7. Cấu trúc của luận án
1.2.5. Nghiên cứu về lượng hóa mức độ ảnh hưởng môi trường của hoạt động kha
thác cát và nạo vét luồng hàng hải
Để lượng hóa các mức độ tác động, ảnh hưởng hoặc đánh giá hiệu quả của quá trình quản lý, tính bền vững của HST, sử dụng hợp lý tài nguyên [85-86] ... người ta xây dựng các tiêu chí, chỉ thị và chỉ số đánh giá. Trong nghiên cứu sử dụng hợp lý tài nguyên biển và ven bờ, chỉ thị và chỉ số đã được xây dựng và áp dụng nhiều trên thế giới và Việt Nam [87-90].
Tiêu chí có thể được hiểu là những chuẩn mực cụ thể được đặt ra và dùng để đưa ra các đánh giá cụ thể và khách quan nhất về một sự vật hay sự việc bất kỳ nào đó. Các chuẩn mực đó có thể là những chuẩn mực về thời gian, chuẩn mực về năng suất, chuẩn mực về mặt chất lượng, cùng với đó chính là việc xem xét về sự tuân thủ theo đúng các quy định đã được đề ra. Kết quả được đưa ra cuối cùng sẽ phản ánh sự bền vững cũng như tính hiệu quả của những tiêu chí được sử dụng trong quy trình đánh giá. Một cách ngắn gọn và chính xác hơn thì tiêu chí sẽ là những chuẩn mực về các yêu cầu khác nhau được đưa ra nhằm mục đích phân tích và đánh giá về một sự vật hay sự việc bất kỳ
nào đó được quan tâm. Kết quả của quá trình đó sẽ phản ánh những tiêu chí được sử dụng có thực sự hiệu quả và có tính bền vững hay không. Hiện nay, tiêu chí được sử dụng trong tất cả mọi lĩnh vực của con người. Mỗi một lĩnh vực khác nhau thì các tiêu chí được đưa ra đều có sự khác nhau để có thể đánh giá và phản ánh được đúng bản chất, tình hình của mỗi sự việc, sự vật trong từng giai đoạn cụ thể. Các tiêu chí có thể được xem xét thay đổi trong những giai đoạn cụ thể. Điều này sẽ phụ thuộc vào thời gian, hoàn cảnh xã hội cũng như năng suất trung bình ở thời điểm đó của từng lĩnh vực cụ thể. Mọi sự thay đổi của tiêu chí đều cần phải phản ánh đúng bản chất của tình hình xã hội thời điểm được thay đổi nhằm đảm bảo tính khách quan cũng như chính xác nhất của tiêu chí cho việc đánh giá.
Đối với hoạt động khai thác cát và nạo vét luồng hàng hải, các đánh giá mức độ ảnh hưởng môi trường thường tập trung vào đánh giá tác động của chúng đối với HST biển (san hô, cỏ biển) hoặc đối với chất lượng môi trường nước tại điểm khai thác/nạo vét. Việc lượng hóa tác động của hoạt động khai thác cát bằng phương pháp tiêu chí/ chỉ số/ chỉ thị còn ít được nghiên cứu và sử dụng các phương pháp tiếp cận khác nhau. Santo và nnk, 2002 đã xác định một số chỉ thị tác động môi trường của hoạt động khai thác cát bằng phương pháp ứng dụng GIS và ảnh máy bay.
Đánh giá tác động môi trường là công cụ chủ đạo trong quy hoạch và đánh giá tác động của con người đến môi trường. Tuy nhiên, việc đánh giá tác động sinh thái ít được quan tâm trong các báo cáo đánh giá tác động môi trường của một dự án [91]. Theo cách truyền thống, các đánh giá tác động sinh thái được xây dựng dựa trên sự tổng hợp kiến thức về cách HST phản ứng với những xáo trộn do con người gây ra. Các nguy cơ ảnh hưởng xấu đến HST do hoạt động của con người gây ra được đánh giá dựa trên điều kiện hiện tại của môi trường về khả năng chống chịu được các tác động giả định được so sánh và vì vậy nó khó cho được kết quả cụ thể và lượng hóa. Tuy nhiên, việc sử dụng phương pháp chỉ thị/chỉ số thì có thể khắc phục được hạn chế này. Mặc dù có những chỉ trích về tính chủ quan trong đánh giá tác động bằng phương pháp tiêu chí/ chỉ số, tham vấn chuyên gia song vẫn không thể phủ nhận được tính hiệu quả của phương pháp trong đánh giá tác động môi trường và hỗ trợ ra quyết định [91]. Một số nghiên cứu cũng cho thấy, sử dụng phương pháp đánh giá mức độ ảnh hưởng của hoạt động khai thác cát/nạo vét luồng hàng hải thông qua tiêu chí, chỉ số phù hợp hơn trong việc đánh giá tác động sinh thái [92].
Như vậy, Chương 1 trình bày các nội dung hình thành cơ sở lý luận và thực tiễn để tiến hành nghiên cứu đề tài luận án, tóm tắt như sau.
Lợi thế về vị trí địa lý tự nhiên, địa kinh tế và địa chính trị của Hải Phòng tạo cho thành phố có điều kiện phát triển mạnh về kinh tế - xã hội đồng thời với việc bảo tồn thiên nhiên các giá trị đa dạng sinh học cao, đặc biệt ở vùng bờ biển. Các hoạt động phát triển kinh tế - xã hội, đặc biệt là phát triển cảng và hàng hải cũng như đô thị hóa với nhu cầu vật liệu san lấp để xây dựng và mở rộng các khu dân cư, cơ sở du lịch, khu công nghiệp... ở vùng bờ biển của thành phố đã có ảnh hưởng tiêu cực tới môi trường và sinh thái. Các công trình nghiên cứu về khai thác cát ven bờ và nạo vét luồng hàng hải nói chung cho thấy: khai thác các mỏ cát ở vùng nước nông ven bờ trong điều kiện nguồn bùn cát cung cấp từ các sông suy giảm sau khi xây dựng các đập ở thượng nguồn, đồng thời xây mới, mở rộng, duy trì các luồng hàng hải và cảng biển gây nên các tác động tiêu cực lớn đối với môi trường, bao gồm: sự thay đổi độ sâu (ở vị trí khai thác cát/nạo vét và nhận chìm), thay đổi chế độ dòng chảy, vận chuyển bùn cát, thay đổi cân bằng bùn cát và biến động bồi xói ở các vùng khai thác cát và nạo vét luồng, chất lượng môi trường nước biển và hệ sinh vật biển.
Ở Việt Nam, hiện nay nghiên cứu về ảnh hưởng môi trường một cách tổng quan của các hoạt động phát triển ở vùng bờ và biển nói chung và khai thác cát ven bờ biển cũng như nạo vét luồng hàng hải (bao gồm cả hoạt động nhận chìm chất nạo vét ở biển) nói riêng đã được quan tâm trong những năm gần đây, phục vụ trực tiếp cho công tác quản lý và bảo vệ môi trường, sinh thái vùng bờ và biển. Tuy nhiên, việc nghiên cứu lượng hóa mức độ ảnh hưởng môi trường và xây dựng công cụ đánh giá định lượng mức độ này của các hoạt động này còn rất hạn chế trên qui mô quốc gia và chưa có công trình nghiên cứu nào ở khu vực Hải Phòng. Thực trạng này dẫn đến những khó khăn và bất cập trong hoạch định chính sách, lập kế hoạch quản lý bảo vệ môi trường sát với thực tế theo định hướng phát triển bền vững của cả nước và của thành phố Hải Phòng nói riêng.
CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ TÀI LIỆU 2.1. Cách tiếp cận
2.1.1. Tiếp cận hệ thống và quản lý tổng hợp vùng bờ biển
Theo cách tiếp cận hệ thống, khu vực cửa sông ven biển Hải Phòng coi là một hệ thống có sự trao đổi, phát tán vật chất (các nguồn chất gây ô nhiễm do hoạt động khai thác cát và nạo vét luồng hàng hải) với vùng biển phía ngoài và các cửa sông. Đó cũng là một hệ động lực có sự phân hoá nhất định theo không gian và biến động theo thời gian.
Với cách tiếp cận này, các điều kiện động lực- trầm tích ở khu vực cửa sông ven biển Hải Phòng đã có sự cân bằng tương đối. Khi hoạt động khai thác cát, nạo vét luồng hàng hải diễn ra, một lượng cát/trầm tích khá lớn bị lấy đi, thay vào đó là các hố sâu đã tạo ra sự mất cân bằng về vật chất. Ngoài ra, lượng chất gây ô nhiễm và bùn cát do hoạt động khai thác cát và nạo vét luồng hàng hải sẽ tham gia vào quá trình lan truyền, khuyếch tán, vận chuyển chung của khu vực và có ảnh hưởng nhất định đến các điều kiện thủy động lực, chất lượng môi trường nước, thay đổi điều kiện bồi xói của khu vực. Tiếp cận hệ thống cho phép đánh giá phạm vi, mức độ ảnh hưởng, động thái di chuyển, phát tán chất ô nhiễm trong các điều kiện khác nhau.
Cũng theo cách tiếp cận này, lượng chất gây ô nhiễm và bùn cát sinh ra do hoạt động khai thác cát/nạo vét luồng không chỉ nằm yên tại các vị trí khai thác cát/nạo vét luồng mà sẽ di chuyển, phát tán ra các khu vực khác nhau theo chuyển động của các khối nước. Chính vì vậy, việc nghiên cứu đánh quá trình vận chuyển, phát tán (bao gồm các quá trình tiêu tán do môi trường) từ các nguồn phát sinh tại các khu vực khai thác cát có ý nghĩa hết sức quan trọng cho nghiên cứu dự báo ảnh hưởng của các hoạt động khai thác cát/nạo vét luồng đến môi trường nước và các HST ở khu vực nghiên cứu.
Quản lý tổng hợp vùng bờ biển là thể thức quản lý tiên tiến trên cơ sở tiếp cận hệ thống hướng tới phát triển bền vững. Phát triển bền vững được định nghĩa là: “thoả mãn các nhu cầu hiện tại mà không làm tổn hại đến khả năng thỏa mãn nhu cầu của các thế hệ tương lai” [93]. Trong đó có các tiêu chí: phát triển kinh tế, xã hội gắn với bảo vệ, duy trì hiện trạng môi trường, khai thác tài nguyên hợp lý phục vụ cho các mục tiêu phát triển bền vững. Cách tiếp cận quản lý tổng hợp vùng bờ là cơ sở để xác định giới hạn khai thác cát phù hợp, duy trì nguồn tài nguyên, giảm thiểu tác động đến môi trường nước và các HST.
2.1.2. Tiếp cận liên ngành
Đây là cách tiếp cận luôn được sử dụng trong khoa học môi trường. Theo cách tiếp cận này, các tác động do hoạt động khai thác cát và nạo vét luồng hàng hải sẽ được phân tích đánh giá ở từng lĩnh vực, ngành liên quan (thủy thạch động lực, sinh thái, môi trường nước, bồi xói, KTXH...), sau đó sẽ được tổng hợp để rút ra các ảnh hưởng môi trường chung có tính liên ngành và những ảnh hưởng mang tính chất riêng của từng ngành.
Vấn đề nghiên cứu được thực hiện trên cơ sở phối hợp chặt chẽ giữa các lĩnh vực chuyên môn sinh học- hóa môi trường- vật lý biển, thủy thạch động lực để đảm bảo tính đồng bộ để đi đến giải quyết được mục tiêu đã đặt ra của Đề tài.
2.1.3. Kế thừa các tài liệu và kết quả nghiên cứu đã có
Luận án kế thừa các nguồn tài liệu, dữ liệu từ các đề tài dự án liên quan đã được thực hiện ở khu vực, đặc biệt là nhóm các đề tài đã được thực hiện trong giai đoạn 2008- 2009, bao gồm ĐT.MT.2008.498 (Đánh giá hiện trạng môi trường và xác định các vấn đề ưu tiên phục vụ quản lý tổng hợp vùng bờ biển Hải Phòng), ĐT.MT.2008.499 (Đánh giá khả năng tích tụ các chất ô nhiễm hữu cơ bền và kim loại nặng trong môi trường nước, trầm tích, sinh vật ven bờ biển Hải Phòng), ĐT.MT.2008.500 (Nghiên cứu đánh giá lan truyền các chất ô nhiễm khu vực cửa sông ven biển hải phòng bằng mô hình toán học) và các đề tài cấp thành phố trong gian đoạn 2015-2019: MT.2015.721 (Nghiên cứu xây dựng luận cứ phục vụ lập qui hoạch các bãi đổ bùn cát do nạo vét trên địa bàn Hải Phòng); và đề tài ĐT.MT.2017.792 (Nghiên cứu đánh giá tác động của hoạt động khai thác cát đến môi trường vùng cửa sông ven biển Hải Phòng). Cách tiếp cận này cho phép khai thác và kế thừa các tài liệu và kinh nghiệm đã có nhằm tiết kiệm thời gian và kinh phí nghiên cứu; các tài liệu liên quan khác về KTXH, môi trường sinh thái ở khu vực nghiên cứu cũng được thu thập, tổng hợp để phục vụ các nội dung nghiên cứu liên quan của luận án.
2.2. Phương pháp nghiên cứu
2.2.1. Phương pháp thu thập và phân tích tài liệu
Thu thập và phân tích tài liệu hiện có: kế thừa, tận dụng các dữ liệu hiện có từ các đề tài, nhiệm vụ nghiên cứu khoa học và các tài liệu thống kê, báo cáo KTXH...về các điều kiện tự nhiên, KTXH và môi trường ở khu vực nghiên cứu đã được thực hiện. Quá trình phân tích các tài liệu, các công trình nghiên cứu đã có sẽ phục vụ cho việc xây
dựng cơ sở khoa học trong thực hiện các nội dung của đề tài luận án.
Việc thu thập thông tin, dữ liệu cũng được bổ sung thông qua tiến hành đo đạc và thu mẫu vật trong thời gian thực hiện đề tài luận án. Các kỹ thuật điều tra và khảo sát tuân thủ tính hệ thống và tính đại diện cho khu vực nhằm phản ánh đúng với hiện trạng thực tế (Quy phạm nhà nước về điều tra tổng hợp biển năm 1982 của Ủy Ban Khoa học Nhà nước). Trong quá trình điều tra và khảo sát, các quy phạm điều tra, các quy tắc đảm bảo chất lượng và kiểm soát chất lượng tài liệu (QA-QC) được áp dụng. Các thiết bị thu và bảo quản mẫu đúng quy trình và quy phạm nhằm đảm bảo chất lượng tài liệu khoa học. Quá trình khảo sát thực địa và phân tích mẫu vật đảm bảo độ tin cậy trong khuôn khổ các đề tài nghiên cứu khoa học (MT.2015.721: Nghiên cứu xây dựng luận cứ phục vụ lập qui hoạch các bãi đổ bùn cát do nạo vét trên địa bàn Hải Phòng và đề tài ĐT.MT.2017.792: Nghiên cứu đánh giá tác động của hoạt động khai thác cát đến môi trường vùng cửa sông ven biển Hải Phòng) mà nghiên cứu sinh là thành viên tham gia.
2.2.2. Phương pháp mô hình
Các yếu tố thủy động lực (TĐL), vận chuyển TTLL được mô hình hóa trên cơ sở mô hình Delft3D do Viện Thủy lực Delft (Hà Lan) nghiên cứu phát triển với các module cơ bản như TĐL (Delft3d-Flow), sóng (Delft3d-Wave), vận chuyển bùn cát (Delft3d- Sed) và các module khác. Mô hình này có thể mô phỏng tốt điều kiện TĐL - sóng, vận chuyển bùn cát, chất lượng nước ở vùng cửa sông ven bờ [94].
Hình 2. 1. Tương tác sóng- dòng chảy và vận chuyển trầm tích trong mô hình Delft3D Module TĐL (Delft3d-Flow) có thể tính toán kết hợp đồng thời (online coupling) với các module khác như sóng (Delft3d-Wave), vận chuyển trầm tích (Delft3d-Sed).
Vận chuyển trầm tích
(Delft3d-Sed) Địa hình đáy
(Bottom) Thủy động lực (Delft3d-Flow) Sóng (Delft3d-Wave) Tương tác sóng- dòng chảy
Việc tính toán kết hợp đồng thời có thể cho thấy được sự tương tác giữa các quá trình TĐL - sóng và vận chuyển trầm tích (hình 2.1) tại mỗi thời điểm tính của mô hình [94].
Hình 2. 2. Các lưới tính của mô hình thủy động lực
(a-lưới thô phía ngoài; b- lưới chi tiết cho vùng ven biển Hải Phòng)
Trong nghiên cứu này, kiểu tính toán kết hợp đồng thời (online –coupling) của các module chính là TĐL, sóng và vận chuyển trầm tích đã được sử dụng để đánh giá đặc điểm vận chuyển TTLL.
Lưới tính cho vùng bờ biển Hải Phòng
Mô hình thuỷ động lực cho khu vực cửa sông ven bờ Hải Phòng sử dụng hệ lưới (a)
cong trực giao. Phạm vi vùng tính của mô hình bao gồm các vùng nước của các cửa sông ven biển trải dài từ vùng phía bắc khu vực vịnh Hạ Long đến phía nam cửa Trà Lý. Miền tính có kích thước khoảng 106 km theo chiều Đông Bắc-Tây Nam và 64 km theo chiều Tây Bắc-Đông Nam, với diện tích mặt nước khoảng 5085km2 được chia thành 628 x 488 điểm tính và các ô lưới có kích thước biến đổi từ 8,3 đến 340m (hình 2.2-b). Các ô lưới tính theo chiều thẳng đứng sử dụng hệ toạ độ . Trong mô hình thuỷ động lực cho vùng cửa sông ven biển Hải Phòng, độ sâu của các điểm tính được chia thành 4 lớp nước với tỷ lệ đều nhau từ mặt xuống đáy là 25% độ sâu cho mỗi lớp nước.
Lưới độ sâu cho mô hình tính ở khu vực này là file số liệu địa hình đã được xử lý, gắn với lưới tính của mô hình. Lưới tính của mô hình thô phía ngoài dùng để NESTHD các điều kiện biên mở phía biển cho mô hình lưới chi tiết khu vực nghiên cứu cũng là hệ lưới cong trực giao. Phạm vi vùng tính của mô hình này mở rộng ra phía ngoài gần với lưới tính thô hơn (hình 2.2-a). Miền tính này có kích thước khoảng 129km