Tổng quan nghiên cứu
Nhu cầu tiêu thụ điện năng tại Việt Nam trong những năm đầu thế kỷ 21 ghi nhận tốc độ tăng trưởng nhanh với mức bình quân 13%/năm. Để đáp ứng áp lực phụ tải với độ chênh lệch công suất giờ cao điểm và thấp điểm vượt quá 2 lần, việc phát triển các công trình năng lượng tái tạo, đặc biệt là hệ thống thủy điện vừa và nhỏ, đóng vai trò chiến lược. Tại tỉnh Sơn La, quy hoạch địa phương đã phê duyệt 65 dự án thủy điện vừa và nhỏ, trong đó có 47 công trình đi vào phát điện với tổng công suất lắp máy đạt 502,9 MW và tổng vốn đầu tư trên 12.000 tỷ đồng. Tuy nhiên, hoạt động của các hồ đập dâng và nhà máy phát điện luôn tiềm ẩn nhiều nguy cơ làm biến đổi chất lượng nước, chế độ thủy văn và môi trường sống của cộng đồng địa phương.
Thực tế công tác quản lý môi trường hiện nay cho thấy hoạt động đánh giá tác động môi trường (ĐTM) hậu kiểm sau khi dự án đi vào vận hành thường ít được quan tâm so với giai đoạn lập dự án ban đầu. Luận văn tập trung nghiên cứu chuyên sâu nhằm đánh giá hiện trạng và diễn biến môi trường của Nhà máy thủy điện Đông Khùa sau 3 năm vận hành thực tế (giai đoạn 2016 - 2018). Mục tiêu cụ thể là xác định chính xác các nguồn thải, định lượng mức độ phát thải vào môi trường không khí, nước mặt, đồng thời đánh giá tác động kinh tế - xã hội tổng hợp. Phạm vi nghiên cứu được thực hiện trọng điểm tại xã Tú Nang, huyện Yên Châu, tỉnh Sơn La trong khung thời gian khảo sát từ tháng 10/2018 đến tháng 03/2019. Kết quả nghiên cứu mang ý nghĩa thực tiễn quan trọng, cung cấp cơ sở khoa học và bộ chỉ số kiểm soát giúp nâng cao hiệu quả vận hành an toàn sinh thái cho các nhà máy thủy điện khu vực miền núi Tây Bắc.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu
Khung lý thuyết áp dụng
Nghiên cứu được xây dựng trên nền tảng lý thuyết đánh giá tác động môi trường quốc tế khởi nguồn từ Đạo luật Chính sách Môi trường Quốc gia của Mỹ năm 1969 và hướng dẫn kỹ thuật của Chương trình Môi trường Liên Hợp Quốc UNEP năm 1998. Khung lý thuyết ĐTM bao gồm ba trụ cột cốt lõi: Kiểm kê hiện trạng môi trường (EI), Đánh giá tác động môi trường (EIA) và Báo cáo tường trình tác động môi trường (EIS). Các nguyên lý này cho phép nhận diện, dự báo và lượng hóa biến đổi của các thành phần môi trường tự nhiên cũng như nhân văn phát sinh từ hoạt động công nghiệp.
Về mặt pháp lý tại Việt Nam, luận văn áp dụng trực tiếp các quy định của Luật Bảo vệ Môi trường 2014 số 55/2014/QH13, Nghị định số 18/2015/NĐ-CP và Thông tư số 27/2015/TT-BTNMT về quy hoạch bảo vệ môi trường và đánh giá tác động môi trường. Hệ thống khái niệm chính được vận dụng bao gồm: tải lượng chất ô nhiễm, dòng chảy môi trường hạ lưu, khả năng tự làm sạch của nguồn nước mặt, và quản lý chất thải nguy hại theo Thông tư số 36/2015/TT-BTNMT. Việc kết hợp chặt chẽ giữa lý thuyết ĐTM hiện đại và hệ thống tiêu chuẩn kỹ thuật quốc gia tạo nên khung phân tích vững chắc cho toàn bộ đề tài.
Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu tích hợp nguồn dữ liệu thứ cấp từ chuỗi số liệu thủy văn trạm Thác Mộc giai đoạn 1959 - 1981, Niên giám thống kê tỉnh Sơn La năm 2017 cùng các báo cáo quan trắc định kỳ của nhà máy. Dữ liệu sơ cấp được thu thập thông qua quá trình khảo sát thực địa và lấy mẫu phân tích trong giai đoạn từ tháng 11/2018 đến tháng 12/2018.
Cỡ mẫu quan trắc môi trường bao gồm 05 vị trí mẫu không khí (tại tổ máy phát điện, cổng nhà máy, cuối hướng gió khuôn viên và 2 điểm khu dân cư cách 500m), 05 vị trí mẫu nước mặt trên suối Đông Khùa (từ thượng lưu cách đập 500m đến hạ lưu cách 1.000m) và 01 mẫu nước thải sinh hoạt sau xử lý. Phương pháp chọn mẫu nước mặt là phương pháp lấy mẫu tổ hợp với 3 điểm thành phần tại mỗi vị trí (cách bờ 50cm ở độ sâu 5cm, giữa dòng ở độ sâu 5cm và độ sâu 20cm) theo tiêu chuẩn TCVN 5992:1995. Cỡ mẫu điều tra xã hội học được thực hiện trên 30 hộ dân sinh sống tại thượng lưu và hạ lưu đập cùng 4 cán bộ kỹ thuật của nhà máy theo phương pháp chọn mẫu phân tầng ngẫu nhiên. Lý do lựa chọn phương pháp này nhằm đảm bảo tính đại diện cao về không gian dòng chảy, đồng thời các mẫu phân tích trong phòng thí nghiệm được kiểm soát nghiêm ngặt theo các tiêu chuẩn TCVN 5067:1995 đối với bụi và TCVN 6001-1:2008 đối với nhu cầu oxy sinh hóa.
Kết quả nghiên cứu và thảo luận
Những phát hiện chính
Kết quả phân tích chất lượng môi trường không khí cho thấy nồng độ bụi tổng số, hàm lượng khí SO2, CO và NO2 tại khu vực xung quanh nhà máy và khu dân cư cách 500m đều nằm trong ngưỡng giới hạn cho phép của QCVN 05:2013/BTNMT. Tuy nhiên, tại khu vực nhà xưởng phát điện, mức áp suất âm thanh cục bộ đo được dao động từ 78 đến 82 dBA, tiệm cận ngưỡng giới hạn quy định về tiếng ồn lao động, đòi hỏi công nhân vận hành phải đeo thiết bị bảo hộ liên tục.
Về môi trường nước mặt suối Đông Khùa, các chỉ số pH dao động từ 7,2 đến 7,6; hàm lượng oxy hòa tan (DO) đạt từ 5,8 đến 6,4 mg/l; các chỉ số BOD5 và COD đều đạt chuẩn cột A2 theo QCVN 08-MT:2015/BTNMT. Dẫu vậy, tại điểm hạ lưu sau đập trong mùa kiệt (từ tháng 12 đến tháng 5 năm sau), lưu lượng dòng chảy suy giảm khoảng 25% đến 35% so với dòng chảy tự nhiên ban đầu, dẫn đến hiện tượng bồi lắng phù sa trong lòng hồ chứa với dung tích lắng đọng tăng dần qua 3 năm vận hành. Toàn bộ nước thải sinh hoạt của 40 cán bộ công nhân viên được xử lý qua hệ thống bể tự hoại 3 ngăn kết hợp trạm xử lý nước thải tập trung, đưa nồng độ chất ô nhiễm về dưới ngưỡng quy định của QCVN 14:2008/BTNMT trước khi thoát ra môi trường.
Thảo luận kết quả
Nguyên nhân chính dẫn đến sự thay đổi chất lượng nước và chế độ thủy văn xuất phát từ quy trình vận hành tích nước - phát điện luân phiên của hồ đập. Việc điều tiết nước phục vụ chạy máy trong các khung giờ cao điểm làm thay đổi vận tốc dòng chảy hạ du, thúc đẩy quá trình lắng đọng chất rắn lơ lửng trong hồ và làm giảm độ đục của nước ở khu vực sau nhà máy.
Dữ liệu quan trắc có thể được trực quan hóa sinh động thông qua biểu đồ cột so sánh nồng độ TSS và BOD5 giữa các trạm quan trắc thượng lưu và hạ lưu. Đồng thời, bảng ma trận tác động môi trường Leopold rút gọn có thể biểu diễn rõ nét mức độ tác động của 4 nguồn phát thải chính đối với hệ sinh thái thủy sinh và sinh kế nông nghiệp. So với các công trình thủy điện lớn trên địa bàn tỉnh đòi hỏi di dời hàng vạn hộ dân, thủy điện Đông Khùa giảm thiểu được hơn 90% áp lực tái định cư. Nhà máy còn đóng góp tích cực vào phát triển kinh tế địa phương, hòa chung vào thành tích nộp 357,374 tỷ đồng ngân sách và 50,73 tỷ đồng phí dịch vụ môi trường rừng của khối thủy điện nhỏ tỉnh Sơn La năm 2018.
Đề xuất và khuyến nghị
Nhằm tối ưu hóa hiệu quả vận hành và giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường tự nhiên, luận văn đề xuất 4 nhóm giải pháp trọng tâm:
Thứ nhất, thiết lập trạm quan trắc thủy văn tự động và kiểm soát lưu lượng xả dòng chảy môi trường. Ban Quản lý Nhà máy thủy điện Đông Khùa cần hoàn thành lắp đặt hệ thống đo lưu lượng tự động kết nối trực tuyến với cơ quan quản lý trước quý 4 năm 2019, đảm bảo duy trì liên tục lưu lượng xả đáy tối thiểu đạt từ 10% đến 15% lưu lượng dòng chảy bình quân năm trong suốt mùa kiệt.
Thứ hai, nâng cấp và chuẩn hóa quy trình phân loại, lưu giữ chất thải nguy hại. Bộ phận kỹ thuật của nhà máy cần tiến hành xây dựng kho lưu giữ chất thải nguy hại đạt chuẩn kỹ thuật theo Thông tư số 36/2015/TT-BTNMT, ký hợp đồng định kỳ 06 tháng/lần với đơn vị có tư cách pháp nhân để xử lý dứt điểm 100% dầu thải, ắc quy chì và giẻ lau dính dầu phát sinh từ các tổ máy.
Thứ ba, triển khai chương trình phủ xanh bán ngập và phục hồi thảm thực vật ven hồ. Chủ đầu tư dự án phối hợp với UBND xã Tú Nang thực hiện trồng bổ sung tối thiểu 15 ha rừng phòng hộ ven lòng hồ và khuôn viên nhà máy trong giai đoạn 2019 - 2020, góp phần giữ vững tỷ lệ trồng rừng thay thế đạt trên 95% diện tích quy hoạch.
Thứ tư, hoàn thiện quy chế phối hợp điều tiết nguồn nước tưới tiêu và cảnh báo an toàn hạ du. Ban lãnh đạo nhà máy phối hợp với Phòng Nông nghiệp huyện Yên Châu xây dựng lịch xả nước phục vụ tưới tiêu ổn định cho hơn 156 ha diện tích lúa xuân và lúa mùa của người dân xã Tú Nang, đồng thời duy trì hệ thống còi hú cảnh báo xả lũ tự động hoạt động hiệu quả 100%.
Đối tượng nên tham khảo luận văn
Luận văn là nguồn tài liệu tham khảo chuyên môn giá trị cho nhiều nhóm đối tượng:
Cơ quan quản lý nhà nước về môi trường: Các chuyên viên thuộc Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Sơn La và Phòng Tài nguyên Môi trường huyện Yên Châu có thể sử dụng số liệu thực chứng của đề tài để phục vụ công tác thanh tra, hậu kiểm ĐTM và hoàn thiện quy chuẩn cấp phép khai thác tài nguyên nước mặt.
Chủ đầu tư và ban điều hành các nhà máy thủy điện vừa và nhỏ: Đội ngũ kỹ sư và ban quản lý dự án có thể áp dụng trực tiếp quy trình kiểm soát chất thải nguy hại, giải pháp xử lý nước thải sinh hoạt tập trung và mô hình duy trì dòng chảy môi trường vào thực tế vận hành hàng ngày.
Học viên cao học và nghiên cứu sinh ngành Môi trường: Sinh viên, học viên thuộc chuyên ngành Khoa học Môi trường và Kỹ thuật Môi trường có thể kế thừa khung phương pháp luận nghiên cứu ĐTM sau vận hành, kỹ thuật lấy mẫu tổ hợp ngoài hiện trường và phương pháp xử lý số liệu thống kê bằng phần mềm chuyên dụng.
Các tổ chức tư vấn môi trường và phát triển cộng đồng: Các đơn vị tư vấn đánh giá tác động môi trường có thể tham khảo phương pháp điều tra xã hội học phân tầng và ma trận đánh giá tác động để xây dựng các báo cáo ĐTM chất lượng cao cho các dự án hạ tầng năng lượng.
Câu hỏi thường gặp
Luận văn sử dụng phương pháp quan trắc chất lượng nước mặt như thế nào?
Nghiên cứu thiết lập mạng lưới 05 điểm quan trắc theo chuỗi dòng chảy từ thượng lưu đập đến hạ lưu cách 1.000m. Tại mỗi vị trí, tác giả tiến hành lấy mẫu tổ hợp ở 3 độ sâu và khoảng cách khác nhau theo tiêu chuẩn TCVN 5992:1995, sau đó phân tích các chỉ tiêu pH, DO, BOD5, COD trong phòng thí nghiệm và so sánh đối chiếu với QCVN 08-MT:2015/BTNMT cột A2.
Tác động lớn nhất của thủy điện Đông Khùa đến môi trường không khí là gì?
Hầu hết các chỉ tiêu bụi và khí thải SO2, CO xung quanh nhà máy đều đạt tiêu chuẩn an toàn theo QCVN 05:2013/BTNMT. Tuy nhiên, tiếng ồn phát sinh từ buồng máy phát điện ghi nhận cường độ cao từ 78 đến 82 dBA, tạo nên tác động vi khí hậu cục bộ đòi hỏi công nhân vận hành phải tuân thủ nghiêm ngặt việc trang bị chụp tai chống ồn.
Thủy điện Đông Khùa mang lại những đóng góp kinh tế - xã hội cụ thể nào?
Nhà máy tạo việc làm thường xuyên cho 40 cán bộ nhân viên với mức thu nhập ổn định trên 84 triệu đồng/người/năm. Hoạt động của dự án đóng góp vào nguồn ngân sách địa phương, hỗ trợ nâng cấp đường giao thông nông thôn xã Tú Nang và tham gia chi trả quỹ bảo vệ phát triển rừng trên địa bàn huyện Yên Châu.
Chất thải nguy hại phát sinh từ nhà máy được phân loại và xử lý ra sao?
Nguồn chất thải nguy hại phát sinh định kỳ khoảng vài trăm kg mỗi năm bao gồm dầu biến thế thải, giẻ lau dính dầu và ắc quy chì. Toàn bộ lượng chất thải này được phân loại, dán mã quản lý theo Thông tư số 36/2015/TT-BTNMT và lưu giữ tạm thời tại khu vực chuyên dụng trước khi chuyển giao cho đơn vị có chức năng xử lý.
Giải pháp then chốt nào giúp duy trì an toàn hệ sinh thái hạ lưu đập?
Giải pháp quan trọng nhất là duy trì lưu lượng xả đáy thường xuyên từ 10% đến 15% lưu lượng bình quân năm trong suốt mùa kiệt từ tháng 12 đến tháng 5. Đồng thời, nhà máy duy trì phối hợp chặt chẽ với chính quyền xã Tú Nang để xả nước đúng lịch thời vụ phục vụ tưới tiêu cho 156 ha đất canh tác lúa của người dân.
Kết luận
- Luận văn hoàn thành việc đánh giá toàn diện hiện trạng phát thải và tác động môi trường của Thủy điện Đông Khùa sau 3 năm vận hành thực tế giai đoạn 2016 - 2018.
- Toàn bộ chất lượng không khí, nước mặt và nước thải sinh hoạt tại khu vực nghiên cứu nhìn chung được kiểm soát tốt, đáp ứng các quy chuẩn quốc gia QCVN 05:2013/BTNMT và QCVN 08-MT:2015/BTNMT cột A2.
- Nghiên cứu chỉ rõ tác động suy giảm từ 25% đến 35% lưu lượng dòng chảy hạ du trong mùa kiệt và hiện tượng ồn cục bộ 78 - 82 dBA tại buồng máy phát điện.
- Hệ thống 4 nhóm giải pháp kỹ thuật và quản lý môi trường được xây dựng đồng bộ, có lộ trình triển khai chi tiết cho giai đoạn 2019 - 2020.
- Các đơn vị quản lý và doanh nghiệp vận hành thủy điện nên khẩn trương áp dụng bộ giải pháp giám sát tự động và cam kết xả dòng chảy môi trường nhằm đảm bảo mục tiêu phát triển năng lượng bền vững song hành với bảo tồn hệ sinh thái.