Chương 1. TONG QUAN NGHIÊN CỨU TÓM TẮT Chương này trình bày tổng quan tình hình nghiên cứu có liên quan trên thé giới và tại Việt Nam và sơ lược khu vực nghiên cứu, bao gôm: l Khái niệm và vai trò tài nguyên nước mặt 2 Tổng quan nghiên cứu về hiện trạng tài nguyên nước mặt 3 Tổng quan nghiên cứu về khả năng đáp ứng nhu cầu sử dụng nước 4 Tổng quan về khu vực nghiên cứu Trang 5 1. Khai niệm và vai trò tài nguyên nước mặt 1. Khái niệm tài nguyên nước mặt Luat Tài nguyên nước, 2012 giải thích tài nguyên nước bao gồm nguồn nước mặt, nước dưới đất, nước mưa và nước biến thuộc lãnh thé của nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam.
Tài nguyên nước mặt (dòng chảy sông ngòi) của một vùng lãnh thổ hay một quốc gia là tổng lượng dòng chảy sông ngòi từ ngoài vùng chảy vào và lượng dòng chảy được sinh ra trong vùng (dòng chảy nội địa). Do đó, nguôn nước mặt hay còn gọi là tài nguyên nước mặt- một trong những yêu to quyét dinh sự phat trién kinh té xã hội (KT-XH) cua mot vùng lãnh tho hay mot quốc gia- bao gôm các nguồn nước ở sông ngòi, kênh mương, hồ tự nhiên, hồ chứa (hồ nhân tao), đầm lay, đồng ruộng (Tran Thanh Xuân, 2003). Theo Báo cáo môi trường quốc gia (2012) - Báo cáo môi trường nước mặt, tài nguyên nước mặt của nước ta tương đối phong phú, chiếm khoảng 2% tổng lượng dòng chảy của các sông trên thế giới; trong đó, khoảng 60% lượng nước tập ở lưu vực sông Mê Kong, 16% ở lưu vực sông Hong, khoảng 4% ở lưu vực sông Dong Nai, các lưu vực lớn khác, tổng lượng nước chỉ chiếm phan nhỏ còn lại. Vai trò của tài nguyên nước mặt Nguồn nước đóng vai trò quan trọng trong mọi khía cạnh của cuộc sống, đảm bảo cung cấp day đủ nước cho toàn bộ quan thé hành tinh này, đồng thời giữ được các chức năng thủy văn, sinh học và hóa học của các hệ sinh thái, thích ứng các hoạt động của con người trong giới hạn năng lực tự nhiên và chồng lại các dịch bệnh liên quan tới nước (UNESCO, 2006).
Nước được cấp dé uống, dé sản xuất thực phẩm. dé rửa - về bản chat dé duy trì sức khoẻ của chúng ta. Nước cũng cân thiết cho việc sản xuất nhiều sản phẩm công nghiệp, sản xuất điện, giao thông vận tải - tất cả đều rất quan trọng cho sự vận hành của một xã hội hiện đại và phát triỀn. Ngoài ra, nước cần thiết để đảm bảo tính toàn vẹn và tính bên vững của các hệ sinh thái của trái đất (UNESCO, 2006).
Trong những năm gân đây sự sẵn có và tiếp cận với nước đã được nhắn mạnh là một trong những van dé quan trọng nhất của tài nguyên thiên nhiên mà thế giới đang phải đối mặt. Báo cáo môi trường của Liên hợp quôc GEO 2000 cho biết tình trạng thiếu nước toàn cau là một tinh hudng khan cap toan dién, trong do "chu kỳ nước trên thé giới dường như không thé thích nghỉ được với những yêu cau sẽ được thực hiện trong thập kỷ tới" (UNEP, 1999). Tương tự, Quỹ Bảo vệ Thiên nhiên Thế giới (WWF) nhấn mạnh rằng nước là điều cần thiết đối với sức khoẻ con người, nồng nghiệp, công nghiệp và các hệ sinh thái tự nhiên, nhưng hiện đang khan hiếm ở nhiều vùng trên thé giới "(WWF, 1998). Koichiro Matsuura, 2006 da viet trong Mục tiêu Phát triển Thiên niên kỷ rang nước là yếu tố thiết yếu cho sự sống, nước tràn ngập cuộc sống của chúng ta và gan sau trong nên văn hoá của tat cả mọi người.
Nhu cầu cơ bản của con người về cung cấp thực phẩm an toàn và không bị bệnh tật đều phụ thuộc vào nước. Phát triển xã hội, y tế, giáo duc. cũng dựa trên sự san có của nước. Phát triển kinh tế đòi hỏi các nguồn năng lượng và các hoạt động công nghiệp -cả hai đều phụ thuộc vào nước.
Vì vậy, tài nguyên nước nói chung và Trang 6 tài nguyên nước mặt nói riêng có vai trò rât quan trọng đôi với đời sông con người, trong đó câp nước là vai trò quan trọng nhât. Tổng quan nghiên cứu về hiện trạng tài nguyên nước mặt 1. Nghiên cứu về trữ lượng nước mặt > Nghiên cứu trên thế giới Theo Nguyễn Thanh Sơn (2003). trong giai đoạn đầu nghiên cứu thủy văn tài nguyên nước, trước khi có các mồ hình toán hiện đại, các nghiên cứu chỉ mồ tả thủy vực địa lý riêng lẻ, chủ yếu là giải quyết hiện tượng thủy văn, phân vùng, phân khu, xây dựng các bản đồ đăng trị thủy văn, mối liên hệ giữa mưa rào — dòng chảy.
Trong thời ky này, phải kế đến các nghiên cứu noi bật như: nguyên lý tính toán lưu lượng nước bằng tích số của diện tích mặt cắt ngang và tốc độ chảy (Hoàng dé La Mã Nêrô); đo đạc mưa tiễn hành ở Palestin; đo đạc dòng chảy băng phao noi (Leonard de Vinci, 1452-1519); Palisay (1510-1590) cung co ly thuyết của Plato va Aristotle về tuần hoàn thủy văn bằng khái niệm mới; công thức dòng chảy trong kênh hở (Chezy, 1775). Cùng với sự phát triển của khoa học máy tính, các nghiên cứu về trữ lượng tài nguyên nước mặt cũng có những bước phát triển mạnh mẽ, tiêu biểu là việc ra đời của các mô hình toán thủy văn kết hợp với công nghệ GIS- góp phân giải quyết nhanh chóng và hiệu quả những tính toán phức tạp trong thủy văn tải nguyên nước. Có thé kế đến mô hình Tank (Suganawar, 1956) — ra đời tại trung tâm quốc gia phòng chong lũ lụt Nhật Bản cho việc mô phỏng tính toán mưa rào — dòng chảy tại các lưu vực nhỏ; mồ hình SSARR (Rockwood, 1256) tính toán lưu lượng và trữ lượng nước trên các lưu vực sông nhỏ có xét đến sự điều tiết của các hỗ tự nhiên và nhân tạo. Sau đó, hàng loạt các mô hình hiện đại khác được ra đời và ngày càng hoàn thiện như: Mô hình tính toán thủy văn Marine (Viện Cơ học chất lỏng Toulouse — IMFT, Cộng hòa Pháp) tính toán dự báo quá trình hình thành, lan truyền lũ trên lưu vực; Mô hình HEC (Hoa Ky); Mô hình IOOM -Integrated Quantity Quality Model- được phát triển cho các lưu vực sông Murray-Darling (Uc) và áp dụng cho các lưu vực sông MêKông: SWAT -Soil and Water Assessment Tool (Agricultural Research Service - United States Department of Agriculture va Texas A&M AgriLife Research - Dai hoc Texas A&M, Hoa Kỳ, 1990) nhằm dự báo những ảnh hưởng của sử dụng đất đến nước, sự bôi lắng và lượng hóa chất sinh ra từ hoạt động nông nghiệp.
Gan day, còn có phân tích hệ thống tài nguyên nước dé đánh giá trữ lượng nước như: UNESCO đã thực hiện nghiên cứu đánh giá trữ lượng nguon nước mặt tại lưu vực sông Chao Phraya, Thái Lan cung cấp nước cho các khu đô thị lớn như BangKok, Nakhon Sawan,. thông qua chỉ thị trữ lượng nước của các đập (DNESCO, 2006). Hiện trạng (S) tài nguyên nước khu vực này tương đối déi dào với khoảng 3000 đập đã được xây từ năm 1950 để lưu trữ nước vào mùa khô. Điều này cho phép họ khai thác tiềm năng nông nghiệp rộng lớn của lưu vực đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của người sử dụng công nghiệp và đô thị (D).
Hai đập lớn nhất được xây dựng là đập Bhumiphol và Sirikit cùng nhau kiểm soát 22% dòng chảy của toàn bộ khu vực. Đập Trang 7 Bhumiphol trên sông Ping có dung tích lưu trữ trực tiếp là 9,7 tỷ m3. Đập Sirikit trên sông Nan có dung tích lưu trữ trực tiếp 6 ty mẻ. Tuy nhiên, số lượng đập lớn cũng gây tác động (I) đến nguồn nước mặt, người dân thực hiện tái định cư tại những vùng đất màu mỡ hơn gây áp lực (P) lưu lượng nước thải thải ra lưu vực.
Tuy nhiên, báo cáo này còn hạn chế khi các chỉ thị chưa được đưa vào đánh giá mức độ căng thăng hay áp lực của nguồn nước mặt vì việc sử dụng nước mặt ít quan trọng đối với lưu vực này, nước ngâm được sử dụng đến 75% (Binnie & Partneis, 1997). UNESCO cũng tiễn hành một nghiên cứu khác lưu vực sông Seine — Normandy, Pháp được vào năm 2006 bằng việc sử dụng mô hình DPSIR để phát triển các chỉ thị như (trữ lượng nước mặt — m°/s, lượng mưa — mm, lượng bốc hơi — mm.) để đánh giá hiện trạng nước mặt, từ các chỉ thị đã phát triển để sử dụng, nghiên cứu dung chỉ số WSI để đánh giá áp lực nguồn nước (thông qua chỉ thị lượng nước rút ra — tỷ m3/năm, tiêu thụ nước — tỷ m$/năm và tính sẵn có của nguồn nước — tỷ mẺ/năm). > Nghiên cứu tại Việt Nam Một trong những nghiên cứu điển hình ứng dụng mô hình toán trong tính toán tài nguyên nước “Quản lý tổng hợp tài nguyên nước lưu vực sông Đồng Nai” (Tô Van Trường, 2008 -Viện Quy hoạch Thủy lợi Miền Nam) - ứng dụng mô hình MIKE BASIN-WB để tính toán cân băng nước vùng thượng lưu từ Trị An và Dầu Tiếng trở lên. Dự án này chưa xem xét đến tác động của BĐKH đến tài nguyên nước trong lưu vực.
Một số nghiên cứu khác liên quan đến khai thác và sử dụng tài nguyên nước mặt trên lãnh thé Việt Nam có thé kế ra như: Dé tài cấp bộ “Nghiên cứu cơ sở khoa học và giải pháp công nghệ để phát triển bên vững lưu vực sông Hông” (Tô Trung Nghĩa, 2006 - Viện Quy hoạch Thủy lợi) xem xét tông hợp đa ngành trong bai toán chia sẻ, phân bồ nguồn nước lưu vực sông Hông-Thái Bình. Thông qua việc xây dựng các kịch bản phát triển, mô hình tối ưu kinh tế phân b6 nguồn nước, tính toán diễn biến môi trường nguồn nước có xét đến tác động của BDKH với sản phẩm là một hệ thống hỗ trợ ra quyết định phục vụ công tác quản lý và khai thác hiệu quả nguồn nước lưu vực sông Hồng-Thái Bình. Đề tài “Nghiên cứu giải pháp tổng thé sử dung hợp lý tài nguyên và bảo vệ môi trường lưu vực sông Ba và sông Côn ” (Nguyễn Van Cư, 2009 - Viện Địa Lý - Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam). Đề tài cấp nhà nước KC-08- 04 “Nghiên cứu mô hình quản lý tổng hop tài nguyên và môi trường lưu vực sông Đà” (Nguyễn Quang Trung, 2004) chỉ ra thực trạng và tình hình khai thác, sử dụng tài nguyên, môi trường trên lưu vực; đánh giá hiện trạng va dự báo chất lượng môi trường lưu vực sông, đồng thời xây dựng mô hình quản lý tổng hợp tài nguyên và môi trường sông Đà.