3.3.1.1. Các nhân tố ảnh hưởng a. Biến đổi khí hậu
Việt Nam là một trong những nước chịu nhiều thiên tainhất thế giới và cũng sẽ bị tác động mạnh bởi biến đổi khí hậu (BĐKH). Điều đó sẽ ảnh hưởng lớn đến sự phát triển kinh tế - xã hội, môi trường tự nhiên, đến cuộc sống con người tại Việt Nam nói chung và tỉnh Hòa Bình nói riêng. Dự án “Đánh giá tác động của biển đổi khí hậu lên tài nguyên nước và các biện pháp thích ứng ” đối với 7 lưu vực sông của Việt Nam được thực hiện bởi Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Môi trường với sự tài trợ của DANIDA và sứ quán Đan Mạch tại Việt Nam đã đưa ra một số kết quả cho thấy mức độ ảnh hưởng của BĐKH lên tài nguyên nước khá rõ ràng trong các giai đoạn từ 2020 đến 2099.
Riêng đối với Hòa Bình, kết quả nghiên cứu tính toán và nhận định có dòng chảy năm tăng trong tương lai so với giai đoạn nền 1980 - 1999. Các kết quả tình toán cho thấy rằng, xu thế của dòng chảy trung bình năm tăng lên so với thời kỳ nền và thời kỳ sau lớn hơn thời kỳ trước phù hợp với sự thay đổi của lượng mưa và bốc hơi trên lưu vực theo các kịch bản khác nhau. Đặc biệt, sự khác biệt đó thể hiện rõ nhất trong giai đoạn 2080 - 2099. Song dòng chảy phân theo mùa lại có xu thế bất lợi như như sau: dòng chảy mùa lũ có xu thế tăng và dòng chảy mùa kiệt có xu thế giảm dần theo từng giai đoạn. Theo kết quả tính, xu thế dòng chảy năm và dòng chảy mùa lũ tăng dần tính đến năm 2099. Tuy nhiên dòng chảy mùa kiệt lại giảm dần theo các giai đoạn. Xu thế này gây ra ảnh hưởng bất lợi đối với tài nguyên nước tỉnh Hòa Bình.
b. Biến đổi các nhân tố mặt đệm
Tỉnh Hòa Bình đang trong giai đoạn phát triển nên có nhiều hoạt động, tác động lên bề mặt lưu vực, từ đó ảnh hưởng gián tiếp đến số lượng nước. Tỷ lệ rừng còn lại và loại rừng của Hòa Bình đã có ảnh hưởng quan trọng đến dòng chảy sông ngòi cũng như chế độ của nó. Tỉnh Hòa Bình đã thực hiện chỉ đạo và đôn đốc các dự án triển khai thực hiện kế hoạch, chuẩn bị cây giống lâm nghiệp, khoanh nuôi bảo vệ rừng.
Bảng 3.21. Diện tích rừng trồng và chăm sóc rừng qua các năm - tỉnh Hòa Bình (ha)
Loại rừng Diện tích Năm 2005 Năm 2006 Năm 2007 Năm 2008 Năm 2009 Năm 2010 Diện tích trồng rừng tập trung 6.222 7.200 8.627 10.936 9.506 9.729 Tu bổ rừng 85.818 86.230 92.007 95.515 94.750 92.106 Cây trồng phân tán 125 136 138 142 115 120 Chăm sóc rừng 14.362 15.678 16.553 18.031 19.340 20.402
Nguồn: Niên giám thống kê tỉnh Hòa Bình năm 2006,2009,2010
Theo số liệu nghiên cứu thực nghiệm dòng chảy và chống xói mòn, kết quả so sánh một số cặp trạm thủy văn có sự khác nhau rõ rệt về tỷ lệ rừng, bước đầu chúng ta
có thể nêu lên một số nhận xét sau:
Rừng làm tăng hay giảm lượng dòng chảy năm. Thực tế cho thấy rằng, vùng có độ cao địa hình dưới 500 m thì sự tăng hay giảm lượng dòng chảy năm không rõ rệt. Xu thế chung là lượng dòng chảy ở đây thường bị giảm đi. Ngược lại, những vùng địa hình cao hơn 500 m thì xu thế chung làm tăng lượng dòng chảy năm, càng lên cao xu thế càng rõ rệt. Điều đó phù hợp với quy luật: tổn thất giảm và mưa tăng theo độ cao. Trong điều kiện mưa nhiều, dòng chảy phong phú, ở nước ta ảnh hưởng của rừng có ý nghĩa hơn cả là tác dụng điều hòa chế độ dòng chảy và chống xói mòn đất. Về khả năng điều tiết dòng chảy lũ, kết quả tính toán cho thấy rừng làm giảm lượng dòng chảy không lớn như một số tác giả đã nói. Trong điều kiện mưa lũ cường độ lớn, kéo dài ngày xuất hiện bất kỳ thời điểm nào trong mưa lũ đã hạn chế khả năng điều tiết dòng chảy lũ của rừng. Thực vậy khi đất rừng đã bão hòa nước thì rừng ít còn tác dụng điều tiết làm giảm dòng chảy lũ, nhưng cũng phải thấy giới hạn của nó, cụ thể đối với từng con lũ trong mùa lũ. Không nên nghĩ rằng rừng có tác dụng điều tiết phần lớn dòng chảy lũ như người ta vẫn thường nhấn mạnh.
Riêng về dòng chảy mặt trên sườn thì rừng có tác dụng làm giảm đi rất nhiều. Tài liệu thực nghiệm dòng chảy đã chứng minh điều đó, tức là lượng dòng chảy sát mặt của sườn dốc phủ rừng chiếm một tỷ lệ đáng kể trong quá trình hình thành dòng chảy lũ.
Ảnh hưởng của rừng đối với dòng chảy kiệt qua kết quả nghiên cứu thực nghiệm ở nước ngoài và ở nước ta đều khẳng định là rừng làm tăng lượng dòng chảy kiệt một lượng đáng kể. Ở những vùng rừng còn nhiều thì dòng chảy kiệt có thể tăng từ 30 - 100%. Trị số môđun dòng chảy nhỏ nhất bình quân nhiều năm của vùng còn nhiều rừng lớn hơn rõ rệt vùng không còn rừng.
Tác dụng ảnh hưởng này của rừng ở nước ta thể hiện rất rõ, điều đó rất có ý nghĩa đối với sản xuất và đời sống. Có thể khai thác quy luật này một cách triệt để và tích cực để biến đất rừng thành một hồ chứa NDĐ. Chuyển nước mặt thừa thãi thành NDĐ để dùng trong mùa kiệt thông qua sự điều tiết của rừng là một phương thức cần được khai thác.
Chúng ta cần thấy rằng, khả năng điều tiết tự nhiên lớn nhất khi tỷ lệ che phủ của rừng trên lưu vực lớn hơn 50% diện tích. Thực tế ở nước ta cho thấy những lưu vực có trị số môđun dòng chảy mùa kiệt đạt từ 20 đến 40 l/skm2 đều thấy xuất hiện ở những lưu vực có tỷ lệ che phủ của rừng đạt lớn hơn 50% diện tích. Ngược lại những vùng đồi núi trọc thì mất luôn cả nguồn nước thường xuyên, dòng chảy chỉ tồn tại khi có mưa, mùa cạn, lòng sông suối cạn trơ sỏi đá.
Theo số liệu tổng hợp từ năm 2005 đến năm 2010 cho thấy diện tích rừng của tỉnh Hòa Bình tăng dần qua các năm. Mặt khác tỉnh có kế hoạch phát triển KT-XH của tỉnh tỷ lệ che phủ rừng trên lưu vực sẽ tăng dần lên so với hiện nay để đảm bảo yêu cầu môi trường. Vì thế ảnh hưởng của các nhân tố mặt đệm đến biến đổi số lượng nước có thể coi là tích cực, số lượng nước được duy trì và có xu thế tiến tới ổn định.
Trong quy hoạch cũng sẽ có giải pháp thích hợp để bảo vệ rừng đầu nguồn và thảm phủ thực vật để bảo vệ và duy trì khả năng tái tạo của nguồn nước.
c. Hoạt động khai thác, sử dụng nước
Ngày nay do tốc độ phát triển kinh tế - xã hội, nhu cầu của cuộc sống, sự tiến bộ củakhoa học kỹ thuật mà khối lượng nước tiêu thụ cho mỗi người trong một năm ngày một tăng lên đáng kể.
Do nguồn nước phân phối trong không gian và dao động theo thời gian rất không đồng đều và các cực trị của chúng đã gây ra không ít khó khăn cho việc khai thác. Để khai thác, sử dụng tối ưu nguồn nước cũng như đấu tranh phòng, chống mặt hại của nước, phải thông qua một quy hoạch tổng hợp với một hệ thống công trình thủy lợi hợp lý nhất để tác động lên hệ thống sông ngòi, ao hồ,... Các hoạt động tác động đó là trực tiếp làm thay đổi các chế độ thủy văn như các trạm bơm, các đập ngăn sông, chặn dòng tạo thành các kho nước hoặc các đập dâng nước, điều tiết dòng chảy, các công trình tiêu nước, phân lũ, chậm lũ, ngăn mặn hoặc thải nước đã sử dụng. Tỉnh Hòa Bình có hồ chứa Hòa Bình tích nước mùa mưa và điều tiết bổ sung cho mùa kiệt. Sự hình thành hồ chứa, thủy điện Hòa Bình mang lại nhiều lợi ích cho quốc gia nói chung và cho Hòa Bình nói riêng, song nó cũng mang lại nhiều mặt tiêu cực đối với tài nguyên nước của tỉnh, sự tích nước mùa mưa làm gia tăng mực nước lũ và vùng ngập nước nhanh chóng.
Gián tiếp là các hoạt động bề mặt như khai phá rừng, tiêu hủy đầm lầy, trồng rừng, canh tác đất, làm ruộng bậc thang, khai thác mỏ, xây dựng, phát triển đô thị, các KCN, kênh mương và khai thác NDĐ... Rõ ràng ngày càng nổi lên sự dao động, phân hóa của tài nguyên nước không phải chỉ chịu sự tác động của các nhân tố tự nhiên như địa lý, khí tượng... mà còn chịu sự tác động của nhân tố con người. Con người đã và đang tác động mạnh mẽ lên các yếu tố của chu kỳ thủy văn mà đặc biệt là tác động đến lượng bốc hơi tổng cộng, tới điều kiện dòng chảy của sông ngòi, vì vậy khi xác định các đặc trưng của tài nguyên nước mà không tính đến nhân tố con người sẽ dẫn đến những sai lầm, gây lãng phí sức người, sức của, thậm chí gây ra những hậu quả nghiêm trọng đến tính mạng và tài sản của nhân dân trong vùng.
Tóm lại:Kết hợp các nguyên nhân trên cho thấy xu thế số lượng nước trên tỉnh Hòa Bình có nhiều thay đổi đáng kể. Biến đổi khí hậu làm tăng dòng chảy năm, tăng dòng chảy mùa lũ, giảm dòng chảy mùa kiệt. Tuy nhiên giai đoạn quy hoạch không dài (10 năm cho 2 kỳ quy hoạch) nên sự ảnh hưởng của biến đổi khí hậu không lớn. Ngoài ra các yếu tố khác như mặt đệm, yếu tố địa lý địa hình, tác động của gia tăng hoạt động khai thác tài nguyên nước của con người… cũng tác động đáng kể đến số lượng nước, làm giảm số lượng tài nguyên nước trong tương lai.
3.3.1.2. Ứng dụng mô hình toán tính toán, xác định lưu lượng dòng chảy đến
Nhằm đánh giá xu thế biến động trữ lượng tài nguyên nước mặt trên địa bàn tỉnh Hòa Bình, trong Quy hoạch phân bổ và bảo vệ tài nguyên nước tỉnh Hòa Bình giai đoạn 2011 – 2020, định hướng đến năm 2025 được Trung tâm Quy hoạch điều tra tài
nguyên nước quốc gia thực hiện đã sử dụng mô hình MIKE NAM để tính toán lượng nước đến. Thông số và kết quả tính toán xác định bộ thông số mô hình NAM được trình bày trong các Bảng 3.22 và 3.23.
Bảng 3.22. Bộ thông số mô hình MIKE NAM tại các lưu vực khống chế bởi các trạm thủy văn trong tỉnh Hòa Bình
TT Lưu vực
Bộ thông số
Umax Lmax CQOF CKIF CK12 TOF TIF TG CKBF
1 Bãi Sang 11 103 0,895 473,6 21,8 0,2 0,5 0,0748 1217 2 Hưng Thi 18,3 298 0,856 572,8 19,5 0,4 0,77 0,239 2345 3 Lâm Sơn 17,2 274 0,5 460,2 14,9 0,763 0,677 0,19 2311 4 Vụ Bản 17,1 263 0,9 814,2 25 0,3 0,5 0,402 2482
Nguồn: Quy hoạch phân bổ và bảo vệ tài nguyên nước tỉnh Hòa Bình năm 2012
Bảng 3.23. Kết quả hiệu chỉnh và kiểm định mô hình
STT Trạm Hiệu chỉnhĐộ dài chuỗiKiểm định Hiệu chỉnhNASH Kiểm định
1 Bãi Sang 1963-1969 1970-1976 0,86 0,82
2 Hưng Thi 1963-1967 1968-1976 0,79 0,86
3 Lâm Sơn 1976-1979 1995-1999 0,67 0,78
4 Vụ Bản 1961-1964 1965-1970 0,87 0,76
Nguồn: Quy hoạch phân bổ và bảo vệ tài nguyên nước tỉnh Hòa Bình năm 2012
Theo Bảng 3.23, đa phần các trạm tính toán đều có chỉ số NASH trên 0,7 cả trong quá trình hiệu chỉnhvà kiểm định. Với mục đích nghiên cứu khoa học, kết quả hiệu chỉnh và kiểm định mô hình như trên có thể xem là đạt yêu cầu cho việc tính toán, xác định dòng chảy đến. Chi tiết kết quả hiệu chỉnh, kiểm định mô hình MIKE NAM được trình bày trong phần phụ lục báo cáo.
3.3.1.3. Đánh giá xu thế biến động trữ lượng
Do tài nguyên nước mặt rất biến động và chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố do đó đề xuất trong giai đoạn quy hoạch, trữ lượng nước mặt tỉnh Hòa Bình sẽ biến động theo 2 kịch bản:
- Kịch bản 1: Tài nguyên nước trong kỳ quy hoạch biến động về mức trung bình nhiều năm, tương ứng với tần suất nước đến 50%.
- Kịch bản 2: Tài nguyên nước bị suy giảm nghiêm trọng về trữ lượng do tác
động của biến đổi khí hậu và hoạt động của con người, tương ứng với tần suất nước đến 85%.
Kết quả tính toán trữ lượng nước trong bảng 3.24thể hiện cụ thể các giá trị lưu lượng và trữ lượng tài nguyên nước trên các con sông tỉnh Hòa Bình. Năm 2010, các giá trị này được lấy theo giá trị thực đo tại các trạm đo lưu lượng, năm 2015 và 2020 được tính toán với hai trường hợp: Năm nước ít và năm nước trung bình. Dựa vào
chuỗi số liệu nhiều năm tại các trạm khí tượng, tính toán để chọn ra năm nước ít và năm nước trung bình. Ứng dụng mô hình MIKE NAM đã được hiệu chỉnh và kiểm định để mô phỏng lưu lượng cho năm 2015 và 2020. Kết quả tính toán cho thấy tổng lượng dòng chảy năm 2010 nhỏ hơn tổng lượng dòng chảy năm trung bình 2015 - 2020 và lớn hơn tổng lượng dòng chảy năm ít nước 2015 - 2020. Xu thế này được giữ ổn định đối với từng vùng.
Bảng 3.24. Lưu lượng và tổng lượng nước đến từmưa tỉnh Hòa Bình.
STT Tên tiểu khu Qo (m3/s) Wo (106m3) 2010 2015 - 2020 2010 2015 - 2020 Năm nước trung bình Năm ít nước Năm nước trung bình Năm ít nước 1 Suối Nhạp 4,49 5,91 4,10 141,51 186,49 129.40 2 Suối Trâm 6,03 7,95 5,51 190,15 250,60 173.88 3 Suối Vàng 4,99 6,58 4,56 157,42 207,47 143.96 4 Hồ Hòa Bình 17,11 22,55 15,64 539,49 710,99 493.34 5 Sông Đà 10,66 14,04 9,75 336,08 442,91 307.33 6 Sông Bùi 19,41 14,99 9,06 612,01 472,74 285.72 7 Sông Bôi 25,38 32,05 24,85 800,44 1010,71 783.82 8 Sông Lạng 7,74 9,29 6,99 244,05 292,85 220.39 9 Sông Mã 12,67 15,21 11,44 399,60 479,51 360.87 10 Sông Trọng 9,63 11,55 8,70 303,66 364,38 274.23 11 Sông Biêng 7,59 9,11 6,86 239,39 287,26 216.19 12 Sông Cái 6,91 8,29 6,24 217,96 261,55 196.84 13 Sông Bưởi 8,27 9,92 7,47 260,81 312,97 235.53 Tỉnh Hòa Bình 4.442,56 5.280,44 3.821,50
Nguồn: Quy hoạch phân bổ và bảo vệ tài nguyên nước tỉnh Hòa Bình năm 2012