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 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC MÔI TRƢỜNG Hà Nội - 2021 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 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC MÔI TRƢỜNG NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC PGS TS LƢU ĐỨC HẢI TS ĐỖ HỮU TUẤN Hà Nội - 2021 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các kết nghiên cứu đƣợc trình bày luận án chƣa đƣợc công bố công trình khác Tất liệu đƣợc sử dụng luận án trung thực, xác Các tài liệu tham khảo luận án có nguồn gốc rõ ràng đƣợc trích dẫn theo nguyên tắc Tác giả luận án Đỗ Xuân Đức LỜI CẢM ƠN Luận án “Phân tích, đánh giá đề xuất giải pháp quản lý sử dụng bền vững hồ thủy điện Sơn La”, đƣợc nghiên cứu sinh hoàn thành thời gian học tập nghiên cứu môn Quản lý môi trƣờng, khoa Môi trƣờng, trƣờng Đại học Khoa học Tự Nhiên, ĐHQGHN Nghiên cứu sinh gửi tình cảm biết ơn sâu sắc tới thầy PGS.TS Lƣu Đức Hải thầy TS Đỗ Hữu Tuấn, hai thầy hƣớng dẫn khoa học dẫn, góp ý, gợi mở định hƣớng khoa học suốt trình thực luận án Nghiên cứu sinh bày tỏ tình cảm biết ơn tới Ban giám hiệu trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN phịng chức chun mơn, thầy cô Ban chủ nhiệm khoa, thầy cô môn Quản lý Môi trƣờng, thầy cô đơn vị khoa Mơi trƣờng Nghiên cứu sinh gửi tình cảm biến ơn đến thầy cô trực tiếp lên lớp giảng dạy, hƣớng dẫn chuyên đề chƣơng trình đào tạo tiến sĩ Nghiên cứu sinh gửi lời cảm ơn đến Ban giám hiệu trƣờng Đại học Tây Bắc, khoa Nông Lâm, môn Quản lý tài nguyên & môi trƣờng nơi nghiên cứu sinh công tác tạo điều kiện thuận lợi trình học tập nghiên cứu luận án Nghiên cứu sinh gửi tình cảm biết ơn đến Công ty Thủy điện Sơn La, Đài Khí tƣợng Thủy văn Tây Bắc đơn vị chuyên môn thuộc tỉnh Sơn La, Điện Biên, Lai Châu, quyền ngƣời dân lƣu vực hồ Thủy điện Sơn La Nghiên cứu sinh trân trọng cảm ơn giúp đỡ gia đình, đồng nghiệp trình học tập, nghiên cứu hồn thiện luận án Nghiên cứu sinh trân trọng cảm ơn đến 18 nhà khoa học giành thời gian đọc viết nhận xét tóm tắt luận án Nghiên cứu sinh trân trọng gửi tình cảm biết ơn đến 07 thầy Hội đồng cấp Đại học Quốc gia chấm luận án tiến sĩ, dành thời gian đọc, viết nhận xét, góp ý đánh giá để nghiên cứu sinh hoàn thiện luận án Hà Nội, ngày 25 tháng 02 năm 2021 Tác giả luận án Đỗ Xuân Đức MỤC LỤC Lời cam đoan Lời cảm ơn Mục lục Danh mục ký hiệu chữ viết tắt Danh mục bảng Danh mục hình vẽ, đồ thị MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu luận án 10 Nhiệm vụ nội dung nghiên cứu 10 Luận điểm bảo vệ 10 Câu hỏi nghiên cứu 10 Những đóng góp luận án 11 Ý nghĩa khoa học, thực tiễn luận án 11 Cơ sở liệu thực luận án 11 Cấu trúc luận án 11 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 MỘT SỐ KHÁI NIỆM LIÊN QUAN ĐẾN MÔI TRƢỜNG LƢU VỰC HỒ THỦY ĐIỆN 12 12 1.1.1 Lƣu vực sông hồ chứa thủy điện 12 1.1.2 Các biến động môi trƣờng hồ tích nƣớc 12 1.1.3 Hệ sinh thái tự nhiên nhân văn hồ chứa 14 1.1.4 Nƣớc hồ tiêu đánh giá chất lƣợng 15 1.1.5 Xói mịn đất bồi lắng hồ chứa 16 1.1.6 Chu trình nitơ phốtpho hồ chứa 16 1.1.7 Nguyên lý cân vật chất, khả tự làm sức chịu tải hồ 17 1.2 MỘT SỐ KHÁI NIỆM LIÊN QUAN ĐẾN QUẢN LÝ SỬ DỤNG BỀN VỮNG TÀI NGUN VÀ MƠI TRƢỜNG 18 1.2.1 Tính bền vững 18 1.2.2 Đánh giá đo lƣờng tính bền vững 18 1.2.3 Quản lý sử dụng bền vững 19 1.3 NGHIÊN CỨU MÔI TRƢỜNG VÀ QUẢN LÝ SỬ DỤNG TÀI NGUYÊN MÔI TRƢỜNG HỒ CHỨA TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM 1.3.1 Tình hình nghiên cứu mơi trƣờng quản lý sử dụng tài nguyên môi trƣờng hồ chứa giới 1.3.2 Tình hình nghiên cứu mơi trƣờng quản lý sử dụng tài nguyên môi trƣờng hồ chứa Việt Nam 1.3.3 Tình hình nghiên cứu môi trƣờng quản lý sử dụng tài nguyên môi trƣờng hồ chứa khu vực Tây Bắc 1.3.4 Vận dụng kết tổng quan tình hình nghiên cứu vào luận án 1.4 TỔNG QUAN LƢU VỰC HỒ THỦY ĐIỆN SƠN LA 20 20 24 27 30 30 1.4.1 Điều kiện tự nhiên lƣu vực đặc điểm sinh thái hồ thủy điện Sơn La 30 1.4.2 Đặc điểm kinh tế xã hội văn hóa gắn với hồ thủy điện Sơn La 40 Tiểu kết chƣơng 42 CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG, PHẠM VI, TIẾP CẬN VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 43 2.1 Đối tƣợng nghiên cứu 43 2.2 Phạm vi nghiên cứu 43 2.3 Tiếp cận nghiên cứu 43 2.3.1 Tiếp cận hệ thống 43 2.3.2 Tiếp cận xuyên ngành 44 2.3.3 Tiếp cận dựa hệ sinh thái 44 2.3.4 Tiếp cận dựa vào cộng đồng 45 2.3.5 Tiếp cận từ xuống kết hợp với tiếp cận từ dƣới lên 45 2.4 Các bƣớc nghiên cứu khung tiếp cận 45 2.4.1 Các bƣớc nghiên cứu 45 2.4.2 Khung tiếp cận vấn đề nghiên cứu 45 2.5 Phƣơng pháp nghiên cứu 47 2.5.1 Phƣơng pháp thu thập tổng hợp liệu 47 2.5.2 Phƣơng pháp điều tra khảo sát thực tế lƣu vực hồ 47 2.5.3 Phƣơng pháp đồ 48 2.5.4 Phƣơng pháp đánh giá chất lƣợng nƣớc hồ 49 2.5.5 Phƣơng pháp tính tốn xói mịn bồi lắng lịng hồ 51 2.5.6 Phƣơng pháp tính tốn nguồn thải vào hồ 53 2.5.7 Phƣơng pháp tính tốn khả tự làm sức chịu tải hồ 60 2.5.8 Phƣơng pháp so sánh dự báo 61 2.5.9 Phƣơng pháp xây dựng tiêu chí đa tiêu quản lý sử dụng hồ 62 2.5.10 Phƣơng pháp phân tích xử lý liệu 64 Tiểu kết chƣơng 65 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1 DIỄN BIẾN MÔI TRƢỜNG HỒ THỦY ĐIỆN SƠN LA 66 66 3.1.1 Diễn biến chất lƣợng nƣớc 66 3.1.2 Diễn biến xói mòn lƣu vực bồi lắng lòng hồ 76 3.1.3 Diễn biến cân vật chất khả tự làm sức chịu tải hồ 83 3.2 HIỆN TRẠNG QUẢN LÝ MÔI TRƢỜNG VÀ SỬ DỤNG TÀI NGUYÊN HỒ THỦY ĐIỆN SƠN LA 97 3.2.1 Hiện trạng khai thác sử dụng tài nguyên 97 3.2.2 Cơ cấu kinh tế tài nguyên hồ thủy điện Sơn La 104 3.2.3 Hiện trạng quản lý tài nguyên môi trƣờng 105 3.3 TÍNH BỀN VỮNG VÀ GIẢI PHÁP QUẢN LÝ SỬ DỤNG BỀN VỮNG TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG HỒ THỦY ĐIỆN SƠN LA 107 3.3.1 Thiết lập tiêu chí đa tiêu quản lý sử dụng tài nguyên mơi trƣờng 107 3.3.2 Mơ hình quản lý sử dụng bền vững tài nguyên môi trƣờng 119 3.3.3 Đề xuất giải pháp quản lý sử dụng bền vững tài nguyên môi trƣờng 125 Tiểu kết chƣơng 132 KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG NGHIÊN CỨU 133 Kết luận 133 Hƣớng nghiên cứu 135 DANH MỤC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 136 TÀI LIỆU THAM KHẢO 137 PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT BOD5 COD Coliform DO Fe N NH4 NO2 NO3 P PO4 pH TSS Tn W Wtb Whi Wc BTNMT BNNPTNT BV&PTRVN CDM CP DBMT ĐHQGHN ĐHKHTN ĐTM EVN H HST HTX LVS LVHSL MNC MNTB MNDBT NĐ NGTK NTTS NN & PTNT PTBV QĐ QCVN QH QLSD QLTH TĐSL TN&MT UBND VietGAP Nhu cầu ơxy sinh hóa (5 ngày điều kiện chuẩn) Nhu cầu ơxy hóa học Chỉ tiêu vi sinh nƣớc Nồng độ Ơxy hịa tan nƣớc Hàm lƣợng Sắt Nitơ Hàm lƣợng Amoni Hàm lƣợng Nitrit Hàm lƣợng Nitrat Phốtpho Hàm lƣợng Phosphat log(ion H+) Tổng chất rắn lơ lửng Thời gian lƣu nƣớc hồ Dung tích Dung tích tồn Dung tích hữu ích Dung tích cạn Bộ Tài ngun Mơi trƣờng Bộ Nơng nghiệp Phát triển nông thôn Bảo vệ & phát triển rừng Việt Nam Cơ chế phát triển Chính phủ Diễn biến môi trƣờng Đại học Quốc gia Hà Nội Đại học Khoa học Tự Nhiên Báo cáo đánh giá tác động mơi trƣờng Tập đồn Điện lực Việt Nam Mực nƣớc (độ cao mặt nƣớc) Hệ sinh thái Hợp tác xã Lƣu vực sông Lƣu vực hồ thủy điện Sơn La Mực nƣớc cạn Mực nƣớc trung bình Mực nƣớc dâng bình thƣờng Nghị định Niên giám thống kê Nuôi trồng thủy sản Nông nghiệp phát triển nông thôn Phát triển bền vững Quyết định Quy chuẩn Việt Nam Quốc hội Quản lý sử dụng Quản lý tổng hợp Thủy điện Sơn La Tài nguyên Môi trƣờng Ủy ban nhân dân Thực hành sản xuất nông nghiệp tốt DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 1.1 Thống kê số điểm trƣợt lở theo độ dốc lƣu vực hồ thủy điện Sơn La 32 Bảng 1.2 Xói mịn tiềm lƣu vực hồ thủy điện Sơn La 32 Bảng 1.3 Phân bố số hệ tầng địa chất có diện tích lớn lƣu vực 33 Bảng 1.4 Các nhóm đất lƣu vực hồ thủy điện Sơn La 34 Bảng 1.5 Nhiệt độ khơng khí trung bình lƣu vực hồ thủy điện Sơn La 2010 -2019 35 Bảng 1.6 Lƣợng mƣa 2010 - 2019 số trạm lƣu vực hồ thủy điện Sơn La 36 Bảng 1.7 Mực nƣớc lƣu lƣợng sơng lƣu vực hồ thủy điện Sơn La 36 Bảng 1.8 Phụ lƣu phía Đơng Nam Tây Bắc cấp nƣớc vào hồ thủy điện Sơn La 37 Bảng 1.9 Các địa phƣơng tiếp giáp trực tiếp với hồ thủy điện Sơn La 41 Bảng 1.10 Một số sinh kế thích ứng sau tích nƣớc hồ thủy điện Sơn La 41 Bảng 2.1 Vị trí lấy mẫu nƣớc mặt lòng hồ thủy điện Sơn La giai đoạn 2014 -2019 49 Bảng 2.2 Kết kiểm định liệu quan trắc chất lƣợng nƣớc hồ 2014 -2019 50 Bảng 2.3 Dữ liệu sử dụng đất lƣu vực hồ thủy điện Sơn La 2014 - 2019 52 Bảng 2.4 Dẫn liệu nghiên cứu nguồn thải chứa nitơ phôtpho 53 Bảng 2.5 Dân số lƣu vực khách du lịch tham quan hồ giai đoạn 2014 - 2019 54 Bảng 2.6 Dữ liệu chăn nuôi lƣu vực hồ thủy điện Sơn La 2014 – 2019 55 Bảng 2.7 Loại hình ni cá lồng hồ thủy điện Sơn La giai đoạn 2014 -2019 55 Bảng 2.8 Diện tích đất bán ngập lƣu vực hồ thủy điện Sơn La 55 Bảng 2.9 Diện tích lƣu vực sa lắng Nitơ Phốtpho vào hồ thủy điện Sơn La 56 Bảng 2.10 Lƣợng phân loại gia súc, gia cầm (kg/con/ngày) 57 Bảng 2.11 Lƣợng nƣớc thải từ tắm rửa vệ sinh chuồng trại chăn nuôi lợn 57 Bảng 2.12 Hàm lƣợng tiêu chuẩn nguyên tố dinh dƣỡng nguyên liệu hữu 57 Bảng 2.13 Lƣợng Nitơ Phốt thải từ nƣớc tiểu trâu, bò 58 Bảng 2.14 Tỷ lệ % Nitơ Phốtpho trung bình thức ăn cá lồng 58 Bảng 2.15 Hệ số tỷ lệ thức ăn cá tiêu thụ lƣợng thức ăn đƣa xuống hồ 58 Bảng 2.16 Lƣợng bón phân canh tác bán ngập quy % Nitơ Phốtpho 59 Bảng 2.17 Hệ số tồn dƣ Nitơ Phốtpho phân bón % tàn dƣ phụ phẩm 59 Bảng 2.18 Hệ số Nitơ Phốtpho lắng đọng không khí di chuyển xuống hồ 59 Bảng 2.19 Điểm đánh giá đo lƣờng ý kiến nhận thức hành vi theo thang đo Likert 64 Bảng 3.1 Biến động nƣớc hồ thủy điện Sơn La giai đoạn 2014 - 2019 66 Bảng 3.2 Biến động chất lƣợng nƣớc hồ theo dung tích giai đoạn 2014 - 2019 70 Bảng 3.3 Phân cấp xói mịn tiềm lƣu vực hồ thủy điện Sơn La 78 Bảng 3.4 Lƣợng đất lƣu vực có khả xói mịn xuống hồ thủy điện Sơn La 78 Bảng 3.5 Lƣợng bùn cặn vào hồ khỏi hồ giai đoạn 2014 - 2019 80 Bảng 3.6 Dung tích bồi lắng lịng hồ giai đoạn 2014 -2019 80 Bảng 3.7 Dự tính bồi lắng hồ thủy điện Sơn La 82 Bảng 3.8 So sánh kết tính tốn bồi lắng hồ thủy điện Sơn La 82 Bảng 3.9 Lƣợng nitơ phốtpho trung bình lắng đọng xuống hồ 2014 - 2019 86 Bảng 3.10 Tổng nguồn thải chứa nitơ phốtpho vào hồ giai đoạn 2014 -2019 87 Bảng 3.11 Mực nƣớc dung tích hồ vận hành nhà máy thủy điện Sơn La 89 Bảng 3.12 Chất ô nhiễm I bổ sung từ lƣu vực (NH4+, NO2-, NO3-, PO43-) 89 Bảng 3.13 Tính tốn thời gian lƣu nƣớc hồ thủy điện Sơn La 2014 - 2019 90 + - - Bảng 3.14 Tính tốn khả tự làm NH4 , NO2 , NO3 , PO43- 2014 -2019 91 Bảng 3.15 Khả chịu tải ô nhiễm hồ thủy điện Sơn La 2014 - 2019 94 Bảng 3.16 Sử dụng tài nguyên nƣớc hồ sản xuất điện 2013 - 2019 97 Bảng 3.17 Phát triển nuôi cá lồng hồ thủy điện Sơn La 2014 - 2019 99 Bảng 3.18 Sản lƣợng khai thác thủy sản lòng hồ thủy điện Sơn La 2013 - 2019 100 Bảng 3.19 Hoạt động du lịch hồ thủy điện Sơn La giai đoạn 2013 - 2019 102 Bảng 3.20 Cơ cấu kinh tế tài nguyên hồ thủy điện Sơn La giai đoạn 2013 -2019 104 Bảng 3.21 Trọng số tiêu 110 Bảng 3.22 Trọng số tiêu chí 111 Bảng 3.23 Trọng số nhóm tiêu chí 112 Bảng 3.24 Kết xác định tổng giá trị tiêu 114 Bảng 3.25 Kết xác định tổng giá trị tiêu chí 115 Bảng 3.26 Kết xác định tổng giá trị nhóm tiêu chí 116 Bảng 3.27 Đề xuất mơ hình quản lý tổng hợp tài ngun mơi trƣờng 119 Bảng 3.28 Kết phân tích nhận thức sử dụng tài nguyên nƣớc sản xuất điện 120 Bảng 3.29 Kết phân tích nhận thức sử dụng tài nguyên nƣớc nuôi thủy sản 121 Bảng 3.30 Kết phân tích nhận thức sử dụng tài nguyên hồ khai thác thủy sản 122 Bảng 3.31 Kết phân tích nhận thức sử dụng hồ với du lịch giao thơng 123 Bảng 3.32 Kết phân tích nhận thức sử dụng đất bán ngập hồ thủy điện Sơn La 125 Bảng 3.33 Kết phân tích nhận thức giải pháp môi trƣờng sinh thái hồ 126 Bảng 3.34 Kết phân tích nhận thức giải pháp kinh tế xã hội hồ 129 Bảng 3.35 Kết phân tích nhận thức giải pháp văn hóa thủy điện Sơn La 130 Bảng 3.36 Kết phân tích nhận thức quản trị tài nguyên hồ thủy điện Sơn La 131 ... trƣờng hồ theo hƣớng tiêu cực khơng đánh giá có giải pháp quản lý sử dụng phù hợp Do 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 BỀN VỮNG VÀ GIẢI PHÁP QUẢN LÝ SỬ DỤNG BỀN VỮNG TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG HỒ THỦY ĐIỆN SƠN LA 107 3.3.1 Thiết lập tiêu chí đa tiêu quản lý sử dụng tài ngun mơi trƣờng 107 3.3.2 Mơ hình quản lý. .. ĐẾN QUẢN LÝ SỬ DỤNG BỀN VỮNG TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG 18 1.2.1 Tính bền vững 18 1.2.2 Đánh giá đo lƣờng tính bền vững 18 1.2.3 Quản lý sử dụng bền vững 19 1.3 NGHIÊN CỨU MÔI TRƢỜNG VÀ QUẢN LÝ SỬ