V. BỐ CỤC CỦA LUẬN VĂN
1.4.3. Phương pháp mô phỏng môi trường sống (Habitat simulation of
microhabitat modelling methods)
Phương pháp mô phỏng môi trường sống là đánh giá cách thức giảm bớt tác động của đập ngăn nước, vận hành đập hoặc của việc quản lý khai thác nước.Phương này yêu cầu phải xác lập mối quan hệ giữa các yếu tố thuỷ lực (độ sâu, vận tốc dòng chảy) và mức độ phù hợp của môi trường đối với các loài sinh vật cụ thể. Mối quan hệ này sẽ được sử dụng để tính toán xem môi trường sinh cảnh biến động như thế nào khi chế độ dòng chảy thay đổi theo các bối cảnh phát triển và
quản lý khác nhau. Phương pháp này bắt buộc phải khảo sát chi tiết các dạng kênh rạch, điều kiện của từng con sông trong hệ thống sông nghiên cứu, tập trung vào các mối quan hệ giữa các điều kiện thuỷ lục, kiểu môi trường sống và sự hiện diện của các loài sinh vật. Phương pháp này sẽ đưa ra những thông tin xác thực về phương diện sinh thái chứ không như các phương pháp trên, chỉ dừng lại ở việc cung cấp khuyến nghị về “dòng chảy tối thiểu”.Phương pháp này nhằm vào loài cụ thể, và chỉ có giá trị như một phần của phương pháp tổng thể.Phương pháp này thường đòi hỏi chi phí cao.
Do sự thay đổi của chế độ dòng chảy có liên quan trực tiếp đến phản ứng của các loài và của cộng đồng sinh vật. Vì thế, các phương pháp mô phỏng môi trường sống đã được xây dựng sử dụng dữ liệu về môi trường sống của các loài để xác định nhu cầu dòng chảy sinh thái.Trong các điều kiện môi trường đảm bảo cho một số loài sinh vật nước ngọt, chính các yếu tố vật lý bị ảnh hưởng nhiều nhất bởi các thay đổi của chế độ dòng chảy. Mối quan hệ giữa dòng chảy, môi trường sống và các loài sinh vật có thể được mô tả bằng sự liên kết giữa các đặc trưng của sông như độ sâu và lưu tốc dòng chảy ứng với các giá trị dòng chảy đo đạc hay mô phỏng khác nhau. Khi mối quan hệ giữa môi trường vật lý và dòng chảy được thiết lập, chúng có thế được liên kết với các kịch bản dòng chảy trong sông.
Năm 1976, lần đầu tiên phương pháp được áp dụng cho sông.Sau đó, nó nhanh chóng được Cơ quan nghiên cứu cá và động vật hoang dã Mỹ, mô phỏng chính thức bằng máy tính với mô hình PHABSIM (Physical Habitat Simulation).Cũng như các phần mềm khác, mô hình PHABSIM truyền thống sử dụng các mô hình thủy lực một chiều, phù hợp với các điều kiện dòng chảy nhỏ và để mô hình hóa lưu tốc mặt cắt ngang. Các mô hình này giúp xác định xem môi trường sống thay đổi như thế nào theo chế độ dòng chảy. Mức độ thay đổi sẽ khác nhau đối với các loài nghiên cứu và đối với những giai đoạn phát triển khác nhau của các loài.
Hiện nay, các phương pháp mô phỏng môi trường sống đang được sử dụng phù hợp ở nhiều nước trên thế giới như Pháp, Na Uy, New Zealand, trong khi ở một số nước khác cũng đã xây dựng các phương pháp tương tự.
Phương pháp mô phỏng môi trường sống được sử dụng để dự đoán các ảnh hưởng về môi trường vật lý và những thay đổi dòng chảy dự báo trong quá khứ hay tương lai do sự lấy nước hay xây dựng đập. Phương pháp này được xây dựng từ kết quả phân tích trạng thái chảy ổn định đối với các mức độ môi trường sống đã biết và phân tích khoảng thời gian cho toàn bộ chế độ chảy trong sông. Các kỹ thuật phân tích được xây dựng từ việc phân tích các đường quan hệ dòng chảy~ môi trường sống đơn giản, đến những phân tích sâu sắc hơn về sự suy giảm điều kiện môi trường sống theo các kịch bản khác nhau. Việc này xét đến một loạt các kịch bản vượt giá trị tới hạn, (thường là dòng chảy tự nhiên) và cho phép các kịch bản có thể so sánh một cách định lượng với nhau.
Tính đơn giản của các phương pháp loại này, kể cả việc mô hình hóa chế độ thủy lực và môi trường sống được đưa ra từ những năm 1980. Sự biểu diễn về mặt sinh học dựa trên các kết quả thực nghiệm của môi trường sống không mô phỏng được tính chất phức tạp của các quá trình đang diễn ra trong hệ sinh thái sông.Việc mô phỏng các quá trình thủy lực sử dụng các mô hình động lực học chất lỏng tính toán 2 chiều và 3 chiều và các phương pháp mới.Tương tự như vậy, các mô hình mới mô phỏng môi trường sống bao gồm các thông số khác đã được mở rộng cho cộng đồng.Tuy nhiên, tất cả các nỗ lực này chưa thể mang đến một sự phát triển gói phần mềm có thể thay thế được mô hình PHABSIM.Hiện nay, việc cải tiến mô hình làm tăng tính phức tạp của nó.Người ta hy vọng rằng các mô hình mới có thể đưa ra các quy tắc mới cho các phương pháp tra bảng đã được cải tiến và sẽ xác định được ảnh hưởng của các quy luật dòng chảy trong sông tới số lượng các loài và đến môi trường sống.
Ưu điểm của các phương pháp mô phỏng môi trường sống là có sổ tay hướng dẫn rõ ràng để xác định chu trình từng bước một. Điều này cho phép việc phát triển kết quả nghiên cứu của các cá nhân hay nhóm nghiên cứu khác nhau.
Nhược điểm của phương pháp này là sự áp dụng đơn giản do thiếu kinh nghiệm. Để có được kết quả tốt, cần xây dựng một nhóm làm việc với các kỹ sư thủy lực, các nhà thủy văn và các nhà sinh thái.
Do phương pháp mô phỏng môi trường sống đi sâu chi tiết về mặt sinh thái nên cần có rất nhiều số liệu khảo sát và quan trắc chi tiết về đặc điểm sinh thái của các và các loài sinh vật thủy sinh của hệ sinh thái nước trong sông trong các điều kiện chế độ nước trong sông thay đổi.
