CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH DÒNG CHẢY TỐI THIỂU HẠ DU SÔNG MÃ
2.2 Xây dựng phương pháp xác định dòng chảy tối thiểu cho hạ lưu sông Mã
2.2.1 Phương pháp xác định dòng chảy tối thiểu
Theo định nghĩa về dòng chảy tối thiểu ở Chương 1, dòng chảy tối thiểu (QTT) là tổng hòa của hai thành phần:
- Thành phần 1: Lượng nước cần thiết để duy trì điều kiện môi trường dòng sông hoặc đoạn sông nhằm bảo đảm sự phát triển bình thường của hệ sinh thái thủy sinh (QMT,ST).
- Thành phần 2: Lượng nước cần thiết tối thiểu cho hoạt động khai thác, sử dụng tài nguyên nước của các đối tượng sử dụng nước trên dòng sông hoặc đoạn sông (QKTSD).
Do lượng nước đáp ứng cho hệ sinh thái cũng dùng cho duy trì dòng sông hoặc đoạn sông và cả hai thành phần này có thể coi là lượng dòng chảy môi trường - một khái niệm đang được dùng phổ biến trên thế giới và cả ở nước ta hiện nay. Về mặt thủy văn thì chế độ dòng chảy môi trường là tổ hợp các đặc trưng dòng chảy trong sông (như lưu lƣợng, vận tốc, tần suất...) để duy trì hệ sinh thái và sức khoẻ của dòng sông. Vì thế, lƣợng dòng chảy tối thiểu có thể coi là “lượng dòng chảy môi trường” cộng với “nhu cầu nước cho sử dụng ở đoạn sông tính toán nhưng (ở mức tối thiểu)”.
QTT = Tổng hòa ∑(QMT,ST, QKTSD) (2-1) Trong đó:
- QKTSD:Lưu lượng đảm bảo cho các hoạt động kinh tế - xã hội, trong nghiên cứu này sẽ bao gồm các đối tượng sau: Nước cấp cho sinh hoạt, công nghiệp, nông nghiệp và giao thông thủy. Các thành phần của QKTSD sẽ đƣợc chia thành 2 loại:
62
+ Dòng chảy môi trường tiêu hao (Qmtth): Là lượng nước được khai thác từ sông Mã để cấp cho nhu cầu sinh hoạt, công nghiệp và nông nghiệp.
+ Dòng chảy môi trường không tiêu hao (Qmtkth): Là trong quá trình khai thác, sử dụng lượng nước không bị mất đi, đó là lượng nước cho giao thông thủy.
- QMT,ST: Dòng chảy đảm bảo cho hệ sinh thái phát triển bình thường và là dòng chảy
môi trường không tiêu hao.
Từ đặc điểm của dòng chảy môi trường tiêu hao và dòng chảy môi trường không tiêu hao, công thức (2-1) được khái quát lại dưới dạng tổng quát như sau:
QTT = Tổng hòa ∑(Qmtkth+Qmtth) (2-2) Trong đó:
- Qmtkth là dòng chảy môi trường không tiêu hao, là giá trị tổng hoà đảm bảo hệ sinh thái thuỷ sinh phát triển, sức khoẻ dòng sông, cảnh quan môi trường và nhu cầu giao thông. Trong khuôn khổ Luận án này, dòng chảy môi trường không tiêu hao chỉ xem xét 2 thành phần: (1) Dòng chảy cho giao thông thủy và (2) dòng chảy cho nhu cầu sinh thái. Nhƣ vậy, Qmtkth đƣợc khái quát nhƣ sau:
Qmtkth = Tổng hoà (Qstts, Qgt) (2-3)
Qstts là lưu lượng cho nhu cầu sinh thái thủy sinh Qgt là lưu lượng cho nhu cầu giao thông thủy
- Qmtth là dòng chảy môi trường tiêu hao, là lượng nước khai thác từ dòng sông để cấp cho nhu cầu sinh hoạt, công nghiệp, nông nghiệp.
Dòng chảy tối thiểu đƣợc xác định tại một vị trí nhất định trên một đoạn sông hoặc dòng sông, gọi là “điểm kiểm soát dòng chảy tối thiểu”.
Để xác định DCTT cho hạ du sông Mã, trong Luận án này nghiên cứu sinh lựa chọn phương pháp mang tính tổng hợp, trong đó bao gồm:
- Phương pháp khảo sát, đo đạc hiện trường, lấy mẫu phân tích trong phòng thí nghiệm để xác định các đối tượng sử dụng nước tối thiểu ở hạ du, các thành phần sinh thái cần được duy trì, tạo điều kiện sống trong môi trường sinh thái bền vững.
- Phương pháp phân tích thống kê để xử lý, thống kê các số liệu điều tra, khảo sát, thu
63
thập nhằm đánh giá, phân tích các yếu tố liên quan đến dòng chảy tại hạ du, đồng thời phục vụ tính toán đầu vào các mô hình thủy văn, thủy lực, sinh thái...
- Phương pháp mô hình: Sử dụng mô hình thủy văn, thủy lực để mô phỏng chế độ dòng chảy thực tế từ 1980÷2015 trong mùa cạn trên sông Mã; Sử dụng mô hình sinh thái nhằm mô phỏng môi trường sinh thái cũng như nhu cầu duy trì dòng chảy đảm bảo môi trường sinh thái bền vững cho các loài thủy sinh.
- Phương pháp phân tích so sánh để lựa chọn được yêu cầu dòng chảy tối thiểu đáp ứng đƣợc các tiêu chí đề ra cho vùng hạ du sông Mã.
Sơ đồ tính toán dòng chảy tối thiểu trong nghiên cứu này đƣợc thể hiện nhƣ hình 2.21.
Hình 2.21: Sơ đồ các bước tính toán, xác định dòng chảy tối thiểu
Xác định nhu cầu nước - Tưới - Sinh hoạt - Công nghiệp - Giao thông thủy
64
Các nội dung dưới đây tập trung giới thiệu chính vào phương pháp xác định 2 thành phần cơ bản của dòng chảy tối thiểu gồm mô hình toán mô phỏng, tính toán chế độ dòng chảy dọc dòng chính sông Mã và phương pháp khảo sát, lấy mẫu phân tích thành phần sinh thái để xác định nhu cầu tối thiểu duy trì hệ sinh thái vùng hạ du sông Mã.