Tính chất hai mặt và sự bất ổn định của nguồn nước trong điều kiện đặc thù của lưu vực, nhu cầu sử dụng nước ngày càng cao cùng với những bất cập trong công tác quản lí của các địa phương LVS Gâm đang làm sâu sắc thêm mâu thuẫn giữa khả năng cung cấp nguồn nước với nhu cầu khai thác cho các mục đích sử dụng, đòi hỏi phải nghiên cứu đánh giá phục vụ quy hoạch quản lí thống nhất và tổng hợp tài nguyên nước theo lưu vực.
JOURNAL OF SCIENCE OF HNUE Science., 2010, Vol 55, N◦ 5, pp 86-94 NGUY CƠ SUY THOÁI TÀI NGUYÊN NƯỚC VÀ NHỮNG MÂU THUẪN TRONG VẤN ĐỀ SỬ DỤNG TÀI NGUYÊN NƯỚC LƯU VỰC SÔNG GÂM Nguyễn Quyết Chiến Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Mở đầu Sông Gâm phụ lưu cấp lớn sơng Lơ Phần diện tích lưu vực lãnh thổ Việt Nam 9.649km2 , chiếm 63,23% tổng diện tích lưu vực sông (LVS) Gâm, trải rộng ranh giới hành 17 huyện thuộc tỉnh Hà Giang, Tuyên Quang, Cao Bằng Bắc Kạn Những kết nghiên cứu đánh giá, dự báo khả cung cấp nguồn nước lưu vực sông (LVS) Gâm cho thấy hai thập kỷ tới, nhu cầu khai thác sử dụng nước địa phương LVS Gâm chưa đến mức gay gắt LVS khác đặc thù tự nhiên, kinh tế - xã hội (KT-XH) địa phương lưu vực chứa đựng nguy phải đối mặt với thách thức tài nguyên nước, đẩy nhanh nguy suy thoái tiến dần tới ngưỡng khai thác nguồn nước Mặt khác, LVS Gâm nói riêng, LVS Lơ - Gâm nói chung chưa có tổ chức chế quản lí tài ngun nước theo lưu vực mà quản lí theo địa giới hành tỉnh, huyện Tính chất hai mặt bất ổn định nguồn nước điều kiện đặc thù lưu vực, nhu cầu sử dụng nước ngày cao với bất cập cơng tác quản lí địa phương LVS Gâm làm sâu sắc thêm mâu thuẫn khả cung cấp nguồn nước với nhu cầu khai thác cho mục đích sử dụng, địi hỏi phải nghiên cứu đánh giá phục vụ quy hoạch quản lí thống tổng hợp tài nguyên nước theo lưu vực Nội dung nghiên cứu 2.1 2.1.1 Nguy suy thối tài ngun nước lưu vực sơng Gâm Ngun nhân suy thoái tài nguyên nước Các nguyên nhân suy thoái tài nguyên nước LVS Gâm đa dạng, phức tạp, chi phối nhân tố khách quan - liên quan đến mối quan hệ 86 Nguy suy thoái tài nguyên nước mâu thuẫn vấn đề sử dụng phát triển lâu dài thành phần tự nhiên tạo nên thích ứng với trạng thái cân tương đối môi trường nhân tố chủ quan - liên quan đến tác động ngày lớn trình khai thác tài nguyên thiên nhiên địa phương phục vụ cho phát triển KT-XH Sự kết hợp nguyên nhân khách quan chủ quan với dị thường chúng dẫn đến thay đổi mạnh mẽ yếu tố mơi trường nói chung, tài ngun nước LVS Gâm nói riêng Ngun nhân biến đổi khí hậu: Lưu lượng chế độ dòng chảy phụ thuộc trực tiếp vào diễn biến điều kiện khí hậu Biến đổi khí hậu vấn đề có tính chất tồn cầu, LVS Gâm phạm vi ảnh hưởng nhỏ nên coi nguyên nhân khách quan Tương quan so sánh nhiệt độ trung bình tổng lượng mưa trung bình năm thập kỷ 2001 - 2010 với thập kỷ 1991 - 2000 cho thấy, tồn lưu vực, nhiệt độ trung bình tháng I tăng lên 0,5 - 0,60 C, nhiệt độ trung bình tháng VII tăng lên 0,0 - 0,20 C, nhiệt độ trung bình năm tăng lên 0,20 C; lượng mưa trung bình năm giảm khoảng 50 - 100mm hầu hết địa điểm [1] Nguyên nhân hoạt đông khai thác tài nguyên thiên nhiên lưu vực: Sự gia tăng dân số tập trung dân cư ngày lớn lưu vực với hoạt động ngành kinh tế nông nghiệp, công nghiệp, nuôi trồng thuỷ sản đòi hỏi nhu cầu sử dụng tài nguyên nước ngày lớn Lượng chất thải từ trình khai thác sử dụng nguyên nhân làm suy giảm chất lượng tài nguyên môi trường nói chung, suy thối đất dẫn đến nhiễm nguồn nước nói riêng Những hoạt động chủ yếu ảnh hưởng lớn đến tài nguyên nước LVS Gâm bao gồm: - Hoạt động nông nghiệp: ngành nông nghiệp chiếm tỷ trọng cao cấu kinh tế địa phương LVS Gâm (35% năm 2008) Diện tích đất lưu vực sử dụng cho mục đích nơng nghiệp chiếm khoảng 10,5% tổng diện tích tự nhiên, phân bố khu vực có độ dốc từ 50 - 350 Hoạt động nông nghiệp với phương thức canh tác lạc hậu, manh mún làm suy thối gia tăng xói mịn đất; làm suy giảm nguồn cung cấp nước sông trữ lượng nước ngầm lấy nước phục vụ tưới, đặc biệt giai đoạn mùa cạn Cơng tác quản lí nguồn nước tưới tiêu chưa có thống cơng địa phương nên lượng nước tưới lưu vực thượng nguồn lớn làm giảm lưu lượng nước chảy hạ lưu, giảm khả tự làm nước gia tăng mức độ ô nhiễm Do nhu cầu sử dụng nước lớn nên lượng dòng chảy bị suy thoái nước tưới lớn Lượng nước tổn thất tưới làm trầm trọng thêm khả thiếu nước, làm nảy sinh mâu thuẫn sử dụng nước địa phương lưu vực (bảng 1) - Sự phát triển công nghiệp nghề thủ công truyền thống: hoạt động công nghiệp địa phương LVS Gâm gồm có gia cơng khí, dệt may, khai 87 Nguyễn Quyết Chiến thác khống sản, điện lực, khai thác chế biến lâm sản, nông sản, làng nghề truyền thống với quy mô nhỏ Mặc dù chưa phải nhóm ngành phát triển mạnh tập trung sở công nghiệp, đặc biệt hoạt động khai thác, chế biến khoáng sản chủ yếu thị trấn, thị xã, điểm dân cư gần nguồn nước sông, suối nên thải lượng chất thải đáng kể vào môi trường, đe dọa nghiêm trọng đến chất lượng môi trường nước Bảng Lượng nước tổn thất tưới nông nghiệp LVS Gâm Lượng nước tưới 2005 219.59 Lượng nước tưới (106m3 ) Lượng nước tổn thất tưới (106m3 ) 175.67 Tỷ lệ % so với tổng lượng dịng chảy mùa cạn 9.98 Nguồn: Viện Khí tượng - Thủy văn Năm 2010 2020 313.24 342.78 250.60 274.22 14.24 15.58 Môi trường, 2009 - Hoạt động khai thác lâm sản quy mô công nghiệp lưu vực thường đảm bảo kế hoạch trồng nhiều nơi cơng tác chưa có tương ứng khai thác phục hồi rừng Chính thế, tài ngun rừng có suy giảm diện tích chất lượng rừng bị suy giảm nhanh chưa đủ thời gian phục hồi rừng, ảnh hưởng nghiêm trọng đến vai trò điều tiết dòng chảy cung cấp nước cho hệ thống sông suối, tăng nguy tai biến thiên nhiên liên quan đến tài nguyên nước Ảnh hưởng hệ thống đập hồ chứa thủy điện lưu vực: Cơng trình thuỷ điện Tun Quang sơng Gâm với dung tích hồ chứa 2.244,9.106m3 diện tích mặt hồ ứng với mực nước dâng bình thường 120m 79,78km2 thức vào hoạt động Việc xây dựng đập, ngăn sông tạo nên hồ chứa, ngồi lợi ích to lớn mang lại gây tác động mạnh mẽ đến tài nguyên môi trường lưu vực: làm thay đổi mơi trường sinh thái vùng lịng hồ; xác thực vật phân hủy với tích tụ chất hữu lòng hồ làm thay đổi chất lượng nước hệ sinh thái nước; tác dụng tích nước hồ chứa dẫn đến thay đổi chế độ thủy văn lòng dẫn, thay đổi mực nước ngầm phần thượng nguồn hạ lưu; diện tích mặt nước mở rộng cịn làm thay đổi điều kiện khí hậu vốn nhân tố chi phối trực tiếp đến diễn biến lưu lượng dịng chảy 2.1.2 Nguy suy thối tài ngun nước lưu vực sông Gâm - Sự gia tăng tai biến thiên nhiên liên quan đến tài nguyên nước: Lũ bùn - đá trượt lở đất đá dạng tai biến phổ biến LVS Gâm, xảy thường xuyên phụ lưu nhỏ Cấu trúc địa mạo bất ổn định điều kiện mưa lớn phân mùa, lớp phủ thực vật mỏng với tác động người làm cho tai biến thiên nhiên liên quan đến tài nguyên 88 Nguy suy thoái tài nguyên nước mâu thuẫn vấn đề sử dụng nước LVS Gâm có xu hướng mạnh cường độ dày tần suất Trong đó, lũ quét - lũ bùn đá dạng tai biến đặc biệt nguy hiểm, xảy phổ biến lưu vực Chỉ tính từ năm 1990 trở lại đây, LVS Gâm xảy 10 trận lũ quét - lũ bùn đá, gây thiệt hại lớn người vật chất cho địa phương Trong điển hình trận lũ quét xảy sông Gâm vào tháng 7/2004 Cao Bằng Hà Giang làm 48 người chết, ước tính thiệt hại lên đến gần 50 tỷ đồng Ngồi ra, q trình trượt lở đất đá có xu xảy mạnh xuất hầu hết năm tất huyện tỉnh lưu vực Các phụ lưu thượng nguồn sơng Gâm khu vực có gia tăng mạnh tượng lũ quét - lũ bùn đá trượt lở Mức độ nguy hiểm thường tăng lên tượng trượt lở lũ quét - lũ bùn đá có quan hệ tương hỗ: trượt lở tạo vật chất làm nghẽn dòng, tạo lớn gây lũ quét, ngược lại, lũ quét - lũ bùn đá lại gây trượt lở mạnh mẽ đường - Nguy suy thối nguồn nước ngầm: Nghiên cứu đánh giá trữ lượng, chất lượng khả khai thác tài nguyên nước ngầm LVS Gâm cịn chưa hồn thiện hạn chế nguồn tư liệu Việc khai thác nước ngầm lưu vực mức sơ khai, tự phát nhằm đáp ứng nhu cầu nước tưới sinh hoạt Chính khai thác nhỏ lẻ, thiếu chế quản lí kiểm soát nên tiềm ẩn nguy suy giảm trữ lượng, chất lượng nguồn nước ngầm kèm theo trình sụt lún diện rộng - Suy thối chất lượng nước mặt: Do chảy qua vùng có cấu tạo nham thạch chất phổ biến đá vơi nên nhìn chung nước sơng Gâm có tính chất trung tính kiềm nhẹ Tính chất kiềm có xu hướng tăng lên nhánh sơng Năng hồ Ba Bể Trên dịng sơng Gâm, độ pH ổn định mức 7,57-7,67, cửa sông Năng, nơi đổ vào sông Gâm, độ pH tăng đột ngột lên 7,94 giảm xuống 7,78 khu vực bến phà Na Hang Chất lượng mơi trường nước sơng Gâm nhìn chung có độ đục thấp sông khác hệ thống sông Lô - Gâm Nguồn nước sơng, hồ chứa cịn tương đối sạch, nghèo chất dinh dưỡng, đạt tiêu chuẩn cấp nước sinh hoạt sản xuất Tuy nhiên, nguồn nước lưu vực có dấu hiệu nhiễm số nơi, mùa cạn Sự phát triển thiếu quy hoạch công nghệ lạc hậu sở công nghiệp làng nghề đa dạng từ lâu đời dọc hai bên sông với nhu cầu sử dụng nước lớn gây tình trạng nhiễm nghiêm trọng khu vực xả thải Chất gây ô nhiễm ngày đa dạng thành phần Hàm lượng COD, BOD, NH4 nước mặt nước ngầm ngày cao Việc khai thác khoáng sản vật liệu xây dựng dọc lịng sơng khơng có quản lí làm thay đổi dịng chảy, xói lở bờ sơng làm tăng độ đục dòng chảy nước Chất lượng nước sơng Gâm cịn bị nhiễm hàng triệu phân hữu chăn thả gia súc gia cầm quy mô lớn địa phương Việc sử dụng phân hữu không qua biện pháp xử lí sinh học, chuồng trại khơng hợp vệ sinh tập quán nuôi thả tự tạo lượng lớn phân hữu phát tán tự nhiên, gây ô nhiễm trực tiếp môi trường nước khơng khí 89 Nguyễn Quyết Chiến - Thiếu nước cục bộ: Sự phân bố không theo không gian diễn biến thất thường theo thời gian nguồn cung cấp nước dẫn đến thiếu nước cục trở thành nguyên nhân làm gia tăng suy thối nguồn nước Tình trạng thiếu nước xảy nhiều nơi, mùa khô - thời kỳ nhu cầu dùng nước tưới lớn Các địa phương cao nguyên đá vôi thuộc Hà Giang (Quản Bạ, Đồng Văn, Yên Minh, Mèo Vạc) khu vực thường xuyên thiếu nước với lượng mưa năm 1400mm lưu lượng dòng chảy từ 10-20l/s.km2 Địa hình cao, chia cắt mạnh, hệ thống dịng chảy karst ngầm phát triển mạnh thường phân bố sâu khơng nên việc khai thác gặp nhiều khó khăn Nhiều nơi người dân phải xa 200 - 500m từ nơi cư trú tiếp cận nguồn nước sinh hoạt 2.2 Mâu thuẫn sử dụng tài ngun nước lưu vực sơng Gâm Q trình khai thác sử dụng tài nguyên nước LVS Gâm làm phát sinh mâu thuẫn sau đòi hỏi cần giải quyết: 2.2.1 Mâu thuẫn nhu cầu dùng nước với tiềm nguồn nước Cũng nhiều LVS khác nước ta, điểm dòng chảy LVS Gâm biến đổi theo mùa dao động năm Mùa lũ LVS Gâm kéo dài từ tháng VI đến tháng IX, X chiếm 70 - 80% tổng lượng dịng chảy năm Tính phân mùa dịng chảy nguyên nhân gây nên mâu thuẫn tiềm nguồn nước với nhu cầu dùng nước địa phương Tính chung năm nguồn nước tự nhiên với lượng nước cần sử dụng không thiếu nước, nguồn nước tự nhiên sông suối suy giảm mạnh mùa cạn, lượng nước cần sử dụng, đặc biệt nhu cầu nước tưới cho nông nghiệp lại tăng lên vào thời gian Do đó, nhiều nơi xảy tình trạng thiếu nước tưới sinh hoạt mùa khô Kết đánh giá trạng dự báo cân nước LVS Gâm từ năm 2000 đến năm 2020 mơ hình SWAT MIKE BASIN cho thấy: tính chung năm, lượng nước cần dùng số mốc thời gian từ năm 2000 đến năm 2020 dao động khơng q 5% tổng lượng dịng chảy sông cung cấp (bảng 2) Tuy nhiên, tháng tỷ lệ thay đổi lớn tăng mạnh tháng mùa khô với trị số dao động phổ biến từ 10-20%, nhiều nơi lên đến 25-30% Như thấy lưu lượng dịng chảy năm phân bố không mùa lũ - mùa cạn vùng lưu vực Nhu cầu sử dụng nước LVS Gâm dần tiến tới giới hạn khai thác an tồn Trong đó, nhu cầu nước tưới mùa cạn lớn nên nhiều địa phương xảy tình trạng thiếu nước cục Trong thực tế, để điều hồ nguồn nước sơng, tính đến lưu vực xây dựng đưa vào hoạt động hồ chứa thủy điện Tuyên Quang Sau năm 2010 số hồ chứa thuỷ điện khác dịng sông nhánh xây 90 Nguy suy thoái tài nguyên nước mâu thuẫn vấn đề sử dụng dựng Các hồ chứa phát huy hiệu điều tiết dòng chảy, khai thác nguồn thuỷ điện, nâng cao khả cấp nước cho địa phương mùa khô phòng chống lũ mưa cho hạ lưu Bảng Khả đáp ứng nhu cầu sử dụng nước tiểu vùng LVS Gâm qua số mốc thời gian từ năm 2000 đến năm 2020 Tiểu vùng TV1 TV2 TV3 TV4 2.2.2 (Qđ -lưu lượng nước đến; Qnc -lưu lượng nước cần sử dụng; đơn vị: m3 /s ) Ranh giới hành Cân nước Năm 2000 Năm 2005 Năm 2010 Năm 2020 Tỉnh Huyện/Xã Qnc Qđ Qnc Qđ Qnc Qđ Qnc Qđ Đồng Văn, Yên Minh, Hà Giang 21.7 1400.7 57.2 3702.8 32.1 1400.7 36.6 1400.7 Mèo Vạc Bảo Lạc, Cao Bằng Bảo Lâm Hà Giang Bắc Mê 21.1 3207 55.2 8006.4 21.4 3019.1 25.5 3015.4 Tuyên Quang Na Hang Ba Bể, Chợ Đồn (3/22 Bắc Cạn xã, TT), 18.4 704.6 48.3 1863.8 30.3 704.6 34.6 704.6 Ngân Sơn (3/10 xã) Tuyên Quang Na Hang Na Hang, Tuyên Quang Chiêm Hoá, 36.8 4875.6 96.8 12894.5 62.3 4187.7 71.8 4201.8 Yên Sơn Mâu thuẫn phân bố nguồn nước vùng Sự phân hóa tài nguyên nước LVS Gâm thể trước hết phân bố lượng mưa - nguồn cung cấp nước chủ yếu lưu vực Tổng lượng mưa LVS Gâm đạt gần 2.100mm/năm có khác biệt lớn vùng với mức dao động từ 1200mm đến 2500mm địa phương Tính chung tồn lưu vực, tổng lượng dịng chảy năm Q0 trung bình 126,9m3 /s, giá trị modul dịng chảy M0 trung bình nhiều năm biến thiên từ 12 45l/s.km2 , phổ biến từ 15 - 20l/s.km2 , tăng dần phía thượng nguồn phụ lưu Trong đó, khu vực ven sơng Gâm từ Na Hang đến Vĩnh Lộc có giá trị M0 < 15 l/s.km2 tác dụng chắn gió cánh cung sông Gâm cánh cung Ngân Sơn Riêng khu vực cao nguyên đá vôi Đồng Văn - Mèo Vạc phát triển mạnh dòng chảy ngầm hạn chế nguồn tư liệu nên khó đánh giá đầy đủ nguồn tài nguyên nước mặt Lưu lượng trung bình năm khoảng 125m3 /s, nhỏ so với sông khác hệ thống sông Lô - Gâm Sự phân bố modul dòng chảy năm tương ứng với tần suất 75% (M75% ) 95% (M95% ) phân bố khơng có xu hướng giảm dần phía thượng nguồn 91 Nguyễn Quyết Chiến Nhìn chung giá trị M75% dao động phạm vi từ 15 đến 30l/s.km2 Khu vực hạ lưu sông Gâm sông nhánh hồ Ba Bể M75% đạt giá trị lớn (>25l/s.km2 ) sau giảm dần phía thượng nguồn dọc thung lũng từ Ba Bể, Na Hang đến Chiêm Hóa (