Nghiên cứu cơ sở khoa học và giải pháp công nghệ để phát triển bền vững lưu vực sông hồng

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN
VIỆN QUI HOẠCH THỦY LỢI








BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP BỘ

NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC
VÀ GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ ĐỂ PHÁT TRIỂN
BỀN VỮNG LƯU VỰC SÔNG HỒNG

CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI: TS. TÔ TRUNG NGHĨA












7226

19/03/2009


HÀ NỘI - 2008



Viện Quy hoạch Thủy lợi - NC cơ sở khoa học và giải pháp công nghệ để phát triển bền vững lưu vực sông Hồng

Page of 235
1

II. PHẦN CHÍNH CỦA BÁO CÁO
2.1. Đặt vấn đề
2.1.1. Lưu vực sông Hồng-Thái Bình
Lưu vực sông Hồng là lưu vực sông quốc tế bắt nguồn từ lãnh thổ Trung Quốc có diện
tích tự nhiên lưu vực 169 000Km2, trong đó phần thuộc lãnh thổ Việt Nam là 86 680
Km2 bao gồm địa giới hành chính của 26 tỉnh Bắc bộ là trung tâm chính trị, kinh tế
của cả nước.
Mặc dù nguồn sinh thuỷ lưu vực khá lớ
n tuy vậy phân bổ rất không đồng đều theo thời
gian và không gian nên hàng năm hạn hán, lũ, ô nhiễm môi trường nước vẫn thường
xuyên xảy ra và ngày càng diễn biến trầm trọng mặc dù hệ thống công trình thuỷ lợi
trên lưu vực đã được quan tâm đầu tư xây dựng khá hoàn chỉnh. Nguyên nhân một
phần là do biến đổi bất thường theo chiều hướng xấu của chế độ khí hậu trong lưu vực,
như
ng phần lớn có thể do tác động của nhu cầu phát triển kinh tế trong vùng lớn, công
quản lý khai thác nguồn nước còn nhiều bất cập, các vấn đề về môi trường nước chưa
được quan tâm đúng mức.
Đặc biệt trong 3 năm gần đây, 2004-2006, hạn hán liên tục xảy ra trên diện rộng theo

xu thế cực đoan. Mực nước sông Hồng nhiều lần đã xuống đến mức thấp nhất trong
100 nă
m gần đây (mực nước tại Hà Nội là 1.58 m ngày 8/3/2005, 1.6m 20/1/2006,
1.46m ngày 4/2/2006), hạn hán dẫn đến thiếu thiệt hại lớn cho sản xuất nông nghiệp và
các ngành kinh tế trên lưu vực cũng như các diễn biến nguy hiểm về môi trường nguồn
nước ở một số vùng trên lưu vực.
Mức độ ô nhiễm môi trường nước xảy ra trầm trọng ở một số vùng như Việt Trì, Thái
Nguyên, Bắc Giang, Hả
i Dương, Phủ Lý do nguồn thải từ các hoạt động công nghiệp,
dân sinh không qua xử lý trực tiếp vào nguồn nước trong khi lưu lượng pha loãng
trong sông nhỏ không đáp ứng đủ khả năng tự pha loãng của sông tự nhiên (Viện Quy
hoạch Thuỷ lợi, 2002, Viện Quy hoạch Thuỷ lợi, 2006).

2.1.2. Hiện trạng khai thác sử dụng và bảo vệ nguồn nước
Tình hình hạn hán thời gian vừa qua ở Việt Nam xảy ra trên diện r
ộng với mức độ khá
trầm trọng ảnh hưởng đến hoạt động sản xuất ở nhiều địa phương như thiếu nước phục
vụ sinh hoạt, công nghiệp, thiếu nước tưới, ảnh hưởng đến hoạt động của hệ thống hồ
chứa thủy điện, suy giảm nước ngầm, tắc nghẽn giao thông thủy. Hạn cũng gây ra
nhữ
ng ảnh hưởng xấu đến môi trường sinh thái lưu vực sông như ô nhiễm nguồn nước,
xâm nhập mặn vùng cửa sông. Đặc biệt các điểm nóng về môi trường nguồn nước
trong thời gian qua đã xảy ra ở các lưu vực sông Nhuệ-Đáy, Đồng Nai, Cầu-Thương.
Hạn hán xảy ra khi mưa rơi trên lưu vực thấp hơn trung bình nhiều năm, khi dòng chảy
đến trong sông nhỏ hơn giá trị trung bình củ
a chuỗi số liệu đo. Ngoài ra sụt giảm
nguồn nước trên lưu vực sông còn có nguyên nhân rất lớn từ các hoạt động khai thác
không hợp lý của các hoạt động sản xuất trên lưu vực.
Viện Quy hoạch Thủy lợi - NC cơ sở khoa học và giải pháp công nghệ để phát triển bền vững lưu vực sông Hồng

Page of 235
2
Trên lưu vực hàng nghìn hệ thống công trình thủy lợi đã được xây dựng tưới cho 620
000 ha lúa chiêm xuân, 730 000 ha lúa mùa, hàng chục nghìn ha rau màu, cây công
nghiệp, cây ăn quả, chống lũ kết hợp tiêu úng bảo vệ hàng vạn ha đất canh tác và các
khu công nghiệp dân cư đô thị trên toàn lưu vực. Nhờ có công trình thủy lợi đã chuyển
được hàng trăm nghìn ha đất canh tác 1 vụ sang 2 đến 3 vụ, năng suất cây trồng ngày
một tăng.
Lưu vực sông Hồng v
ới tổng lượng dòng chảy khá lớn (khoảng 135 tỉ m3/năm) nhưng
phân bổ rất không đều theo thời gian trong năm, tổng lượng dòng chảy 7-9 tháng mùa
khô chỉ chiếm từ 20-30% tổng lượng dòng chảy năm. Đặc biệt trong vài năm trở lại
đây tình hình hạn hán trên lưu vực ngày càng trở lên khắc nghiệt do diễn biến bất
thường của thời tiết, dòng chảy đến hệ thống sông cũng như công tác qu
ản lý vận hành
hệ thống công trình hồ chứa lớn chưa phù hợp (Viện Quy hoạch Thủy lợi, 2006b).
Năm 2003-2004 do mùa mưa năm 2003 kết thúc sớm với lượng mưa thiếu hụt 10-30%
so với TBNN nên từ tháng 9/2003 đến tháng 3/2004 nhiều khu vực không có mưa với
lượng thiếu hụt khoảng 100-300mm. Thời tiết khô hanh diễn ra liên tục dẫn đến bốc
hơi mạnh làm giảm mực nước các hồ chứa, sông su
ối, ao hồ. Cùng với thời tiết khô
hanh dòng chảy đến trên các sông cũng giảm khoảng 10-20% so với TBNN. Thiếu
nước dẫn đến mực nước trên các sông suối giảm mạnh cản trở công tác lấy nước phục
vụ tưới, mặn xâm nhập sâu vào các cửa sông.
Mùa khô 2004-2005 có thể nói là một trong những năm có diễn biến hạn trầm trọng
nhất đã xảy ra trong thời gian gần đây nguyên nhân chính là từ diễn biến b
ất thường
của dòng chảy đến, thời tiết, công tác vận hành hệ thống hồ chứa đa mục tiêu trên hệ
thống. Mùa mưa năm 2004 kết thúc sớm 1-2 tháng với lượng mưa 10 tháng đầu năm
thiếu hụt 30% so với TBNN đồng thời với với dòng chảy đến đầu năm 2005 trên hai

nhánh sông Thao và sông Lô đều giảm khoảng 27%-35% dẫn đến tổng dòng chảy về
toàn hệ thống tại Sơn Tây r
ất nhỏ, mực nước tại Hà Nội xuống đến 1.58m (8/3/2005).
Diễn biến bất thường của thời tiết cũng ảnh hưởng lớn đến tình hình tích nước của các
hồ chứa cấp nước. Hồ Hòa Bình và hồ Thác Bà đạt mức thấp hơn TBNN và thấp hơn
năm 2004. Tình hình dung tích tích nước ở các hồ chứa vừa và nhỏ, các hồ chứa nhỏ
và đập dâng ở miền núi trung du thiếu h
ụt 50-70% (Nguyễn Đình Ninh, 2006).
Mùa khô năm 2005-2006 tình hình có khả quan hơn khi ở đầu mùa khô hồ chứa Hòa
Bình tích được đến mực nước dâng bình thường (117 m) và hồ chứa Thác Bà tích lên
đến 58.05m tuy vậy trong những một số giai đoạn đầu tháng II/2006 có thời gian hồ
Hòa Bình, Thác Bà gần như không xả nước xuống hạ du dẫn đến mực nước sông Hồng
hạ xuống mức 1.38 m lúc 13h ngày 20/2 tại Hà Nội (Viện Quy hoạch Thủy lợi,
2006a).
Việ
c điều tiết nước các hồ chứa lớn Hòa Bình và Thác Bà trong một số giai đoạn nhất
định đầu mùa khô còn chưa phù hợp với nhu cầu nước hạ du. Có thể nói mâu thuẫn
giữa các ngành sử dụng nước vùng hạ du lưu vực sông sông Hồng đã được thể hiện rõ
trong mùa khô, đặc biệt là mâu thuẫn giữa lợi ích phát điện với lợi ích cấp nước cho
các ngành dung nước.
Nguyên nhân dẫn tới tình hình h
ạn, thiếu nước liên tục xảy ra trong những năm gần
đây trên lưu vực sông Hồng cũng có thể kể đến là do diễn biến thời tiết hàng năm có
nhiều biến động phức tạp bắt đầu mưa muộn và kết thúc mùa mưa sớm, lượng mưa rơi
Viện Quy hoạch Thủy lợi - NC cơ sở khoa học và giải pháp công nghệ để phát triển bền vững lưu vực sông Hồng

Page of 235
3
hàng năm trên lưu vực giảm so với TBNN đồng thời lượng bốc hơi lớn do thời tiết khô
hanh có thể là do ảnh hưởng của sự xuất hiện thường xuyên và kéo dài của hiện tượng

El-nino (Viện Quy hoạch Thủy lợi, 2006a).
Sự gia tăng dân số kéo theo quá trình phát triển của các ngành kinh tế cũng làm tăng
mức độ phức tạp của các hoạt động sử dụng nước trong khi phát triển thủy l
ợi còn
chậm, còn thiếu công tình thủy lợi điều tiết nước giữa mùa mưa và mùa khô. Các hệ
thống công trình thủy lợi hầu hết được xây dựng đã lâu, đã xuống cấp và không đáp
ứng được nhu cầu sử dụng nước ở giai đoạn hiện tại.
Một nguyên nhân có thể cần phải xem xét đến là khả năng lấy nước của một số hệ
thố
ng công trình thủy lợi vùng thượng nguồn sông Thao thuộc lãnh thổ Trung Quốc
cũng có thể làm suy giảm dòng chảy mùa khô về đến Việt Nam (Tô Trung Nghĩa,
2006).
Để đối phó với tình hình hạn Bộ nông nghiệp và PTNT đã áp dụng giải pháp đảm bảo
cấp đủ nước cho các hoạt động sản xuất kinh tế trên lưu vực. Tuy nhiên tác động về
môi trường nguồn nước, tác động lên hệ sinh thái nguồn nước chưa được xem xét đánh
giá đúng mức.
Do thời gian gần đây dòng chảy trong mùa khô về hạ du biến đổi bất thường, có thời
gian dòng chảy sông Hồng đoạn chảy qua thành phố Hà Nội giảm đến mức người dân
có thể lội qua sông Hồng, mực nước tại trạm thủy văn Hà Nội nhiều lần xuống dưới
1.50 m làm gián đoạn giao thông thủy (mực nước thiết kế yêu cầu là 2.15 m).
Lưu lượ
ng dòng chảy giảm thiểu, sụt giảm đầu nước lấy vào hệ thống các công trình
thủy lợi kết hợp với việc quản lý vận hành không hợp lý đã làm giảm nguồn cấp nước
sạch trong khi nhiều khu đô thị, công nghiệp liên tục xả chất thải ô nhiễm xuống dòng
sông đã tác động mạnh mẽ đến môi trường ở nhiều địa phương. Điển hình như vùng
l
ưu vực sông Đáy-Nhuệ (thuộc lưu vực sông Hồng) vào thời điểm cuối năm 2005 khi
lưu lượng xả thải từ Hà Nội và Hà Tây đã gây ô nhiễm nghiêm trọng vùng nước giao
thoa giữa sông Đáy, sông Nhuệ và sông Châu Giang.
Theo sở Tài nguyên Môi trường tỉnh Hà Nam thì nước bẩn làm ảnh hưởng đến khoảng

200000 hộ dân thuộc 30 xã trong tỉnh, trong đó thiệt hại nặng nề nhất là khoảng 200
hộ làng chài thuộc xã Châu Thủy, Châu Giang. Dòng ch
ảy nước bẩn đen kịt tràn về
vào đúng ngày thứ Bảy nên phải đến ngày thứ hai các cơ quan chức năng của tỉnh mới
báo cáo lên Bộ và Trung ương đề nghị giải quyết. Để giải quyết tình hình, Bộ Tài
nguyên Môi trường đã kiến nghị ngừng trạm bơm xả nước ở Hà Nội và mở cửa xả
bơm nước sông Hồng vào, pha loãng độ đậm đặc ô nhiễ
m của sông Nhuệ, sông Đáy,
sông Châu Giang. Tình hình nhờ thế mà được cải thiện. Đối với làng chài Châu Thủy
nước bẩn tràn từ sông Nhuệ sang làm cho cá chết nôi trắng mặt sông, những loài cá
sống sâu dưới lớp bùn cũng bị chết, mùi tanh hôi thối nồng nặc vùng ven sông nhiều
hộ dân mất trắng do đầu tư nuôi trồng thủy sản, có hộ mất trắng 400 triệu đồng.
Nước bẩn sông Nhuệ nhập vào sông Đáy do b
ị ảnh hưởng triều lại dềnh lên phía sông
Đáy nơi đặt trạm bơm lấy nước cho các nhà máy xử lý nước cho thị xã Phủ Lý làm
gián đoạn cấp nước trong thời gian dài từ ngày 23-26/11/2003 gây mất ổn định cho
sinh hoạt và sản xuất trong vùng. Theo báo cáo của UBND tỉnh Hà Nam trình Chính
Phủ thì ”nước sông Đáy, cách 20 km từ Phủ Lý về phía thượng lưu trở xuống rất hôi
thối, màu đen đặc, đã làm cho cá và một số thu
ỷ sản khác trên các sông nói trên bị
Viện Quy hoạch Thủy lợi - NC cơ sở khoa học và giải pháp công nghệ để phát triển bền vững lưu vực sông Hồng

Page of 235
4
chết rất nhiều. Đặc biệt, nhà máy nước thị xã Phủ Lý đã phải ngừng hoạt động, nhân
dân thị xã Phủ Lý và dọc ven sông Nhuệ, sông Châu Giang, sông Đáy không có nước
dùng để ăn và sinh hoạt đang trong tình trạng lo lắng, kiến nghị tỉnh phản ánh tới
Chính phủ và Quốc hội”. Tỉnh Hà Nam cũng đề nghị Thành phố Hà Nội và Hà Tây
cần phối hợp chặt chẽ trong vận hành hệ thống công trình c
ấp thoát nước để tránh xảy

ra tình trạng ô nhiễm nêu trên. Thực tế thì hiện tượng ngừng cấp nước sinh hoạt do
nguồn bị ô nhiễm cũng đã xảy ra trong năm 2001 và 2002.
Trong phiên họp về giải quyết tình hình thiếu nước gần đây do bộ Tài Nguyên Môi
trường chủ trì với sự đóng góp ý kiến của các bộ ngành liên quan như Bộ Nông nghiệp
và PTNT, bộ Công nghiệp, Tập đoàn Điện lực Vi
ệt nam qua đánh giá tình hình diễn
biến dòng chảy gần đây trên lưu vực sông sông Hồng-Thái Bình đã đi đến kết luận cần
tiến hành nghiên cứu xác định dòng chảy môi trường cho lưu vực sông Hồng.
2.1.3. Khoa học công nghệ trong quản lý khai thác sử dụng nước
Khởi đầu từ cuộc cách mạng công nghiệp nền kinh tế thế giới phát triển nhanh chóng
cả về phạm vi độ lớn cũng như v
ề tính phức tạp.
Cùng với các lợi ích mà quá trình phát triển đem lại chúng cũng đã dẫn đến tình trạng
các nghành kinh tế phát triển một cách tự phát lấn át lẫn nhau về nhiều mặt đặc biệt là
trong vấn đề chia sẻ các nguồn tài nguyên liên quan. Thông thường cùng với tình hình
phát triển của một cá thể cũng đồng thời với sự thất bại, biến mất của một số cá thể
khác. Một s
ố cá thể vẫn phát triển với các nguy cơ đối đầu tiềm ẩn.
Một vấn đề liên quan là khi quá trình phát triển trở lên phức tạp sẽ dẫn đến tình trạng
rất khó phân chia tài nguyên cho các cá thể để cùng phát triển đồng thời một cách hiệu
quả nhất. Từ việc cần thiết phải tìm một hướng giải quyết đã dẫn đến yêu cầu cần có
một phương pháp giải quy
ết bài toán vận hành hệ thống tối ưu (Hillier và Liebeman,
2001, Canter, 1996).
Có hai yếu tố thúc đẩy quá trình phát triển của khoa học vận hành tối ưu hệ thống. Thứ
nhất là các tiến bộ vượt bậc đã đạt được trong lĩnh vực nghiên cứu đặc biệt này. Sau
khi kết thúc chiến tranh rất nhiều nhà nghiên cứu từng tham gia phục vụ trong thời
chiến cùng một số lớn các nhà nghiên cứu khác đã tiếp tục phát tri
ển hướng nghiên
cứu và kết quả họ đã đạt được rất nhiều tiến bộ vượt bậc (Hillier và Liebeman, 2001).

Một số lượng lớn các công cụ tính toán đã được phát triển trong thời kỳ này, như các
công cụ trong tối ưu tuyến tính, tối ưu phi tuyến, quy hoạch động, lý thuyết hàng, lý
thuyết cung-cầu (Hillier và Liebeman, 2001, Mays và Tung, 1992).
Yếu tố thứ hai có tác dụng hỗ trợ, tăng thêm tính hấp dẫn trong ứ
ng dụng của khoa học
vận hành hệ thống là cuộc cách mạng trong công nghệ tính toán. Thông thường bài
toán vận hành hệ thống đỏi hỏi tiến hành một số lượng cực kỳ lớn các phép tính toán,
xử lý bằng tay là không tưởng. Với việc xuất hiện của máy tính với khả năng làm tăng
tốc độ xử lý tính toán lên hàng triệu triệu lần là một động lực chủ yếu thúc đẩy khoa
học vậ
n hành hệ thống phát triển. Cùng với máy tính, từ thập kỷ 80 của thế kỷ trước đã
bắt đầu xuất hiện một loạt các phần mềm máy tính trong lĩnh vực điều khiển hệ thống
mang lại những tiện ích không thể từ chối cho con người trong việc quản lý vận hành
hệ thống kinh tế xã hội (Mays và Tung, 1992, Yeh, 1985, Law và Kelton, 1991).
Viện Quy hoạch Thủy lợi - NC cơ sở khoa học và giải pháp công nghệ để phát triển bền vững lưu vực sông Hồng

Page of 235
5
Quá trình phát triển dân số thế giới dẫn tới nhu cầu nước gia tăng phục vụ sản xuất
lương thực cũng như các ngành dùng nước khác. Đặc biệt đối với các quốc gia nông
nghiệp châu Á, nhu cầu nước cho tưới ngày càng trở lên khắc nghiệt khi ngày càng cần
nhiều nước hơn để duy trì và tăng cao sản lượng cây trồng. Chất lượng nước ngày
càng xuống thấp do các hoạt động phát triển nông nghiệp, công nghi
ệp cũng như phục
vụ cho nhu cầu sinh hoạt đô thị và nông thôn cũng đã và sẽ là một gánh nặng lên
nguồn nước đang ngày càng trở lên hạn hẹp (Helweg, 1985, Canter, 1996). Trong tình
huống khó khăn này việc đưa khoa học vận hành hệ thống tối ưu và ứng dụng phân
tích đánh giá các phương án khả thi của hệ thống nguồn nước, tác động qua lại giữa
các ngành dùng nước, giữa nhu cầu nước và khả
năng cấp nhằm mục đích tìm ra

hướng giải quyết phân bổ nguồn nước để đảm bảo cấp đủ các nhu cầu thiết yếu, duy trì
môi trường là cần thiết.
Trên 70% diện tích quả đất chịu ảnh hưởng trực tiếp từ các hoạt động phát triển lưu
vực sông. Do vậy hoạt động phát triển và quản lý lưc vực sông sẽ có ảnh hưởng lớn
đến hi
ện trạng và tương lai của cuộc sống con người cũng như hệ sinh thái trên lưu
vực (Mays, 1996).
Tài nguyên nước có những đặc trưng riêng biệt nên việc quản lý và phát triển có tính
công cộng, trong khi các loại hàng hoá khác thường được quản lý một cách hiệu quả
trong khung thị trường. Rất nhiều các dự án phát triển tài nguyên nước đã được tiến
hành mà không tính đến các mối liên hệ về mặt kinh tế để sử dụng tài nguyên nước có
hiệu quả cao.
Bài toán quản lý tổng hợp nguồn nước có gắn kết tính toán cân bằng nước với hiệu quả
kinh tế các hộ dùng nước và diễn biến tác động môi trường nguồn nước đã bước đầu
được nghiên cứu và ứng dụng ở một số lưu vực sông trên thế giới (Goodman, 1984,
Yeh, 1985). Tuy vậy hiện phương pháp tiếp cận chưa thống nhất, hệ thống công cụ hỗ

trợ còn nhiều khác biệt về trình độ khoa học công nghệ và khả năng ứng dụng thực
tiễn (Mays và Tung, 1992).
Hiện nay hệ thống công trình thuỷ lợi và vấn đề khai thác sử dụng nguồn nước bao
gồm nhiều thành phần liên hệ ảnh hưởng lẫn nhau, do vậy các cách tiếp cận có tính
phân lẻ trong phát triển và quản lý thường không đạt được mục tiêu tối ưu hệ thống
thường dẫn
đến việc khai thác lãng phí tài nguyên nước, thất thoát về kinh tế, môi
trường xuống cấp (Field, 1971, Douglas và Lee, 1971).
Để tạo tiền đề và điều kiện thuận lợi cho sự nghiệp hiện đại hoá nông nghiệp làm tăng
sản phẩm nông nghiệp có chất lượng cao đáp ứng được nhu cầu trong nước và xuất
khẩu - đồng thời hiện đại hoá nông nghiệp và công nghiệp ở nông thôn đòi hỏi phải sử
dụng tài nguyên n
ước một cách bền vững và tối ưu.

Ở Việt Nam hệ thống công trình thuỷ lợi luôn có vai trò và ý nghĩa hết sức quan trọng
đối với phát triển kinh tế, đặc biệt là kinh tế nông nghiệp. Trong những năm gần đây
nhà nước đã tập trung đầu tư khoảng 1 500 đến 1 600 tỉ đồng/năm cho thuỷ lợi, chủ
yếu là xây dựng các công trình. Tổng số tài sản cố định lên tới khoả
ng 100 000 nghìn
tỉ vào năm 2000, trong đó nhà nước đầu từ khoảng 50 000 đến 60 000 tỉ đồng. Do có
đầu tư hàng ngàn công trình thuỷ lợi lớn nhỏ trên mọi miền tổ quốc đã cấp được nước
tưới cho 4,6 triệu ha năm 1986 tăng lên 5,8 triệu ha năm 1996 và năm 2001 xấp xỉ 7
triệu ha, ngoài ra còn cấp nước sinh hoạt cho hàng chục triệu người thuộc các cộng
Viện Quy hoạch Thủy lợi - NC cơ sở khoa học và giải pháp công nghệ để phát triển bền vững lưu vực sông Hồng

Page of 235
6
đồng dân cư, phục vụ cho sản xuất công nghiệp cũng như các nhu cầu vui chơi giải trí
và bảo vệ môi trường (Viện Quy hoạch Thuỷ lợi, 2001, Viện Quy hoạch Thuỷ lợi,
2005a).
Tuy vậy, hiệu quả kinh tế mà các hệ thống công trình thuỷ lợi mang lại chưa tương
xứng với tiềm năng công trình. Do chưa được coi trọng nên công tác quản lý vận hành
khai thác hệ thống công trình thuỷ lợi luôn bị
động trước các diễn biến phức tạp về
thời tiết, đặc biệt là gần đây do tác động của thị trường nói chung và chính sách
chuyển đổi cơ cấu sản xuất nông nghiệp nói riêng. Nhìn chung hệ thống công trình
thuỷ lợi mới được khai thác ở mức thấp so với năng lực thiết kế. Hàng năm Nhà nước
đầu tư hàng nghìn tỉ đồng cho công tác xây dựng, tu sửa nâng cấp mà vẫn không đáp
ứng được yêu cầu của phát triển kinh tế, môi trường nguồn nước ngày càng xuống cấp
trầm trọng. Do vậy cùng với việc đầu tư xây dựng nâng cấp công trình, cải tiến về cơ
cấu tổ chức và quản lý thì nghiên cứu cải tiến nhằm nâng cao hiệu quả kinh tế, bảo vệ
môi trường nguồn nước của công tác quản lý vận hành khai thác hệ thống công trình
thuỷ lợi cần phả
i được đặc biệt chú trọng đầu tư(Viện Quy hoạch Thuỷ lợi, 2002,

JICA, 2002).
Đối với bài toán quản lý môi trường nước, cùng với công tác đo đạc khảo sát diễn biến
môi trường nước theo không gian và thời gian trên phạm vi toàn lưu vực thì việc ứng
dụng khoa học công nghệ trong kiểm soát, dự báo tình hình ô nhiễm gây ra bởi các
hoạt động phát triển ngày càng được quan tâm trên thế giới cũng như ở Việt Nam
(Nguyễn Trọ
ng Sinh, 1995, Viện Quy hoạch Thuỷ lợi, 2005b).
Từ những bài toán vận chuyển và phân huỷ đơn giản cho một đoạn sông như phương
pháp của Streete-Phelp, đến các công cụ tính toán cân bằng, vận chuyển, phân huỷ
khác như QUAL2E, MIKE BASIN WQ, IQQM, SWAT đến các mô hình thuỷ động
lực MIKE 11 WQ, SOBEK, ISIS, MIKE SHE WQ. Với hệ thống các công cụ như trên
hỗ trợ đắc lực cho công tác quản lý môi trường nguồn nước trong thời gian vừa qua.
Tuy vậy hệ thống các công c
ụ này còn một số tồn tại dẫn đến hạn chế trong khả năng
ứng dụng cho hệ thống thực ngày càng phức tạp của thực tế phát triển kinh tế xã hội.
Tồn tại chính các công cụ thông dụng hiện có gồm (i) khả năng mềm dẻo trong mô tả
các quá trình biến đổi sinh thái trong môi trường nước, (ii) kết nối thuận tiện với hệ
thống các mô hình thuỷ động lực h
ọc hàm số phân bổ có khả năng mô phỏng khá tốt
hệ thống nguồn nước.
Viện thuỷ lực Đan Mạch năm 2005 giới thiệu công cụ ECOLab mô tả bài toán sinh
thái nguồn nước có thể giải quyết khá tốt tồn tại trong mô tả hệ thống các quá trình
biến đổi sinh thái nguồn nước cũng như khả năng rất mềm dẻo trong kết nối với hệ
thống các công c
ụ tiên tiến hiện có trong mô phỏng các thuỷ động lực học trong sông,
hồ.
Viện Quy hoạch Thuỷ lợi là cơ quan tư vấn của Bộ Nông nghiệp và PTNT đã đi đầu
trong tập quy hoạch và quản lý nguồn nước trên toàn lãnh thổ Việt Nam và đặc biệt là
hệ thống lưu vực sông Hồng-Thái Bình từ những năm đầu của thập kỷ 50 của thế kỷ
20.Với độ

i ngũ cán bộ khoa học kỹ thuật có kinh nghiệm lâu năm trong công tác lập
quy hoạch phát triển tài nguyên nước cùng với kinh nghiệm xây dựng, phát triển và
ứng dụng một loạt các mô hình toán tiên tiến vào loại hàng đầu thế giới hiện nay. Từ
mô hình thuỷ văn, mô hình quản lý lưu vực, mô hình thuỷ động lực học, tương tác giao
Viện Quy hoạch Thủy lợi - NC cơ sở khoa học và giải pháp công nghệ để phát triển bền vững lưu vực sông Hồng

Page of 235
7
diện GIS (như mô hình VRSAP, nhóm mô hình HEC-của Công binh Mỹ, bộ mô hình
MIKE-Viện Thuỷ Lực Đan Mạch, các mô hình MITSIM, WUS, TANK, RRMOD,
CROPWAT) với hệ thống cơ sở dữ liệu sẵn có tại cơ quan Viện là điều kiện tốt để
thực hiện mục tiêu liên kết tổng hợp mô hình phân bổ tối ưu nguồn nước kết hợp quản
lý môi trường nguồn nước, áp dụng phương pháp luận, công nghệ tiến ti
ến của thế giới
MIKE 11, EcoLab, GAMS phục vụ công tác quản lý, khai thác hệ thống nguồn nước
lưu vực sông Hồng.
Kết quả nghiên cứu sẽ góp phần nâng cao hiệu quả công tác quản lý, khai thác, bảo vệ
môi trường nguồn nước đáp ứng các yêu cầu của phát triển kinh tế lưu vực sông Hồng-
Thái Bình.


2.2. Mục tiêu của đề tài
Mục tiêu

 Xây dựng luận cứ khoa học và giải pháp công nghệ phục vụ quy hoạch phát
triển bền vững lưu vực sông.
 Đề xuất một số vấn đề về chiến lược phát triển tổng hợp bền vững phục vụ phát
triển kinh tế xã hội lưu vực sông.
Mục tiêu cụ thể:

 Xây dựng mô hình tính toán kinh tế, cân bằng nước, và môi trường nguồn nước
phục vụ phát triển nguồn nước lưu vực sông Hồng-Thái Bình.
 Đề xuất và đánh giá định lượng các kịch bản phát triển bền vững đa mục tiêu
nguồn nước bằng ứng dụng mô hình toán/công nghệ GAMS (s.Hồng), MIKE
11 (s.Nhuệ), EcoLab (s.Nhuệ).
 Đề xuất một số vấn đề chiến lược phát triển t
ổng hợp bền vững phục vụ phát
triển KTXH lưu vực sông.

2.3. Cách tiếp cận
Từ mục tiêu Xây dựng luận cứ khoa học và giải pháp công nghệ phục vụ quy hoạch
phát triển bền vững lưu vực sông. Nghiên cứu sẽ bắt đầu bằng bước rà soát các nghiên
cứu liên quan để lựa chọn, xác định các giải pháp cụ thể cho các vấn đề đặc thù của
lưu vực nghiên c
ứu lưu vực sông Hông-Thái Bình cũng như các vấn đề liên quan như
phân bổ tối ưu nguồn nước, dự báo định lượng các tác động về chế độ dòng chảy và
diễn biến chất lượng môi trường nước trong vùng.
Tiếp theo nghiên cứu sẽ lựa chọn các công cụ tiên tiến trong và ngoài nước, phù hợp
với trình độ khoa học công nghệ của các cơ quan trong nước, phù hợp với đặc thù của
lưu v
ực nghiên cứu là lưu vực sông Hồng-Thái Bình cũng như khả năng có thể đáp
ứng về số liệu hiện tại.
Qua việc xây dựng các kịch bản nghiên cứu cho lưu vực sông Hồng, phát triển và ứng
dụng các công nghệ tiến tiến trong dự báo định lượng tác động của các hoạt động phát
Viện Quy hoạch Thủy lợi - NC cơ sở khoa học và giải pháp công nghệ để phát triển bền vững lưu vực sông Hồng

Page of 235
8
triển kinh tế xã hội nghiên cứu sẽ khuyến cáo một số vấn đề về chiến lược phát triển
bền vững lưu vực sông Hồng-Thái Bình cũng như các biện pháp quản lý giảm thiểu ô

nhiễm môi trường nước lưu vực sông Nhuệ.

2.3.1. Mô hình hóa hệ thống nguồn nước

2.3.1.1. Mô hình mô phỏng và môi hình tối ưu
Mục đích phát triển tài nguyên nước ở một lưu vực sông có tầ
m quan trọng đặc biệt
đối với quá trình phát triển kinh tế vùng, trong đó việc phân tích kinh tế của tài nguyên
nước, cụ thể là phân tích kinh tế các nhu cầu dùng nước, khả năng nguồn cấp cùng giá
trị kinh tế của tài nguyên nước đối với các yêu cầu dùng nước trên lưu vực phục vụ
công tác quản lý và khai thác hệ thống công trình thuỷ lợi đạt hiệu quả kinh tế cao là
vấn đề rất quan trọng. Hơn nữa vi
ệc hiểu rõ tác động qua lại giữa hoạt động phát triển
kinh tế xã hội và phát triển tài nguyên nước trên lưu vực là rất cần thiết để vận hành hệ
thống công trình thuỷ lợi phân bổ nguồn nước hạn hẹp đáp ứng các nhu cầu tưới, phát
điện, cấp nước đô thị và công nghiệp (Mays, 1996).
Hiện có hai cách tiếp cận trong quản lý khai thác phân bổ nguồn nước:
 Mô hình mô phỏng quản lý tài nguyên nước thông thường dựa trên quy tắc
phân chia nguồn nước và điều khiển của hệ thống công trình thuỷ lợi (ví dụ
các mô hình cân bằng nước), mô hình thuộc nhóm này hầu hết còn tập trung
vào tính toán cân bằng nước, chưa chú trọng đến các khía cạnh tối ưu kinh
tế, môi trường, quản lý và khai thác hiệu quả hệ thống công trình thuỷ lợi
(Helweg và Labadie, 1977, Mays và Tung, 1992, DHI, 2005).
 Cách tiếp cận thứ hai là phân tích kinh tế quá trình vận hành hệ thống phân
bổ tài nguyên dựa trên Mô hình tối ưu hàm mục tiêu cùng với các ràng buộc
về các nguồn tài nguyên liên quan, ví dụ tài nguyên đất, tài nguyên nước, tài
nguyên con người. Công nghệ GAMS (General Algebraic Modelling
System) là một công nghệ tiên tiến trong mô phỏng tối ưu hệ thống, có thể
xây dựng và giải các bài toán hiệu quả kinh tế hệ thống tối ưu tuyến tính, tối
ưu phi tuyến đã được hai tổ chức Ngân Hàng Thế

Giới và Liên Hợp Quốc
phối hợp xây dựng và khuyến cáo sử dụng.
Có thể nhận thấy rằng mô hình mô phỏng và Mô hình tối ưu (công nghệ GAMS) có
mục đích không giống nhau nhưng trong thực tế chúng có thể phối hợp để giải quyết
vấn đề về tranh chấp, phân chia các nguồn tài nguyên hạn hẹp nói chung và tài nguyên
nước nói riêng. Việc kết hợp Mô hình mô phỏng và Mô hình tối ưu (sử dụng công
nghệ GAMS) tính toán hiệu qu
ả kinh tế trong công tác quản lý và khai thác hệ thống
công trình thuỷ lợi có tính khả thi cao, để khai thác tối ưu hệ thống công trình thuỷ lợi
đồng thời đảm bảo phát triển bền vững, hiệu quả nguồn tài nguyên nước.

2.3.1.2. Thủy lực động lực học lưu vực sông

Viện Quy hoạch Thủy lợi - NC cơ sở khoa học và giải pháp công nghệ để phát triển bền vững lưu vực sông Hồng

Page of 235
9
Để phục vụ cho bài toán quản lý lũ hệ thống nguồn nước ngoài mô hình tính toán biên
dòng chảy đến thì mô hình thủy động lực học tính toán truyền sóng lũ trên cơ sở
phương trình Saint-Venant đã được phát triển khá rộng rãi và đã đem lại hiệu quả thiết
thực trong công tác quy hoạch và quản lý dòng chảy lũ. Mô hình thủy động lực học
với đầu vào chính là các diến biến quá trình dòng chảy lũ từ thượng nguồn theo các
phương án, kịch bản lũ sẽ tính toán dự báo diễn biến lưu lượng, mực nước tại các vị trí
khống chế phục vụ công tác phòng chống lũ ở hạ lưu. Một số mô hình toán thông dụng
trong tính toán thủy động lực đã được phát triển và đưa vào ứng dụng phổ biến có thể
kể đến như các mô hình của Việt Nam gồm VRSAP, SAL, KOD, TL_VC, các mô
hình nước ngoài như SOBEK, ISIS, WENDY và bộ mô hình MIKE do Viện Th
ủy lực
Đan Mạch giới thiệu với nhiều chức năng nổi trội tính toán mô tả hệ thống thủy động
lực học phục vụ nhiều mục đích khác nhau như tình toán thủy lực mạng lưới sông và

vùng ngập lũ gồm các mô hình 1 chiều, 2 chiều và 3 chiều, tính toán cho vùng ven
biển & cửa sông, vùng ven bờ, tính toán thủy động lực học hệ thống hồ chứa, hệ thống
tiêu thoát nướ
c đô thị và mô phỏng hệ sinh thái nguồn nước (sẽ được trình bày chi tiết
ở phân tiếp theo).
Để phục vụ cho bài toán quản lý lũ, xây dựng hệ thống vận hành chống lũ lưu vực
sông Hương hiện tại mô hình toán AUTOCAL của DHI có khả năng mô tả chi tiết các
chế độ vận hành của hệ thống hồ chứa thủy điện để đề xuất chế độ vận hành h
ợp lý
cho hệ thống hồ. Ứng dụng AUTOCAL trong vận hành hệ thống nguồn nước được
được thực hiện trong nhiều nghiên cứu như nghiên cứu vận hành chống lũ & phát điện
cho nhà máy thủy điện Hòa Bình trong Luận văn tiến sỹ của Ngô Lê Long, nghiên cứu
vận hành hệ thống công trình thủy lợi lưu vực sông Orange-Fish-Sundays ở Nam Phi.
Tác giả Ngô Lê Long (Ngô Lê Long, 2006) trong nghiên cứu cho hồ Hòa Bình đã sử
dụng AUTOCAL tính toán
đề xuất chế độ vận hành thực bao gồm hệ thống mô hình
thủy động lực học hệ thống sông Hồng (vận hành 1 hồ Hòa bình) chống lũ cho hạ du
kết hợp tối ưu phát điện đã đề xuất chế độ vận hành hợp lỹ đảm bảo an toàn chống lũ
hạ du đồng thời tăng sản lượng điện phát từ hồ Hòa Bình hàng n
ăm khoảng 0.4 triệu
KWh/năm. Tuy vậy trong nghiên cứu này mới xét đến chế độ vận hành đơn hồ chứa-
chưa xem xét đến việc phối hợp vận hành hệ thông liên hồ chứa đa mục tiêu.
Ngoài việc tính toán phục vụ quản lý lũ, mô hình thủy động lực học cũng được sử
dụng phục vụ cho bài toán vận hành hệ thống công trình phục vụ cấp nước bằng diễ
n
toán quá trình dòng chảy trong sông và hệ thống lấy nước vùng hạ du (trạm bơm, cống
tự chảy, đập dâng …) để kiểm tra khả năng cấp của hệ thống, cũng như khả năng vận
hành các cống, trạm bơm…. có thể lấy đủ nước vào trong các hệ thống sử dụng nước
hay không.
Nghiên cứu ứng dụng AUTOCAL cho lưu vực sông Orange-Fish-Sundays (Pedersen

và nnk, 2007) đưa vào ứng dụng hệ thống mô hình th
ủy động lực học 1 chiều kết hợp
với AUTOCAL tính toán dòng chảy hệ thống sông và công trình thủy lợi phục vụ cấp
nước bao gồm hệ thống các hồ chứa, công trình chuyển nước lưu vực, hệ thống sử
dụng nước. Kết quả tính toán đảm bảo cấp đủ nước cho các mục tiêu sử dụng, đảm bảo
thỏa mãn các điều kiện cần duy trì v
ề xâm nhập mặn vùng hạ du.
Nghiên cứu ứng dụng phương pháp lan truyền ngược mạng trí tuệ nhân tạo (BPNN)
kết hợp mô hình toán phép lọc thống kê tính toán dự báo dòng chảy sông Đà (Black
river basin) đã đạt kết quả khá tốt khi sử dụng BPNN dự báo dòng chảy trung bình
Viện Quy hoạch Thủy lợi - NC cơ sở khoa học và giải pháp công nghệ để phát triển bền vững lưu vực sông Hồng

Page of 235
10
tháng đến các tuyến trên dòng chính sông Đà, kết quả nghiên cứu cũng kết luận BPNN
đã khai thác tốt chuỗi số liệu đo đạc hiện nên việc đưa vào ứng dụng phương pháp lọc
hỗ trợ đã không làm tăng hiệu quả quá trình dự báo (Nam, 1998, Nam và nnk, 1998).
Hai nghiên cứu cho sông Đà (hồ chứa Hòa Bình) và sông Orange-Fish-Sundays bước
đầu đã đề xuất hệ thống điều hành thực cho bài toán tương ứng chống lũ-phát đ
iện cho
hệ thống một hồ chứa (Hòa Bình) và cấp nước-môi trường (cho hệ thống hồ chứa, đập
dâng, hệ thống sử dụng nước).
Đối với lưu vực sông Hồng-Thái Bình mô hình thủy động lực học đã được nghiên cứu
từ những năm 70, 80 của thế kỉ 20 như đã trình bày ở trên với các mô hình nổi tiếng
của Việt Nam như VRSAP do GS. Nguyễn Như Khuê xây d
ựng và hiện vẫn được phát
triển và sử dụng rộng rãi để giải quyết các vấn đề liên quan đến diễn toán thủy động
lực học hệ thống sông ở Việt Nam. Cùng với VRSAP và các mô hình toán do các nhà
khoa học, cơ quan nghiên cứu và tư vấn Việt Nam đầu tư phát triển thì bộ mô hình
MIKE là một trong những công cụ của nước ngoài đã được phổ biến rộng rãi nhất ở

Việt Nam cũng nh
ư trên thế giới. MIKE và đặc biệt là MIKE 11 đã được đưa vào ứng
dụng thành công trong nhiều dự án quản lý nguồn nước ở lưu vực sông Hồng-Thái
Bình nên việc tiếp tục được đưa vào ứng dụng phục vụ trong nghiên cứu này là cần
thiết và hợp lý, đặc biệt để giải quyết các tồn tại mà các bộ công cụ khác đang còn hạn
chế. Ví dụ như chế độ thủ
y động lực học của hệ thống sông và công trình thủy lợi
vùng ảnh hưởng triều, vùng xâm nhập mặn, mô tả các nút phân lưu vùng hạ du lưu vực
sông sẽ rất khó khăn nếu chỉ dựa vào mô hình toán cân bằng nước, mô hình toán tối
ưu.

2.3.1.3. Vận hành tối ưu hệ thống
Đối với bài toán cấp nước cho các mục tiêu sử dụng loại mô hình toán thông dụng phải
kể đến là mô hình cân bằng nước và mô hình phân bổ
tối ưu nguồn nước. Mục tiêu sử
dụng ở đây có thể hiểu bao gồm cấp nước sinh hoạt, công nghiệp, tưới, giao thông
thủy, phát điện, môi trường.
Phương pháp vận hành hệ thống tối ưu được trình bày trong nhiều tài liệu tra cứu. Ứng
dụng mô hình điều khiển tối ưu hệ thống tài nguyên nước được biết đến qua các
nghiên cứu từ những nă
m 60 của thế kỷ 20 tập trung và có thể phân theo dạng mô hình
tối ưu được sử dụng để mô phỏng hệ thống.
Một số phương pháp tối ưu được tập trung phát triển và đưa vào ứng dụng phổ biến
như:
• Phương pháp tối ưu tuyến tính.
• Bài toán tối ưu mạng.
• Bài toán tối ưu vận chuyển hàng hoá.
• Phương pháp tối ư
u động (“quy hoạch động” theo một số tài liệu Việt Nam).
• Phương pháp tối ưu biến số nguyên.

• Phương pháp tối ưu phi tuyến.
Viện Quy hoạch Thủy lợi - NC cơ sở khoa học và giải pháp công nghệ để phát triển bền vững lưu vực sông Hồng

Page of 235
11
Ngoài ra còn phải kể đến lý thuyết tối ưu trò chơi, lý thuyết chuỗi Markov, lý thuyết
xếp hàng, lý thuyết quản lý hàng hoá tồn kho…
Lý thuyết tối ưu tuyến tính luôn được chú ý tập trung nhiều nhất. Sự phát triển của tối
ưu tuyến tính đã được liệt vào một trong những tiến bộ quan trọng nhất của thế kỷ 20.
Tối ưu tuyến tính đã được xem là một tiến bộ bấ
t thường từ những năm 50. Cho đến
ngày nay lý thuyết tối ưu tuyến tính chuẩn đã mang lại hàng triệu đôla lợi nhuận hàng
năm cho các xí nghiệp công nghiệp trên phạm vi toàn thế giới, và phạm vi ứng dụng lý
thuyết tối ưu tuyến tính trong các ngành kinh tế khác liên tục được phát triển với tốc
độ chóng mặt.
Tối ưu động-hay quy hoạch động theo một số tài liệu ở Việt Nam-là một trong nh
ững
phương pháp tối ưu được tập trung chú ý trong nhiều tài liệu nghiên cứu. Tối ưu động
cung cấp một kỹ thuật có tính hệ thống để xác định tối ưu cho tập hợp các hành động
cho một quá trình.
Một số đặc tính chung của các loại bài toán tối ưu động bao gồm:
• Bài toán tối ưu động được phân chia thành các giai đoạn (stages).
• Mỗi giai đoạn được cung cấ
p giá trị ban đầu-gọi là trạng thái (states) của giai
đoạn.
• Mô tả chuyển đổi giữa trạng thái của một giai đoạn với trạng thái của giai đoạn
tiếp theo.
• Phương pháp tìm một lựa chọn tối ưu trong từng giai đoạn ứng với các trạng
thái khác nhau.
• Xác định quan hệ đệ quy (recursive relationship) để xác định tối ưu bước đi ở

t
ừng giai đoạn khi biết trước bước đi tối ưu của giai đoạn tiếp theo….
Có thể phân tối ưu động thành 2 dạng:
• Tối ưu động mang tính xác định là loại tối ưu động trong đó trạng thái của giai
đoạn tiếp theo trong tương lai hoàn toàn được xác định bởi trạng thái và lựa
chọn bước đi tại giai đoạn hiện tại.
• Tố
i ưu động mang tính ngẫu nhiên khác với tối ưu động mang tính xác định ở
chỗ là trạng thái của giai đoạn tiếp theo không hoàn toàn phụ thuộc vào trạng
thái và lựa chọn bước đi ở giai đoạn hiện tại. Trạng thái của giai đoạn tiếp theo
được xác định bởi một phân bố xác suất và phân bố xác suất này lại hoàn toàn
được xác định được từ trạng thái và lựa chọn bước
đi của giai đoạn hiện tại.
Một nội dung đặc biệt quan trọng là tối ưu phi tuyến. Một giả thuyết cơ bản của tối ưu
tuyến tính là tất cả các biểu thức toán (hàm mục tiêu, ràng buộc) có dạng tuyến tính.
Tuy vậy trong thực tiễn phân tích tính toán thì giả thiết này không thể đem ra ứng
dụng. Trong thực tế hầu hết các bài toán đều ở một mức độ
nào đó mang tính chất phi
tuyến do vậy hầu hết các bài toán tối ưu đều ở dạng phi tuyến.
Hiện chưa có một phương pháp giải nào có thể áp dụng cho tất cả các bài toán tối ưu
phi tuyến. Tuy nhiên giải pháp cho bài toán phi tuyến được cải tiến liên tục bởi phát
triển và sử dụng một số giả thiết cho một số bài toán tối ưu phi tuyến thường gặp.
Phương pháp giải bài toán tố
i ưu phi tuyến hiện vẫn còn là một vấn đề còn rộng mở
Viện Quy hoạch Thủy lợi - NC cơ sở khoa học và giải pháp công nghệ để phát triển bền vững lưu vực sông Hồng

Page of 235
12
mà khả năng con người có thể khám phá hoàn toàn vẫn còn rất xa vời. Trong nhiều tài
liệu đã có cung cấp một số hướng giải quyết bài toán tối ưu phi tuyến quan trọng

thường gặp trong thực thế nghiên cứu ứng dụng.
Nhìn chung các tài liệu các giới thiệu về vận hành hệ thống đã cung cấp đầy đủ các
thông tin về lý thuyết, phương pháp giải cùng như một bộ các ứng dụng thự
c tiễn sinh
động về tối ưu hệ thống đã được ứng dụng thành công trong nhiều nghành kinh tế khác
nhau, đặc biệt là về tối ưu tuyến tính, tối ưu phi tuyến, và tối ưu động. Tuy vậy thông
thường các ứng dụng trong trong quản lý nguồn nước chỉ được nhắc đến trong các tạp
chí nghiên cứu, các sách chuyên môn về tài nguyên nước.
Ở Việt Nam tài liệu giảng dạy về vận hành tối ư
u hệ thống trong Quy hoạch và quản lý
tài nguyên nước có thể kể đến các tác giả Hà Văn Khối, Phó Đức Anh và Đặng Hữu
Đạo các tài liệu này được dùng làm giáo trình giảng dạy sinh viên thạc sỹ ngành công
trình, thuỷ nông cải tạo đất, thuỷ điện và thuỷ văn công trình tại trường Đại học Thuỷ
lợi trình bày các nội dung về phân tích hệ thống nguồn nước nhằm mục đích trang bị
phương pháp tính toán quy hoạch và qu
ản lý nguồn nước. Hệ thống tài liệu này sau khi
giới thiệu về bài toán tối ưu tuyến tính, tối ưu phi tuyến (Quy hoạch tuyến tính và Quy
hoạch phi tuyến theo cách gọi của tác giả) đã đi vào các nội dung sau:
• Tối ưu hoá trong quy hoạch hệ thống nguồn nước.
• Phương pháp mô phỏng trong quy hoạch và quản lý nguồn nước.
• Nhiệm vụ quy hoạch phòng lũ.
• Tính toán điề
u tiết cho hệ thống hồ chứa phòng lũ.
• Phương pháp mô phỏng trong bài toán điều khiển hệ thống tưới.
• Phương pháp quy hoạch động.
Tuy các tài liệu được soạn thảo chủ yếu dành cho sinh viên các ngành đào tạo của
Trường Đại học Thuỷ lợi nhưng các ví dụ minh hoạ chưa hoàn toàn tập trung vào hệ
thống tài nguyên nước.
Có thể nói nghiên cứu vận hành tối hệ thống tài nguyên n
ước đã được phát triển mạnh

mẽ và rất đa dạng.
Đối với từng bài toán, việc chọn phương pháp thích hợp để giải phụ thuộc vào các đặc
trưng sau:
1. Dạng hàm mục tiêu,
2. Dạng ràng buộc, và
3. Số lượng các biến tối ưu.
Tuỳ thuộc vào đặc điểm của bài toán tối ưu nghiên cứu của hai tác giả Edgar và
Himmelblau (1988) đã đề xu
ất các bước xây dựng và giải bài toán tối ưu hệ thống như
sau:
• Bước 1
: Phân tích bản chất bài toán để có thể thấy rõ được các đặc tính
riêng biệt để có thể xác định hệ thống biến tối ưu.
Viện Quy hoạch Thủy lợi - NC cơ sở khoa học và giải pháp công nghệ để phát triển bền vững lưu vực sông Hồng

Page of 235
13
• Bước 2: Xác định tiêu chuẩn tối ưu, thiết lập hàm mục tiêu từ biến tối ưu
đã xác định và các hệ số tương ứng
• Bước 3
: Phát triển hệ thống các quan hệ toán học mô phỏng, liên hệ giữa
các biến tối ưu, số liệu vào ra và các hệ số tương ứng, bao gồm
các ràng buộc dưới dạng đẳng thức, bất đẳng thức. Sử dụng các
quan hệ vật lý, hàm kinh nghiệm.
• Bước 4
: Trong trường hợp phạm vi của bài toán quá lớn: (i) Phân ra thành
những phần nhỏ dễ mô phỏng hơn, (ii) Đơn giản hoá hàm mục
tiêu hoặc cách mô phỏng.
• Bước 5
: Ứng dụng kỹ thuật giải tương thích.

• Bước 6
: Kiểm tra kết quả, phân tích độ nhạy của mô hình bằng cách thay
đổi hệ số cũng như các giả thiết.
Một số bài toán không bắt buộc phải theo sát các bước trên, tuy vậy nên xem xét từng
bước khi tiến hành xây dựng mô hình.
Thực tế bài toán điều khiển tối ưu hệ thống là xác định giá trị của một tập hợp các biến
tối ưu để đạt cực trị và giá trị hàm m
ục tiêu thoả mãn tất cả các ràng buộc liên quan.
Rất nhiều các phương pháp đã được xây dựng nhằm mục đích giải các bài toán điều
khiển tối ưu. Với ứng dụng thực tiễn phạm vi của bài toán tối ưu có thể lên đến hàng
trăm, hàng nghìn, hàng trăm nghìn các biến tối ưu cùng các ràng buộc. Hệ thống này
đòi hỏi phải thực hiện một số lần tính toán cực kỳ l
ớn-thông thường không thể giải
được bằng tính tay.
Một số bài toán không bắt buộc phải theo sát các bước trên, tuy vậy nên xem xét từng
bước khi tiến hành xây dựng mô hình.
Thực tế bài toán điều khiển tối ưu hệ thống là xác định giá trị của một tập hợp các biến
tối ưu để đạt cực trị và giá trị hàm mục tiêu thoả mãn tất cả các ràng buộc liên quan.
Rất nhiều các phương pháp
đã được xây dựng nhằm mục đích giải các bài toán điều
khiển tối ưu. Với ứng dụng thực tiễn phạm vi của bài toán tối ưu có thể lên đến hàng
trăm, hàng nghìn, hàng trăm nghìn các biến tối ưu cùng các ràng buộc. Hệ thống này
đòi hỏi phải thực hiện một số lần tính toán cực kỳ lớn-thông thường không thể giải
được bằng tính tay.
Công cụ giải t
ối ưu
Cùng với các tài liệu tham khảo về phương pháp tối ưu hệ thống, một số công cụ giải
bài toán tối ưu hệ thống bằng máy tính cá nhân cũng đã được phát triển khá phong
phú, đại diện có thể liệt kê như sau:
• Phần mềm LINDO dùng để giải bài toán tối ưu tuyến tính, tối ưu tuyến tính

biến nguyên, tối ưu hàm bậc hai.
• Ngôn ngữ máy tính LINGO dùng để thiế
t kế và giải các dạng tối ưu tuyến tính,
tối ưu tuyến tính biến nguyên, tối ưu phi tuyến.
• Hệ thống GAMS được thiết kế để giải các bài toán lớn về tối ưu tuyến tính, tối
ưu phi tuyến, tối ưu biến nguyên…. GAMS là một loại ngôn ngữ lập trình bậc
Viện Quy hoạch Thủy lợi - NC cơ sở khoa học và giải pháp công nghệ để phát triển bền vững lưu vực sông Hồng

Page of 235
14
cao được sử dụng để quản lý số liệu, mô phỏng hệ thống cùng với một bộ các
thư viện toán giải tối ưu.
Trước đây LINDO đã được sử dụng khá rộng. Tuy nhiên gần đây công nghệ GAMS
ngày càng được chú ý đưa vào nghiên cứu ứng dụng, đặc biệt trong quy hoạch và quản
lý tài nguyên nước nhờ tính mềm dẻo và khả năng ứng dụng bao quát sẵn có của công
nghệ
.
Vận hành hệ thống tối ưu và ứng dụng trong quản lý nguồn nước
Ứng dụng vận hành tối ưu hệ thống trong quy hoạch và quản lý nguồn nước có thể hệ
thống như sau:
• Sử dụng kết hợp.
• Quản lý hệ thống phân bổ nước.
• Quản lý vùng ngập lũ.
• Quản lý nước ngầm.
• Quản lý hệ
thống tiêu đô thị.
• Quản lý hệ thống tưới.
• Quản lý hệ thống nước mặt.
• Quản lý vận hành hồ chứa.
• Quản lý chất lượng nước

• Quản lý vùng cửa sông, ven biển.
Hệ thống các mô hình cân bằng nước thông dụng trong quy hoạch và quản lý nguồn
nước bao gồm các mô hình MITSIM, RESSIM (Mỹ), MIKE BASIN (Đan Mạch),
IQQM (Úc), RIBASIM (Hà Lan). Mô hình cân bằng nước tính toán cân bằng nước tại
các nút sử dụng nước theo thứ tự từ thượng du. Có thể nói mô hình cần bằng nước là
loại mô hình thông dụng nhất trong tính toán quy hoạch nguồn nước cho đến nay
(Wurb, 1996). Ngoài những mô hình cân bằng nước trên thì cũng đã có các mô hình
cân bằng nước đã được phát triển, ứng dụng riêng cho đặc thù từng lưu vực riêng biệt
như mô hình CALSIM của Mỹ, với loại mô hình đặc thù này thì ngoài khả năng tính
toán cân bằng nước nhiều khẳ nă
ng riêng biệt đã được đưa vào trong tính toán ví dụ
như phép giải tối ưu hệ thống phân bổ nguồn nước – tuy vậy khả năng ứng dụng loại
mô hình này cho các lưu vực khác thường gặp nhiều khó khăn do cần thiết chỉnh sửa
bổ sung nhiều trong mã nguồn để có thể thích ứng với trường hợp ứng dụng cụ thể
mới.
Hai loại mô hình toán thủy động lự
c học, cân bằng nước như đã trình bày ở trên thuộc
loại mô hình toán mô phỏng. Mô hình toán mô phỏng có khả năng cho biết Hệ thống
sẽ phản hồi nhu thế nào theo các kịch bản đề ra?. Tuy vậy mô hình toán mô phỏng
không thể trả lời câu hỏi Vậy hệ thống phản hồi như vậy đã tốt nhất hay chưa? mô
hình toán tối ưu sẽ trả lời cho câu hỏi này (Hillier và Liebeman, 2001, Mays và Tung,
1992, Helweg và Labadie, 1977).
T
ối ưu hệ thống đã được chú ý nghiên cứu và phát triển từ khá lâu, khá quen thuộc có
thể kể đến tối ưu tuyến tính, tối ưu động, tối ưu phi tuyến, lý thuyết trò chơi, chuỗi
Viện Quy hoạch Thủy lợi - NC cơ sở khoa học và giải pháp công nghệ để phát triển bền vững lưu vực sông Hồng

Page of 235
15
Markov. Cùng với các lý thuyết tối ưu đã được phát triển thì các phương pháp giải

toán, cũng như các công cụ máy tính hỗ trợ giải bài toán tối ưu đã được tập trung
nghiên cứu phát triển mạnh trên thế giới.
Hai phương pháp tối ưu được nhắc đến nhiều nhất là tối ưu tuyến tính và tối ưu động
(Bellman, 1957, Yakowits, 1982), các ứng dụng cụ thể của hai phương pháp này đã
được ghi chép và xuấ
t bản nhiều trong thời gian qua. Lý thuyết tuyến tính cho phép
mô tả bài toán tối ưu với các ràng buộc và hàm mục tiêu có dạng tuyến tính, trong khi
tối ưu động yêu cầu các quá trình tối ưu thường có dạng đơn giản phải được phân đoạn
thành các giai đoạn, tại các giai đoạn biến tối ưu nhận các trạng thái riêng biệt. Một số
ứng dụng cụ thể có thể kể đến như nghiên cứ
u của Young trong vận hành hồ chứa
(Young, 1967), nghiên cứu vận hành hệ thống liên hồ chứa cho lưu vực sông
Gunpowder River, Baltimore, Mỹ (Karamouz và nnk, 1992).
Tuy vậy để đáp ứng được yêu cầu của thực tiễn đòi hỏi các quá trình cần được mô tả
thường rất phức tạp, là các quá trình liên tục và hầu như hoàn toàn phi tuyến dẫn đến
khó khăn khi đưa vào ứng dụng lý thuyết tối ưu tuyến tính và tối ưu độ
ng. Yêu cầu đặt
ra là phải đưa vào ứng dụng lý thuyết tối ưu phi tuyến – đây là một hướng nghiên cứu
rất rộng, thu hút giới khoa học thế giới trong nhiều thập kỷ gần đây.
Như đã trình bày ở trên lý thuyết tối ưu phi tuyến đã được phát triển mạnh có khả năng
giải được hầu hết các bài toán của thực tiễn đề ra. Một số công c
ụ giải bài toán phi
tuyến đã được phát triển khá hoàn chỉnh như LINGO, GAMS, CALSIM, PERL. Cụ
thể phục vụ cho quản lý nguồn nước một số công cụ đã được phát triển như MIKE
BASIN OPTIMISATION (Đan Mạch), RESSIM (Mỹ)… Mô hình CALSIM (của
Cục tài nguyên nước bang Califonia, Mỹ) được phát triển phục vụ cho hệ thống nguồn
nước vùng Califonia (Munevar và Chung, 1999), trong khi các công cụ khác MIKE
BASIN OPTIMISATION, RESSIM là các phần mềm được thiết kế cho các hệ thống
nguồn nước nói chung. H
ệ thống các công cụ mô hình toán thiết kế cho chung hệ

thống nguồn nước, hoặc thiết kế riêng cho một hệ thống nguồn nước cụ thể đã được
đưa vào ứng dụng thành công trong nhiều nghiên cứu tuy vậy khi đưa vào ứng dụng
các công cụ này thông thường người sử dụng cần có các bước xử lý, đơn giản hóa hệ
thống mô phỏng để “vừa” với khả năng của công c
ụ (thường đã được cố định).
Để giải quyết điểm tồn tại này thì các công cụ như LINGO, GAMS, CALSIM, PERL
được triển khai ứng dụng khá rộng rãi trong quy hoạch và quản lý nguồn nước. Thực
chất đây là hệ thống các ngôn ngữ máy tính có khả năng xây dựng mô hình toán kết
nối với bộ thư viện các công cụ giải bài toán tối ưu hệ thống. Mặc dù phải tốn công
sức phát tri
ển bộ mã chương trình máy tính mô hình nhưng các công cụ này cho phép
người sử dụng mô tả chi tiết các đặc thù của hệ thống cần mô phỏng do vậy các ứng
dụng của các công cụ như LINGO, GAMS, CALSIM, PERL được phát triển rộng
khắp trên toàn thế giới trong đó có các ứng dụng quy hoạch và quản lý nguồn nước.
Theo đánh giá của hai tác giả Mays và Tung thì GAMS là một trong những công cụ
hữu hiệu nhất để giải bài toán vận hành phân bổ t
ối ưu nguồn nước (Mays và Tung,
1992).
Trong phân tích tối ưu thì xây dựng hệ thống các ràng buộc và hàm mục tiêu đóng vai
trò quan trọng trong quyết định các yếu tố đầu ra từ quá trình phân tích tính toán.
Ràng buộc thể hiện các giới hạn cho phép của hệ thống, các quan hệ giữa các thành
phần, đối tượng trong hệ thống như giới hạn về tài nguyên, quan hệ vật lý giữa các
Viện Quy hoạch Thủy lợi - NC cơ sở khoa học và giải pháp công nghệ để phát triển bền vững lưu vực sông Hồng

Page of 235
16
thành phần của hệ thống. Đối với nghiên cứu cho lưu vực sông Hồng-Thái Bình ràng
buộc của bài toán tối ưu có thể cần phải xem xét đến bao gồm :
 Cân bằng tại các nút biên thủy văn, nhập lưu, phân lưu, chuyển nước.
 Cân bằng nước trong hồ chứa.

 Cân bằng tại các nút sử dụng nước, nút khống chế dòng chảy môi trường, giao
thông thủy.
 Quan hệ thông s
ố thiết kế của các nhà máy thủy điện.
 Quan hệ về lợi ích kinh tế tại các nút sử dụng nước, turbine phát điện.
Một số ràng buộc khác là phạm vi biến đổi của các biến tối ưu ví dụ như các biến về
lưu lượng xả từ hồ, lượng nước chuyển cho các hộ sử dụng nước là giá trị không âm.
Hàm mục tiêu thể hiện là giá tr
ị tổng hợp các thành phần quan trọng của vận hành hệ
thống đáp ứng theo một yêu cầu chủ quan của người vận hành như chi phí, lợi ích,
hiệu quả hoặc năng suất đạt được của hệ thống.
Đối với bài toán vận hành hệ thống nguồn nước hàm mục tiêu có thể là tổng lượng
nước cấp cho các hộ sử dụng nước, tổng lượng nước thi
ếu, tổng lượng điện phát từ các
nhà máy thủy điện, lợi ích kinh tế từ các hoạt động sử dụng nước, mức đảm bảo yêu
cầu môi trường, giao thông thủy….
Để giải quyết một bài toán tối ưu vận hành hệ thống nguồn nước cụ thể thông thường
mô hình toán mô phỏng được sử dụng hỗ trợ cho mô hình toán tối ưu. Cụ thể đối với
lưu vực sông Hồng-Thái Bình mô hình toán mô phỏng được sử dụng để mô tả những
quá trình thủy động lực học phức tạp như chế độ dòng chảy vùng ảnh hưởng triều mà
hiện tại mô hình toán tối ưu chưa giải quyết tốt.
2.3.1.4. Mô hình hóa môi trường nước lưu vực sông
Mặc dù đi sau các loại mô hình toán thủy động lực học, cân bằng nước, tối ưu nguồn
nướ
c nhưng do yêu cầu cấp thiết của thực tế môi trường đang bị xuống cấp trầm trọng
nên trong thời gian qua các nghiên cứu về mô hình hóa hệ thống môi trường, đặc biệt
là môi trường nước được phát triển rất nhanh. Thông dụng nhất có thể kể đến hệ thống
các mô hình QUAL2E của Mỹ từ việc mô tả diễn biến lan truyền chất ô nhiễm trong
môi trường nước ở trạng thái
ổn định, đến các mô hình tính toán diễn biến chất lượng

nguồn nước trong tầng ngầm.
Một số mô hình toán thủy động lực học đã được phát triển thêm khả năng mô phỏng
quá trình chuyển tải chất ô nhiễm cho chế độ dòng chảy không ổn định đã giúp mô tả
chính xác hơn diễn biến các quá trình ô nhiễm trong môi trường dòng chảy trong sông,
ví dụ như các mô hình toán MIKE 11 (Đan Mạch), SOBEK (Hà Lan), ISIS (Anh).
Gần đây hệ thố
ng các mô hình toán mô tả hệ thống môi trường nguồn nước đã được
giới thiệu có khả năng mô tả chi tiết các quá trình biến đổi hóa học, sinh học trong môi
trường nước như các mô hình AQUATOX của Mỹ (USEPA, 2004), ECOLab của Đan
Mạch.
Mô hình toán AQUATOX của Cục môi trường Mỹ có khả năng mô tả quá trình biến
đổi sinh hóa trong môi trường nước hồ chứa đã được sử dụng nhiều, đặc biệt cho khu
vực Bắ
c Mỹ.
Mô hình ECOLab của Viện DHI land & water là một hệ thống mô hình toán mở có
khả năng kết nối với nhiều bộ mô hình toán họ MIKE để có thể kết hợp với quá trình
Viện Quy hoạch Thủy lợi - NC cơ sở khoa học và giải pháp công nghệ để phát triển bền vững lưu vực sông Hồng

Page of 235
17
thủy động lực học dòng không ổn định mô tả chi tiết quá trình biến đổi hệ sinh thái
môi trường nguồn nước (sông, hồ, vùng ven biển, vùng biển, tầng ngầm….) như hiện
tượng phú dưỡng, kim loại nặng, quá trình sống của hệ động thực vật trong môi trường
nước. Đồng thời ECOLab cung cấp một thư viện các mô hình mẫu có thể đưa vào ứng
dụng (hoặc cải tiến trước khi s
ử dụng) mô phỏng các hệ thống thực tùy theo mức độ
chi tiết hệ sinh thái nguồn nước người sử dụng muốn mô tả. Ngoài ra ECOLab cũng
cho phép người sử dụng có thể tự xây dựng các quá trình biến đổi sinh thái theo đặc
thù hệ thống nghiên cứu mà trong bộ thư viện các mô hình mẫu chưa được cung cấp.
Hiện nay ECOLab đã được đưa vào ứng dụng ở một số quốc gia trên thế giớ

i như Nhật
Bản, Mỹ …. Khả năng nổi trội của ECOLab là tính mở của mô hình, cũng như kết
hợp chặt chẽ với các mô hình thủy động lực học dòng không ổn định cho phép người
sử dụng có thể mô tả chi tiết, đáp ứng đầy đủ các đặc thù của hệ thống môi trường sinh
thái nguồn nước. Gần đây tại Nhật Bản – một quốc gia phát tri
ển hàng đầu của thế giới
– đã thành lập Hội những người sử dụng ECOLab.

2.3.2. Kịch bản phát triển
Hiện tại phương pháp luận mới Phương pháp luận quy hoạch mang tính chiến lược
thích ứng với quá trình chuyển đổi từ nền kinh tế kế hoạch hoá sang nền kinh tế thị
trường do có tính năng (i) Tập trung vào một số chiến lược chủ chốt (ii) có thể
đưa ra
một loạt các giải pháp linh động thích ứng với biến đổi bất thường của tương lai. Quy
hoạch chiến lược đang được thế giới (Douglas Webster and Lê Hữu Tí, 2002, Tô
Trung Nghĩa, 2006) ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực kinh tế xã hội và đã bước
đầu được đưa vào ứng dụng thành công trong công tác quy hoạch nguồn nước ở Việt
Nam qua Dự án Quy hoạch sử dụng tổng hợ
p nguồn nước lưu vực sông Hồng-Thái
Bình (Viện Quy hoạch Thủy lợi, 2007). Quy hoạch chiến lược cũng đã được ứng dụng
trong nội dung xây dựng kịch bản phát triển trong đề tài nghiên cứu khoa học cấp Bộ
Nghiên cứu ứng dụng công nghệ GAMS phục vụ quy hoạch, quản lý và khai thác hệ
thống công trình thủy lợi vùng Thượng du sông Thái Bình (Viện Quy hoạch Thủy lợi,
2006). Trong nghiên cứu này phương pháp luận quy hoạ
ch mang tính chiến lược đã
được đưa vào sử dụng trong quá trình xây dựng các kịch bản phát triển cho lưu vực
sông Hồng-Thái Bình.
2.3.2.1. Phương pháp luận quy hoạch
Hiện nay trên thế giới có 3 hướng phát triển phương pháp luận quy hoạch thuỷ lợi. Đó
là: quy hoạch tổng thể, quy hoạch hành động và quy hoạch chiến lược.

Quy hoạch tổng thể là phương pháp luận quy hoạch cổ điển nhất, nội dung củ
a nó
tương tự như phương pháp luận quy hoạch được trình bày trong các quy phạm về quy
hoạch thuỷ lợi của Việt nam. Sau đây sẽ trình bày chi tiết về hai khái niệm tương đối
mới là quy hoạch hành động và quy hoạch chiến lược.
Khái niệm quy hoạch hành động được các nhà quy hoạch tại nước Đan Mạch đưa ra
sau các hội nghị quốc tế về “Nước và môi trường” tiến hành tại Dublin vào tháng
1/1992 và hội ngh
ị quốc tế về “Môi trường và phát triển” họp tại Rio de Janero vào
tháng 6/1992. Phương pháp luận “quy hoạch hành động” nhằm khắc phục những hạn
chế về tài liệu cơ bản ở các nước đang phát triển, nhằm đưa ra một loạt các đề xuất
Viện Quy hoạch Thủy lợi - NC cơ sở khoa học và giải pháp công nghệ để phát triển bền vững lưu vực sông Hồng

Page of 235
18
hành động trong thời gian ngắn nhất có thể để cải thiện việc sử dụng và bảo vệ tài
nguyên nước đang có nhiều yếu kém ở các nước này.
Phương pháp luận “quy hoạch hành động” đã được các chuyên gia Đan Mạch đưa vào
áp dụng tại dự án hợp tác quốc tế về phát triển thuỷ lợi lưu vực Srêpok ở Việt Nam
vào năm 1993. Qua thời gian thực hiện cho thấy dự án
đã tiến hành đánh giá nhiều mặt
liên quan đến phát triển nguồn nước tại lưu vực sông Srêpok: môi trường, kinh tế xã
hội phát triển rừng. Dự án đã nhanh chóng đưa ra một hạng mục đầu tư là công trình
cải tạo hệ thống cấp nước Buôn Mê Thuột, với vốn tài trợ của DANIDA là 400.000
USD.
Tuy nhiên, đối với các công trình lớn có tính chất dài hạn dự án chưa đưa ra được một
khung hợp lý, do đ
ó đối với một số vùng tuy có vấn đề cấp bách nhưng lại liên quan
đến các công trình lớn thì việc nghiên cứu phải xếp lại chờ các giai đoạn tiếp theo.
Qua đó có thể thấy rằng “Quy hoạch hành động” thích ứng với các vùng với các công

trình cỡ nhỏ, ngắn hạn. Nó cũng thích ứng với các vùng mà các công trình lớn đã được
xác định tương đối rõ ràng bằng các nghiên cứu trước đây. Nó có khả năng nhanh
chóng xác
định hạng mục để xin vốn đầu tư. Nó cũng có khả năng phối hợp nghiên
cứu đa ngành, tạo cho chúng ta một khung cảch phát triển toàn diện của vùng, trong đó
sự phát triển tài nguyên nước là một yếu tố kết hợp hài hoà với các yếu tố khác. Tuy
nhiên,, với thực tế áp dụng ở Việt Nam, một số vấn đề phương pháp thực hiện “quy
hoạch hành động” cũng cầ
n phải xem xét điều chỉnh, ví dụ như vấn đề điều tra nông
hộ sao cho nhanh chóng và hiệu quả, vấn đề phối hợp chặt chẽ giữa các ngành trong
tiến trình nghiên cứu.
Khái niệm “quy hoạch chiến lược” được Ban thư ký Uỷ hội Mê Kông Quốc tế đưa vào
để thực hiện quy hoạch lưu vực Mê Kông từ mấy năm trước đây. Ngày nay quy hoạch
chiến lươc bao gồm m
ột loạt các giải pháp (nghĩa là một tập hợp các khái niệm, thủ
thuật và công cụ) biến đổi linh hoạt trong quá trình áp dụng và hữu dụng trong mọi
trường hợp cụ thể khác nhau.
Quy hoạch chiến lược giả thiết rằng tương lai của một lưu vực hoặc một ngành không
thể kiểm soát được hoàn toàn và trên thực tế tương lai có độ bất định rất cao, ngay cả
chính phủ cũng khó có th
ể kiểm soát được nó. Quy hoạch chiến lược cho rằng tốt nhất
là tập trung các nguồn lực để thực hiện một số ít các chiến lược chủ chốt hơn là cố
gắng thực hiện quá nhiều hành động mà kết quả không chắc chắn, bởi vì các nguồn lực
bị dàn trải quá mỏng. Tính hiệu quả của các chiến lược chủ chốt này (gồm các hoạt
động được l
ựạ chọn kỹ như thay đổi cơ chế, chính sách, các chương trình, các dự án)
phụ thuộc vào các nhân tố con người và cơ chế. Chiến lược cần được các cơ quan có
liên quan ủng hộ và tích cực thực hiện. Do đó, đặc biệt quan trọng là chiến lược phải
phù hợp với môi trường thể chế trong thực tế.
Sản phẩm của quy hoạch chiến lược là một tập hợp các hành độ

ng để thực hiện được
nhiệm vụ đề ra, dựa trên các hiểu biết về thách thức và cơ hội, dựa trên sự đánh giá
thực tế về các điểm mạnh và điểm yếu của cơ chế thực hiện chiến lược.
Quy hoạch chiến lược là một quá trình liên tục được điều chỉnh bổ sung bằng cách soát
xét thường xuyên các chiến lược và liên tục c
ập nhật thông tin mô tả trạng thái của hệ
thống (tức là nước và các ngành liên quan đến nước), và trạng thái của các hành động
chiến lược đang được thực hiện.
Viện Quy hoạch Thủy lợi - NC cơ sở khoa học và giải pháp công nghệ để phát triển bền vững lưu vực sông Hồng

Page of 235
19
Quy hoạch chiến lược hiện đang được các nước phát triển áp dụng rộng rãi trong nhiều
lĩnh vực kinh tế xã hội để định hướng cho các hoạt động phát triển và ngày càng tỏ ra
có nhiều ưu điểm và phát huy hiệu quả mạnh mẽ trong thực tế.
Kịch bản phát triển xây dựng trên cơ sở phương pháp quy hoạch chiến lược được lần
đầu được đưa vào ứng dụ
ng thử nghiệm trong nghiên cứu này. Cơ sở phương pháp và
các bước tiến hành dựa trên các tài liệu nghiên cứu của Douglas Webster and Lê Hữu
Tí (2002), Tô Trung Nghĩa (2006).
2.3.2.2. Lý thuyết kịch bản
Một trong những cơ sở chính của phương pháp luận quy hoạch chiến lược là lý thuyết
về kịch bản. Khái niệm về kịch bản trong quy hoạch phát triển hiện nay còn đang có
nhiều cách hiểu khác nhau dẫn tới thiếu thống nhất trong khi áp dụng. Sau khi nghiên
cứu các phương pháp quy hoạch chiến lược của UNESCAP, chúng tôi nêu ra ở đây
một số luận giải cơ bản về khái niệm kịch bản dùng trong quy hoạch chiến lược.
Khái niệm kịch bản ở đây nằm trong phạm vi của quy hoạch chiến lược, cho nên ở đây
chúng tôi cũng trình bày một số khái niệm về chiến lược, từ đó đi tới khái niệm kịch
bản.
Để tránh nhầm lẫn, bài viết cũng phân tích sự khác nhau giữa kịch bản và một số

cách xử lý khác đối với những biến động bất thường trong tương lai của phương pháp
quy hoạch truyền thống.
Từ hàng trăm năm nay người ta đã tiến hành xây dựng các chiến lược phát triển cho
một tổ chức. Mục đích của chiến lược là xây dựng các chính sách định hướng cho hoạt
động củ
a các thành viên sao cho toàn bộ hệ thống tổ chức đó tương thích với môi
trường xung quanh nhằm đạt được mục tiêu do tổ chức đó đề ra. Theo cách hiểu phổ
biến, một chiến lược tốt phải dựa trên các yếu tố sau:
• Xác định được mục tiêu tồn tại và phát triển
• Đánh giá các đặc trưng của tổ chức, bao gồm các khả năng biến đổi.
• Đ
ánh giá môi trường hiện tại và tương lai.
• Đánh giá sự tương thích giữa tổ chức và môi trường
• Xây dựng các chính sách và các chương trình hành động để cải thiện sự tương
thích đó
Qua nhiều năm phát triển các phương pháp xây dựng chiến lược, người ta thấy rằng có
thể chia các phương pháp này ra ba trường phái, đó là trường phái duy lý, trường phái
tiến hoá, và trường phái quá trình.
Trường phái duy lý giải thích rằng chỉ có một giải pháp tối
ưu, và nhiệm vụ của nhà
chiến lược là tìm ra giải pháp tối ưu đó tương ứng với một tập hữu hạn các nguồn lực.
Nhà chiến lược suy nghĩ thay cho toàn bộ tổ chức, và tìm kiếm chiến lược tối ưu bằng
cách chọn ra một phương án có hiệu ích tối đa giữa hàng loạt phương án khác nhau.
Khi đã xác định được hướng đi tối ưu, thì tiến hành vạ
ch ra các chương trình hành
động. Các giả thiết của trường phái duy lý còn bao gồm:
• Tương lai có thể dự báo được
• Mục đích rõ ràng
• Hành động theo quy tắc (suy nghĩ độc lập với hành động)
• Hiểu rõ toàn bộ hệ thống tổ chức

Viện Quy hoạch Thủy lợi - NC cơ sở khoa học và giải pháp công nghệ để phát triển bền vững lưu vực sông Hồng

Page of 235
20
• Con người có lý sẽ thực hiện các việc có lý
Trường phái này chiếm đa số và hiện nay cũng đang thống trị trong lĩnh vực quy
hoạch ở nước ta.
Trường phái tiến hoá nhấn mạnh bản chất phức tạp của hành vi của tổ chức, có thể
vượt ra khỏi phạm vi của những suy nghĩ có lý. Chiến lược là viễn cảnh của những
hành vi bất thường, và là quá trình thự
c nghiệm ngẫu nhiên và được chọn lọc thông
qua phán đoán và ghi nhớ về các chiến lược đã ứng dụng thành công.
Trường phái quá trình chiếm vị trí trung gian giữa hai trường phái trên. Nó cho rằng,
trong khi không thể vạch ra một chiến lược tối ưu chỉ dựa vào quá trình suy nghĩ duy
lý, thì nhà quản lý có thể tạo ra các quá trình trong tổ chức làm cho nó mềm dẻo và dễ
tương thích hơn, và có khả năng tự học tập được qua những sai lầm. Các hành vi tiế
n
hoá của tổ chức có thể bị tác động bởi nhà quản lý.
Một cách ẩn dụ, có thể coi là:
• Trường phái duy lý coi tổ chức như một cỗ máy
• Trường phái tiến hoá coi tổ chức như hệ sinh thái
• Trường phái quá trình coi tổ chức như một cơ thể sống
Trong thực tế, thì tổ chức là sự kết hợp hài hoà của cả ba khái niệm nói trên.
Trường phái duy lý
Cách ti
ếp cận duy lý quan niệm rằng chỉ có một câu trả lời đúng, và nhiệm vụ của nhà
chiến lược là tìm ra nó. Mục đích của chiến lược là tìm càng gần càng tốt đến lời giải
đúng duy nhất đó. Theo nhà duy lý thì nhà xây dựng chiến lược không đóng vai trò
quan trọng nếu xét về năng lực bản thân anh ta. Nếu chỉ có một câu trả lời duy nhất,
thì bất kỳ ai được cấp thông tin, cuối cùng cũ

ng sẽ tìm ra nó. Cách tiếp cận duy lý xây
dựng chiến lược theo các bước sau đây:
• Xác định nhiệm vụ
- Xác định lợi ích
- Xác định các mục tiêu chiến lược
• Phân tích SWOT
- Phân tích nội tại
- Dự báo môi trường
- Xác định các phương án chiến lược
• Lựa chọn phương án có lợi ích tối đa
• Thực hiện
• Đánh giá và kiểm soát
Theo đó việc lập chiến lược bắt đầu bằng cách xác định đích cuả tổ chức, thường được
gọi là nhiệm vụ. Cấp quản lý trên của tổ chức có thể giao nhiệm vụ đó hoặc giám đốc
điều hành của tổ chức có thể xác định nhiệm vụ thay mặt cho người chủ thực sự của tổ
chức này. Ở đây ta cần tr
ở lại với nguồn gốc quân sự của khái niệm “chiến lược”. Một
cơ quan quân sự không quyết định việc có tiến hành chiến tranh hay không. Một hệ
thống chính trị ngoài quân đội quyết định việc đó, giao nhiệm vụ cho quân đội, và cơ
Viện Quy hoạch Thủy lợi - NC cơ sở khoa học và giải pháp công nghệ để phát triển bền vững lưu vực sông Hồng

Page of 235
21
quan quân sự xây dựng chiến lược của họ trên cơ sở nhiệm vụ được giao. Tương tự
như vậy, nhà chiến lược duy lý làm việc với một tuyên bố nhiệm vụ được cho trước.
Công việc tiếp theo là xác định một tập hợp các mục tiêu chiến lược dựa trên nhiệm vụ
được giao. Các mục tiêu này là cầu nối giữa nhiệm vụ được giao và thực tiễn hoạt
động, và chuy
ển đổi nhiệm vụ thành một loạt các mục tiêu cụ thể. Ví dụ: Nhiệm vụ
được giao là “tạo ra mức hoàn vốn tối đa” thì một mục tiêu cụ thể có thể là tăng lợi

nhuận thêm 2% trong năm tới. Để chuyển đổi được sang các con số cụ thể như vậy,
người ta cần phải tiến hành phân tích nội tại của tổ chức, cả về năng lự
c và hạn chế.
Sau đó phải phân tích các điều kiện ngoại cảnh, các mối quan hệ với bên ngoài. Từ đó
sẽ xác định ra các mục tiêu hợp lý.
Chiến lược được thiết kế để đạt được các mục tiêu đó. Thường là có hàng loạt các
phương án được đưa ra và nhà chiến lược duy lý cần lựa chọn phương án có hiệu quả
nhất. Để lựa chọn thì người ta tiến hành dự
báo môi trường hoạt động trong tương lai,
căn cứ vào đó để đánh giá các phương án. Sau khi vẽ ra được viễn cảnh môi trường
tương lai, người ta tính toán hiệu ích của từng phương án. Phương án nào cho hiệu ích
cao nhất được lựa chọn làm chiến lược.
Cách tiếp cận Dự báo
Dự báo tương lai để đánh giá các phương án chiến lược là một công đoạn của lập
chiến lược duy lý. Dự báo
ở đây dựa trên giả thiết rằng quá khứ có thể được kéo dài
tới tương lai. Ở mức độ đơn giản nhất, nó cho phép ta ngoại suy thống kê các biến số.
Khi có các thay đổi đột biến thì phương pháp này thất bại. Ở dạng dự báo phức tạp
hơn, người ta thiết lập các mô hình mô phỏng cho phép xét đến các mối quan hệ nội tại
giữa các biến số. Tuy nhiên mô hình mô phỏng vẫn dựa trên giả
thiết là các mối quan
hệ nội tại này trong quá khứ được kéo dài tới tương lai, tức là dựa trên giả thiết cấu
trúc hệ thống luôn ổn định bất biến. Tuy nhiên khi cấu trúc cơ bản của hệ thống thay
đổi thì các mô hình mô phỏng cũng thất bại.
Cách tiếp cận Độ nhạy
Trên đây ta thấy là dự báo không cho ta thấy tương lai thay đổi như thế nào và trong
trường hợp ấy thì chiến lượ
c có còn phù hợp nữa hay không. Để khắc phục điều đó
người ta xem xét đến độ nhạy của chiến lược . Người ta nghiên cứu xem cái gì sẽ xảy
ra khi một biến số quan trọng của môi trường biến đổi khác với dự báo. Ví dụ như

trường hợp lợi nhuận thay đổi như thế nào nếu giá bán sản phẩm hạ xuống 10%. Tuy
nhiên những giả thiết này không có cơ sở ch
ắc chắn và cũng không cho thấy mối liên
hệ giữa các yếu tố khác nhau của môi trường. Các tính toán độ nhạy chỉ cho chúng ta
các thông tin hết sức hạn chế, nó không phản ảnh được tương lai, và do đó không giúp
ích gì mấy cho xây dựng chiến lược.
Cách tiếp cận Xác suất
Khái niệm xác suất xuất hiện được ứng dụng để dự báo tương lai cũng là một khái
niệm thuộc cách tiếp cận duy lý. Khi nghiên cứu xác suấ
t xuất hiện một giá trị nào đó
trong tương lai, chúng ta dựa trên nghiên cứu thống kê các số liệu quá khứ, do đó cũng
dựa trên giả thiết là cấu trúc hệ thống không thay đổi tương lai. Điều này, như đã nói ở
trên, sẽ dẫn đến một bức tranh tương lai không đúng và đưa tới một chiến lược sai lầm.
Dựa trên khái niệm xác suất, người ta có thể đưa ra một số khung c
ảnh môi trường
tương lai, thường là vẽ ra 3 khung cảnh: cao, thấp, và theo xu thế thông thường. Điều
này phần nào giúp cho hoạch định chiến lược, nhưng không giải quyết được khuyết
Viện Quy hoạch Thủy lợi - NC cơ sở khoa học và giải pháp công nghệ để phát triển bền vững lưu vực sông Hồng

Page of 235
22
điểm của quan niệm dự báo và cần được phân biệt với khái niệm “kịch bản” với đúng
nghĩa của nó.
Trường phái quá trình
Trường phái quá trình được thể hiện trong một hướng mới của quy hoạch tổng hợp tài
nguyên nước hiện đang được phát triển mạnh mẽ trên thế giới, đó là quy hoạch và
quản lý có tính chiến lược (Strategic Planning and Management, viết tắt là SPM). SPM
là một giải pháp quy hoạch và quả
n lý nhằm hỗ trợ cho việc ra quyết định trong bối
cảnh các điều kiện thay đổi nhanh chóng trong lĩnh vực quản lý nguồn nước. Theo

SPM, khả năng dự ứng (anticipation) các thay đổi là yếu tố then chốt cho quy hoạch
và quản lý tốt. Rõ ràng là tương lai là không thể biết trước được, do vậy dự kiến
(foresight) và dự ứng (anticipation) là cần thiết để xác định các tình huống có thể xảy
ra để hệ thố
ng sẵn sàng đối phó. Dự kiến liên quan đến khả năng xác định các thay đổi
có thể xảy ra trong tượng lai của môi trường hoạt động, còn dự ứng là chuẩn bị các
phản ứng của hệ thống đối với các thay đổi dự kiến. Hệ thống phát triển tốt hay kém
không phải do sự thay đổi môi trường, mà là do hệ thống đó phản ứng như thế nào
trước hoàn cảnh mới. Trên th
ực tế, những sự kiện bất lợi có thể dẫn đến những kết quả
tốt hơn hiện trạng, nếu những phản ứng của hệ thống là có hiệu quả.
Quy hoạch chiến lược (trường phái quá trình) có những đặc trưng sau đây :
1. Nguồn lực được tập trung nhằm đạt được một nhiệm vụ, thường được gắn trong
mộ
t tầm nhìn rõ ràng và có tính hiện thực, có tiến độ thực hiện. Hết sức tránh
các kế hoạch toàn diện phi thực tế.
2. Nhiệm vụ đó dựa trên những vấn đề được xác định qua quá trình tham gia của
nhiều bên liên quan. Tránh việc để cho bộ máy quan liêu đặt trước mục tiêu.
3. Chú trọng tới các hành động và mức độ thực hiện các nhiệm vụ so với kế hoạch
đặt ra.
4. Hành độ
ng được tập trung vào những điểm mấu chốt trong hệ thống sao cho tạo
ra được đòn bẩy lớn nhất tương ứng với nguồn lực hiện có. Làm được như vậy
thì các chi phí sẽ có hiệu qủa lớn nhất.
5. SPM thừa nhận tầm quan trọng của các nhà lãnh đạo và các cơ quan quản lý.
Chiến lược đề ra cần tập trung thế mạnh của thể chế hi
ện hành, đồng thời cũng
cần đề ra phương án tăng cường thể chế về lâu dài.
6. SPM nhấn mạnh tầm quan trọng của dự ứng, thông qua các kỹ thuật như phân
tích các động lực và xây dựng các kịch bản, bởi vì nó thừa nhận rằng thế giới

đang thay đổi nhanh chóng. Không thể biết trước được tương lai, nhưng phạm
vi của các thay đổi có thể được dự ứ
ng trước ở môt mức độ đáng kể.
7. SPM phân biệt giữa môi trường bên trong và môi trường bên ngoài. Môi trường
bên ngoài rất quan trọng và phải tìm hiểu kỹ và dự đoán trước nếu muốn một
chiến lược thành công.
8. SPM giải quyết các xung đột bằng cách phân chia quyền lợi cho tất cả các bên
liên quan, có nghĩa là tạo ra các tình huống hai bên cùng thắng.
9. Với các nguyên tắc nêu trên, quy hoạch chiến lược đã ứng dụ
ng ở nhiều quốc
gia phát triển cho nhiều ngành, nhiều lĩnh vực khác nhau và thu được những kết
quả tốt đẹp.
Viện Quy hoạch Thủy lợi - NC cơ sở khoa học và giải pháp công nghệ để phát triển bền vững lưu vực sông Hồng

Page of 235
23
Dự báo và kịch bản
Để hiểu rõ khái niệm kịch bản ta phải so sánh với dự báo. Dự báo dựa trên giả thiết là
việc phỏng đoán trước tương lai là có thể và có ích. Điều này có quan hệ chặt chẽ với
giả thiết của nhà chiến lược duy lý cho rằng chỉ có 1 câu trả duy nhất đứng và nghệ
thuật lập chiến lược là đạt đến càng gần câu trả lời đó càng tố
t. Do đó nhiệm vụ dự báo
được giao cho các chuyên viên trình độ cao nhất với sự trợ giúp của máy tính, sao cho
đạt được câu trả lời tốt nhất. Dự báo là sự tổng hợp thống kê của chuyên gia. Một dự
báo không nhất thiết phải đưa ra một con số nhất định mà có thể đưa ra một khoảng
biến thiên. Anh ta có thể đưa ra các thông tin xác suất đối với vấn đề anh ta dự báo.
Nhưng đó bao giờ
cũng là các đánh giá xác suất phản ảnh ý kiến của chuyên gia.
Phân tích kịch bản khác về mặt cơ bản với dự báo. Phân tích kịch bản là một mô tả
nhận thức về tương lai dựa trên quan hệ nhân quả. Nó là một quá trình dựa trên giả

thiết là không chỉ có một câu trả lời tốt nhất, và tồn tại một giới hạn của nhận thức
thực tại. Điều
đó có nghĩa là người có trách nhiệm ra các quyết định chiến lược phải
chấp nhận rủi ro. Phân tích kịch bản giả thiết rằng tương lai không thể đoán trước được
và do đó tính bất trắc là không thể tránh khỏi. Việc dự báo tương lai khi vẫn tồn tại sự
bất trắc là rất nguy hiểm vì nó sẽ không cung cấp được các thông tin đủ để các nhà
hoạch định chính sách ra quyết định cần thiế
t. Các chuyên gia làm dự báo không phải
là người hoạch định chính sách. Khi nhà hoạch định chính sách sử dụng kết quả dự
báo, họ không nhận thức được tính bấp bênh của dự báo, do đó họ không thể thấy
được các hậu quả nghiêm trọng mà quyết định của họ có thể dẫn đến khi tương lai diễn
biến bất thường.
Người làm dự báo trước hết phải tự quyết định là anh ta dự báo cái gì. Nh
ưng anh ta
không thể biết rằng đại lượng mà anh ta dự báo sẽ ảnh hưởng bởi những yếu tố khác
nữa không được phân tích, do môi trường có bản chất rất phức tạp, trong khi anh ta bị
bó hẹp trong vòng suy lý của cá nhân minh. Nhà phân tích kịch bản có quan điểm rộng
rãi hơn. Anh ta nghiên cứu hoạt động của hệ thống, từ đó anh ta không phải chỉ dự báo
nhu cầu trong tương lai, mà xem xét tới các động lực tạo ra nhu c
ầu đó.
Dự báo còn là một sự đơn giản hoá thực tại, đưa hệ thống về một biến đơn, do đó tạo
cho người hoạch định chính sách rất dễ dàng trong việc ra quyết định. Nhà phân tích
kịch bản đi sâu vào mối quan hệ nhân qủa, do đó đưa ra nhiều thông tin hơn, cung cấp
một bức tranh toàn diện về sự vật. Các kịch bản nêu ra sẽ là cơ sở để
nhà hoạch định
chính sách suy nghĩ, phân tích trước khi đi đến một quyết định nào đó.
Trong thực tế, dự báo có thể sử dụng khi hoạch định công việc ngắn hạn, khi chúng ta
có nhiều khả năng dự báo đúng, ít gặp bấp bênh bất trắc. Phân tích kịch bản được sử
dụng đối với một tương lai giới hạn, khi mà khả năng dự báo và sự bất trắc ngẫu nhiên
dều có ý nghĩa quan trọng như nhau.

2.3.2.3. Một số ví dụ về kịch bản trong quy hoạch chiến lược
Trong nghiên cứu về sử dụng nước toàn cầu tới năm 2025 do Viện Nghiên cứu chính
sách lương thực quốc tế thực hiện, người ta phát triển ba kịch bản cơ sở như sau:
1) Kịch bản diễn biến như bình thường (BAU) dự kiến những sản phẩ
m nước
và lương thực đối với tương lai có xu thế giống như quá khứ gần, do đó những khuynh
hướng hiện thời về đầu tư cho nước, giá nước và quản lý nước được duy trì .
Viện Quy hoạch Thủy lợi - NC cơ sở khoa học và giải pháp công nghệ để phát triển bền vững lưu vực sông Hồng

Page of 235
24
2) Kịch bản khủng hoảng nước (CRI) dự đoán sự xấu đi của những khuynh
hướng và chính sách hiện thời trong ngành nước.
3) Kịch bản sử dụng nước bền vững (SUS) dự kiến có những cải thiện trong
một loạt các chính sách và khuynh hướng về nước.
Những yếu tố chi phối chính trong hệ thống được sử dụng như là các tập hợp c
ơ
sở để xây dựng các kịch bản. Các yếu tố chi phối được tóm tắt ở đây:
• Các yếu tố kinh tế và dân số bao gồm tăng trưởng dân số, tốc độ đô thị hóa,
và tốc độ tăng trưởng của GDP, và GDP bình quân đầu người. Những kết quả dự kiến
của các yếu tố kinh tế và dân số được giữ bất biến cho tất cả
các kịch bản.
• Các thông số khí hậu và thủy văn bao gồm lượng mưa, bốc thoát hơi, dòng
chảy mặt và nạp lại nước ngầm. Những thông số này cũng được giữ bất biến trong suốt
3 kịch bản.
• Các yếu tố công nghệ, quản lý, và cơ sở hạ tầng bao gồm hệ thống quản lý
lưu vực sông, lượng trữ của h
ồ chứa, khả năng lấy nước, diện tích được tưới tiềm
năng, và tăng năng suất của cây trồng và vật nuôi.
• Các yếu tố chính sách bao gồm giá nước, ưu tiên phân bổ nước giữa các

ngành, lưu lượng nước cam kết cho các mục đích môi trường, chia sẻ nước liên lưu
vực, chính sách giá hàng hóa được xác định bởi thuế và trợ cấp cho hàng hóa.
Uỷ ban sông Rhine khi nghiên cứu quy hoạch phát triể
n của sông Rhine đến năm 2025
đã vạch ra nhiều kịch bản phát triển, trong đó có ba kịch bản chính như sau:
1/ Kịch bản diễn biến như bình thường (BAU), giả thiết là các chính sách hiện
nay vẫn tiếp tục và có kết quả nhất định. Kịch bản này sẽ không dẫn tới khủng hoảng
nước trên lưu vực, song có thể dẫn tới suy thoái chất lượng nước và môi trường, và
làm cho thuỷ h
ệ dễ bị xuống cấp hơn.
2/ Kịch bản Kinh tế, Công nghệ và thành phần kinh tế tư nhân (TEC), dựa trên
thị trường, sự tham gia của khu vực tư nhân, và chủ yếu là các giải pháp công nghệ
cũng như các hoạt động ở cấp quốc gia hoặc cấp lưu vực nhằm bảo đảm tài nguyên
nước vững bền. Kịch bản này dẫn tới sự bền vữ
ng cao hơn cho tài nguyên nước, nhưng
có thể gây mâu thuẫn giữa các nước thượng hạ lưu cũng như giữa các nước nghèo và
giàu.
3/ Kịch bản Các giá trị nhân sinh (VAL), có mục đích duy trì các giá trị con
người, tăng cường hợp tác quốc tế, nhấn mạnh vào gíáo dục, các cơ chế quốc tế, các
quy tắc quốc tế, tăng cường sự thống nhất, thay đổi hành vi và lối sống nhằm đảm bả
o
sự bền vững của tài nguyên nước. Kịch bản này sẽ đảm bảo phát triển tài nguyên nước
bền vững trên thế giới, hiện nay thì có vẻ là không tưởng nhưng sẽ là hiện thực trong
tương lai (mặc dù có thể là chỉ sau khi có một thảm hoạ như một trận lũ cực lớn xảy ra
làm thay đổi các quan điểm và giá trị).

2.3.2.4. Hệ thống các tiêu chí cho các kịch bản phát triển
Trên cơ
sở xem một kịch bản là một mô tả mạch lạc, nhất quán nội bộ và hợp lý về
một tình trạng tương tác có thể của 1 thế giới. Một kịch bản không phải là một dự báo

mà là một ảnh chụp nhanh về tương lai có thể mở ra như thế nào. Và tuân thủ các
nguyên tắc xây dựng kịch bản: