Ứng dụng mô hình toán nghiên cứu tính toán dòng chảy tối thiểu trên dòng chính lưu vực sông cả

- Trang i -

LỜI CẢM ƠN
Sau hơn 6 tháng thực hiện, dưới sự hướng dẫn tận tình của PGS.TS.Ngơ Lê
Long, TS. Huỳnh Thị Lan Hương được sự ủng hộ động viên của gia đình, bạn bè,
đồng nghiệp, cùng với sự nỗ lực của bản thân, tác giả đã hoàn thành luận văn thạc
sỹ kỹ thuật chuyên ngành Thủy văn với đề tài: “Ứng dụng mơ hình tốn nghiên
cứu tính tốn dịng chảy tối thiểu trên dịng chính lưu vực sơng Cả”
Trong q trình thực hiện, tác giả đã có cơ hội học hỏi và tích lũy thêm được
nhiều kiến thức và kinh nghiệm quý báu phục vụ cho công việc của mình. Tuy
nhiên do thời gian có hạn, trình độ cịn hạn chế, số liệu và cơng tác xử lý số liệu với
khối lượng lớn nên những thiếu sót của Luận văn là khơng thể tránh khỏi. Do đó,
tác giả rất mong tiếp tục nhận được sự chỉ bảo giúp đỡ của các thầy cô giáo cũng
như những ý kiến đóng góp của bạn bè và đồng nghiệp.
Qua đây tác giả xin bày tỏ lịng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới
PGS.TS.Ngô Lê Long, TS. Huỳnh Thị Lan Hương đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ
cho tác giả hồn thành Luận văn này.
Đồng thời, tác giả xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo khoa Thủy văn
Tài nguyên nước đã truyền đạt những kiến thức chuyên môn trong suốt quá trình
học tập.
Tác giả cũng xin trân trọng cảm ơn các cơ quan, đơn vị đã nhiệt tình giúp đỡ
trong quá trình điều tra thu thập tài liệu cho Luận văn này.
Cuối cùng, tác giả xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới gia đình, cơ quan, bạn bè và
đồng nghiệp đã động viên, khích lệ tác giả trong suốt q trình học tập và hồn
thành Luận văn.
Xin chân thành cảm ơn./.
Hà Nội, ngày 30 tháng 08 năm 2013
Tác giả

Ngơ Thu Hằng

Ứng dụng mơ hình tốn nghiên cứu tính tốn dịng chảy tối thiểu trên dịng chính LVS Cả


- Trang ii -

BẢN CAM KẾT
Tên tác giả: Ngô Thu Hằng
Học viên cao học CH19V
Người hướng dẫn: PGS.TS.Ngô Lê Long; TS Huỳnh Thị Lan Hương;
Tên đề tài Luận văn: “Ứng dụng mơ hình tốn nghiên cứu tính tốn dịng chảy tối
thiểu trên dịng chính lưu vực sơng Cả”
Tác giả xin cam đoan đề tài Luận văn được làm dựa trên các số liệu, tư liệu
được thu thập từ nguồn thực tế, được công bố trên báo cáo của các cơ quan nhà
nước…để tính tốn ra các kết quả, từ đó đánh giá và đưa ra một số nhận xét. Tác giả
không sao chép bất kỳ một Luận văn hoặc một đề tài nghiên cứu nào trước đó.
Tác giả

Ngơ Thu Hằng

Ứng dụng mơ hình tốn nghiên cứu tính tốn dịng chảy tối thiểu trên dịng chính LVS Cả


- Trang iii -

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU .....................................................................................................................1
I. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI ........................................................................1
II. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU ...............................................................................2
III. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU ..................................................2
IV. CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...............................2

V. BỐ CỤC CỦA LUẬN VĂN ..............................................................................3
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ DÒNG CHẢY TỐI THIỂU VÀ CÁC PHƯƠNG
PHÁP ĐÁNH GIÁ DÒNG CHẢY TỐI THIỂU ........................................................4
1.1 GIỚI THIỆU CHUNG .......................................................................................4
1.2 CÁC KHÁI NIỆM VÀ ĐỊNH NGHĨA .............................................................4
1.2.1 Dịng chảy mơi trường (DCMT) .................................................................4
1.2.2 Dịng chảy tối thiểu (DCTT) .......................................................................4
1.3 TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU DÒNG CHẢY TỐI THIỂU
TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM .........................................................................5
1.3.1 Tổng quan các nghiên cứu trên thế giới ......................................................5
1.3.2 Tổng quan các nghiên cứu ở Việt Nam .....................................................11
1.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ DỊNG CHẢY MƠI TRƯỜNG NỀN ..15
1.4.1. Phương pháp thủy văn (Hydrological methods) ......................................15
1.4.2. Phương pháp thủy lực (Hydraulic rating methods) ..................................17
1.4.3. Phương pháp mô phỏng môi trường sống (Habitat simulation of
microhabitat modelling methods).......................................................................19
1.4.4. Phương pháp tổng thể ...............................................................................22
1.4.5. Phương pháp chuyên gia ..........................................................................24
1.4.6. Phương pháp kết hợp ................................................................................25

Ứng dụng mơ hình tốn nghiên cứu tính tốn dịng chảy tối thiểu trên dịng chính LVS Cả


- Trang iv -

CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN, KINH TẾ XÃ HỘI .....................26
LƯU VỰC SÔNG CẢ ..............................................................................................26
2.1

ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN ...............................................................26

2.1.1 Vị trí địa lý ................................................................................................26
2.1.2 Đặc điểm địa hình lưu vực sơng Cả ..........................................................27
2.1.4 Đặc điểm địa chất thổ nhưỡng lưu vực sông Cả .......................................30
2.2 ĐẶC ĐIỂM KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN.........................................................31
2.2.1 Mạng lưới các trạm khí tượng, thủy văn ...................................................31
2.2.2 Chế độ khí hậu, khí tượng lưu vực sơng Cả ..............................................35
2.2.3 Đặc điểm thủy văn trên các sơng chính của lưu vực sơng Cả ...................43
2.3 ĐẶC ĐIỂM DÂN SINH KINH TẾ .................................................................50
2.3.1 Dân số ........................................................................................................50
2.3.2 Phát triển kinh tế........................................................................................50
2.3.3 Mục tiêu phát triển kinh tế xã hội đến năm 2010 và 2020: .......................52
CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH HIỆN TRẠNG KHAI THÁC SỬ DỤNG NƯỚC VÀ
THIẾT LẬP MƠ HÌNH MƠ PHỎNG DỊNG CHẢY TRÊN DỊNG CHÍNH
SƠNG CẢ .................................................................................................................53
3.1 PHÂN TÍCH HIỆN TRẠNG KHAI THÁC SỬ DỤNG NƯỚC TRÊN DỊNG
CHÍNH SƠNG CẢ ................................................................................................53
3.1.1 Hiện trạng khai thác sử dụng nước cho nông nghiệp ................................53
3.1.2 Hiện trạng, khai thác sử dụng nước cho sinh hoạt ....................................63
3.1.3 Hiện trạng khai thác sử dụng nước cho công nghiệp ................................64
3.1.4 Hiện trạng giao thơng thủy ........................................................................66
3.2 THIẾT LẬP MƠ HÌNH MƠ PHỎNG DỊNG CHẢY MÙA CẠN TRÊN
LƯU VỰC SƠNG CẢ ...........................................................................................66

Ứng dụng mơ hình tốn nghiên cứu tính tốn dịng chảy tối thiểu trên dịng chính LVS Cả


- Trang v -

3.2.1 Phân tích lựa chọn cơng cụ mơ hình mơ phỏng .......................................66

3.2.2 Giới thiệu khái qt bộ mơ hình MIKE – NAM, MIKE 11 ......................68
3.2.3 Thiết lập mơ hình NAM tính tốn dịng chảy khu giữa ............................70
CHƯƠNG 4: XÁC ĐỊNH DÒNG CHẢY TỐI THIỂU VÀ ĐÁNH GIÁ ................87
KHẢ NĂNG ĐÁP ỨNG NHU CẦU SỬ DỤNG NƯỚC ........................................87
TRÊN DỊNG CHÍNH SƠNG CẢ............................................................................87
4.1 HIỆN TRẠNG TÀI NGUN NƯỚC TRÊN LƯU VỰC SƠNG CẢ ..........87
4.2 XÁC ĐỊNH ĐIỂM KIỂM SỐT VÀ TÍNH TỐN NHU CẦU NƯỚC
TRÊN VÙNG NGHIÊN CỨU ..............................................................................90
4.2.1 Đề xuất điểm kiểm sốt .............................................................................90
4.2.2 Tính tốn nhu cầu nước trên các khu tưới .................................................91
4.3 XÁC ĐỊNH DÒNG CHẢY TỐI THIỂU TẠI CÁC ĐIỂM KIỂM SOÁT ...103
4.3.1 Lượng nước khai thác cho nông nghiệp vùng hạ du các tuyến kiểm sốt
dịng chảy tối thiểu ...........................................................................................104
4.3.2 Lượng nước khai thác cho sinh hoạt vùng hạ du các tuyến kiểm soát dịng
chảy tối thiểu ....................................................................................................108
4.3.3 Lượng nước khai thác cho cơng nghiệp vùng hạ du các tuyến kiểm sốt
dịng chảy tối thiểu ...........................................................................................108
4.3.4 Xác định dịng chảy mơi trường sinh thái cho vùng hạ du các điểm kiểm
sốt dịng chảy tối thiểu ....................................................................................108
4.3.5 Xác định dòng chảy tối thiểu tại các điểm kiểm soát ..............................110
4.4 ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG ĐÁP ỨNG NHU CẦU KHAI THÁC, SỬ DỤNG
NƯỚC TRÊN DỊNG CHÍNH SƠNG CẢ..........................................................116
4.4.1 Xây dựng kịch bản ..................................................................................116

Ứng dụng mơ hình tốn nghiên cứu tính tốn dịng chảy tối thiểu trên dịng chính LVS Cả


- Trang vi -

4.4.2 Đánh giá khả năng đáp ứng nhu cầu dung nước tối thiểu trên dịng chính

sơng Cả .............................................................................................................117
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.................................................................................121
TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................1

Ứng dụng mô hình tốn nghiên cứu tính tốn dịng chảy tối thiểu trên dịng chính LVS Cả


- Trang vii -

DANH MỤC HÌNH
Hình 2. 1 Bản đồ lưu vực sơng Cả [luận án TS. Hồng Thanh Tùng]......................27
Hình 2. 2 Bản đồ địa hình lưu vực sơng Cả ..............................................................27
Hình 2. 3 Bản đồ mạng lưới các trạm khí tượng lưu vực sơng Cả ...........................32
Hình 2. 4 Bản đồ mạng lưới các trạm thủy văn lưu vực sông Cả .............................34
Hình 2. 5 Biểu đồ độ ẩm trung bình năm tại một số trạm đo lưu vực sơng Cả ........38
Hình 2. 6 Bản đồ mơ duyn dịng chảy trung bình năm lưu vực sơng Cả ..................47
Hình 3. 1 Vị trí đập Đơ Lương ..................................................................................54
Hình 3. 2 Sơ đồ thẳng trục kênh chính hệ thống thủy lợi Đơ Lương........................54
Hình 3. 3 Một số trạm bơm từ huyện Anh Sơn tới đập dâng Đơ Lương ..................56
Hình 3. 4 Một số trạm bơm từ đập Đơ Lương đến huyện Thanh Chương ...............59
Hình 3. 5 Cống Nam Đàn cũ .....................................................................................60
Hình 3. 6 Sơ đồ hệ thống cống Nam Đàn- Bến Thủy- Nghi Quang .........................61
Hình 3. 7 Một số trạm bơm vùng hạ lưu sông Cả .....................................................62
Hình 3. 8 Sơ đồ mơ phỏng cấu trúc mơ hình NAM ..................................................69
Hình 3. 9 Đa giác Thiessen lưu vực thượng lưu Thác Muối ....................................72
Hình 3. 10 Quá trình lưu lượng trung bình ngày thực đo – tính tốn .......................73
Hình 3. 11 Quá trình lưu lượng trung bình ngày thực đo – tính tốn ......................74
Hình 3. 12 Mạng lưới tính tốn trong MIKE 11 .......................................................76
Hình 3. 13 Giao diện thiết lập biên thủy lực trong MIKE 11 ...................................77
Hình 3. 14 Đường quá trình lưu lượng và mực nước biên tính tốn trong ...............77

Hình 3. 15 Đường q trình lưu lượng gia nhập khu giữa tính tốn bằng NAM .....78
Hình 3. 16 Nhu cầu sử dụng nước tại các vị trí trên lưu vực sơng Cả ......................79
Hình 3. 17 Mơ phỏng vận hành đập Đơ Lương theo mực nước ...............................80
Hình 3. 18 Mô phỏng cống Nam Đàn theo thời gian lấy nước .................................81
Hình 3. 19 Kết quả mơ phỏng tính tốn và thực đo lưu lượng .................................82
Hình 3. 20 Kết quả mơ phỏng tính tốn và thực đo mực nước .................................83
Hình 3. 21 Kết quả mơ phỏng tính tốn và thực đo mực nước .................................83
Hình 3. 22 Kết quả mơ phỏng tính tốn và thực đo mực nước ................................84

Ứng dụng mơ hình tốn nghiên cứu tính tốn dịng chảy tối thiểu trên dịng chính LVS Cả


- Trang viii -

Hình 3. 23 Kết quả mơ phỏng tính tốn và thực đo mực nước ................................84
Hình 3. 24 Kết quả mơ phỏng tính tốn và thực đo mực nước ................................85
Hình 3. 25 Kết quả mơ phỏng tính tốn và thực đo mực nước .................................85
Hình 3. 26 Kết quả mơ phỏng tính tốn và thực đo mực nước .................................85
Hình 4. 1 Biến thiên của M0 tại Dừa theo thời gian ..................................................88
Hình 4. 2 Biến thiên của M0 tại Hịa Duyệt theo thời gian .......................................89
Hình 4. 3 Biến thiên của M0 tại Sơn Diệm theo thời gian ........................................89
Hình 4. 4 Đường q trình nhu cầu nước tính tốn và lưu lượng thiết kế ..............102
Hình 4. 5 Đường quá trình nhu cầu nước tính tốn và lưu lượng thiết kế ..............103
Hình 4. 6 Đường tần suất dịng chảy trung bình tháng kiệt nhất trạm Dừa ............109
Hình 4. 7 Đường tần suất dịng chảy trung bình tháng kiệt nhất ............................110
Hình 4. 8 Đường tần suất dịng chảy trung bình mùa kiệt (XII-VI) trạm Dừa .......116
Hình 4. 9 Đường q trình dịng chảy mùa kiệt 79-80 và các đường q trình dịng
chảy tối thiểu tính tốn tại tuyến đập Đơ Lương ....................................................117
Hình 4. 10 Đường q trình dịng chảy mùa kiệt 79-80 và các đường q trình dịng
chảy tối thiểu tính tốn tại cống Nam Đàn..............................................................118

Hình 4. 11 Đường q trình dịng chảy mùa kiệt 77-78 và các đường q trình dịng
chảy tối thiểu tính tốn tại tuyến đập Đơ Lương ....................................................119
Hình 4. 12 Đường q trình dịng chảy mùa kiệt 77-78 và các đường q trình dịng
chảy tối thiểu tính tốn tại cống Nam Đàn..............................................................120

Ứng dụng mơ hình tốn nghiên cứu tính tốn dịng chảy tối thiểu trên dịng chính LVS Cả


- Trang ix -

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1 Phần trăm dòng chảy bình quân năm (AAF- Percentage of Average
Annual Flow) được yêu cầu để đạt các mục tiêu khai thác khác nhau .....................16
Bảng 2.1 Thống kê một số trạm đo mưa và khí tượng trên lưu vực sơng Cả ...........32
Bảng 2.2 Thống kê lưới trạm đo thuỷ văn và thời kỳ đo đạc....................................34
Bảng 2.3 Nhiệt độ khơng khí trung bình tháng, năm tại các trạm đo (t°C) ..............37
Bảng 2.4 Bốc hơi trung bình tháng tại các trạm (đo bằng ống Piche) ......................39
Bảng 2.5 Lượng mưa trung bình nhiều năm tại các trạm đo (mm) ..........................41
Bảng 2.6 Đặc trưng hình thái lưu vực sơng Cả .........................................................45
Bảng 2.7 Đặc trưng dịng chảy năm trên lưu vực sông Cả .......................................46
Bảng 3. 1 Thống kê các trạm bơm trên đoạn sông Cả từ huyện Anh Sơn tới ..........55
Bảng 3. 2 Thống kê các trạm bơm trên đoạn sông Cả từ huyện Thanh Chương tới
đập dâng Đô Lương...................................................................................................57
Bảng 3. 3 Thống kê các trạm bơm vùng hạ lưu sông Cả ..........................................61
Bảng 3. 4 Điểm cấp nước đơ thị và sinh hoạt tập trung trên dịng chính sông Cả....64
Bảng 3. 5 Thống kê các khu công nghiệp trên địa bàn tỉnh Nghệ An ......................65
Bảng 3. 6 Các tuyến giao thơng thủy trên dịng chính sơng Cả ................................66
Bảng 3. 7 Kết quả tính tốn trọng số các trạm mưa theo phương pháp Thiessen.....72
Bảng 4. 1 Chuẩn dòng chảy năm của một số trạm trên dịng chính lưu vực ............87
Bảng 4. 2 Diện tích trồng lúa vụ đơng xn trên lưu vực sông Cả ...........................91

Bảng 4. 3 Hệ số tương ứng với các thời kỳ sinh trựởng của cây lúa ........................92
Bảng 4. 4Nhu cầu nước của lúa trong vụ Đông Xuân vùng Bắc Nghệ An ..............93
Bảng 4. 5Nhu cầu nước của lúa trong vụ Hè Thu vùng Bắc Nghệ An .....................93
Bảng 4. 6 Nhu cầu nước của lúa trong vụ Đông Xuân vùng Nam Nghệ An ............94
Bảng 4. 7 Nhu cầu nước của lúa trong vụ Hè Thu vùng Nam Nghệ An ..................95
Bảng 4. 8 Lượng nước tưới lúa trên các khu tưới trong các tháng mùa kiệt thời kỳ
10 ngày trên khu vực Bắc Nghệ An ..........................................................................96
Bảng 4. 9 Lượng nước tưới lúa trên các khu tưới trong các tháng mùa kiệt thời kỳ
10 ngày trên khu vực Nam Nghệ An ........................................................................97

Ứng dụng mơ hình tốn nghiên cứu tính tốn dịng chảy tối thiểu trên dịng chính LVS Cả


- Trang x -

Bảng 4. 10 Nhu cầu dùng nước sinh hoạt tại vùng nghiên cứu hàng tháng..............98
Bảng 4. 11 Số gia súc, gia cầm có trên vùng nghiên cứu tính đến năm 2010. .........99
Bảng 4. 12 Tiêu chuẩn cấp nước cho chăn nuôi (l/ngày đêm) ..................................99
Bảng 4. 13 Nhu cầu nước cho chăn nuôi (m3/s) .......................................................99
Bảng 4. 14Nhu cầu nước cho công nghiệp (m3/s) ..................................................100
Bảng 4. 15 Tổng hợp nhu cầu nước vùng Bắc Nghệ An (m3/s) .............................100
Bảng 4. 16 Tổng hợp nhu cầu nước vùng Nam Nghệ An (m3/s) ...........................101
Bảng 4. 17 Lượng nước mặt khai thác bởi các trạm bơm ở vùng hạ du .................104
Bảng 4. 18 Lượng nước mặt khai thác cho nông nghiệp ở vùng hạ du ..................105
Bảng 4. 19 Lượng nước mặt bơm khai thác ở vùng hạ du cống Nam Đàn ............106
Bảng 4. 20 Lượng nước mặt khai thác cho nông nghiệp ở vùng hạ du cống Nam
Đàn ..........................................................................................................................107
Bảng 4. 21 Dòng chảy tối thiểu tại tuyến đập Đô Lương theo phương án .............110
Bảng 4. 22 Dòng chảy tối thiểu tại tuyến đập Đơ Lương theo phương án .............112
Bảng 4. 23 Dịng chảy tối thiểu tại cống Nam Đàn theo phương án ......................113

Bảng 4. 24 Dòng chảy tối thiểu tại cống Nam Đàn theo phương án ......................115
Bảng 4. 25 Kết quả tính tốn tần suất lý luận và chọn năm điển hình ....................116

Ứng dụng mơ hình tốn nghiên cứu tính tốn dịng chảy tối thiểu trên dịng chính LVS Cả


- Trang 1 -

MỞ ĐẦU
I. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Dưới tác động của biến đổi khí hậu và các hoạt động phát triển kinh tế xã hội
đã có những tác động khơng nhỏ đến dịng chảy trên các lưu vực sơng ở Việt Nam
nói chung và lưu vực sơng Cả nói riêng. Hàng loạt các cơng trình thủy lợi, thủy
điện xây dựng trên lưu vực nhằm cung cấp nước cho các mục đích khác nhau đã
gây ra tình trạng thiếu nước, cạn kiệt trong mùa khô ở khu vực hạ lưu và gia tăng
xâm nhập mặn vùng cửa sông. Việc tranh chấp trong khai thác sử dụng tài nguyên
nước giữa các hộ sử dụng nước ngày càng gay gắt, đặc biệt giữa các cơng trình thủy
điện thượng nguồn với các nhu cầu khai thác sử dụng nước ở hạ lưu. Để có thể giải
quyết tốt các mâu thuẫn, đồng thời hài hòa được việc khai thác sử dụng nước việc
xác định dịng chảy tối thiểu tại các vị trí kiểm sốt ở hạ lưu là rất cần thiết. Chính
vì thế mà trong Nghị định số 112/2008/NĐ-CP ngày 20/12/2008 của Chính phủ về
việc quản lý, bảo vệ, khai thác tổng hợp tài nguyên và môi trường các hồ chứa thủy
điện, thủy lợi và Nghị định số 120/2008/NĐ-CP ngày 1/12/2008 của Chính phủ về
việc quản lý lưu vực sơng đã đưa ra khai niệm dòng chảy tối thiểu. Theo các Nghị
định này thì "Dịng chảy tối thiểu là dịng chảy ở mức thấp nhất cần thiết để duy trì
dịng sơng hoặc đoạn sơng, bảo đảm sự phát triển bình thường của hệ sinh thái thủy
sinh và bảo đảm mức tối thiểu cho hoạt động khai thác, sử dụng tài nguyên nước
của các đối tượng sử dụng nước theo thứ tự ưu tiên đã được xác định trong quy
hoạch lưu vực sông”. Hiện nay, trên lưu vực sông Cả hiện nay chưa có các quy định
về điểm kiểm sốt và giá trị dịng chảy tối thiểu, gây khó khăn trong cơng tác Quản

lý tài nguyên nước, lập Quy hoạch tài nguyên nước và xây dựng Quy trình vận hành
liên hồ chứa trên lưu vực sơng Cả. Do đó, cần thiết phải tiến hành xác định dịng
chảy tối thiểu trên sơng, làm cơ sở cho các ngành dùng nước xây dựng quy trình
vận hành, điều chỉnh kế hoạch khai thác sử dụng nước, phục vụ cho công tác quản
lý, giám sát, và cấp phép cho các đối tượng khai thác, sử dụng nước trên lưu vực để
đảm bảo hài hòa về nhu cầu nước cho con người và nước cho môi trường. Luận
văn: Ứng dụng mơ hình tốn nghiên cứu tính tốn dịng chảy tối thiểu trên dịng

Ứng dụng mơ hình tốn nghiên cứu tính tốn dịng chảy tối thiểu trên dịng chính LVS Cả


- Trang 2 -

chính lưu vực sơng Cả nhằm xây dựng cơ sở cho việc tính tốn dịng chảy tối thiểu
trên lưu vực sơng Cả.
II. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU
- Xây dựng cơ sở khoa học và phương pháp tính tốn dịng chảy tối thiểu hạ
lưu lưu vực sơng Cả.
- Ứng dụng tính tốn dịng chảy tối thiểu tại một số điểm kiểm sốt trên dịng
chính lưu vực sơng Cả
III. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
- Về không gian nghiên cứu: Tài ngun nước mặt trên dịng chính sơng Cả
đi qua địa phận tỉnh Nghệ An, Việt Nam.
- Về đối tượng nghiên cứu: Luận văn tập trung xây dựng, tính tốn dịng
chảy tối thiểu và đánh giá khả đáp ứng của dịng chảy tại các tuyến kiếm sốt trên
lưu vực sông.
IV. CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Để thực hiện các nội dung của Đề tài, sẽ dùng phương pháp thống kê, tính
tốn thủy văn, phương pháp mơ hình toán như sau:
 Phương pháp điều tra khảo sát thực địa: Điều tra khảo sát thực địa để có

tầm nhìn tổng thể về lưu vực nghiên cứu nhằm đánh giá đặc điểm dịng
chảy sơng ngịi, nhu cầu sử dụng nước và kết quả điều tra cũng là cơ sở để
hiệu chỉnh các thông số đặc trưng lưu vực khi dùng các mơ hình tốn để
mơ phỏng, tính tốn.
 Phương pháp thống kê và xử lý số liệu: Phương pháp này được sử dụng
trong việc xử lý các tài liệu khí tượng, thủy văn, thuỷ lực phục vụ cho các
phân tích, tính tốn của luận văn.
 Phương pháp mơ hình tốn: Mơ hình được dùng để tính tốn lưu lượng gia
nhập khu giữa, mơ phỏng dịng chảy trên sơng, qua các cơng trình nhằm
đánh giá khả năng đáp ứng nguồn nước trên lưu vực.

Ứng dụng mơ hình tốn nghiên cứu tính tốn dịng chảy tối thiểu trên dịng chính LVS Cả


- Trang 3 -

V. BỐ CỤC CỦA LUẬN VĂN
Ngoài phần mở đầu, kết luận kiến nghị, luận văn được trình bày trong 4
chương
-

Chương 1: Tổng quan về dòng chảy tối thiểu và các phương pháp đánh giá
dòng chảy tối thiểu

-

Chương 2: Đặc điểm địa lý tự nhiên, kinh tế xã hội lưu vực sơng Cả

-

Chương 3: Phân tích hiện trạng khai thác sử dụng nước và thiết lập mơ hình
mơ phỏng dịng chảy trên dịng chính sơng Cả.

-

Chương 4: Xác định dòng chảy tối thiểu và đánh giá khả năng đáp ứng nhu
cầu sử dụng nước trên dịng chính sơng Cả

Ứng dụng mơ hình tốn nghiên cứu tính tốn dịng chảy tối thiểu trên dịng chính LVS Cả


- Trang 4 -

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ DÒNG CHẢY TỐI THIỂU VÀ CÁC
PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ DÒNG CHẢY TỐI THIỂU
1.1 GIỚI THIỆU CHUNG
Khái niệm về dòng chảy tối thiểu cũng mới chỉ được đưa ra ở Việt Nam và
được nêu rõ trong Nghị định số 112/2008/NĐ-CP ngày 20/12/2008 của Chính phủ
về việc quản lý, bảo vệ, khai thác tổng hợp tài nguyên và môi trường các hồ chứa
thủy điện, thủy lợi và Nghị định số 120/2008/NĐ-CP ngày 1/12/2008 của Chính
phủ về việc quản lý lưu vực sơng. Tuy nhiên, các nghiên cứu để đưa ra phương
pháp luận xác định giá trị dòng chảy tối thiểu này mới đang ở bước ban đầu và cịn
nhiều hạn chế. Trong khi đó, những nghiên cứu về phương pháp luận xác định dòng
chảy môi trường lại được nghiên cứu khá nhiều ở trên Thế giới và ở cả Việt Nam.
1.2 CÁC KHÁI NIỆM VÀ ĐỊNH NGHĨA
1.2.1 Dịng chảy mơi trường (DCMT)
Có nhiều định nghĩa khác nhau về dịng chảy mơi trường, ở đây nêu một định
nghĩa thường được sử dụng hiện nay
“Dòng chảy mơi trường là chế độ dịng chảy cần duy trì trong sông, trong
đầm phá hay trong các khu vực cửa sơng ven biển nhằm duy trì các hệ sinh thái

nước và các giá trị của hệ sinh thái nhất là khi nguồn nước của dịng sơng chịu ảnh
hưởng của các hoạt động điều tiết và có sự cạnh tranh trong sử dụng nước”.
Hệ thống sơng ngịi cần đủ nước để duy trì dịng chảy và được quản lý để
đảm bảo lợi ích kinh tế, xã hội và mơi trường cho hạ lưu, đảm bảo duy trì một hệ
sinh thái cân bằng và khoẻ mạnh. Điều đó cũng có nghĩa là đảm bảo cho dịng sơng
khỏe mạnh cả về lượng và chất theo thoả thuận giữa những người dùng nước trong
lưu vực. Chế độ dịng chảy của một dịng sơng như vậy được coi là chế độ dịng
chảy mơi trường.
1.2.2 Dịng chảy tối thiểu (DCTT)
Khái niệm về dòng chảy tối thiểu cũng mới chỉ được đưa ra ở Việt Nam và
được nêu rõ trong Nghị định số 112/2008/NĐ-CP ngày 20/12/2008 của Chính phủ

Ứng dụng mơ hình tốn nghiên cứu tính tốn dịng chảy tối thiểu trên dịng chính LVS Cả


- Trang 5 -

về việc quản lý, bảo vệ, khai thác tổng hợp tài nguyên và môi trường các hồ chứa
thủy điện, thủy lợi và Nghị định số 120/2008/NĐ-CP ngày 1/12/2008 của Chính
phủ về việc quản lý lưu vực sơng. Theo các Nghị định này thì "Dịng chảy tối thiểu
là dòng chảy ở mức thấp nhất cần thiết để duy trì dịng sơng hoặc đoạn sơng, bảo
đảm sự phát triển bình thường của hệ sinh thái thủy sinh và bảo đảm mức tối thiểu
cho hoạt động khai thác, sử dụng tài nguyên nước của các đối tượng sử dụng nước
theo thứ tự ưu tiên đã được xác định trong quy hoạch lưu vực sơng”.
1.3 TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU DÒNG CHẢY TỐI
THIỂU TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM
1.3.1 Tổng quan các nghiên cứu trên thế giới
Trong thời gian qua, việc nghiên cứu đánh giá dịng chảy mơi trường phục vụ
cho mục đích quản lý và phát triển tài nguyên nước một cách bền vững đã và đang
được nghiên cứu ở nhiều quốc gia trên thế giới với nhiều phương pháp tiếp cận

khác nhau. Ví dụ như: Stalnaker and Arnette (1976); Wesche and Rechard (1980);
Morhardt (1986); Estes and Orsborn (1986); Loar et al. (1986); Kinhill Engineers
(1988); Reiser et al. (1989a), Growns and Kotlash (1994), Karim et al. (1995),
Tharme (1996, 1997, 2000, in prep.); Jowett (1997); Stewardson and Gippel (1997);
Dunbar et al. (1998); Arthington (1998a); Arthington and Zalucki (1998a, b);
Arthington et al. (1998a, b); and King et al. (1999). Nghiên cứu của Tharme R.E.,
2003 đã cho biết, có 207 phương pháp của 44 quốc gia đánh giá dòng chảy cần thiết
để duy trì “sự trong lành của dịng sơng”. Các phương pháp này tương đối khác
nhau tuỳ thuộc vào mục đích, tính phức tạp, các yêu cầu khoa học kỹ thuật và mức
độ kết hợp các yếu tố. Những điểm chính của phương pháp luận đánh giá dịng chảy
mơi trường có thể chia thành 4 nhóm chính: đánh giá thuỷ văn, thuỷ lực, đánh
giá/mô phỏng môi trường sống, và tổng hợp (Loar et al., 1986; Gordon et al., 1992;
Swales and Harris, 1995; Tharme, 1996; Jowett, 1997; Dunbar et al., 1998).
Một trong những nghiên cứu điển hình cho các phương pháp xác định dịng
chảy mơi trường là các nghiên cứu ở Mỹ, Úc, Anh, New Zealand, Nam Phi hoặc
muộn hơn như Cộng hoà Czech, Brazil, Nhật và Bồ Đào Nha. Phần khác của thế

Ứng dụng mơ hình tốn nghiên cứu tính tốn dịng chảy tối thiểu trên dịng chính LVS Cả


- Trang 6 -

giới, bao gồm Đông Âu, Châu Mỹ La tinh, Châu Phi và châu Á, có rất ít các sách
được xuất bản về lĩnh vực này. Tuy nhiên, trong những năm gần đây, các nghiên
cứu về dòng chảy môi trường đã bắt đầu được chú ý đến ở châu Á nói chung và
Việt Nam nói riêng. Một số tổ chức Quốc tế đã đầu tư vào việc nâng cao nhận thức
và đánh giá dịng chảy mơi trường (như IUCN với các dự án được tiến hành ở Thụy
Điển, SriLanka, Ấn Độ, Việt Nam, v.v).
Tóm tắt các kết quả nghiên cứu của một vài nước trên thế giới như sau:
1.3.1.1 Những nghiên cứu ở Mỹ

Từ năm 1940, một cuộc cách mạng về phương pháp đánh giá dịng chảy mơi
trường được tiến hành ở miền Tây nước Mỹ với bước nhảy vọt vào những năm
1970. Đây là hệ quả của thể chế về môi trường và tài nguyên nước cũng như nhu
cầu của các cộng đồng trong việc cần các tài liệu về dịng chảy mơi trường phục vụ
cho việc kế hoạch hóa tài nguyên nước, có liên quan đến việc xây dựng các đập
nước (Stalnaker, 1982; Trihey and Stalnaker, 1985; WCD, 2000).
Các phương pháp đánh giá dịng chảy mơi trường áp dụng ở Mỹ bao gồm các
nhóm phương pháp sau: các phương pháp thủy văn, thủy lực, mô phỏng môi trường
sống và tiếp cận tổng thể. Phổ biến và điển hình cho các nhóm phương pháp đó có
khoảng 17 phương pháp: phương pháp tăng dịng chảy trong sơng (IFIM – Instream
Flow Incremental Methdology); phương pháp Tennant với các hiệu chỉnh khác nhau
theo khu vực tính cho từng cơ chế thủy văn và những biến đổi xa hơn, ví dụ biến
đổi Bayha và biến đổi Tessman; phương pháp 7Q10; phương pháp chuyên gia;
phương pháp thủy văn dựa vào chế độ dòng FDCA; phương pháp chất lượng
nước;...Trong các phương pháp này, phương pháp IFIM và phương pháp Tennal là
được sử dụng rộng rãi nhất.
1.3.1.2 Những nghiên cứu ở Australia
Những nghiên cứu về dịng chảy mơi trường được thực hiện khá nhiều ở
Australia, tuy nhiên tùy thuộc vào từng bang sẽ có những lựa chọn khác nhau về
phương pháp đánh giá dòng chảy môi trường (Growns & Kotlash 1994; Tharme

Ứng dụng mô hình tốn nghiên cứu tính tốn dịng chảy tối thiểu trên dịng chính LVS Cả


- Trang 7 -

1996; Stewardson & Gippel 1997; Dunbar et al.1998; Arthington 1998; and
Arthington & Zalucki 1998).
Một loạt các phương pháp đang được sử dụng ở Australia như: phương pháp
tăng dịng chảy trong sơng (IFIM – Instream Flow Incremental Methodology);

Chương trình mơ phỏng động lực sơng và mơi trường sống (RHYHABSIM –River
Hydraulic and Habitat Simulation Program); Tiếp cận tổng thể; Phương pháp
Tennanl; FDCA (Flow Duration Curve Analysis) và một loạt các chỉ số thủy văn
khác; phân tích mơi trường sống và lập kế hoạch quản lý và phan phối nước
(WAMP – Water Allocation and Management Planning); BBM,….
Phương pháp tiếp cận tổng hợp (Arthington et al. 1992; Davies et al. 1996;
Arthington 1998; Petit et al. 2001) được xây dựng để đánh giá u cầu dịng chảy
của tồn bộ hệ sinh thái sông với những khái niệm cơ bản như của phương pháp
BBM, Benchmarking và phương pháp bảo tồn dòng chảy (Flow Restoration
methodology). Các tiếp cận dựa trên khái niệm và lý thuyết về sự xây dựng cơ chế
dịng chảy mơi trường cho tồn bộ hệ sinh thái ven sơng từ đầu nguồn đến đồng
bằng, gồm nước ngầm và cửa sông hoặc nước ven biển; mô tả cấu trúc hệ sinh thái
của cơ chế dòng chảy bị biến đổi theo từng tháng (hoặc quy mơ thời gian ngắn hơn),
từng thành phần dịng chảy và dựa vào số liệu khoa học có giá trị nhất để đạt được
những mục tiêu được định trước cho dịng sơng trong tương lai; trình bày chủ yếu
khung khái niệm linh hoạt, trong đó các thành phần được điều chỉnh theo các cách
tiếp cận tổng thể khác nhau và cho các nghiên cứu độc lập.
1.3.1.3 Những nghiên cứu ở Nam Phi
Nam phi là một trong những nước đầu tiên ở Châu Phi thực hiện những
nghiên cứu về đánh giá dịng chảy mơi trường. Giai đoạn phát triển mạnh của các
nghiên cứu này là vào thập kỷ trước (King & O’Keeffe 1989; Gore & King 1989;
O’Keeffe & Davies 1991; Gore et al. 1991; King & Tharme 1994; King et al. 1995).
Trong một vài năm gần đây, các nghiên cứu tập trung vào phát triển phương pháp
BBM (Building Block Methodology-phương pháp phân tích chức năng) và DRIFT
(Downstream response to imposed flow tranformation-sự phản ứng của hạ lưu đối

Ứng dụng mô hình tốn nghiên cứu tính tốn dịng chảy tối thiểu trên dịng chính LVS Cả


- Trang 8 -

với sự thay đổi dòng chảy bắt buộc) cũng như các cách tiếp cận phát sinh khác để
xác định sự bảo tồn đa dạng sinh học. Các phương pháp này được xem là phù hợp
nhất với điều kiện của Nam Phi, nơi có những giới hạn về nguồn số liệu thủy văn,
sinh thái và địa mạo của hệ thống sơng; nguồn tài chính cũng như nhân lực hạn chế;
áp lực về thời gian do những dự án khai thác tài nguyên nước trong tương lai.
Therm (1996, 1997) đã đề nghị một cách tiếp cận đa quy mô cho đánh giá
dịng chảy mơi trường ở Nam Phi, gồm 3 bậc với ý kiến chuyên gia được sử dụng ở
tất cả các bậc. Mặc dù, tất cả các bậc nên được áp dụng ở các ngưỡng khác nhau
trong chiến lược phát triển tài ngun nước chính nhưng rất có thể bậc 3 sẽ chỉ áp
dụng cho trường hợp dự án gây nhiều tranh cãi hoặc nơi có hệ sinh thái ven sông
cần được bảo tồn.
Phương pháp tổng thể sẽ là phù hợp nhất cho ứng dụng tại bậc trung gian, tại
bậc này phần lớn các đánh giá thô về dịng chảy mơi trường được thực hiện.Therm
(1997) đã đề nghị phương pháp BBM là phương pháp hiệu quả nhất. Với những con
sông ưu tiên cho bảo tồn sinh học, phương pháp mô phỏng môi trường sống kết hợp
với phương pháp tổng thể như BBM hay DRIFT.
Đối với con sơng có nguồn nước dồi dào chưa bị khai thác và chưa có kế
hoạch cụ thể cho việc khai thác thì phương pháp đơn giản nhất, phương pháp Phân
tích bàn giấy (Desktop Estimate), có thể đáp ứng được. Trong trường hợp dịng
sơng đã bắt đầu thác và có kế hoạch thì phiên bản mở rộng của Phương pháp Phân
tích bàn giấy, phương pháp Xác định nhanh có thể được sử dụng.Những nơi có khả
năng cạnh tranh giữa bảo tồn và sử dụng phương pháp Xác định trung gian có thể
phù hợp. Những con sông quan trọng và nhạy cảm, một phương pháp xác định toàn
diện sử dụng BBM hay phuơng pháp tương tự khác có thể được sử dụng.
1.3.1.4 Những nghiên cứu ở Mêxico
Ở Mexico, Cơ quan bảo tồn tự nhiên đã đề xuất việc xây dựng quan hệ sinh
thái và sự biến đổi dịng chảy cho 2 lưu vực sơng này từ đó xây dựng u cầu dịng
chảy cần duy trì để bảo vệ hệ sinh thái thủy sinh. Phương pháp này bao gồm các
bước sau

Ứng dụng mơ hình tốn nghiên cứu tính tốn dịng chảy tối thiểu trên dịng chính LVS Cả


- Trang 9 -

- Thành lập một nhóm chuyên gia về tài nguyên nước và sinh thái để xây
dựng kế hoạch nghiên cứu cụ thể;
- Xây dựng cơ sở dữ liệu về dịng chảy;
Thu thập thơng tin về dịng chảy tại các điểm kiểm sốt và các vị trí điều tra
sinh thái để xây dựng quan hệ lưu lượng và mực nước và từ đó xác định các mực
nước để duy trì hoặc đáp ứng cho mơi trường sinh thủy sinh
Phân tích thủy văn tại các vị trí có đủ số liệu và xây dựng các điều kiện nền
và điều kiện phát triển.
- Xây dựng cơ sở dữ liệu về sinh thái
Thu thập và xây dựng cơ sở dữ liệu về sinh thái tại các đoạn sông để hỗ trợ
việc xây dựng quan hệ giữa sự phản ứng của sinh thái với sự biến đổi dịng chảy;
- Tính tốn sự thay đổi dịng chảy
Tính tốn và phân tích sự thay đổi dịng chảy tại các điểm kiểm sốt theo
điều kiện nền và điều kiện phát triển;
- Hội thảo để lấy ý kiến về mức dịng chảy duy trì hệ sinh thái thủy sinh;
1.3.1.5 Những nghiên cứu ở Tây Ban Nha
Ở Tây Ban Nha, phương pháp IFIM-PHABSIM đã được áp dụng ở nhiều con
sơng để tính tốn ra chế độ dịng chảy sinh thái. Phương pháp này được sử dụng
rộng rãi trên thế giới với nhiều loại mơ hình hỗ trợ tính tốn như mơ hình Rhabsim
của Mỹ, Rhyahabsim của New Zealand, River-2D của Canada và CAUDALSIMUL.
Yêu cầu duy trì hệ sinh thái thủy sinh có để được đánh giá theo các loài sinh
vật chỉ thị. Sinh vật chỉ thị được lựa chọn trong số các loài sinh vật thủy sinh là loại
sinh vật ưu tiên cho vùng, khu vực nghiên cứu. Có hai nội dung cần được phân biệt
trong quá trình đánh giá đó là cấu trúc sơng (đáy sơng và chất lượng vùng, khu sinh

sống, bãi đẻ) và điều kiện thủy lực (độ sâu và vận tốc dòng chảy).
Tiêu chí để xác định dịng chảy sinh thái là việc xem xét quan hệ giữa dòng
chảy và nhu cầu sinh thái. Có hai giá trị dịng chảy cần phải được xem xét trong q
trình tính đó là:

Ứng dụng mơ hình tốn nghiên cứu tính tốn dịng chảy tối thiểu trên dịng chính LVS Cả


- Trang 10 -

- Dòng chảy cơ bản: là dòng chảy tối thiểu cần có để duy trì hệ sinh thái. Với
mức dòng chảy thấp hơn dòng chảy cơ bản hệ sinh thái có nguy cơ bị suy giảm. Các
giá trị mực nước khác nhau để đáp ứng các yêu cầu duy trì hệ sinh thái sẽ dẫn đến
sự khác nhau về dòng chảy cơ bản trong cả năm;
- Dòng chảy tối ưu: dịng chảy trong sơng có để đáp ứng sự phát triển tối ưu
cho hệ sinh thái.
1.3.1.6 Những nghiên cứu ở Châu Á
Tại Trung Quốc: Từ năm 1998, có nhiều nghiên cứu về dịng chảy mơi
trường đã được thực hiện. Bắt đầu là từ Dự án Nghiên cứu về Hệ sinh thái cửa sông
Vàng và được xuất phát từ nhu cầu cấp thiết bảo vệ dịng sơng Vàng, con sông lớn
nhất của Trung Quốc và sau này là các con sơng khác ở phía Bắc. Phương pháp
quốc tế để đánh giá dịng chảy mơi trường cũng được giới thiệu ở Trung Quốc. Dự
án Nghiên cứu về Hệ sinh thái cửa sông Vàng và nhu cầu nước môi trường sử dụng
số liệu viễn thám và mơ hình hóa mơi trường sống để xem xét và lý giải một cách
khoa học các đánh giá dịng chảy mơi trường. Tại cuộc hội thảo về Bảo vệ Môi
trường, được tài trợ bởi GWP, Trung Quốc đã đưa ra một chương trình kiểm sốt
trầm tích và sơng có tên lý thuyết khoa học và hệ thống chỉ thị sức khỏe sông. Hệ
thống này xác định các chỉ thị sinh thái, kinh tế xã hội của sông để xác định nhu cầu
nước môi trường.
Tại Ấn Độ: đầu những năm 70, một đạo luật về kiểm sốt ơ nhiễm đã được

thơng qua và gần đây là Kế hoạch bảo tồn sông quốc gia nhằm giảm ô nhiễm trong
sông. Bởi vì các con sông luôn giữ một vai trò quan trọng trong đặc điểm kinh tế xã
hội ở Ấn Độ. Sự gia tăng dân số nhanh chóng và nhu cầu về nước trong nơng
nghiệp, đơ thị và phát triển công nghiệp tăng mạnh dẫn đến điều tiết mở rộng và
phân phối dịng chảy sơng.Nguồn nước trong sơng suy giảm, hệ sinh thái ven sơng
bị mất tính đa dạng.Cuộc sống của hàng triệu người dân ven sông bị ảnh hưởng
nghiêm trọng.Tuy nhiên, bất chấp mọi cố gắng, chất lượng nước vẫn tiếp tục suy
giảm. Rào cản chính trong sự nhận thức về tầm quan trọng của duy trì dịng chảy
trong sơng là thiếu những nghiên cứu về mối quan hệ giữa dòng chảy và chức năng

Ứng dụng mơ hình tốn nghiên cứu tính tốn dịng chảy tối thiểu trên dịng chính LVS Cả


- Trang 11 -

của hệ sinh thái sông ở Ấn Độ. Vấn đề dịng chảy mơi trường được đặc biệt quan
tâm từ phán quyết của Tịa án Tơi cao Ấn Độ tháng 5/1999 về duy trì dịng chảy tối
thiểu 10m3/s ở sơng Yamuna. Sau đó, dịng chảy mơi trường đã được thảo luận tại
nhiều cuộc hội thảo. 5/2001, Chính phủ Ấn Độ đã thông qua Quyền đánh giá chất
lượng nước (WQAA) trong đó có đề cập đến “dịng chảy tối thiểu trong các sông để
bảo tồn hệ sinh thái”
Tại Bangladesh: Trường Đại học Kỹ thuật và Công nghệ Bangladesh kết hợp
với Dutch Delft Cluster đã thực hiện nghiên cứu sự phù hợp của các phương pháp
đánh giá dịng chảy mơi trường ở Bangladesh; các khía cạnh kinh tế, xã hội trong
đánh giá dịng chảy mơi trường. Nghiên cứu cũng đã tiến hành các thu thập và phân
tích số liệu thủy văn và sử dụng một số phương pháp thủy văn khác như phương
pháp Tennant, Constant Yield, Flow Duration Curve và Range of Variability
Approach. Tất cả các số liệu sẽ được sử dụng để so sánh các phương pháp đánh giá
dòng chảy môi trường khác nhau và đề nghị phuơng pháp tốt nhất trong điều kiện
của Bangladesh.

1.3.2 Tổng quan các nghiên cứu ở Việt Nam
Tại Việt Nam dịng chảy mơi trường mới được chú ý đến trong khoảng 10
năm gần đây. Trong một nghiên cứu của mình, Fitzgerald (2005) đã cho rằng,
những yếu tố được xem là quan trọng nhất trong việc xác định những phương pháp
phù hợp trong điều kiện của những con sơng có điều tiết ở Việt Nam là:
- Cần xem xét các vấn đề mơi trường có liên quan đến hệ sinh thái nói chung
chứ khơng đơn thuần chỉ bảo vệ một số loài sinh vật cụ thể;
- Biến động của các thơng tin có sẵn về mơi trường sinh thái và những hạn
chế của nó;
- Số lượng rất lớn các phát triển mới được đề xuất;
- Tầm quan trọng của vấn đề bảo vệ sự lành mạnh của dịng sơng đối với sự
phồn vinh lâu dài của cộng đồng dân cư xung quanh và bản chất của các sinh vật
khác nhau sống phụ thuộc vào những con sơng này.

Ứng dụng mơ hình tốn nghiên cứu tính tốn dịng chảy tối thiểu trên dịng chính LVS Cả


- Trang 12 -

Ơng cho rằng với các con sơng có điều tiết ở Việt Nam, các phương pháp đưa
ra dịng chảy mơi trường đơn lẻ khơng có giá trị. Fitzgerald khuyến cáo nên sử dụng
phương pháp tiếp cận RVA (Range of Variable) và các phương pháp tiếp cận tổng
thể trong việc đánh giá dịng chảy mơi trường ở các con sơng có điều tiết. Tuy
nhiên, việc đánh giá dịng chảy môi trường bằng phương pháp tổng hợp thường là
rất tốn kém, khó khăn trong điều kiện Việt Nam. Tóm tắt một số nghiên cứu đã
được tiến hành ở Việt Nam trong thời gian qua được trình bày ở dưới đây.
1.3.2.1 Nghiên cứu của Ủy ban sông Mê Công
Ủy hội sông Mê Công quốc tế từ năm 2003 bắt đầu thực hiện một dự án
nghiên cứu dịng chảy mơi trường để lập quy hoạch về duy trì dịng chảy trên dịng
chính của sơng Mê Cơng thuộc chương trình sử dụng nước (WUP) của Uỷ ban sông

Mê Công, theo 3 giai đoạn :
- Theo phương pháp thuỷ văn (đã kết thúc 2004);
- Theo kiến thức sẵn có (song song với giai đoạn 1 và kết thúc vào năm
2004);
- Theo nghiên cứu trực tiếp, trong đó có các điều tra về hệ sinh thái (2004 2008);
1.3.2.2 Nghiên cứu của Viện Khoa học thủy lợi Miền Nam
Viện Khoa học Thuỷ lợi Miền Nam đã tiến hành đề tài: “Xây dựng phương
pháp luận nghiên cứu dịng chảy mơi trường sơng Mê Cơng phục vụ lập quy hoạch
duy trì dịng chảy trên sơng chính”. Tuy nhiên, Đề tài này mới chỉ tiếp cận về mặt
phương pháp luận và đề xuất các ý kiến về ứng dụng dịng chảy mơi trường đối với
vùng hạ lưu sơng Mê Công tại Việt Nam mà chưa đi vào phương pháp đánh giá cụ
thể.
1.3.2.3 Nghiên cứu của Trường đại học Thủy lợi
Trường đại học Thủy lợi trong một số năm qua đã tiếp cận khái niệm nhu
cầu nước sinh thái và phương pháp đánh giá dịng chảy mơi trường để giảng dạy
trong nhà trường. Một số phương pháp đánh giá dịng chảy mơi trường như phương
pháp Tennant, phương pháp chi vi ướt đã được áp dùng thử nghiệm để tính tốn

Ứng dụng mơ hình tốn nghiên cứu tính tốn dịng chảy tối thiểu trên dịng chính LVS Cả


- Trang 13 -

dịng chảy mơi trường cho một số sông như sông Sê san, hạ lưu sông Ba, sông Trà
Khúc,...Một trong những đề tài nghiên cứu khoa học cấp Bộ là Đề tài "Nghiên cứu
cơ sở khoa học và phương pháp tính tốn ngưỡng khai thác sử dụng nguồn nước và
dịng chảy mơi trường, ứng dụng cho lưu vực sông Ba và sông Trà Khúc" thực hiện
năm 2006. Kết quả nghiên cứu của Đề tài đưa ra phương pháp tính tốn ngưỡng
giới hạn khai thác, sử dụng nước và xây dựng phương pháp tính tốn dịng chảy mơi
trường cho lưu vực sông Ba và lưu vực sông Trà Khúc.

1.3.2.4 Nghiên cứu của IUCN và Viện quản lý nguồn nước quốc tế (IWMI) đối
với lưu vực sông Hương
Trong năm 2003 – 2004, IUCN phối hợp với IWMI và Ban Quản lý lưu vực
sông Hương thực hiện Dự án “Đánh giá dịng chảy mơi trường cho lưu vực sơng
Hương” với mục tiêu là đưa ra một phương pháp phù hợp cho lưu vực. Phương
pháp DRIFT sửa đổi đã đuợc sử dụng trong nghiên cứu này. Tuy nhiên, kết quả
nghiên cứu của dự án này cịn rất hạn chế, khơng có độ tin cậy cao do hạn chế về
thời gian và kiến thức như sinh thái học, kinh tế xã hội và một số kiến thức khác.
Kiến nghị của dự án sau khi tổng kết những thành công và hạn chế, bao gồm các
điểm chính sau:
- Do các điều kiện sinh thái, thuỷ văn và kinh tế xã hội thay đổi đáng kể dọc
theo con sơng nên mơi trường sống và tính tổng thể của dịng sơng cần được đánh
giá cho từng đoạn sông, nhất là những đoạn sát ngay với vị trí nghiên cứu.
- Việc thiết lập mối quan hệ giữa lưu lượng, mực nước tại các vị trí nghiên
cứu sẽ giúp hiểu thêm về các tác động sinh thái và xã hội do chế độ dòng chảy bị
biến đổi gây ra.
- Các quy hoạch cụ thể và chi tiết về các thơng số kỹ thuật và quy trình vận
hành các cơng trình cơ sở hạ tầng cũng cần cung cấp cho nhóm cơng tác đánh giá
dịng chảy mơi trường để đảm bảo rằng các kịch bản thảo luận là phù hợp và mang
tính thực tiễn.

Ứng dụng mơ hình tốn nghiên cứu tính tốn dịng chảy tối thiểu trên dịng chính LVS Cả


- Trang 14 -

- Dựa vào các đề cương và tham chiếu nhiệm vụ đã được xây dựng, các khảo
sát sinh thái và kinh tế xã hội cần được hoàn thiện tập trung vào các vị trí nghiên
cứu.
- Cần quan tâm nhiều hơn đến hợp phần kinh tế xã hội để hiểu biết rõ hơn về

nhu cầu và cách thức sử dụng nguồn nước của các bên liên quan.
1.3.2.5 Nghiên cứu của Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Mơi trường
Trong những năm qua, Viện Khoa học Khí tượng thủy văn và Môi trường –
Bộ Tài nguyên và Môi trường cũng đã thực hiện một số Đề tài nghiên cứu khoa học
về dịng chảy mơi trường. Cụ thể là:
- Đề tài “Nghiên cứu cơ sở khoa học trong việc đánh giá dịng chảy mơi
trường” thực hiện năm 2007 do TS. Trần Hồng Thái là chủ nhiệm. Trong đề tài này
đã áp dụng được một số phương pháp đánh giá dịng chảy mơi trường cho đoạn
sơng sau đập Hịa Bình. Trong đề tài này chưa kiến nghị đưa ra phương pháp phù
hợp với các lưu vực sông ở Việt Nam.
- Đề tài “Xây dựng cơ sở khoa học và thực tiễn đánh giá dịng chảy mơi
trường, ứng dụng cho hạ lưu sông Cầu” thực hiện năm 2006-2007. Đề tài đưa ra
các cơ sở xác định phương pháp đánh giá dòng chảy mơi trường phù hợp với đặc
điểm chế độ dịng chảy lưu vực sông ở Việt Nam và ứng dụng thí điểm cho hạ lưu
của lưu vực sơng Cầu.
Bên cạnh những Dự án, Đề tài nghiên cứu về dòng chảy mơi trường nêu trên
thì hiện tại Trung tâm Thẩm định - Tư vấn tài nguyên nước thuộc Cục Quản lý tài
nguyên nước đang thực hiện Dự án “Xác định dòng chảy tối thiểu trên dịng chính
lưu vực sơng Hồng – Thái Bình” và dự kiến kết thúc vào năm 2011.
Như vậy, nhìn chung các nghiên cứu trong nước mới tiếp cận khái niệm hoặc
một số phương pháp đánh giá nhanh theo các chỉ số, đơn giản nhưng thông dụng
trên thế giới. Các nghiên cứu cũng bước đầu tìm hiểu để tiến tới xây dựng phương
pháp đánh giá dịng chảy mơi trường phù hợp với tình hình số liệu, năng lực và điều
kiện của các lưu vực sông ở Việt Nam.

Ứng dụng mơ hình tốn nghiên cứu tính tốn dịng chảy tối thiểu trên dịng chính LVS Cả


- Trang 15 -

1.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ DÒNG CHẢY MÔI TRƯỜNG NỀN
Từ những nghiên cứu trên Thế giới và Việt Nam có thể tổng quát các phương
pháp xác định dịng chảy mơi trường như sau:
1.4.1. Phương pháp thủy văn (Hydrological methods)
Phương pháp thuỷ văn là phương pháp đánh giá đơn giản nhất, nó dựa vào
việc phân tích các số liệu thống kê dịng chảy tự nhiên. Thơng thường phương pháp
này sử dụng các số liệu dòng chảy lịch sử hiện có và điều chỉnh khi có những ảnh
hưởng do các đập và việc khai thác nước gây ra. Số liệu dịng chảy tự nhiên sẽ được
phân tích để tìm tốc độ dịng chảy tương ứng với số liệu thống kê mà phương pháp
này lấy làm căn cứ. Thông thường các số liệu thống kê được sử dụng là những số
liệu về tốc độ dòng chảy nhỏ nhất để sơng có thể đạt được mức độ lành mạnh nhất
định, cho phép các loài sinh vật tiêu biểu tồn tại và cho phép các quá trình khai thác
tiếp tục diễn ra. Số liệu này có thể là số liệu về tần suất dòng chảy. Các phương
pháp khác nhau lại sử dụng các số liệu thống kê dòng chảy khác nhau. Một số
phương pháp thơng dụng đánh giá dịng chảy mơi trường theo phương pháp thuỷ
văn bao gồm các phương pháp như phương pháp dòng chảy tối thiểu (Phương pháp
Tennant), các chỉ số dòng chảy tự nhiên, phương pháp thuỷ văn tồn diện (ví dụ
như phương pháp khoảng biến động), phương pháp Texas Consensus Three Zone
Concept. Các phương pháp này, ngoài số liệu về dịng chảy, khơng cần có những
thơng tin về sinh thái hay các số liệu về thực địa khác có liên quan. Đối với mỗi
phương pháp cụ thể, sẽ có thể cho những kết quả khác nhau. Ví dụ, đối với phương
pháp Tennant, kết quả dự kiến sẽ là một giới hạn, điểm dòng chảy tối thiểu. Còn
phương pháp Texas Consensus Three Zone Concept đưa ra các quy luật dòng chảy
dựa trên các yếu tố rủi ro trong việc cung cấp nước, các điều kiện của dòng chảy
hiện tại và thời gian trong năm. Trong khi đó, phương pháp khoảng biến động đưa
ra một độ lệch chuẩn mặc định cho giá trị trung bình của mỗi thơng số trong 32
thông số mà phương pháp này sử dụng.
Một trong số những phương pháp thủy văn đơn giản này có phương pháp
Tennant.

Ứng dụng mơ hình tốn nghiên cứu tính tốn dịng chảy tối thiểu trên dịng chính LVS Cả