Xem mẫu

  1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI NGUYỄN THỊ MÙI NGHIÊN CỨU AN NINH NGUỒN NƢỚC CHO PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG LƢU VỰC SÔNG MÃ Chuyên ngành: Môi trường đất và nước Mã số chuyên ngành: 9 44 03 03 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI, NĂM 2018 1
  2. Công trình được hoàn thành tại Trƣờng Đại học Thủy lợi Người hướng dẫn khoa học: GS.TS Lê Đình Thành Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3: Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp trường họp tại: Trường Đại học Thủy Lợi vào lúc giờ ngày tháng năm Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện: - Thư viện Quốc gia - Thư viện Trường Đại học Thủy lợi 2
  3. MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài luận án Hiện nay, an ninh nguồn nước (ANNN) đã trở thành vấn đề lớn và rất cấp thiết đối với nhiều lưu vực sông (LVS) và khu vực trên thế giới, đặc biệt là những LVS liên quốc gia và các vùng lãnh thổ khan hiếm nước. Lưu vực sông Mã được đánh giá là có tiềm năng nguồn nước khá dồi dào nhưng vẫn xảy ra các căng thẳng trong khai thác sử dụng (KTSD) tài nguyên nước do những nguyên nhân sau: (i) Sự phân bố tài nguyên nước (TNN) không đồng đều theo không gian, thời gian đã gây ra lũ lụt và hạn hán, ảnh hưởng rất lớn tới KTSD nước giữa các vùng trên lưu vực. (ii) Thiên tai lũ lụt và hạn hán trên hệ thống sông Mã thường xuyên xảy ra. (iii) Chế độ thủy văn trên dòng chảy chính, trên các sông nhánh thuộc LVS Mã đã thay đổi rất nhiều do ảnh hưởng của việc xây dựng, khai thác các công trình sử dụng nước vừa và nhỏ trên lưu vực. Cùng với các hình thế thời tiết bất thường, cực đoan và biến đổi khí hậu (BĐKH) là tác nhân chính gây bão, lũ lớn và cạn kiệt nguồn nước trên lưu vực. (iv) Về chất lượng nước trên lưu vực đã xảy ra ô nhiễm nặng tại một số vị trí trên sông Lèn, sông Lạch Trường, sông Yên, hạ lưu dòng chính sông Mã. Để đóng góp thêm các cơ sở khoa học và thực tiễn cho công tác quy hoạch, khai thác, quản lý TNN cho phát triển bền vững KTXH và bảo vệ môi trường hiệu quả hơn cho LVS Mã trong điều kiện hiện nay, cần thiết phải xây dựng các “chỉ số an ninh nguồn nước” của lưu vực như một công vụ cho PTBV lưu vực. 2. Mục tiêu nghiên cứu - Nghiên cứu xây dựng được bộ chỉ số ANNN lưu vực sông Việt Nam phù hợp với đặc điểm và điều kiện khai thác sử dụng nước trên lưu vực. - Ứng dụng bộ chỉ số được đề xuất để đánh giá mức độ đảm bảo ANNN cho các vùng điển hình của lưu vực sông Mã. Từ đó đề xuất một số định hướng giải pháp đảm bảo ANNN có tính khả thi và phù hợp với điều kiện thực tế của lưu vực. 3
  4. 3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu của luận án: là các yếu tố TNN mặt và môi trường nước mặt lưu vực sông Mã nhằm xác lập “bộ chỉ số” cho việc đảm bảo ANNN và bảo vệ môi trường bền vững. Phạm vi không gian: Phần LVS Mã thuộc địa phận Việt Nam (bao gồm khu vực thuộc các tỉnh Điện Biên, Sơn La, Hòa Bình, Nghệ An và Thanh Hóa). Phạm vi thời gian: Xác định các chỉ số an ninh nguồn nước LVS Mã năm 2015 và cho tương lai tính đến năm 2030. 4. Cách tiếp cận và phƣơng pháp nghiên cứu Cách tiếp cận của luận án: tiếp cận theo quan điểm hệ thống; quan điểm quản lý tổng hợp tài nguyên nước và tiếp cận theo quan điểm phát triển bền vững. Các phương pháp nghiên cứu: Phương pháp điều tra khảo sát thực địa; phương pháp kế thừa và phân tích chuyên gia; phương pháp mô hình toán thủy văn môi trường; phương pháp phân tích thống kê và tổng hợp; phương pháp bản đồ. 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn Ý nghĩa khoa học: Các kết quả nghiên cứu của luận án góp phần vào việc đưa nhận thức, cập nhật kiến thức và phương pháp luận về ANNN ở Việt Nam, đặc biệt là LVS Mã nơi chưa có các nghiên cứu trực tiếp về ANNN. Ý nghĩa thực tiễn: Các kết quả nghiên cứu của luận án sẽ góp phần nâng cao hiệu quả khai thác, sử dụng TNN thông qua việc đảm bảo các chỉ số ANNN và các giải pháp bảo vệ môi trường (BVMT) bền vững cho các vùng khác nhau của LVS Mã. Từ đó có thể mở rộng nghiên cứu cho các lưu vực khác. 6. Những đóng góp mới của luận án (1). Luận án đã nghiên cứu xây dựng được bộ chỉ số ANNN của lưu vực sông phù hợp với điều kiện và đặc điểm khai thác sử dụng nước của các LVS ở Việt Nam phục vụ PTBV kinh tế, xã hội của lưu vực. 4
  5. (2). Ứng dụng bộ chỉ số ANNN đã đề xuất để tính chỉ số cho ba vùng điển hình có mức độ căng thẳng cao về nguồn nước và áp lực môi trường của LVS Mã. Từ đó đề xuất một số định hướng giải pháp nhằm đảm bảo ANNN cho PTBV kinh tế xã hội và bảo vệ môi trường của lưu vực. CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU ANNN VÀ GIỚI THIỆU LƢU VỰC SÔNG MÃ 1.1 Định nghĩa ANNN Hiện nay đã có nhiều định nghĩa khác nhau về ANNN có thể kể đến một số định nghĩa như sau: Tổ chức cộng tác vì nước toàn cầu (GWP) năm 2000 đã đề xuất khái niệm: “ANNN là sự đảm bảo an toàn nguồn nước ở mọi cấp độ từ gia đình đến toàn cầu, có nghĩa là mọi người đều được cung cấp đủ nước sạch với chi phí phải chăng phục vụ các nhu cầu thiết yếu trong cuộc sống, đồng thời đảm bảo môi trường tự nhiên được bảo tồn và phát huy„„ D.Grey và C.W.Sadoff năm 2007 đã đưa ra định nghĩa: „„ANNN là lượng nước sẵn có, đảm bảo về trữ lượng và chất lượng cho sức khỏe, sinh hoạt, hệ sinh thái và sản xuất đã tính đến khả năng xảy ra rủi ro cho con người, môi trường và nền kinh tế„„. Nói một cách đơn giản, ANNN liên quan đến việc KTSD nguồn nước trong khi hạn chế các ảnh hưởng tiêu cực. 1.2 Tổng quan nghiên cứu về ANNN Trên thế giới ANNN đã được nghiên cứu từ phương pháp luận đến xây dựng bộ chỉ số, chỉ số ANNN và ứng dụng cho các vùng, lĩnh vực khác nhau. Mỗi nghiên cứu có các cách tiếp cận khác nhau theo quan điểm của từng nghiên cứu, mỗi vùng nghiên cứu có đặc điểm khác nhau nên các chỉ số ANNN, phương pháp tính khác nhau phù hợp cho từng vùng. Ở Việt Nam ANNN đang là vấn đề mới nên có rất ít các nghiên cứu về vấn đề này. Đối với LVS Mã hiện nay vấn đề này còn đang bỏ ngỏ, chưa được nghiên cứu. 5
  6. 1.3 Giới thiệu chung về lƣu vực sông Mã 1.3.1 Lưu vực sông Mã và các nhánh sông chính Lưu vực sông Mã bao gồm các tỉnh Điện Biên, Sơn La, Hòa Bình, Nghệ An, Thanh Hóa và Lào. Tổng diện tích lưu vực là 28.400 km2 trong đó phần diện tích thuộc Việt Nam là 17.600 km2 chiếm 62% diện tích lưu vực, phần thuộc Lào 10.800 km2 chiếm 38%. Sông Mã có 4 sông nhánh lớn như sau: Sông Chu, sông Bưởi, sông Cầu Chày, sông Hoạt và Hình 1.1 Bản đồ LVS Mã và vùng hai phân lưu chính là sông Lèn và phụ cận sông Lạch Trường. 1.3.2 Điều kiện kinh tế xã hội Dân cư văn hóa, xã hội: Theo số liệu thống kê dân số lưu vực sông Mã năm 2015 là 4.098.686 người. Tỷ lệ tăng dân số 1,5%, trong đó tỉnh Thanh Hóa có tốc độ tăng dân số tự nhiên khoảng 0,68%, ở khu vực miền núi 2%. Mật độ dân số bình quân toàn lưu vực 233 người/km2, cao nhất là thành phố Thanh Hóa 2.407 người/km2, thấp nhất là huyện Sốp Cộp chỉ có 31 người/km2. Các ngành kinh tế chính: Trên lưu vực có nhiều ngành kinh tế: nông nghiệp, công nghiệp, sinh hoạt, chăn nuôi, thủy sản, du lịch… và nhiều các khu công nghiệp (KCN): KCN Đình Hương –Tây Ga; KCN Lễ Môn; khu kinh tế Nghi Sơn; KCN Lam Sơn và nhiều các cụm công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp. 1.3.3 Nguồn nước LVS Mã liên quan đến ANNN và bảo vệ môi trường 1.3.3.1 Số lượng nước Lượng mưa năm trung bình nhiều năm: trên lưu vực khoảng 1.600 mm nhưng phân bố không đều theo không gian (giữa các vùng) và thời gian (các tháng) trong năm. Tổng lượng mưa mùa mưa chiếm 70-90% tổng lượng mưa năm, 6
  7. tổng lượng mưa mùa khô chỉ chiếm 10-30% tổng lượng mưa năm. Sự phân bố lượng mưa không đều đã gây nên mùa mưa thừa nước gây lũ lụt, mùa khô thiếu nước gây hạn hán, xâm nhập mặn. D ng ch năm trung bình nhiều năm: trên LVS Mã khoảng 18 tỷ m3, tương ứng với lưu lượng 570 m3/s, mô đun dòng chảy là 20 l/s.km2. Trong đó, phần dòng chảy sản sinh trên lãnh thổ Việt Nam là 14,1 tỷ m3 với mô đun 25,3 l/s.km2, trên địa phận Lào 3,9 tỷ m3 với mô đun 11,4 l/s.km2. 1.3.3.2 Đặc điểm nguồn nước LVS Mã liên quan đến ANNN và b o vệ môi trường (1). Lưu vực sông Mã phần chính thuộc Việt Nam nhưng có phần thượng lưu thuộc Lào nên nguồn nước LVS Mã có một phần sản sinh bên ngoài lãnh thổ Việt Nam, có liên quan đến sử dụng nước của Lào nhất là các quốc gia thượng nguồn tăng cường khai thác sử dụng (KTSD); (2). Lưu vực sông Mã có nguồn nước dồi dào nhưng phân bố không đều theo không gian, thời gian dẫn đến mùa mưa thừa nước gây lũ lụt, mùa khô thiếu nước gây hạn hán, xâm nhập mặn; (3). Là một LVS lớn ở miền Trung, địa hình chia cắt biến đổi phức tạp nên nguồn nước LVS Mã biến đổi và diễn biến rất rõ rệt theo không gian (giữa các khu vực) và thời gian (giữa hai mùa lũ và mùa kiệt). Điều đó sẽ tác động tới khai thác, nhu cầu sử dụng nước giữa các vùng, qua đó ảnh hưởng đến ANNN các nhánh sông, các vùng trên lưu vực. 1.3.4 Môi trường, chất lượng nước và thiên tai 1.3.4.1 Về chất lượng nước Trên LV đã xảy ra ô nhiễm nặng tập trung ở các nhánh sông chính: trên nhánh sông Bưởi, sông Cầu Chày đã có dấu hiệu ô nhiễm; trên nhán sông Lèn, sông Lạch Trường, sông Yên, vùng hạ lưu dòng chính sông Mã đã xảy ra ô nhiễm nặng tập trung tại điểm xả của các KCN, cụm công nghiệp (CCN), các dòng 7
  8. sông chảy qua các khu dân cư đông đúc. Trong tương lai các KCN, CCN, đô thị ngày càng hình thành mới, mở rộng sẽ gia tăng áp lực đối với MT. 1.3.4.2 Về thiên tai và môi trường trên LVS Mã Trên lưu vực sông Mã thường xuyên xảy ra thiên tai: Bão và lũ lụt, hạn hán và xâm nhập mặn, biến đổi khí hậu, lũ quét, sạt lở đất…đã gây thiệt hại lớn đến sự phát triển KTXH và con người trên LVS Mã. 1.3.5 Tình hình KTSD nước và quy hoạch quản lý TNN lưu vực sông Mã Các công trình khai thác sử dụng nước: Trên LVS Mã đã có hàng trăm công trình thủy lợi, thủy điện được xây dựng trên khắp các nhánh sông. Sự hoạt động KTSD nước của các công trình đã làm ảnh hưởng đến hệ sinh thái (HST) và môi trường (MT) dòng sông. Qu hoạch và qu n lý tài ngu ên nước LVS: Quản lý tài nguyên nước (QLTNN) trên LVS chủ yếu vẫn theo phương thức truyền thống; Trên LVS chưa có phương án chia sẻ và phân bổ hợp lý nguồn nước giữa các ngành cũng như đảm bảo nước cho HST và môi trường; Xảy ra mâu thuẫn xung khắc trong sử dụng nước giữa các vùng, giữa các ngành; Trên LVS Mã chưa có quy hoạch QLTHTNN lưu vực sông (quy hoạch TNN lưu vực sông) được xây dựng và phê duyệt của Nhà nước; Chưa có Ban QLLVS Mã được thành lập. 1.4 Những hạn chế, tồn tại về nghiên cứu ANNN trƣớc đây và định hƣớng nghiên cứu của luận án 1.4.1 Những hạn chế và tồn tại Cho đến nay đã có nhiều nghiên cứu ở Việt Nam và lưu vực sông Mã, tuy nhiên các nghiên cứu này mới chỉ tập trung nghiên cứu về các vấn đề sau: - Hầu hết các nghiên cứu mới tập trung ở phần diện tích lưu vực thuộc Việt Nam trong khi các sông của Việt Nam có tới 63% tổng lượng dòng chảy đến từ nước ngoài. Điều này gây khó khăn cho Việt Nam trong việc chủ động về nguồn nước trong KTSD và quản lý cho phát triển KTXH và bảo vệ MT; 8
  9. - Các nghiên cứu mới chỉ tập trung nghiên cứu phục vụ cho từng mục đích riêng lẻ trong khu vực mà không quan tâm đến các ngành sử dụng nước khác. Điều này đã dẫn đến sự bất cập, thiếu bền vững TNN trong lưu vực; - ANNN tại Việt Nam hiện nay đang là vấn đề mới nên có rất ít các nghiên cứu về vấn đề này. Đối với LVS Mã hiện nay vấn đề này còn đang bỏ ngỏ, chưa được nghiên cứu. 1.4.2 Định hướng nghiên cứu của luận án Định hướng nghiên cứu của luận án được tóm tắt trong sơ đồ hình1.2 Kết luận chƣơng 1: ANNN là một lĩnh vực mới trên thế giới và Việt Nam. Mặc dù đã có nhiều nghiên cứu về ANNN trên thế giới, tuy nhiên mỗi vùng, mỗi lưu vực có đặc điểm khác nhau nên các chỉ số ANNN cũng khác nhau phù hợp điều kiện từng vùng, từng lưu vực. Hình 1.2 Sơ đồ nghiên cứu chỉ số ANNN LV sông Mã Ở Việt Nam nghiên cứu về ANNN còn rất hạn chế, đặc biệt chưa có nghiên cứu cho các LVS. Trên LVS Mã, chưa có nghiên cứu trực tiếp và cụ thể về ANNN và đã xảy ra nhiều vấn đề liên quan đến ANNN trên lưu vực. CHƢƠNG 2 NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CÁC CHỈ SỐ AN NINH NGUỒN NƢỚC LƢU VỰC SÔNG VIỆT NAM 2.1 Phƣơng pháp và nguyên tắc xây dựng, lựa chọn chỉ số ANNN Nghiên cứu của luận án xây dựng bộ chỉ số ANNN dựa trên phương pháp luận của tiêu chí SMART–viết tắt của Specific–Measurable –Attainable–Realistic– 9
  10. Times bound. Tiêu chí này biểu thị tình trạng ANNN chịu sự chi phối bởi 5 yếu tố: Cụ thể, dễ hiểu - Đo lường được – Có thể đạt được - Thực tế- Thời gian hoàn thành (Shahin và Mahbod, 2007), mỗi một ký tự SMART đề cập đến một tiêu chí khác nhau để đánh giá mục tiêu. Trong nghiên cứu LA sử dụng tiêu chí SMART để lựa chọn và xây dựng các chỉ số cụ thể. Bộ chỉ số ANNN lưu vực sông được xây dựng, lựa chọn theo các nguyên tắc: Sự phù hợp với yêu cầu đánh giá và được chấp nhận rộng rãi; Các chỉ số được lựa chọn phải được xác định rõ ràng, có thể kiểm chứng; Có thể đo được bằng một phương pháp chính xác và chi phí trong giới hạn cho phép; Có độ nhạy cao, chỉ ra được các xu hướng biến đổi; Các chỉ số phải có tính đại diện tổng hợp; Số lượng chỉ số không quá nhiều. 2.2 Nghiên cứu xây dựng bộ chỉ số ANNN lƣu vực sông Việt Nam Trên cơ sở phương pháp, các tiêu chí SMART, các nguyên tắc khi xây dựng bộ chỉ số ANNN, cùng với các điều kiện cụ thể của lưu vực, luận án đã nghiên cứu lựa chọn và đưa ra phân tích 6 nhóm chỉ số ANNN bao gồm 18 chỉ số: Bảng 2.1 Tổng hợp các nhóm chỉ số, chỉ số ANNN lưu vực sông Việt Nam TT Tên và kí hiệu chỉ số Đơn vị Công thức tính Diễn giải I. WSI(1)- Nhóm chỉ số ANNN liên quan đến nguồn nƣớc đến lƣu vực sông WSI(1,1)- Chỉ số ANNN Q Q: Lưu lượng bình quân năm 1 dựa vào mức độ phong l/s.km2 M 0 = x10 3 trung bình nhiều năm lưu vực; phú của nguồn nước M0 F F: diện tích lưu vực. WSI(1,2)- Chỉ số ANNN n Ki: hệ số mô đun năm thứ i; 2 dựa vào mức độ biến đổi   K i  12 n: tổng số năm tính toán. nguồn nước đến LV sông Cv  i 1 Cv n 1 II. WSI(2)- Nhóm chỉ số ANNN liên quan đến cung cấp nƣớc sạch cho dân sinh WSI(2,1)- Chỉ số ANNN Pat: số người được cung cấp Pat 3 dựa vào mức độ cung cấp % x100% nước sạch; nước sạch cho dân cư P P: tổng số dân của khu vực. WSI(2,2)- Chỉ số ANNN Pp: Số người dân được cung cấp dựa vào mức độ cung cấp Pp nước sạch từ các công trình cấp 4 % x100% nước sạch của các công nước tập trung; trình cấp nước tập trung P P: Tổng số dân trong khu vực. WSI(2,3)- Chỉ số ANNN WVS Wvs: Số hộ gia đình có hố xí hợp 5 dựa vào mức độ bảo vệ % x100% vệ sinh; vệ sinh nguồn nước Wh Wh: Tổng số hộ trong khu vực Wsd: Lượng nước sử dụng của WSI(2,4)- Chỉ số ANNN Wsd dân cư từ công trình cấp nước dựa vào mức độ tổn thất 6 % x100% tập trung; nước của các công trình Wc Wc: Lượng nước cấp của công cấp nước tập trung trình cấp nước tập trung III. WSI(3)- Nhóm chỉ số ANNN dựa vào mức độ khai thác sử dụng nƣớc của lƣu vực sông WSI(3,1)- Chỉ số ANNN Wsd Wsd: Tổng lượng nước sử dụng 7 dựa vào mức độ KTSD % x100% trên lưu vực; nước trên lưu vực W W: tổng lượng nước đến LV 10
  11. sông WSI(3,2)- Chỉ số ANNN GDPNN: Tổng sản phẩm GDP dựa vào năng suất sử GDPNN trong nước của ngành nông 8 USD/m3 dụng nước của nông WNN nghiệp; WNN: Tổng lượng nước nghiệp sử dụng trong nông nghiệp WSI(3,3)- Chỉ số ANNN GDPCN: Tổng sản phẩm GDP dựa vào năng suất sử GDPCN trong nước của ngành công 9 USD/m3 dụng nước của công WCN nghiệp; WCN: Tổng lượng nước nghiệp sử dụng trong công nghiệp IV. WSI(4)- Nhóm chỉ số ANNN liên quan đến bảo vệ HST và môi trƣờng dòng sông WSI(4,1)- Chỉ số ANNN Q0: lưu lượng dòng chảy năm dựa vào mức độ duy trì trung bình nhiều năm. 10 m3/s %Q0 nước cho HST và MT trên sông chính WSI(4,2)- Chỉ số ANNN WQI: Chỉ số chất lượng nước dựa trên đánh giá chất trên dòng chính. 11 WQI lượng nước/ô nhiễm nước trên sông chính WSI(4,3)- Chỉ số ANNN dựa vào xem xét ảnh hưởng KTSD nước của Số công trình, vị trí, chức 12 các hồ đập thủy lợi, thủy Công trình năng hoạt động của công điện đến biến đổi dòng trình chảy và suy giảm HST và MT sông V. WSI(5)- Nhóm chỉ số ANNN dựa vào các rủi ro thiệt hại do thiên tai WSI(5,1)- Chỉ số ANNN GDP: Thu nhập bình quân đầu 13 liên quan đến khả năng USD/người/năm GDP người. ứng phó thiên tai WSI(5,2)- Chỉ số ANNN Wbl Wbl: Thiệt hại do bão, lũ; 14 liên quan đến rủi ro, thiệt USD/người/năm P: Số dân trên lưu vực trong hại do bão lũ P năm. WSI(5,3)- Chỉ số ANNN Sh Sh: Diện tích bị hạn; 15 liên quan đến rủi ro, thiệt % x100% Sct: Diện tích canh tác. hại do hạn hán Sct WSI(5,4)- Chỉ số ANNN S: Độ mặn. 16 liên quan đến rủi ro, thiệt ‰ S hại do xâm nhập mặn VI. WSI(6)- Nhóm chỉ số ANNN liên quan đến quản lý tài nguyên nƣớc, quản lý lƣu vực sông Đánh giá dựa vào cơ sở luật WSI(6,1)- Chỉ số ANNN pháp, trình độ và kết quả thực 17 dựa vào kết quả thực hiện Quản lý tài nguyên nước hiện QLTNN trên lưu vực sông, QLTHTNN đặc biệt là thực hiện QLTHTNN. Đánh giá dựa vào cơ sở luật WSI(6,2)- Chỉ số ANNN pháp, trình độ và kết quả thực 18 dựa vào kết qảu thực hiện Quản lý lưu vực sông hiện quản lý tổng hợp LVS QLTHLVS (QLTHLVS). 2.3 Xác định chỉ số tổng hợp ANNN lƣu vực sông Việt Nam Chỉ số tổng hợp ANNN lưu vực sông được tính theo công thức: (1). Chỉ số ANNN của nhóm chỉ số: Được tính theo phương pháp trọng số trên cơ sở điểm số của các chỉ số ANNN và được xác định theo công thức sau: m  v WSI j1 j i, j (2.1) WSIi  v 11
  12. Trong đó: WSIi: Chỉ số ANNN của nhóm chỉ số thứ i; WSIi,j: Điểm số của chỉ số thứ j của nhóm thứ i; i: Số thứ tự của nhóm; j: Số thứ tự của chỉ số j=1-m; m Tổng số chỉ số ANNN của một nhóm; vj: Trọng số của chỉ số thứ j; v: Tổng trọng số của một nhóm chỉ số. (2). Chỉ số ANNN của vùng: Tổng hợp chỉ số ANNN của các nhóm chỉ số trên lưu vực hay khu vực có liên quan và phụ thuộc lẫn nhau được tính theo phương pháp trọng số của các nhóm chỉ số theo công thức sau: n  w WSI i 1 i i (2.2) WSI  w Trong đó: WSI: Chỉ số ANNN vùng; WSIi: Chỉ số ANNN của nhóm chỉ số thứ i; n: Tổng số các nhóm chỉ số; wi: Trọng số của nhóm chỉ số thứ i, w: Tổng trọng số của các nhóm chỉ số ANNN. (3). Phân mức đ m b o ANNN: Trên cơ sở chỉ số ANNN của vùng, của nhóm chỉ số nghiên cứu phân mức đảm bảo ANNN làm 5 mức từ 1 đến 5 như sau: Nếu WSI = 1: Đảm bảo ANNN ở mức rất thấp (rất không đảm bảo ANNN) 2: Đảm bảo ANNN ở mức thấp (không đảm bảo ANNN) 3: Đảm bảo ANNN ở mức trung bình (Đảm bảo được ANNN) 4: Đảm bảo ANNN ở mức cao 5: Đảm bảo ANNN ở mức rất cao 2.4 Đề xuất các chỉ số ANNN lƣu vực sông Mã Do đặc điểm các LVS khác nhau khi áp dụng cho LVS Mã nghiên cứu chỉ lựa chọn 17 chỉ số có mức độ tin cậy cao và đặc trưng tốt nhất cho đảm bảo ANNN lưu vực. Các chỉ số, nhóm chỉ số và phân cấp mức độ đảm bảo ANNN của các chỉ số trên LVS Mã được trình bày trong bảng 2.2. Bảng 2.2 Tổng hợp các chỉ số, thang đánh giá ANNN LVS Mã Thang đánh giá và mức độ đảm bảo ANNN TT Tên chỉ số Kí hiệu Đơn vị Rất Trung thấp Thấp bình cao Rất cao I. WSI(1)- Nhóm chỉ số ANNN liên quan đến nguồn nƣớc đến lƣu vực sông 1 Chỉ số ANNN dựa WSI(1,1) l/s.km2 20-40 >40-60 >60 vào mức độ phong 12
  13. phú của nguồn nước Chỉ số ANNN dựa vào mức độ biến đổi 2 của nguồn nước đến WSI(1,2) >0,4 0,4->0,3 0,3->0,2 0,2-0,1 80-90 >90 nước sạch cho dân cư Chỉ số ANNN dựa vào mức độ cung cấp 4 nước sạch của các WSI(2,2) % 70-80 >80-90 >90 CTCNTT Chỉ số ANNN dựa 5 vào mức độ bảo vệ vệ WSI(2,3) % 70-80 >80-90 >90 sinh nguồn nước III. WSI(3)- Nhóm chỉ số ANNN dựa vào mức độ KTSD nƣớc của lƣu vực sông Chỉ số ANNN dựa 6 vào mức độ KTSD WSI(3,1) % >70 70->40 40->30 30-20 0,35-1 >1 dụng nước của nông nghiệp Chỉ số ANNN dựa vào năng suất sử 8 WSI(3,3) USD/m3 5,5-20 >20-50 >50 dụng nước của công nghiệp IV. WSI(4)- Nhóm chỉ số ANNN liên quan đến bảo vệ HST và môi trƣờng dòng sông Chỉ số ANNN dựa vào mức độ duy trì (>10- (>20- 9 nước cho HST và MT WSI(4,1) m3/s 30%Q0 trên sông chính Chỉ số ANNN dựa trên đánh giá chất 10 lượng nước trên sông WSI(4,2) 50-75 >75-90 >90 chính Chỉ số ANNN dựa vào xem xét ảnh hưởng KTSD nước ≥1 trên của các hồ đập thủy sông 11 lợi, thủy điện đến WSI(4,3) Công trình >3 3 2 0 nhánh biến đổi dòng chảy và suy giảm HST và MT sông V. WSI(5)- Nhóm chỉ số ANNN dựa vào các rủi ro thiệt hại do thiên tai Chỉ số ANNN liên USD/người/ 516- >1035- >4085- 12 quan đến khả năng WSI(5,1) năm 12614 ứng phó thiên tai Chỉ số ANNN liên USD/người/ 13 quan đến rủi ro, thiệt WSI(5,2) >8 8->4 4->2 2-1 40 40->20 20->10 10-5 3 3->1 1->0,5 0,5-0,25
  14. Kết luận chƣơng 2: Nghiên cứu luận án đã xây dựng được 18 chỉ số thành phần được phân ra 6 nhóm chỉ số để biểu thị mức độ đảm bảo ANNN lưu vực sông Việt Nam. Luận án đã lựa chọn 17 chỉ số đặc trưng và phù hợp với điều kiện thực tế để đánh giá mức độ đảm bảo ANNN trên lưu vực sông Mã. Các chỉ số ANNN được đề xuất sẽ được tính toán xác định trong chương 3. CHƢƠNG 3 XÁC ĐỊNH CHỈ SỐ ANNN LƢU VỰC SÔNG MÃ VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP ĐẢM BẢO ANNN CỦA LƢU VỰC 3.1 Giới thiệu chung Lưu vực sông Mã gồm nhiều các vùng có điều kiện tự nhiên khác nhau nên ảnh hưởng đến ANNN cũng sẽ khác nhau. Vì thế để đánh giá ANNN lưu vực sông Mã cần phải đánh giá theo từng vùng, sau đó sẽ đánh giá chung cho cả lưu vực. Luận án sẽ lựa chọn những vùng có nguy cơ mất ANNN nhất làm vùng điển hình để tính chỉ số ANNN và đánh giá ANNN của LVS Mã. 3.1.1 Tính toán cân bằng nước lưu vực sông Mã 3.1.1.1 Phân vùng cân bằng nước Luận án kế thừa kết quả phân vùng cân bằng nước (CBN) của Viện Quy hoạch Thủy lợi năm 2015 chia lưu vực sông Mã (phần Việt Nam) thành 8 vùng: Vùng I: Vùng Thượng nguồn sông Mã; Vùng II: Vùng Trung lưu sông Mã; Vùng III: Vùng lưu vực sông Bưởi; Vùng IV: Vùng Bắc sông Mã; Vùng V: Lưu vực sông Cầu Chày; Vùng VI: Lưu vực sông Âm; Vùng VII: Thượng sông Chu; Vùng VIII: Nam sông Chu Hình 3.1. Phân vùng CBN lưu vực sông Mã và vùng phụ cận 14
  15. 3.1.1.2 Tính cân bằng nước lưu vực Để tính cân bằng nước LVS Mã, nghiên cứu dựa trên phương trình cân bằng nước cho một khu vực trong thời đoạn tính toán: Wđến -Wdùng = ±ΔW (3.1) Trong đó: Wđến: Tổng lượng dòng chảy đến tại nút tính toán của LVS suối (m3); Wdùng: Tổng lượng nước dùng của tất cả các ngành tại nút tính toán (m3); ± ΔW biến đổi lượng nước trữ trong khu vực trong thời đoạn tính toán (m3). Trên cơ sở điều kiện tự nhiên, KTXH trên LVS Mã nghiên cứu luận án đã sử dụng mô hình MIKE-NAM, phương pháp tương quan kéo dài, bổ sung các số liệu lưu lượng của các trạm có số liệu đo đạc ngắn để xác định lượng dòng chảy tại cửa ra các vùng lưu vực. Sử dụng các tiêu chuẩn sử dụng nước để xác định nhu cầu sử dụng nước cho các ngành trên lưu vực làm đầu vào cho bài toán tính cân bằng nước. Xâ dựng kịch b n tính cân bằng nước lưu vực: Nghiên cứu luận án tính cân bằng nước LVS Mã trên ba kịch bản: (i) Kịch bản hiện trạng tự nhiên và KTXH năm 2015 (KBHT 2015); (ii) Kịch bản phát triển kinh tế xã hội đến năm 2030 (KBPT 2030); (iii) Kịch bản phát triển kinh tế xã hội đến năm 2030 có xét đến biến đổi khí hậu (KBPT 2030 + BĐKH). Kết qu tính cân bằng nước: Nghiên cứu sử dụng mô hình WEAP tính cân bằng nước 08 vùng LVS Mã trên cơ sở có xét đến sự làm việc của các công trình trên lưu vực; quy trình vận hành của các công trình, dòng chảy hồi quy sau tưới. Kết quả cân bằng nước như sau: Kịch b n hiện trạng tự nhiên và KTXH năm 2015 (KBHT 2015): có 4/8 vùng không xảy ra thiếu nước: vùng I (vùng Thượng nguồn sông Mã); vùng II (vùng Trung lưu sông Mã); vùng VI (vùng lưu vực sông Âm); vùng VII (vùng Thượng sông Chu). 4 vùng còn lại xảy ra thiếu nước: vùng III (vùng lưu vực sông Bưởi); vùng IV (vùng Bắc sông Mã); vùng V (vùng sông Cầu Chày); vùng VIII (vùng Nam sông Chu). Thời gian thiếu nước kéo dài từ tháng 1 đến tháng 4, 6 tháng thiếu nước nhiều nhất là tháng 3, vùng thiếu nước nhiều nhất là vùng VIII. 15
  16. Bảng 3.1. Lượng nước thiếu trong CBN LVS Mã, KBHT 2015 (106m3) Tháng Vùng 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 Tổng I 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 II 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 III 0 0 0 0 0 0 29,5 39,9 49,9 46,6 0 0 165,9 IV 0 0 0 0 0 0 23,2 15,4 109,9 87,3 0 0 235,8 V 0 0 0 0 0 0 63,2 33,8 53,1 50,6 0 37,6 238,2 VI 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 VII 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 VIII 0 0 0 0 0 0 0,5 11,5 118,8 68,9 0 57,9 257,7 Tổng 0 0 0 0 0 0 116,5 100,6 331,7 253,4 0 95,5 897,60 Kịch b n phát triển kinh tế xã hội đến năm 2030 (KBPT 2030): Cũng xảy ra thiếu nước 4 vùng tương tự như KBHT 2015, thời gian thiếu nước kéo dài từ tháng 1 đến tháng 4,6. Nhìn chung lượng nước thiếu lớn nhất vẫn tập trung vào tháng 3. Vùng thiếu nhiều nhất vẫn là vùng VIII (vùng Nam sông Chu). Bảng 3.2. Lượng nước thiếu trong CBN LVS Mã, KBPT 2030 (106m3) Vùng Tháng 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 Tổng I 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 II 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 III 0 0 0 0 0 0 47,2 47,6 59,2 61 8,7 12,1 235,7 IV 0 0 0 0 0 0 37,2 21,8 111,6 84,5 0 0 255,1 V 0 0 0 0 0 0 73,9 30,2 44,5 41,4 0 28,7 218,6 VI 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 VII 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 VIII 0 0 0 0 0 0 27,7 12,3 121,1 74,8 17,3 72,4 325,50 Tổng 0 0 0 0 0 0 185,9 111,9 336,4 261,7 25,9 113,2 1.035,00 Kịch b n phát triển kinh tế xã hội đến năm 2030 có xét đến biến đổi khí hậu (KBPT 2030+BĐKH): Cũng xảy ra thiếu nước 4 vùng tương tự như hai kịch bản trên, thời gian thiếu nước kéo dài từ tháng 1 đến tháng 6. Tháng thiếu nước nhiều nhất vẫn tập trung vào tháng 3, vùng thiếu nhiều nhất vẫn là vùng IV (vùng Bắc sông Mã). Các kết quả tính toán CBN kịch bản này chứng tỏ tác động của BĐKH đến tài nguyên nước và nhu cầu dùng nước trên LVS Mã là đáng kể. Trong tương lai cần phải xem xét ảnh hưởng của BĐKH. 16
  17. Bảng 3.3. Lượng nước thiếu trong CBN LVS Mã, KBPT 2030+BĐKH (106m3) Tháng Vùng 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 Tổng I 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 II 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 III 0 0 0 0 0 0 45,8 46,9 59,4 60,9 7,0 7,3 227,3 IV 0 0 0 0 0 0 54,5 35,2 128,3 107,6 7,4 25,6 358,8 V 0 0 0 0 0 0 75,1 31,4 46,4 44,0 0,0 28,2 225,1 VI 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 VII 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 VIII 0 0 0 0 0 0 34,7 14,1 124,7 78,8 8,9 73,2 334,3 Tổng 0 0 0 0 0 0 210,1 127,5 358,8 291,3 23,3 134,3 1.145,4 3.1.2 Chất lượng nước và xâm nhập mặn Chất lượng nước LVS Mã phần thượng lưu còn tương đối tốt do các hoạt động phát triển KTXH trên lưu vực rất ít, tải trọng các chất ô nhiễm còn trong khả năng tự làm sạch của môi trường. Phần trung, hạ lưu lưu vực đã xảy ra ô nhiễm nặng tập trung tại: trên tuyến sông Bưởi, sông Cầu Chày mới có dấu hiệu suy giảm chất lượng nước; Phần hạ lưu dòng chính sông Mã, sông Lèn, sông Lạch Trường, sông Yên chất lượng nước bị ô nhiễm nặng tập trung tại điểm xả của các KCN, CCN, các dòng sông chảy qua các khu dân cư đông đúc. Phần hạ lưu đã xảy ra xâm nhập mặn vùng cửa sông với nồng độ ngày càng tăng và phạm vi ngày càng rộng năm mặn nhất là năm 2010. Cần có các biện pháp để bảo vệ chất lượng nước MT ở các vùng này. 3.1.3 Mâu thuẫn trong sử dụng nước và mức độ căng thẳng về nguồn nước trên lưu vực Mâu thuẫn trong sử dụng nước trên lưu vực: Do đặc điểm nguồn nước và nhu cầu sử dụng trên lưu vực đã xảy ra mâu thuẫn trong sử dụng nước giữa các ngành. Cụ thể: xảy ra mâu thuẫn giữa sử dụng nước cho tưới của nông nghiệp với duy trì nước cho HST và môi trường trên sông; mâu thuẫn giữa sử dụng nước của thủy điện với nước cho tưới nông nghiệp, HST và MT dòng sông; mâu thuẫn giữa sử dụng nước giữa các vùng thượng lưu, trung lưu và hạ lưu. Mức độ căng thẳng về nguồn nước trên lưu vực: đánh giá mức độ căng thẳng nguồn nước trên lưu vực được xác định bằng tỷ số giữa lượng nước sử dụng và lượng nước đến trên lưu vực. Căn cứ vào mức đánh giá căng thẳng nguồn nước của Raskin và cộng sự năm 1997 nghiên cứu xác định được như sau: 17
  18. Bảng 3.4. Đánh giá mức độ căng thẳng trong SD nước các vùng LVS Mã Năm 2015 Năm 2030 Vùng 6 3 3 Tỷ số (%) 6 3 Tỷ số (%) Wdùng (10 m ) Wđến (m /s) Wdùng (10 m ) Wđến (m3/s) Wdùng/Wđến Wdùng/Wđến I 607,2 123,9 15,5 591 123,1 15,2 II 381,7 322,2 3,8 382 291,6 4,2 III 483,6 44,7 34,3 530,7 45,8 36,7 IV 1020,6 19,89 162,7 1153,7 20,8 176,1 V 639,9 20,87 97,2 614,9 19,58 99,6 VI 94 25,7 11,6 88,7 25,8 10,9 VII 116,4 153,6 2,4 89,7 143,9 2,0 VIII 2029,2 66 97,5 2272,8 68,2 105,7 Như vậy trên lưu vực đã xảy ra căng thẳng nguồn nước ở bốn vùng: vùng III (vùng Sông Bưởi); vùng IV (vùng Bắc sông Mã); vùng V (vùng sông cầu Chày); vùng VIII (vùng Nam sông Chu) cho cả năm 2015 và dự báo năm 2030. 3.1.4 Lựa chọn các vùng điển hình cho đánh giá ANNN lưu vực sông Mã Trên cơ sở các kết quả nghiên cứu trên, nghiên cứu luận án lựa chọn được ba vùng điển hình để tính chỉ số ANNN như bảng 3.5. Bảng 3.5. Các vùng điển hình được lựa chọn cho đánh giá ANNN TT Vùng nghiên cứu Ftn (ha) Fct ( ha) Wthiếu (106 m3) 1 Vùng III: Lưu vực sông Bưởi 168.636,0 34.477,9 165,9 2 Vùng IV: Bắc sông Mã 90.307,5 37.856,5 235,8 3 Vùng VIII: Nam sông Chu 286.944,2 81.533,8 257,7 3.2 Xác định chỉ số ANNN vùng điển hình LVS Mã năm 2015 và năm 2030 3.2.1 Cơ sở xác định trọng số của các chỉ số, nhóm chỉ số ANNN Trong bộ chỉ số ANNN của LVS Mã đã được xác định trong chương 2 gồm các chỉ số, nhóm chỉ số phản ánh mức độ ảnh hưởng khác nhau đến việc đảm bảo ANNN lưu vực. Cần xác định trọng số của các chỉ số, nhóm chỉ số trong tính chỉ số ANNN căn cứ vào mức độ tác động và tầm quan trọng của tác động. Các chỉ số trong một nhóm chỉ số có trọng số coi bằng nhau. Các nhóm chỉ số có trọng số phân thành ba nhóm với tổng trọng số bằng 1 và dùng tính cho năm 2015 và năm 2030. 18
  19. Bảng 3.6. Trọng số của các nhóm chỉ số ANNN vùng điển hình LVS Mã TT Mức độ ảnh hƣởng đến ANNN Nhóm chỉ số Trọng số 1 Nhóm chỉ số ảnh hưởng trực tiếp đến ANNN WSI(1); WSI(2); WSI(3) 0,2 2 Nhóm chỉ số ảnh hưởng gián tiếp đến ANNN có tầm quan trọng cao WSI(4) 0,15 3 Nhóm chỉ số ảnh hưởng gián tiếp đến ANNN WSI(5); WSI(6) 0,125 3.2.2 Tính chỉ số ANNN vùng điển hình lưu vực Trên cơ sở điểm số của các chỉ số ANNN vùng điển hình đã được xác định và trọng số của các nhóm chỉ số, chỉ số xác định ở trên. Nghiên cứu LA tính chỉ số ANNN vùng điển hình lưu vực năm 2015, và dự báo đến năm 2030: Bảng 3.7. Chỉ số ANNN vùng điển hình LVS Mã năm 2015, năm 2030 Trọng Năm 2015 Năm 2030 T Nhóm chỉ số số Vùng Vùng Vùng Vùng Vùng Vùng T III IV VIII III IV VIII WSI(1)- Nhóm chỉ số ANNN liên quan đến 0,2 1 2,5 2,0 2,5 2,0 2,0 2,0 nguồn nước đến lưu vực sông WSI(2)- Nhóm chỉ số ANNN liên quan đến 0,2 2 2,0 3,0 2,7 3,7 4,0 4,0 cung cấp nước sạch cho dân sinh WSI(3)- Nhóm chỉ số ANNN dựa vào mức 0,2 3 2,7 3,3 3,0 3,0 3,0 2,3 độ KTSD nước của lưu vực sông WSI(4)- Nhóm chỉ số ANNN liên quan đến 0,15 4 4,0 2,7 2,3 4,0 3,0 3,0 bảo vệ HST và MT dòng sông WSI(5)- Nhóm chỉ số ANNN dựa vào các 0,125 5 3,0 2,0 2,8 3,0 3,0 3,3 rủi ro, thiệt hại do thiên tai WSI(6): Nhóm chỉ số ANNN liên quan đến 0,125 6 3,0 3,0 3,0 4,0 4,0 4,0 QLTNN, QLLVS Tổng WSI 1,0 2,78 2,69 2,70 3,21 3,13 3,03 5,0 5,0 4,0 4,0 3,0 3,0 2,0 2,0 1,0 1,0 Vùng III Vùng III Vùng IV Vùng IV Vùng VIII Vùng VIII (a) (b) Hình 3.2. Chỉ số ANNN vùng điển hình LVS Mã: a) năm 2015; b) năm 2030 19
  20. 3.2.3 Đánh giá chỉ số ANNN vùng điển hình LVS Mã năm 2015, năm 2030 Năm 2015: Chỉ số ANNN ba vùng là: vùng III (vùng sông Bưởi): 2,78; vùng IV (vùng Bắc sông Mã): 2,69; vùng VIII (vùng Nam sông Chu): 2,70. Cả ba vùng đều có chỉ số ANNN nằm dưới mức đảm bảo ANNN mức trung bình (hay không đảm bảo được ANNN). Nguyên nhân chung là: Sự biến đổi của nguồn nước đến LVS lớn; tỷ lệ cung cấp nước sạch từ công trình cấp nước tập trung thấp; điều kiện đảm bảo vệ sinh nguồn nước thấp (tỷ lệ hố xí hợp vệ sinh ít); mức độ KTSD nước trên các vùng cao. Ngoài ra mỗi vùng còn chịu các yếu tố ảnh hưởng riêng đến đảm bảo ANNN của vùng: Vùng III (vùng sông Bưởi): Năng suất sử dụng nước cho công nghiệp thấp. Khả năng ứng phó với thiên tai thấp. Hàng năm các thiên tai rủi ro do bão thường hay xảy ra gây thiệt hại đáng kể đến sự phát triển KTXH trong vùng nhất là trên sông Bưởi. Vùng IV (vùng Bắc sông Mã): Mức độ KTSD nước trong vùng cao. Ô nhiễm nước xảy ra trên vùng. Hàng năm còn chịu ảnh hưởng bởi rủi ro thiệt hại do bão (trên sông Lèn), xảy ra xâm nhập mặn vùng cửa sông. Hệ thống công trình thủy lợi, thủy điện trên dòng chính sông Mã gây ảnh hưởng đến nhu cầu nước, HST và MT sông. Vùng VIII (vùng Nam sông Chu): Mức độ KTSD nước cao. KTSD nước của các công trình thủy lợi, thủy điện ảnh hưởng đến nhu cầu nước, đến HST, môi trường dòng sông. Ô nhiễm xảy ra trên vùng. Tình trạng xâm nhập mặn xảy ra ở các xã ven biển. Năm 2030: Chỉ số ANNN ba vùng đều nằm trên mức đảm bảo ANNN mức trung bình. Cụ thể: vùng III: 3,21; vùng IV: 3,13; vùng VIII: 3,03. Nguyên nhân trong vùng đã xây dựng được các quy hoạch, kế hoạch phát triển KTXH và bảo vệ MT như: Xây dựng 100% hệ thống cấp nước sạch từ công trình cấp nước tập trung; 100% số hộ gia đình có hố xí hợp vệ sinh; xây dựng được các biện pháp phòng chống rủi ro thiệt hại do thiên tai. Thực hiện QLTHTNN; QLTHLVS. 20
nguon tai.lieu . vn