8. Cấu trúc luận án
3.3.1. Xác định yêu cầu sử dụng hợp lý và bảo vệ tài nguyên nước mặt
Yêu cầu SDHL và bảo vệ tài nguyên nước mặt LVS Gâm được xác định dựa trên các cơ sở là: đặc điểm dòng chảy, hiên trạng tài nguyên nước mặt LVS Gâm; diễn biến dòng chảy mặt LVS Gâm trong điều kiện có hồ Tuyên Quang (đã được
phân tích ở chương 2); diễn biến nhu cầu sử dụng và ngưỡng khai thác nguồn nước
mặt lưu vực theo một số mốc thời gian từ năm 2000 đến 2020; nguy cơ và những
nguyên nhân suy thoái tài nguyên nước mặt lưu vực; những khó khăn, tồn tại trong
công tác quản lý tài nguyên nước của lưu vực.
3.3.1.1. Tình hình khai thác sử dụng tài nguyên nước mặt
a. Số lượng và năng lực khai thác nước mặt các công trình thủy lợi
Nguồn nước mặt LVS Gâm được khai thác cho sinh hoạt, cấp nước tưới, nước
sản xuất công nghiệp và phát điện, trong đó chủ yếu là cung cấp nước tưới cho nông
nghiệp và phát điện.
Hiện nay, LVS Gâm có khoảng 2.361 công trình thủy lợi các loại, trong đó có 53
hồ chứa, 202 đập dâng, 02 trạm bơm và khoảng trên 2.100 công trình khai thác nước
129
Bảng 3.21. Số lượng và năng lực tưới của các công trình thủy lợi LVS Gâm
Loại công trình Số lượng Diện tích tưới thiết kế (ha) Diện tích tưới thực tế (ha)
Hiệu quả công
trình (%) Hồ chứa 53 765 824 512 627 66,9 76,1 Đập dâng 202 2.797 3.519 1.782 2.351 63,7 66,8 Trạm bơm 02 77 92 77 92 100 100 Công trình tạm 2.104 3.376 11.805 3.371 11.799 99,8 99,9 Tổng số 2.361 7.015 16.240 5.742 14.869 81,8 91,5 Nguồn: Tổng hợp từ [36] và [55]
Theo thiết kế, các công trình thủy lợi này có thể tưới cho khoảng 7.015 ha diện
tích vụ đông xuân và 16.240 ha vụ mùa. Nhưng trong thực tế, các công trình này mới
chỉ đảm báo tưới được 81,8% diện tích vụ đông xuân và 91,5% diện tích vụ mùa.
Do điều kiện địa hình chia cắt, diện tích đất bằng có khả năng canh tác phân
bố manh mún, nguồn kinh phí xây dựng hạn chế nên hầu hết những công trình thủy
lợi hiện có trên LVS Gâm đều mang tính tạm bợ. Trong số các hồ chứa, chỉ có hồ
Tuyên Quang và Ba Bể là những hồ lớn, có khả năng điều tiết tổng hợp nguồn nước, các hồ khác đều rất nhỏ nhằm cung cấp nước tưới cục bộ ở từng địa phương.
Năng lực hoạt động của các công trình kiên cố thường thấp do chưa được quy
hoạch hợp lý, nhiều hạng mục bị xuống cấp (bị phá hủy trong mùa lũ, kênh dẫn bị
sạt lở, bồi lấp, thất thoát nguồn nước...) nguồn kinh phí đầu tư sửa chữa, duy tu bảo dưỡng lớn và không được khắc phục kịp thời.
b. Nhu cầu sử dụng nguồn nước mặt
Tổng hợp các kết quả nghiên cứu của Lã Thanh Hà, Nguyễn Đình Kỳ (2006) [36] và Huỳnh Thị Lan Hương (2009) [55] theo một số mốc thời gian từ năm 2000 đến
2020 cho thấy, tại thời điểm các năm 2000, 2005 và 2010, nhu cầu sử dụng nguồn nước mặt LVS Gâm tương ứng là 252,5 triệu m3, 257,6 triệu m3 và 284,3 triệu m3. Dự báo đến năm 2020, lượng nước cần dùng sẽ tăng lên 335,7 triệu m3 (bảng 3.22).
Bảng 3.22. Nhu cầu sử dụng nước LVS Gâm một số mốc thời gian (triệu m3)
Tháng/ Năm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Năm 2000 33,2 14,6 34,5 18,0 6,0 43,2 23,7 17,8 23,6 13,2 12,5 12,2 252,5 2005 36,5 14,6 36,7 18,0 5,8 44,1 23,0 18,8 24,2 12,4 11,7 11,8 257,6 2010 38,6 13,9 41,9 17,5 3,7 44,8 27,4 19,2 41,4 10,0 13,1 12,9 284,3 2020 48,7 17,9 51,2 21,9 4,8 49,7 30,8 21,5 46,3 11,8 15,8 15,3 335,7 Nguồn: Tổng hợp từ [36] và [55]
130
Như vậy, nhu cầu sử dụng nước LVS Gâm có xu hướng tăng nhanh do sự gia tăng về quy mô dân số và sự phát triển các ngành kinh tế. Do nông nghiệp vẫn là ngành chiếm tỷ trọng lớn trong cơ cấu nền kinh tế các địa phương trên lưu vực nên nhu cầu sử
dụng nguồn nước trong năm có sự phụ thuộc chặt chẽ vào cơ cấu mùa vụ của địa phương. Lượng nước cần dùng tập trung chủ yếu từ tháng 1 đến tháng 4 và từ tháng 6 đến tháng 9 do nhu cầu nước tưới trong nông nghiệp thời gian này tăng cao.
Trên toàn lưu vực, nhu cầu sử dụng nguồn nước cũng không đồng đều ở các khu
vực. Những địa phương đông dân vùng hạ nguồn có nhu cầu sử dụng nước lớn (thường
chiếm trên 40% lượng nước cần sử dụng trên lưu vực ở các năm tương ứng). Các khu
vực khác nhu cầu sử dụng nước nhỏ, ít biến đổi và có sự chênh lệch không lớn.
3.3.1.2. Ngưỡng khai thác tài nguyên nước mặt
Ngưỡng khai thác tài nguyên nước là giới hạn lượng nước cho phép khai thác
sử dụng không hoàn trả lại cho sông (phần mất đi do tưới, do cấp nước công nghiệp,
sinh hoạt, dịch vụ,… ), được tính bằng tỷ lệ % giữa lượng nước thừa trong mùa lũ
so với lượng nước tiềm năng [122].
Wngưỡng khai thác (%) = (%) W T Q W o lu o lu (3.5)
Trong đó: Wlu: tổng lượng nước trong mùa lũ có Qlũ Qo (m3); Qo là lưu lượng nước trung bình nhiều năm (m3/s); Wo là tổng lượng nước trung bình nhiều năm (m3); Tlũ là thời gian các tháng mùa lũ (s).
Kết quả tính toán ngưỡng khai thác tài nguyên nước mặt cho một số trạm trên
sông Gâm được thể hiện trong bảng 3.23:
Bảng 3.23. Ngưỡng khai thác tài nguyên nước mặt LVS Gâm
TT Trạm Sông W ngưỡng khai thác (%)
1 Bảo Lạc Gâm 37,0
2 Đầu Đẳng Năng 36,6
3 Chiêm Hoá Gâm 31,2
Theo kết quả trên, ngưỡng khai thác tài nguyên nước tại một số trạm chính trên LVS Gâm dao động từ 31 đến 37% tổng tiềm năng nguồn nước. Với kết quả
này, có thể nhận thấy trong cả năm, lượng nước cần sử dụng đến năm 2020 trên LVS Gâm nhỏ hơn nhiều so với giới hạn khai thác cho phép.
131
So sánh nhu cầu sử dụng nước các tiểu vùng với tiềm năng nguồn nước của
LVS Gâm trong các mốc thời gian tương ứng có thể nhận thấy, tính chung trong cả năm, lượng nước cần dùng trên toàn lưu vực dao động không quá 5% tổng lượng
dòng chảy do sông cung cấp. Tuy nhiên, vào các tháng mùa khô, khi nhu cầu sử
dụng nước tăng lên, lượng nước cần dùng ở một số địa phương trong các mốc thời gian 2010, 2020 đã chiếm từ 10-25% tổng lượng nước đến và đang tiến dần đến ngưỡng khai thác an toàn. Hơn nữa, lưu lượng dòng chảy sông Gâm trong năm phân bố không đều giữa mùa lũ - mùa cạn và giữa các vùng trong lưu vực. Trong khi đó,
nhu cầu về nước tưới mùa cạn rất lớn nên nhiều địa phương xảy ra tình trạng thiếu nước cục bộ (phụ lục 3.2 và 3.3).
Như vậy, nhu cầu sử dụng nước ngày càng tăng cao trong khi tài nguyên
nước có sự phân bố mạnh mẽ theo mùa đã làm sâu sắc thêm mâu thuẫn giữa nhu
cầu sử dụng và tiềm năng nguồn nước. Trong thực tế, để điều hoà nguồn nước
sông, từ năm 2008 đến nay hồ Tuyên Quang đã xây dựng trên lưu vực và đưa
vào hoạt động. Từ năm 2010 còn một số hồ chứa thuỷ điện nhỏ khác trên các
sông nhánh đã và đang được xây dựng. Các hồ chứa này đang sẽ phát huy hiệu
quả điều tiết dòng chảy, khai thác nguồn thuỷ điện, nâng cao khả năng cấp nước cho các địa phương trong mùa khô và phòng chống lũ trong mùa mưa cho hạ lưu.
3.3.1.3. Nguy cơ suy thoái tài nguyên nước mặt
Nguy cơ suy thoái tài nguyên nước LVS Gâm được xác định, phân tích dựa trên hiện trạng, diễn biến dòng chảy mặt và nhu cầu sử dụng nguồn nước mặt lưu vực.
- Thiếu nước cục bộ:
Sự phân bố không đều theo không gian và diễn biến thất thường theo thời gian
của nguồn cung cấp nước có thể dẫn đến sự thiếu nước cục bộ và trở thành một nguyên
nhân làm gia tăng suy thoái nguồn nước. Tình trạng thiếu nước xảy ra ở nhiều nơi, nhất
là trong mùa khô - thời kỳ nhu cầu dùng nước tưới lớn. Các địa phương trên cao nguyên đá vôi ở tỉnh Hà Giang là những khu vực thường xuyên thiếu nước với lượng mưa năm dưới 1.400mm và lưu lượng dòng chảy chỉ từ 10-20l/s.km2. Địa hình cao, chia cắt mạnh, hệ thống dòng chảy karst ngầm phát triển mạnh nhưng thường phân bố sâu và không đều nên việc khai thác gặp nhiều khó khăn. Nhiều nơi người dân phải đi
132
- Suy thoái chất lượng nước mặt:
Do chảy qua vùng có cấu tạo nham thạch phổ biến là đá vôi nên nhìn chung nước
sông Gâm có tính chất trung tính hoặc kiềm nhẹ. Tính chất kiềm có xu hướng tăng lên
ở nhánh sông Năng và hồ Ba Bể. Trên dòng chính sông Gâm, độ pH ổn định ở mức
7,57-7,67. Chất lượng môi trường nước sông Gâm nhìn chung có độ đục thấp hơn các
sông khác của hệ thống sông Lô-Gâm. Nguồn nước sông, hồ chứa còn tương đối sạch,
nghèo chất dinh dưỡng, đạt tiêu chuẩn cấp nước sinh hoạt và sản xuất. Tuy nhiên, nguồn nước lưu vực đã có dấu hiệu ô nhiễm ở một số nơi, nhất là trong mùa cạn. Sự
phát triển thiếu quy hoạch và công nghệ lạc hậu của những cơ sở công nghiệp và làng nghề đa dạng từ lâu đời dọc hai bên sông với nhu cầu sử dụng nước lớn đã gây ra tình trạng ô nhiễm nghiêm trọng tại khu vực xả thải. Chất gây ô nhiễm ngày càng đa dạng
về thành phần. Hàm lượng COD, BOD, NH4 trong nước mặt và nước ngầm ngày càng cao. Việc khai thác khoáng sản và vật liệu xây dựng dọc lòng sông không có sự quản lý đã làm thay đổi dòng chảy, xói lở bờ sông và làm tăng độ đục dòng chảy nước.
Chất lượng nước sông Gâm còn bị ô nhiễm bởi hàng triệu tấn phân hữu cơ do chăn thả gia súc gia cầm trên quy mô lớn của các địa phương. Việc sử dụng phân
hữu cơ không qua các biện pháp xử lý sinh học, chuồng trại không hợp vệ sinh và tập quán nuôi thả tự do đã tạo ra một lượng lớn phân hữu cơ phát tán trong tự nhiên, gây ô nhiễm trực tiếp đối với môi trường nước và không khí.
- Sự gia tăng các tai biến thiên nhiên liên quan đến tài nguyên nước:
Lượng mưa lớn, mùa mưa lũ dài và cường độ lũ lớn trong điều kiện lớp vỏ
phong hoá dày nên hoạt động xâm thực của LVS Gâm diễn ra khá mạnh mẽ. Hệ số
xâm thực của LVS Gâm ở Chiêm Hoá 145,8 tấn/km2/năm. Công tác chống xói mòn, rửa trôi trên LVS là rất cần thiết để đảm bảo nước sông và tránh bồi lắng cho công trình thuỷ điện thuỷ lợi, nhất là thuỷ điện Tuyên Quang.
Mặc dù khả năng xảy ra lũ quét của LVS Gâm thấp hơn ở vùng Tây Bắc, nhưng cấu trúc địa mạo bất ổn định trong điều kiện mưa lớn và phân mùa cùng với
những tác động của con người đã làm cho các tai biến thiên nhiên liên quan đến tài
nguyên nước LVS Gâm có xu hướng mạnh hơn về cường độ và dày hơn về tần suất. Trong đó, lũ quét - lũ bùn đá xảy ra khá phổ biến trên lưu vực, đặc biệt là ở những
133
hầu hết các năm và ở tất cả các địa phương trên lưu vực. Các phụ lưu thượng nguồn
sông Gâm là khu vực có sự gia tăng mạnh nhất lũ quét - lũ bùn đá và trượt lở. Mức độ nguy hiểm thường tăng lên khi hiện tượng trượt lở tạo vật chất làm nghẽn dòng, tạo ra thế năng lớn gây lũ quét, ngược lại, lũ quét - lũ bùn đá lại gây ra trượt lở
mạnh mẽ hơn trên đường đi của nó.
Ở hạ lưu, quá trình tích nước tại các hồ chứa trên lưu vực (đặc biệt là ở hạ lưu đập thủy điện Tuyên Quang) đã làm cạn kiệt dòng chảy và mực nước ngầm vùng hạ lưu, không đảm bảo đủ nguồn nước để duy trì sự ổn định của môi trường sinh thái, tăng nguy cơ ô nhiễm nguồn nước. Nguồn nước lưu vực đã có dấu hiệu ô nhiễm ở
một số nơi chảy qua các điểm dân cư, nhất là trong mùa cạn.
3.3.1.4. Nguyên nhân suy thoái tài nguyên nước mặt
Các nguyên nhân suy thoái tài nguyên nước LVS Gâm rất đa dạng, phức tạp, được chi phối bởi cả những nhân tố khách quan - liên quan đến mối quan hệ và sự
phát triển lâu dài của các thành phần tự nhiên tạo nên sự thích ứng với trạng thái
cân bằng tương đối của môi trường và các nhân tố chủ quan - liên quan đến những tác động ngày càng lớn trong quá trình khai thác TNTN của các địa phương phục vụ
cho sự phát triển KT-XH. Sự kết hợp giữa các nguyên nhân khách quan và chủ quan
cùng với những dị thường của chúng có thể dẫn đến những những thay đổi mạnh
mẽ của các yếu tố môi trường nói chung, tài nguyên nước LVS Gâm nói riêng.
- Nguyên nhân do biến đổi khí hậu
Lưu lượng và chế độ dòng chảy phụ thuộc trực tiếp vào diễn biến của điều kiện khí
hậu. Biến đổi khí hậu là vấn đề có tính chất toàn cầu, trong đó LVS Gâm chỉ là một
phạm vi ảnh hưởng nhỏ nên được coi là nguyên nhân khách quan. Tương quan so sánh
về nhiệt độ trung bình và tổng lượng mưa trung bình năm giữa thập kỷ 2001-2010 với
thập kỷ 1991-2000 cho thấy, trên toàn lưu vực, nhiệt độ trung bình tháng 1 tăng lên 0,5- 0,60C, tháng 7 tăng 0,0-0,20C và nhiệt độ trung bình năm tăng lên 0,20C; lượng mưa
trung bình năm giảm đi khoảng 50-100mm hầu hết các địa điểm [26].
- Nguyên nhân do các hoạt động khai thác TNTN lưu vực
Sự gia tăng dân số và tập trung dân cư ngày càng lớn trên lưu vực cùng với
những hoạt động trong các ngành kinh tế nông nghiệp, công nghiệp, nuôi trồng thuỷ
134
từ quá trình khai thác sử dụng là những nguyên nhân làm suy giảm chất lượng tài nguyên, môi trường nói chung, suy thoái đất dẫn đến ô 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, lâm nghiệp: ngành nông nghiệp chiếm tỷ trọng khá cao trong cơ cấu kinh tế của các địa phương trên LVS Gâm (35% năm 2010). Diện tích đất lưu vực được sử dụng cho mục đích nông nghiệp chiếm khoảng 10% tổng
diện tích tự nhiên, phân bố trên những khu vực có độ dốc từ 5o-35o. Các phương
thức canh tác lạc hậuđã làm suy thoái và gia tăng xói mòn đất; làm suy giảm nguồn
cung cấp nước sông do lấy nước phục vụ tưới, đặc biệt trong giai đoạn mùa cạn.
Do nhu cầu sử dụng nước cao nên lượng dòng chảy bị suy thoái do nước tưới rất
lớn. Lượng nước tổn thất do tưới này sẽ làm trầm trọng thêm khả năng thiếu nước, làm nảy sinh mâu thuẫn trong sử dụng nước giữa các địa phương trên lưu vực (bảng 3.24).
Bảng 3.24. Lượng nước tổn thất do tưới trong nông nghiệp LVS Gâm
Năm 2005 2010 2020
Lượng nước tưới (106m3) 219.59 313.24 342.78
Lượng nước tổn thất do tưới (106m3) 175.67 250.60 274.22 Tỷ lệ % so với lượng dòng chảy mùa cạn 9.98 14.24 15.58
Nguồn: Huỳnh Thị Lan Hương, viện Khí tượng - Thủy văn và Môi trường, 2009 Sự phát triển công nghiệp và thủ công truyền thống: Mặc dù chưa phát triển
mạnh nhưng sự tập trung các cơ sở công nghiệp, đặc biệt là hoạt động khai thác chế
biến khoáng sản chủ yếu ở các thị trấn, thị xã, các điểm dân cư gần nguồn nước
sông, suối nên đã tạo ra một lượng chất thải đáng kể, đe doạ nghiêm trọng đến chất lượng môi trường nước.
Hoạt động khai thác lâm sản trên quy mô công nghiệp trên lưu vực thường được đảm bảo bằng kế hoạch trồng mới nhưng ở nhiều nơi công tác này chưa có sự tương