồ TĐSL tải thêm 397 nghìn tấn/năm Định lƣợng tổng thể giá trị tài nguyên hồ TĐSL mang lại giai đoạn 2013 – 2019, doanh thu sản xuất điện 100 nghìn tỷ đồng/năm, đóng góp 1.426 tỷ đồng/năm ngân sách 03 tỉnh Sơn La, Lai Châu, Điện Biên, 196,6 tỷ đồng/năm quỹ BV&PTRVN, tổng sản lƣợng nuôi cá lồng đạt 9.569 tấn, doanh thu 1.178 tỷ đồng, sản lƣợng trung bình 1.594 tấn/năm, doanh thu 196,5 tỷ đồng/năm Tổng sản lƣợng khai thác thủy sản đạt 8.461 (tấn), doanh thu 237,1 tỷ đồng, sản lƣợng trung bình 1.209 tấn/năm, doanh thu 23 33,8 tỷ đồng/năm Tổng lƣợt khách du lịch tham quan hồ 1.319.300 lƣợt, tổng thu 258 tỷ đồng, trung bình đón 184,3 nghìn lƣợt khách/năm, doanh thu 33,5 tỷ đồng/năm Tuyến đƣờng thủy nội địa quốc gia TĐSL có 2.300 phƣơng tiện vận tải Nhận diện sơ đồ tổ chức, xác định r vai trò trách nhiệm bên có hoạt động liên quan đến quản lý, bảo vệ, khai thác, sử dụng TN&MT hồ TĐSL, đánh giá hệ thống hoạt động quản lý sử dụng hồ đa mục tiêu Xây dựng tiêu chí đa tiêu gồm 04 nhóm với 26 tiêu chí, 132 tiêu, 132 số định lƣợng tính bền vững môi trƣờng sinh thái, kinh tế, xã hội, văn hóa hồ TĐSL Bộ tiêu chí đƣợc vận dụng đề xuất mơ hình quản lý tổng hợp TN&MT xác lập mơ hình sử dụng đất dốc bền vững giảm xói mịn gây bồi lắng lịng hồ, xử lý chất thải nguồn giảm ô nhiễm nitơ phốtpho nƣớc hồ, sử dụng đất bán ngập theo hƣớng nông nghiệp sinh thái, nuôi trồng thủy sản theo hƣớng VietGAP Kết tiêu chí đƣợc sử dụng đề xuất giải pháp cơng cụ kiểm sốt bồi lắng lịng hồ, nguồn thải lƣu vực, môi trƣờng nƣớc mặt, phát triển lực quản lý sử dụng tổng hợp TNMT, phát triển kinh tế xanh với cơng cụ sách/luật, kinh tế, kỹ thuật công nghệ, giáo dục truyền thông Hƣớng nghiên cứu Tính tốn phạm vi biến thiên lƣợng Nitơ (N), Phốtpho (P) xuống hồ thủy điện Sơn La thông qua số liệu dân cƣ, vật ni, cá lồng, bán ngập, sa lắng khơng khí, tiếp nhận đầu nguồn chảy đi, N, P bốc Kết nghiên cứu cho biết thông số ảnh hƣởng đến phạm vi biến động, từ khuyến nghị đo đạc, phân tích chi tiết thơng số Định lƣợng giá trị môi trƣờng sinh thái, kinh tế xã hội, văn hóa, quản trị tài nguyên số mơ hình quản lý sử dụng TN&MT gắn với hồ thủy điện Sơn La Tính tốn hệ thống trọng số để thiết lập số phát triển xanh hỗ trợ giải pháp quản lý, khai thác sử dụng hợp lý tài nguyên, bảo vệ môi trƣờng hồ thủy điện Sơn La 24 DANH MỤC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN [1] Đỗ Xuân Đức, Phạm Anh Tuân (2018), “Nghiên cứu xác định chức dịch vụ hệ sinh thái cảnh quan lƣu vực vùng hồ thủy điện Sơn La phục vụ đề xuất hình thức quản lý bền vững”, Kỷ yếu Hội thảo khoa học quốc gia “Đa dạng sinh học biến đổi khí hậu”, Viện Tài nguyên Môi trường, Đại học Quốc gia Hà Nội, tr 320 - 329, NXB Khoa học Tự nhiên Công nghệ, Hà Nội [2] Đỗ Xuân Đức, Nguyễn Chu Hồi (2018), “Phân tích, xác lập tiêu chí khung tính bền vững hồ thủy điện Sơn La”, Tuyển tập báo cáo khoa học, Mơi trường cơng trình nghiên cứu, Hội bảo vệ thiên nhiên môi trường Việt Nam, tập X, tr 331- 346, NXB Khoa học Tự nhiên Công nghệ, Hà Nội [3] Đỗ Xuân Đức, Lƣu Đức Hải, Đỗ Hữu Tuấn (2019), “Xác lập vấn đề môi trƣờng hồ thủy điện Sơn La theo mơ hình phân tích DPSIR”, Tuyển tập báo cáo khoa học, Kỷ yếu Hội nghị Khoa học Địa lý toàn quốc lần thứ 11, tr.427 - 439, NXB Thanh Niên, Hà Nội [4] Do Xuan Duc, Luu Duc Hai, Do Huu Tuan (2020), “An assessment of pollution load capacity of Son La hydropower reservoir in the Northwest Mountains of Vietnam”, EDESUS Conference, Springer Publishing (Chấp nhận đăng) [5] Đỗ Xuân Đức, Lƣu Đức Hải, Đỗ Hữu Tuấn (2018), “Nghiên cứu biên soạn số chủ đề tập huấn để giáo dục tính bền vững hồ thủy điện Sơn La cho cộng đồng dân tộc địa phƣơng khu vực Tây Bắc”, Tạp chí Khoa học, trường Đại học Sư phạm Hà Nội, 63 (12), tr.156 - 169, Hà Nội [6] Đỗ Xuân Đức, Lƣu Đức Hải, Đỗ Hữu Tuấn (2019), “Diễn biến chất lƣợng nƣớc hồ thủy điện Sơn La từ liệu quan trắc môi trƣờng (2010 - 2018)”, Tạp chí Khoa học, Đại học Quốc gia Hà Nội, Các Khoa học Trái đất Môi trường, 35(3), tr 1-21, Hà Nội [7] Đỗ Xuân Đức, Lƣu Đức Hải, Đỗ Hữu Tuấn (2020), “Khả tự làm chất nhiễm chứa Nitơ Phốtpho chuyển hóa thành NH4+, NO2-, NO3-, PO43của hồ thủy điện Sơn La”, Tạp chí Khoa học, Đại học Quốc gia Hà Nội, Các Khoa học Trái đất Môi trường, Hà Nội (Chấp nhận đăng) ... trình 3.3.3 Đề xuất giải pháp công cụ quản lý sử dụng bền vững tài nguyên môi trƣờng Kết tiêu chí quản lý sử dụng bền vững tài ngun mơi trƣờng hồ thủy điện Sơn La đƣợc sử dụng đề xuất giải pháp kiểm... môi trƣờng hồ thủy điện Sơn La 1.2 QUẢN LÝ SỬ DỤNG BỀN VỮNG TÀI NGUN VÀ MƠI TRƢỜNG Trình bày hệ thống sở lý thuyết tính bền vững, đánh giá đo lƣờng tính bền vững, quản lý sử dụng bền vững Đây sở... tác quản lý, sử dụng hợp lý hồ TĐSL phục vụ sản xuất điện, phát triển kinh tế - xã hội địa phƣơng lƣu vực Vì vậy, đề tài luận án ? ?Phân tích, đánh giá đề xuất giải pháp quản lý sử dụng bền vững hồ