- Trang i -
LỜI CẢM ƠN
Sau hơn 6 tháng thực hiện, dưới sự hướng dẫn tận tình của PGS.TS.Ngô Lê
Long, TS. Huỳnh Thị Lan Hương được sự ủng hộ động viên của gia đình, bạn bè,
đồng nghiệp, cùng với sự nỗ lực của bản thân, tác giả đã hoàn thành luận văn thạc
sỹ kỹ thuật chuyên ngành Thủy văn với đề tài: “Ứng dụng mô hình toán nghiên
cứu tính toán dòng chảy tối thiểu trên dòng chính lưu vực sông Cả”
Trong quá trình thực hiện, tác giả đã có cơ hội học hỏi và tích lũy thêm được
nhiều kiến thức và kinh nghiệm quý báu phục vụ cho công việc của mình.Tuy nhiên
do thời gian có hạn, trình độ còn hạn chế, số liệu và công tác xử lý số liệu với khối
lượng lớn nên những thiếu sót của Luận văn là không thể tránh khỏi. Do đó, tác giả
rất mong tiếp tục nhận được sự chỉ bảo giúp đỡ của các thầy cô giáo cũng như
những ý kiến đóng góp của bạn bè và đồng nghiệp.
Qua đây tác giả xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới
PGS.TS.Ngô Lê Long, TS. Huỳnh Thị Lan Hương đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ
cho tác giả hoàn thành Luận văn này.
Đồng thời, tác giả xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo khoa Thủy văn
Tài nguyên nước đã truyền đạt những kiến thức chuyên môn trong suốt quá trình
học tập.
Tác giả cũng xin trân trọng cảm ơn các cơ quan, đơn vị đã nhiệt tình giúp đỡ
trong quá trình điều tra thu thập tài liệu cho Luận văn này.
Cuối cùng, tác giả xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới gia đình, cơ quan, bạn bè và
đồng nghiệp đã động viên, khích lệ tác giả trong suốt quá trình học tập và hoàn
thành Luận văn.
Xin chân thành cảm ơn./.
Hà Nội, ngày 30 tháng 08 năm 2013
Tác giả
Ứng dụng mô hình toán nghiên cứu tính toán dòng chảy tối thiểu trên dòng chính LVS Cả
- Trang iii -
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 1
I. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 1
II. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU 2
III. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 2
IV. CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2
V. BỐ CỤC CỦA LUẬN VĂN 3
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ DÒNG CHẢY TỐI THIỂU VÀ CÁC PHƯƠNG
PHÁP ĐÁNH GIÁ DÒNG CHẢY TỐI THIỂU 4
1.1 GIỚI THIỆU CHUNG 4
1.2 CÁC KHÁI NIỆM VÀ ĐỊNH NGHĨA 4
1.2.1 Dòng chảy môi trường (DCMT) 4
1.2.2 Dòng chảy tối thiểu (DCTT) 4
1.3 TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU DÒNG CHẢY TỐI THIỂU
TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM 5
1.3.1 Tổng quan các nghiên cứu trên thế giới 5
1.3.2 Tổng quan các nghiên cứu ở Việt Nam 11
1.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ DÒNG CHẢY MÔI TRƯỜNG NỀN 15
1.4.1. Phương pháp thủy văn (Hydrological methods) 15
1.4.2. Phương pháp thủy lực (Hydraulic rating methods) 17
1.4.3. Phương pháp mô phỏng môi trường sống (Habitat simulation of
microhabitat modelling methods) 19
1.4.4. Phương pháp tổng thể 22
LƯU VỰC SÔNG CẢ 66
Ứng dụng mô hình toán nghiên cứu tính toán dòng chảy tối thiểu trên dòng chính LVS Cả
- Trang v -
3.2.1 Phân tích lựa chọn công cụ mô hình mô phỏng 66
3.2.2 Giới thiệu khái quát bộ mô hình MIKE – NAM, MIKE 11 68
3.2.3 Thiết lập mô hình NAM tính toán dòng chảy khu giữa 70
CHƯƠNG 4: XÁC ĐỊNH DÒNG CHẢY TỐI THIỂU VÀ ĐÁNH GIÁ 87
KHẢ NĂNG ĐÁP ỨNG NHU CẦU SỬ DỤNG NƯỚC 87
TRÊN DÒNG CHÍNH SÔNG CẢ 87
4.1 HIỆN TRẠNG TÀI NGUYÊN NƯỚC TRÊN LƯU VỰC SÔNG CẢ 87
4.2 XÁC ĐỊNH ĐIỂM KIỂM SOÁT VÀ TÍNH TOÁN NHU CẦU NƯỚC
TRÊN VÙNG NGHIÊN CỨU 90
4.2.1 Đề xuất điểm kiểm soát 90
4.2.2 Tính toán nhu cầu nước trên các khu tưới 91
4.3 XÁC ĐỊNH DÒNG CHẢY TỐI THIỂU TẠI CÁC ĐIỂM KIỂM SOÁT 103
4.3.1 Lượng nước khai thác cho nông nghiệp vùng hạ du các tuyến kiểm soát
dòng chảy tối thiểu 104
4.3.2 Lượng nước khai thác cho sinh hoạt vùng hạ du các tuyến kiểm soát dòng
chảy tối thiểu 108
4.3.3 Lượng nước khai thác cho công nghiệp vùng hạ du các tuyến kiểm soát
dòng chảy tối thiểu 108
4.3.4 Xác định dòng chảy môi trường sinh thái cho vùng hạ du các điểm kiểm
soát dòng chảy tối thiểu 108
4.3.5 Xác định dòng chảy tối thiểu tại các điểm kiểm soát 110
4.4 ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG ĐÁP ỨNG NHU CẦU KHAI THÁC, SỬ DỤNG
NƯỚC TRÊN DÒNG CHÍNH SÔNG CẢ 116
4.4.1 Xây dựng kịch bản 116
Ứng dụng mô hình toán nghiên cứu tính toán dòng chảy tối thiểu trên dòng chính LVS Cả
- Trang vi -
- Trang vii -
DANH MỤC HÌNH
Hình 2. 1 Bản đồ lưu vực sông Cả [luận án TS. Hoàng Thanh Tùng] 27
Hình 2. 2 Bản đồ địa hình lưu vực sông Cả 27
Hình 2. 3 Bản đồ mạng lưới các trạm khí tượng lưu vực sông Cả 32
Hình 2. 4 Bản đồ mạng lưới các trạm thủy văn lưu vực sông Cả 34
Hình 2. 5 Biểu đồ độ ẩm trung bình năm tại một số trạm đo lưu vực sông Cả 38
Hình 2. 6 Bản đồ mô duyn dòng chảy trung bình năm lưu vực sông Cả 47
Hình 3. 1 Vị trí đập Đô Lương 54
Hình 3. 2 Sơ đồ thẳng trục kênh chính hệ thống thủy lợi Đô Lương 54
Hình 3. 3 Một số trạm bơm từ huyện Anh Sơn tới đập dâng Đô Lương 56
Hình 3. 4 Một số trạm bơm từ đập Đô Lương đến huyện Thanh Chương 59
Hình 3. 5 Cống Nam Đàn cũ 60
Hình 3. 6 Sơ đồ hệ thống cống Nam Đàn- Bến Thủy- Nghi Quang 61
Hình 3. 7 Một số trạm bơm vùng hạ lưu sông Cả 62
Hình 3. 8 Sơ đồ mô phỏng cấu trúc mô hình NAM 69
Hình 3. 9 Đa giác Thiessen lưu vực thượng lưu Thác Muối 72
Hình 3. 10 Quá trình lưu lượng trung bình ngày thực đo – tính toán 73
Hình 3. 11 Quá trình lưu lượng trung bình ngày thực đo – tính toán 74
Hình 3. 12 Mạng lưới tính toán trong MIKE 11 76
Hình 3. 13 Giao diện thiết lập biên thủy lực trong MIKE 11 77
Hình 3. 14 Đường quá trình lưu lượng và mực nước biên tính toán trong 77
Hình 3. 15 Đường quá trình lưu lượng gia nhập khu giữa tính toán bằng NAM 78
Hình 3. 16 Nhu cầu sử dụng nước tại các vị trí trên lưu vực sông Cả 79
Hình 3. 17 Mô phỏng vận hành đập Đô Lương theo mực nước 80
Hình 3. 18 Mô phỏng cống Nam Đàn theo thời gian lấy nước 81
Hình 3. 19 Kết quả mô phỏng tính toán và thực đo lưu lượng 82
Hình 3. 20 Kết quả mô phỏng tính toán và thực đo mực nước 83
chảy tối thiểu tính toán tại tuyến đập Đô Lương 119
Hình 4. 12 Đường quá trình dòng chảy mùa kiệt 77-78 và các đường quá trình dòng
chảy tối thiểu tính toán tại cống Nam Đàn 120
Ứng dụng mô hình toán nghiên cứu tính toán dòng chảy tối thiểu trên dòng chính LVS Cả
- Trang ix -
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1 Phần trăm dòng chảy bình quân năm (AAF- Percentage of Average
Annual Flow) được yêu cầu để đạt các mục tiêu khai thác khác nhau 16
Bảng 2.1 Thống kê một số trạm đo mưa và khí tượng trên lưu vực sông Cả 32
Bảng 2.2 Thống kê lưới trạm đo thuỷ văn và thời kỳ đo đạc 34
Bảng 2.3 Nhiệt độ không khí trung bình tháng, năm tại các trạm đo (t°C) 37
Bảng 2.4 Bốc hơi trung bình tháng tại các trạm (đo bằng ống Piche) 39
Bảng 2.5 Lượng mưa trung bình nhiều năm tại các trạm đo (mm) 41
Bảng 2.6 Đặc trưng hình thái lưu vực sông Cả 45
Bảng 2.7 Đặc trưng dòng chảy năm trên lưu vực sông Cả 46
Bảng 3. 1 Thống kê các trạm bơm trên đoạn sông Cả từ huyện Anh Sơn tới 55
Bảng 3. 2 Thống kê các trạm bơm trên đoạn sông Cả từ huyện Thanh Chương tới
Bảng 4. 16 Tổng hợp nhu cầu nước vùng Nam Nghệ An (m3/s) 101
Bảng 4. 17 Lượng nước mặt khai thác bởi các trạm bơm ở vùng hạ du 104
Bảng 4. 18 Lượng nước mặt khai thác cho nông nghiệp ở vùng hạ du 105
Bảng 4. 19 Lượng nước mặt bơm khai thác ở vùng hạ du cống Nam Đàn 106
Bảng 4. 20 Lượng nước mặt khai thác cho nông nghiệp ở vùng hạ du cống Nam
Đàn 107
Bảng 4. 21 Dòng chảy tối thiểu tại tuyến đập Đô Lương theo phương án 110
Bảng 4. 22 Dòng chảy tối thiểu tại tuyến đập Đô Lương theo phương án 112
Bảng 4. 23 Dòng chảy tối thiểu tại cống Nam Đàn theo phương án 113
Bảng 4. 24 Dòng chảy tối thiểu tại cống Nam Đàn theo phương án 115
Bảng 4. 25 Kết quả tính toán tần suất lý luận và chọn năm điển hình 116
Ứng dụng mô hình toán nghiên cứu tính toán dòng chảy tối thiểu trên dòng chính LVS Cả
- Trang 1 -
MỞ ĐẦU
I. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Dưới tác động của biến đổi khí hậu và các hoạt động phát triển kinh tế xã hội
đã có những tác động không nhỏ đến dòng chảy trên các lưu vực sông ở Việt Nam
nói chung và lưu vực sông Cả nói riêng. Hàng loạt các công trình thủy lợi, thủy
điện xây dựng trên lưu vực nhằm cung cấp nước cho các mục đích khác nhau đã
gây ra tình trạng thiếu nước, cạn kiệt trong mùa khô ở khu vực hạ lưu và gia tăng
xâm nhập mặn vùng cửa sông. Việc tranh chấp trong khai thác sử dụng tài nguyên
nước giữa các hộ sử dụng nước ngày càng gay gắt, đặc biệt giữa các công trình thủy
điện thượng nguồn với các nhu cầu khai thác sử dụng nước ở hạ lưu. Để có thể giải
quyết tốt các mâu thuẫn, đồng thời hài hòa được việc khai thác sử dụng nước việc
xác định dòng chảy tối thiểu tại các vị trí kiểm soát ở hạ lưu là rất cần thiết. Chính
vì thế mà trong Nghị định số 112/2008/NĐ-CP ngày 20/12/2008 của Chính phủ về
việc quản lý, bảo vệ, khai thác tổng hợp tài nguyên và môi trường các hồ chứa thủy
điện, thủy lợi và Nghị định số 120/2008/NĐ-CP ngày 1/12/2008 của Chính phủ về
IV. CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Để thực hiện các nội dung của Đề tài, sẽ dùng phương pháp thống kê, tính
toán thủy văn, phương pháp mô hình toán như sau:
Phương pháp điều tra khảo sát thực địa: Điều tra khảo sát thực địa để có
tầm nhìn tổng thể về lưu vực nghiên cứu nhằm đánh giá đặc điểm dòng
chảy sông ngòi, nhu cầu sử dụng nước và kết quả điều tra cũng là cơ sở để
hiệu chỉnh các thông số đặc trưng lưu vực khi dùng các mô hình toán để
mô phỏng, tính toán.
Phương pháp thống kê và xử lý số liệu: Phương pháp này được sử dụng
trong việc xử lý các tài liệu khí tượng, thủy văn, thuỷ lực phục vụ cho các
phân tích, tính toán của luận văn.
Phương pháp mô hình toán: Mô hình được dùng để tính toán lưu lượng gia
nhập khu giữa, mô phỏng dòng chảy trên sông, qua các công trình nhằm
đánh giá khả năng đáp ứng nguồn nước trên lưu vực.
Ứng dụng mô hình toán nghiên cứu tính toán dòng chảy tối thiểu trên dòng chính LVS Cả
- Trang 3 -
V. BỐ CỤC CỦA LUẬN VĂN
Ngoài phần mở đầu, kết luận kiến nghị, luận văn được trình bày trong 4
chương
- Chương 1: Tổng quan về dòng chảy tối thiểu và các phương pháp đánh giá
dòng chảy tối thiểu
- Chương 2: Đặc điểm địa lý tự nhiên, kinh tế xã hội lưu vực sông Cả
- Chương 3: Phân tích hiện trạng khai thác sử dụng nước và thiết lập mô hình
mô phỏng dòng chảy trên dòng chính sông Cả.
- Chương 4: Xác định dòng chảy tối thiểu và đánh giá khả năng đáp ứng nhu
cầu sử dụng nước trên dòng chính sông Cả
đầm phá hay trong các khu vực cửa sông ven biển nhằm duy trì các hệ sinh thái
nước và các giá trị của hệ sinh thái nhất là khi nguồn nước của dòng sông chịu ảnh
hưởng của các hoạt động điều tiết và có sự cạnh tranh trong sử dụng nước”.
Hệ thống sông ngòi cần đủ nước để duy trì dòng chảy và được quản lý để
đảm bảo lợi ích kinh tế, xã hội và môi trường cho hạ lưu, đảm bảo duy trì một hệ
sinh thái cân bằng và khoẻ mạnh. Điều đó cũng có nghĩa là đảm bảo cho dòng sông
khỏe mạnh cả về lượng và chất theo thoả thuận giữa những người dùng nước trong
lưu vực. Chế độ dòng chảy của một dòng sông như vậy được coi là chế độ dòng
chảy môi trường.
1.2.2 Dòng chảy tối thiểu (DCTT)
Khái niệm về dòng chảy tối thiểu cũng mới chỉ được đưa ra ở Việt Nam và
được nêu rõ trong Nghị định số 112/2008/NĐ-CP ngày 20/12/2008 của Chính phủ
Ứng dụng mô hình toán nghiên cứu tính toán dòng chảy tối thiểu trên dòng chính LVS Cả
- Trang 5 -
về việc quản lý, bảo vệ, khai thác tổng hợp tài nguyên và môi trường các hồ chứa
thủy điện, thủy lợi và Nghị định số 120/2008/NĐ-CP ngày 1/12/2008 của Chính
phủ về việc quản lý lưu vực sông. Theo các Nghị định này thì "Dòng chảy tối thiểu
là dòng chảy ở mức thấp nhất cần thiết để duy trì dòng sông hoặc đoạn sông, bảo
đảm sự phát triển bình thường của hệ sinh thái thủy sinh và bảo đảm mức tối thiểu
cho hoạt động khai thác, sử dụng tài nguyên nước của các đối tượng sử dụng nước
theo thứ tự ưu tiên đã được xác định trong quy hoạch lưu vực sông”.
1.3 TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU DÒNG CHẢY TỐI
THIỂU TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM
1.3.1 Tổng quan các nghiên cứu trên thế giới
Trong thời gian qua, việc nghiên cứu đánh giá dòng chảy môi trường phục vụ
cho mục đích quản lý và phát triển tài nguyên nước một cách bền vững đã và đang
được nghiên cứu ở nhiều quốc gia trên thế giới với nhiều phương pháp tiếp cận
khác nhau. Ví dụ như: Stalnaker and Arnette (1976); Wesche and Rechard (1980);
Morhardt (1986); Estes and Orsborn (1986); Loar et al. (1986); Kinhill Engineers
(1988); Reiser et al. (1989a), Growns and Kotlash (1994), Karim et al. (1995),
nhóm phương pháp sau: các phương pháp thủy văn, thủy lực, mô phỏng môi trường
sống và tiếp cận tổng thể. Phổ biến và điển hình cho các nhóm phương pháp đó có
khoảng 17 phương pháp: phương pháp tăng dòng chảy trong sông (IFIM – Instream
Flow Incremental Methdology); phương pháp Tennant với các hiệu chỉnh khác nhau
theo khu vực tính cho từng cơ chế thủy văn và những biến đổi xa hơn, ví dụ biến
đổi Bayha và biến đổi Tessman; phương pháp 7Q10; phương pháp chuyên gia;
phương pháp thủy văn dựa vào chế độ dòng FDCA; phương pháp chất lượng
nước; Trong các phương pháp này, phương pháp IFIM và phương pháp Tennal là
được sử dụng rộng rãi nhất.
1.3.1.2 Những nghiên cứu ở Australia
Những nghiên cứu về dòng chảy môi trường được thực hiện khá nhiều ở
Australia, tuy nhiên tùy thuộc vào từng bang sẽ có những lựa chọn khác nhau về
phương pháp đánh giá dòng chảy môi trường (Growns & Kotlash 1994; Tharme
Ứng dụng mô hình toán nghiên cứu tính toán dòng chảy tối thiểu trên dòng chính LVS Cả
- Trang 7 -
1996; Stewardson & Gippel 1997; Dunbar et al.1998; Arthington 1998; and
Arthington & Zalucki 1998).
Một loạt các phương pháp đang được sử dụng ở Australia như: phương pháp
tăng dòng chảy trong sông (IFIM – Instream Flow Incremental Methodology);
Chương trình mô phỏng động lực sông và môi trường sống (RHYHABSIM –River
Hydraulic and Habitat Simulation Program); Tiếp cận tổng thể; Phương pháp
Tennanl; FDCA (Flow Duration Curve Analysis) và một loạt các chỉ số thủy văn
khác; phân tích môi trường sống và lập kế hoạch quản lý và phan phối nước
(WAMP – Water Allocation and Management Planning); BBM,….
Phương pháp tiếp cận tổng hợp (Arthington et al. 1992; Davies et al. 1996;
Arthington 1998; Petit et al. 2001) được xây dựng để đánh giá yêu cầu dòng chảy
của toàn bộ hệ sinh thái sông với những khái niệm cơ bản như của phương pháp
BBM, Benchmarking và phương pháp bảo tồn dòng chảy (Flow Restoration
methodology). Các tiếp cận dựa trên khái niệm và lý thuyết về sự xây dựng cơ chế
dòng chảy môi trường cho toàn bộ hệ sinh thái ven sông từ đầu nguồn đến đồng
sông ưu tiên cho bảo tồn sinh học, phương pháp mô phỏng môi trường sống kết hợp
với phương pháp tổng thể như BBM hay DRIFT.
Đối với con sông có nguồn nước dồi dào chưa bị khai thác và chưa có kế
hoạch cụ thể cho việc khai thác thì phương pháp đơn giản nhất, phương pháp Phân
tích bàn giấy (Desktop Estimate), có thể đáp ứng được. Trong trường hợp dòng
sông đã bắt đầu thác và có kế hoạch thì phiên bản mở rộng của Phương pháp Phân
tích bàn giấy, phương pháp Xác định nhanh có thể được sử dụng.Những nơi có khả
năng cạnh tranh giữa b
ảo tồn và sử dụng phương pháp Xác định trung gian có thể
phù hợp. Những con sông quan trọng và nhạy cảm, một phương pháp xác định toàn
diện sử dụng BBM hay phuơng pháp tương tự khác có thể được sử dụng.
1.3.1.4 Những nghiên cứu ở Mêxico
Ở Mexico, Cơ quan bảo tồn tự nhiên đã đề xuất việc xây dựng quan hệ sinh
thái và sự biến đổi dòng chảy cho 2 lưu vực sông này từ đó xây dựng yêu cầu dòng
chảy cần duy trì để bảo vệ hệ sinh thái thủy sinh. Phương pháp này bao gồm các
bước sau
Ứng dụng mô hình toán nghiên cứu tính toán dòng chảy tối thiểu trên dòng chính LVS Cả
- Trang 9 -
- Thành lập một nhóm chuyên gia về tài nguyên nước và sinh thái để xây
dựng kế hoạch nghiên cứu cụ thể;
- Xây dựng cơ sở dữ liệu về dòng chảy;
Thu thập thông tin về dòng chảy tại các điểm kiểm soát và các vị trí điều tra
sinh thái để xây dựng quan hệ lưu lượng và mực nước và từ đó xác định các mực
nước để duy trì hoặc đáp ứng cho môi trường sinh thủy sinh
Phân tích thủy văn tại các vị trí có đủ số liệu và xây dựng các điều kiện nền
và điều kiện phát triển.
- Xây dựng cơ sở dữ liệu về sinh thái
Thu thập và xây dựng cơ sở dữ liệu về sinh thái tại các đoạn sông để hỗ trợ
việc xây dựng quan hệ giữa sự phản ứng của sinh thái với sự biến đổi dòng chảy;
nhất của Trung Quốc và sau này là các con sông khác ở phía Bắc. Phương pháp
quốc tế để đánh giá dòng chảy môi trường cũng được giới thiệu ở Trung Quốc. Dự
án Nghiên cứu về Hệ sinh thái cửa sông Vàng và nhu cầu nước môi trường sử dụng
số liệu viễn thám và mô hình hóa môi trường sống để xem xét và lý giải một cách
khoa học các đánh giá dòng chảy môi trường. Tại cuộc hội thảo về Bảo vệ Môi
trường, được tài trợ bởi GWP, Trung Quốc đã đưa ra một chương trình kiểm soát
trầm tích và sông có tên lý thuyết khoa học và hệ thống chỉ thị sức khỏe sông. Hệ
thống này xác định các chỉ thị sinh thái, kinh tế xã hội của sông để xác định nhu cầu
nước môi trường.
Tại Ấn Độ: đầu những năm 70, một đạo luật về kiểm soát ô nhiễm đã được
thông qua và gần đây là Kế hoạch bảo tồn sông quốc gia nhằm giảm ô nhiễm trong
sông. Bởi vì các con sông luôn giữ một vai trò quan trọng trong đặc điểm kinh tế xã
hội ở Ấn Độ. Sự gia tăng dân số nhanh chóng và nhu cầu về nước trong nông
nghiệp, đô thị và phát triển công nghiệp tăng mạnh dẫn đến điều tiết mở rộng và
phân phối dòng chảy sông.Nguồn nước trong sông suy giảm, hệ sinh thái ven sông
bị mất tính đa dạng.Cuộc sống của hàng triệu người dân ven sông bị ảnh hưởng
nghiêm trọng.Tuy nhiên, bất chấp mọi cố gắng, chất lượng nước vẫn tiếp tục suy
giảm. Rào cản chính trong sự nhận thức về tầm quan trọng của duy trì dòng chảy
trong sông là thiếu những nghiên cứu về mối quan hệ giữa dòng chảy và chức năng
Ứng dụng mô hình toán nghiên cứu tính toán dòng chảy tối thiểu trên dòng chính LVS Cả
- Trang 11 -
của hệ sinh thái sông ở Ấn Độ. Vấn đề dòng chảy môi trường được đặc biệt quan
tâm từ phán quyết của Tòa án Tôi cao Ấn Độ tháng 5/1999 về duy trì dòng chảy tối
thiểu 10m
3
/s ở sông Yamuna. Sau đó, dòng chảy môi trường đã được thảo luận tại
nhiều cuộc hội thảo. 5/2001, Chính phủ Ấn Độ đã thông qua Quyền đánh giá chất
lượng nước (WQAA) trong đó có đề cập đến “dòng chảy tối thiểu trong các sông để
bảo tồn hệ sinh thái”
Tại Bangladesh: Trường Đại học Kỹ thuật và Công nghệ Bangladesh kết hợp
1.3.2.1 Nghiên cứu của Ủy ban sông Mê Công
Ủy hội sông Mê Công quốc tế từ năm 2003 bắt đầu thực hiện một dự án
nghiên cứu dòng chảy môi trường để lập quy hoạch về duy trì dòng chảy trên dòng
chính của sông Mê Công thuộc chương trình sử dụng nước (WUP) của Uỷ ban sông
Mê Công, theo 3 giai đoạn :
- Theo phương pháp thuỷ văn (đã kết thúc 2004);
- Theo kiến thức sẵn có (song song với giai đoạn 1 và kết thúc vào năm
2004);
- Theo nghiên cứu trực tiếp, trong đó có các điều tra về hệ sinh thái (2004 -
2008);
1.3.2.2 Nghiên cứu của Viện Khoa học thủy lợi Miền Nam
Viện Khoa học Thuỷ lợi Miền Nam đã tiến hành đề tài: “Xây dựng phương
pháp luận nghiên cứu dòng chảy môi trường sông Mê Công phục vụ lập quy hoạch
duy trì dòng chảy trên sông chính”. Tuy nhiên, Đề tài này mới chỉ tiếp cận về mặt
phương pháp luận và đề xuất các ý kiến về ứng dụng dòng chảy môi trường đối với
vùng hạ lưu sông Mê Công tại Việt Nam mà chưa đi vào phương pháp đánh giá cụ
thể.
1.3.2.3 Nghiên cứu của Trường đại học Thủy lợi
Trường đại học Thủy lợi trong một số năm qua đã tiếp cận khái niệm nhu
cầu nước sinh thái và phương pháp đánh giá dòng chảy môi trường để giảng dạy
trong nhà trường. Một số phương pháp đánh giá dòng chảy môi trường như phương
pháp Tennant, phương pháp chi vi ướt đã được áp dùng thử nghiệm để tính toán
Ứng dụng mô hình toán nghiên cứu tính toán dòng chảy tối thiểu trên dòng chính LVS Cả
- Trang 13 -
dòng chảy môi trường cho một số sông như sông Sê san, hạ lưu sông Ba, sông Trà
Khúc, Một trong những đề tài nghiên cứu khoa học cấp Bộ là Đề tài "Nghiên cứu
cơ sở khoa học và phương pháp tính toán ngưỡng khai thác sử dụng nguồn nước và
dòng chảy môi trường, ứng dụng cho lưu vực sông Ba và sông Trà Khúc" thực hiện
năm 2006. Kết quả nghiên cứu của Đề tài đưa ra phương pháp tính toán ngưỡng
giới hạn khai thác, sử dụng nước và xây dựng phương pháp tính toán dòng chảy môi
Bộ Tài nguyên và Môi trường cũng đã thực hiện một số Đề tài nghiên cứu khoa học
về dòng chảy môi trường. Cụ thể là:
- Đề tài “Nghiên cứu cơ sở khoa học trong việc đánh giá dòng chảy môi
trường” thực hiện năm 2007 do TS. Trần Hồng Thái là chủ nhiệm. Trong đề tài này
đã áp dụng được một số phương pháp đánh giá dòng chảy môi trường cho đoạn
sông sau đập Hòa Bình. Trong đề tài này chưa kiến nghị đưa ra phương pháp phù
hợp với các lưu vực sông ở Việt Nam.
- Đề tài “Xây dựng cơ sở khoa học và thực tiễn đánh giá dòng chảy môi
trường, ứng dụng cho hạ lưu sông Cầu” thực hiện năm 2006-2007. Đề tài đưa ra
các cơ sở xác định phương pháp đánh giá dòng chảy môi trường phù hợp với đặc
điểm chế độ dòng chảy lưu vực sông ở Việt Nam và ứng dụng thí điểm cho hạ lưu
của lưu vực sông Cầu.
Bên cạnh những Dự án, Đề tài nghiên cứu về dòng chảy môi trường nêu trên
thì hiện tại Trung tâm Thẩm định - Tư vấn tài nguyên nước thuộc Cục Quản lý tài
nguyên nước đang thực hiện Dự án “Xác định dòng chảy tối thiểu trên dòng chính
lưu vực sông Hồng – Thái Bình” và dự kiến kết thúc vào năm 2011.
Như vậy, nhìn chung các nghiên cứu trong nước mới tiếp cận khái niệm hoặc
một số phương pháp đánh giá nhanh theo các chỉ số, đơn giản nhưng thông dụng
trên thế giới. Các nghiên cứu cũng bước đầu tìm hiểu để tiến tới xây dựng phương
pháp đánh giá dòng chảy môi trường phù hợp với tình hình số liệu, năng lực và điều
kiện của các lưu vực sông ở Việt Nam.
Ứng dụng mô hình toán nghiên cứu tính toán dòng chảy tối thiểu trên dòng chính LVS Cả
- Trang 15 -
1.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ DÒNG CHẢY MÔI TRƯỜNG NỀN
Từ những nghiên cứu trên Thế giới và Việt Nam có thể tổng quát các phương
pháp xác định dòng chảy môi trường như sau:
1.4.1. Phương pháp thủy văn (Hydrological methods)
Phương pháp thuỷ văn là phương pháp đánh giá đơn giản nhất, nó dựa vào
việc phân tích các số liệu thống kê dòng chảy tự nhiên. Thông thường phương pháp
này sử dụng các số liệu dòng chảy lịch sử hiện có và điều chỉnh khi có những ảnh