Luận văn ThS: Dòng chảy kiệt hạ du sông Mã và khai thác hợp lý | Ngô Bảo Châu

Nghiên cứu chuyên sâu về dòng chảy kiệt hạ du sông Mã, phân tích nguyên nhân và đề xuất các giải pháp khai thác tài nguyên nước bền vững, hiệu quả.

• Tác giả: Ngô Bảo Châu
• Người hướng dẫn: GS. Trần Viết Ổn
• Trường học: Trường đại học thủy lợi Hà Nội
• Chuyên ngành: Kỹ thuật tài nguyên nước
• Đề tài: Nghiên cứu dòng chảy kiệt hạ du sông Mã và giải pháp khai thác sử dụng hợp lý
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ kỹ thuật
• Năm xuất bản: 2016
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Tổng quan về dòng chảy kiệt hạ du sông Mã Nền tảng nghiên cứu quan trọng

Sông Mã, một trong những hệ thống sông lớn nhất Việt Nam, đóng vai trò huyết mạch đối với sự phát triển kinh tế – xã hội và đời sống của hàng triệu người dân, đặc biệt là ở khu vực hạ du. Tuy nhiên, tình trạng dòng chảy kiệt ngày càng trầm trọng do biến đổi khí hậu và các hoạt động khai thác, sử dụng nước thiếu bền vững đang đặt ra nhiều thách thức nghiêm trọng. Việc nghiên cứu dòng chảy kiệt hạ du sông Mã trở thành nhiệm vụ cấp bách, nhằm đánh giá hiện trạng, dự báo xu thế và đề xuất các giải pháp khai thác tài nguyên nước sông Mã một cách hợp lý, tối ưu. Nghiên cứu này không chỉ mang ý nghĩa khoa học sâu sắc mà còn có giá trị thực tiễn to lớn trong việc đảm bảo an ninh nguồn nước và phát triển bền vững vùng hạ du. Các dữ liệu về khí hậu, thủy văn, và đặc điểm tự nhiên của vùng nghiên cứu, như độ ẩm, lượng bốc hơi, số giờ nắng, được xem xét kỹ lưỡng để cung cấp cái nhìn tổng thể về hệ thống.

1.1. Đặc điểm tự nhiên và thủy văn hạ du sông Mã

Khu vực hạ du sông Mã mang đặc trưng của vùng đồng bằng ven biển, chịu ảnh hưởng mạnh mẽ của chế độ thủy văn sông và triều biển. Đặc điểm khí hậu ở đây đa dạng với biến trình nhiệt độ, độ ẩm và lượng mưa theo mùa rõ rệt. Theo nghiên cứu của Ngô Bảo Châu (2016), vùng đồng bằng có độ ẩm tương đối cao, thường đạt 85-86%, trong khi đó vùng thung lũng có thể thấp hơn. Lượng bốc hơi Piche trên lưu vực sông Mã dao động từ 800-1000mm, với vùng đồng bằng thường có khả năng bốc hơi lớn hơn do tốc độ gió trung bình cao hơn. Chế độ thủy văn chịu sự chi phối của mưa lũ và hạn hán, ảnh hưởng trực tiếp đến dòng chảy kiệt. Sự phức tạp của hệ thống sông, cùng với các yếu tố tự nhiên và nhân tạo, tạo nên một bức tranh đa chiều về tài nguyên nước, đòi hỏi sự phân tích kỹ lưỡng để hiểu rõ các yếu tố chi phối dòng chảy kiệt hạ du sông Mã.

1.2. Tầm quan trọng của nghiên cứu dòng chảy kiệt khu vực

Việc nghiên cứu dòng chảy kiệt tại hạ du sông Mã có ý nghĩa then chốt đối với sự phát triển bền vững của khu vực. Dòng chảy kiệt ảnh hưởng trực tiếp đến nguồn nước sinh hoạt, sản xuất nông nghiệp, công nghiệp và hệ sinh thái thủy sinh. Hiểu rõ quy luật và diễn biến của dòng chảy kiệt giúp các nhà quản lý đưa ra quyết định chính sách phù hợp, đặc biệt trong bối cảnh biến đổi khí hậu sông Mã ngày càng rõ rệt. Nghiên cứu này cung cấp cơ sở khoa học để xây dựng các kịch bản dự báo, đánh giá tác động và đề xuất các giải pháp quản lý nước mùa kiệt hiệu quả. Mục tiêu cuối cùng là đảm bảo an ninh nguồn nước, giảm thiểu thiệt hại do thiếu nước gây ra, và tối ưu hóa việc khai thác tài nguyên nước sông Mã cho các mục đích đa ngành.

II. Thách thức lớn Dòng chảy kiệt sông Mã và tác động môi trường kinh tế

Tình trạng dòng chảy kiệt sông Mã không chỉ là một hiện tượng tự nhiên mà còn trở thành một thách thức lớn, ảnh hưởng sâu sắc đến môi trường sinh thái và nền kinh tế khu vực. Sự suy giảm lưu lượng nước trong mùa khô gây ra hàng loạt hệ lụy, từ thiếu nước sinh hoạt, sản xuất đến suy thoái chất lượng nước và xói lở bờ sông. Các hoạt động phát triển kinh tế-xã hội, đặc biệt là sản xuất nông nghiệp và nuôi trồng thủy sản, đang phải đối mặt với những khó khăn nghiêm trọng do sự bất ổn của nguồn nước. Việc nhận diện và phân tích kỹ lưỡng các tác động này là bước đầu tiên để xây dựng các chiến lược khai thác tài nguyên nước sông Mã một cách bền vững và hiệu quả, giảm thiểu rủi ro từ dòng chảy kiệt hạ du sông Mã.

2.1. Hiện trạng dòng chảy kiệt và những biến động phức tạp

Hiện trạng dòng chảy kiệt sông Mã đang có xu hướng phức tạp hơn do sự kết hợp của nhiều yếu tố. Ngoài các yếu tố tự nhiên như biến đổi khí hậu, thiếu hụt lượng mưa, còn có các tác động từ hoạt động của con người như xây dựng hồ đập thượng nguồn, khai thác cát sỏi, và gia tăng nhu cầu sử dụng nước. Luận văn của Ngô Bảo Châu (2016) chỉ ra rằng, các hồ chứa lớn trên lưu vực có vai trò quan trọng trong việc điều tiết dòng chảy, nhưng cũng có thể ảnh hưởng đến chế độ dòng chảy kiệt ở hạ du nếu việc vận hành không được tối ưu. Sự biến động về lưu lượng và mực nước trong mùa kiệt đã gây ra tình trạng xâm nhập mặn sâu hơn vào nội đồng ở các vùng ven biển của hạ du sông Mã, đe dọa trực tiếp đến sản xuất nông nghiệp và nguồn nước ngọt. Việc theo dõi và dự báo các biến động này là cực kỳ cần thiết cho công tác quản lý nước mùa kiệt.

2.2. Hậu quả của dòng chảy kiệt hạ du đối với đời sống sản xuất

Dòng chảy kiệt hạ du sông Mã gây ra nhiều hậu quả tiêu cực đối với đời sống và sản xuất. Đối với nông nghiệp, thiếu nước tưới trong mùa khô làm giảm năng suất cây trồng, đặc biệt là lúa và các loại cây công nghiệp. Tình trạng xâm nhập mặn do dòng chảy kiệt đẩy mạnh hơn cũng phá hủy đất canh tác. Đối với sinh hoạt, nguồn nước sạch bị ảnh hưởng nghiêm trọng, đôi khi phải sử dụng các nguồn nước không đảm bảo vệ sinh. Môi trường sinh thái thủy sinh cũng chịu tác động tiêu cực, gây suy giảm đa dạng sinh học. Về kinh tế, các ngành như thủy sản, du lịch đường sông cũng bị ảnh hưởng. Các số liệu thống kê về hệ thống trạm bơm tưới và tiêu cho thấy sự phụ thuộc lớn của sản xuất vào nguồn nước sông Mã, và khi dòng chảy kiệt xảy ra, hoạt động của các trạm này gặp nhiều khó khăn, ảnh hưởng trực tiếp đến sinh kế của người dân.

III. Phương pháp tiên tiến Nghiên cứu dòng chảy kiệt sông Mã bằng mô hình thủy lực

Để có cái nhìn sâu sắc và chính xác về diễn biến của dòng chảy kiệt hạ du sông Mã, việc áp dụng các phương pháp nghiên cứu tiên tiến là điều kiện tiên quyết. Trong số đó, mô hình thủy lực đóng vai trò trọng yếu trong việc mô phỏng, phân tích và dự báo các kịch bản dòng chảy. Phương pháp này cho phép các nhà khoa học đánh giá tác động của các yếu tố tự nhiên và nhân tạo đến chế độ thủy văn, từ đó đề xuất các giải pháp khai thác tài nguyên nước sông Mã một cách khoa học. Việc xây dựng và kiểm định mô hình thủy lực cho hệ thống sông Mã là một quá trình phức tạp, đòi hỏi sự chính xác cao về dữ liệu đầu vào và kỹ thuật phân tích. Đây là cốt lõi để đưa ra các nhận định và khuyến nghị đáng tin cậy về quản lý nước mùa kiệt.

3.1. Ứng dụng mô hình thủy lực Mike 11 trong phân tích dòng chảy kiệt

Mô hình thủy lực Mike 11 là một công cụ mạnh mẽ, được sử dụng rộng rãi trong các nghiên cứu dòng chảy kiệt và quản lý tài nguyên nước. Mô hình này có khả năng mô phỏng động lực học dòng chảy một chiều trong các hệ thống sông, kênh, và có thể tích hợp cả yếu tố triều. Trong nghiên cứu về dòng chảy kiệt hạ du sông Mã, Mike 11 được sử dụng để thiết lập sơ đồ tính toán thủy lực cho toàn bộ hệ thống. Quá trình này bao gồm việc mô phỏng năm thực tế để đánh giá sự phù hợp của mô hình với dữ liệu quan trắc, sau đó tiến hành kiểm định và hiệu chỉnh các thông số để đảm bảo độ chính xác. Theo luận văn Ngô Bảo Châu (2016), việc áp dụng Mike 11 giúp xác định chính xác hiện trạng dòng chảy kiệt với tần suất thiết kế P = 85%, đồng thời dự báo mực nước và lưu lượng tại các vị trí quan trọng của sông Mã, phục vụ cho việc khai thác tài nguyên nước sông Mã hiệu quả.

3.2. Xây dựng kịch bản và xác định nhu cầu tài nguyên nước sông Mã

Việc xây dựng các kịch bản tính toán là bước quan trọng để đánh giá tác động của các yếu tố khác nhau lên dòng chảy kiệt sông Mã. Các kịch bản này thường bao gồm tần suất tính toán (ví dụ, tần suất kiệt P=85%), và các điều kiện biên thủy văn như mực nước triều tại cửa sông. Đồng thời, xác định nhu cầu nước hiện tại và dự báo nhu cầu đến năm 2030 là yếu tố then chốt để lập kế hoạch quản lý nước mùa kiệt. Nhu cầu nước tổng hợp trong mùa kiệt bao gồm nước cho sinh hoạt, nông nghiệp, công nghiệp, và duy trì dòng chảy tối thiểu. Dựa trên kết quả mô phỏng từ Mike 11, cân bằng nước được tính toán để so sánh giữa khả năng cung cấp và nhu cầu sử dụng, từ đó xác định mức độ thiếu hụt và các khu vực cần ưu tiên cấp nước. Đây là cơ sở vững chắc cho việc đề xuất giải pháp khai thác dòng chảy kiệt hạ du sông Mã.

IV. Giải pháp khai thác Dòng chảy kiệt hạ du sông Mã bền vững cho tương lai

Đối mặt với thách thức từ dòng chảy kiệt hạ du sông Mã, việc đề xuất và triển khai các giải pháp khai thác bền vững là cực kỳ cần thiết. Các giải pháp này cần được tích hợp, bao gồm cả biện pháp công trình và phi công trình, nhằm tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên nước sông Mã và giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường. Mục tiêu chính là đảm bảo an ninh nguồn nước cho mọi nhu cầu, từ sinh hoạt đến sản xuất, đồng thời duy trì sự cân bằng sinh thái của hệ thống sông. Sự phối hợp giữa các bên liên quan, từ chính quyền địa phương đến cộng đồng và các nhà khoa học, là chìa khóa để thực hiện thành công các chiến lược quản lý nước mùa kiệt và hướng tới một tương lai phát triển bền vững cho toàn bộ khu vực hạ du sông Mã.

4.1. Đề xuất các giải pháp công trình và phi công trình tối ưu

Các giải pháp công trình có thể bao gồm việc nâng cấp và xây dựng mới các hồ chứa, đập dâng, hệ thống kênh mương và trạm bơm để tăng cường khả năng tích trữ và phân phối nước. Ví dụ, việc cải tạo các trạm bơm tưới hiện có, như các trạm trên địa bàn Hoằng Hóa, Nga Sơn (theo bảng 1-14 và 1-15 trong tài liệu gốc), hoặc xây dựng thêm các công trình điều tiết cục bộ có thể nâng cao hiệu quả khai thác tài nguyên nước sông Mã. Bên cạnh đó, các giải pháp phi công trình tập trung vào việc nâng cao nhận thức cộng đồng, thay đổi thói quen sử dụng nước, áp dụng các kỹ thuật tưới tiết kiệm nước trong nông nghiệp, và ban hành các quy định pháp luật chặt chẽ về quản lý nước mùa kiệt. Sự kết hợp linh hoạt giữa hai nhóm giải pháp này sẽ tạo ra một chiến lược toàn diện và hiệu quả để đối phó với dòng chảy kiệt hạ du sông Mã.

4.2. Quản lý tổng hợp và sử dụng hiệu quả tài nguyên nước mùa kiệt

Quản lý tổng hợp tài nguyên nước là một cách tiếp cận đa ngành, đa mục tiêu, nhằm tối ưu hóa việc sử dụng nguồn nước trong mùa kiệt. Điều này bao gồm việc thiết lập hệ thống quan trắc và dự báo dòng chảy kiệt hiện đại, xây dựng quy trình vận hành liên hồ chứa hợp lý để điều tiết dòng chảy về hạ du. Cần có sự phối hợp chặt chẽ giữa các tỉnh, các ngành trong lưu vực sông Mã để phân bổ nguồn nước công bằng và hiệu quả. Việc ưu tiên cấp nước cho sinh hoạt, sau đó là nông nghiệp và các ngành khác theo thứ tự ưu tiên rõ ràng là cần thiết. Ngoài ra, cần nghiên cứu và áp dụng các công nghệ tái sử dụng nước, thu gom nước mưa, và xử lý nước thải để tăng cường nguồn cung trong những thời kỳ dòng chảy kiệt nghiêm trọng, đảm bảo sự bền vững cho việc khai thác tài nguyên nước sông Mã và giảm thiểu ảnh hưởng của biến đổi khí hậu sông Mã.

V. Kết quả và tiềm năng Nghiên cứu dòng chảy kiệt sông Mã mở ra hướng đi mới

Những kết quả thu được từ nghiên cứu dòng chảy kiệt sông Mã, đặc biệt là việc áp dụng mô hình thủy lực tiên tiến, đã cung cấp một bức tranh toàn diện và sâu sắc về hiện trạng cũng như xu thế biến đổi của dòng chảy kiệt hạ du sông Mã. Các phân tích đã làm rõ những nguyên nhân chính gây ra tình trạng thiếu nước và đề xuất các giải pháp khả thi, mang lại giá trị thực tiễn cao cho công tác quản lý và hoạch định chính sách. Nghiên cứu này không chỉ là cơ sở khoa học vững chắc mà còn mở ra nhiều tiềm năng phát triển mới, hướng tới một chiến lược khai thác tài nguyên nước sông Mã hiệu quả và bền vững hơn trong tương lai, thích ứng với những biến động của tự nhiên và xã hội.

5.1. Đánh giá hiệu quả của các giải pháp đề xuất

Các giải pháp được đề xuất trong nghiên cứu, từ việc cải thiện cơ sở hạ tầng thủy lợi đến các biện pháp quản lý phi công trình, đều được đánh giá dựa trên khả năng cải thiện tình hình dòng chảy kiệt hạ du sông Mã. Ví dụ, việc vận hành hợp lý các hồ chứa thượng nguồn, kết hợp với nâng cấp hệ thống trạm bơm ở hạ du (như các trạm tưới tiêu tại Thanh Hóa), có thể giúp tăng cường khả năng cấp nước trong mùa kiệt. Hiệu quả của các giải pháp này được đo lường thông qua việc giảm thiểu diện tích đất bị khô hạn, đảm bảo nguồn nước sinh hoạt cho người dân, và giảm thiểu tình trạng xâm nhập mặn. Nghiên cứu của Ngô Bảo Châu (2016) đã đưa ra các kịch bản tính toán cụ thể, chứng minh rằng việc áp dụng đồng bộ các giải pháp có thể cải thiện đáng kể tình trạng dòng chảy kiệt, góp phần vào sự ổn định của hệ thống sông Mã và đời sống của người dân Thanh Hóa.

5.2. Hướng phát triển và khuyến nghị chính sách cho hạ du sông Mã

Trên cơ sở kết quả nghiên cứu, nhiều hướng phát triển và khuyến nghị chính sách đã được đưa ra để tăng cường quản lý nước mùa kiệt và khai thác tài nguyên nước sông Mã bền vững. Các khuyến nghị bao gồm việc đầu tư vào hệ thống quan trắc và dự báo sớm dòng chảy kiệt, xây dựng cơ sở dữ liệu thủy văn toàn diện, và phát triển các mô hình dự báo tích hợp. Cần có chính sách khuyến khích sử dụng nước tiết kiệm và hiệu quả trong nông nghiệp, áp dụng công nghệ tưới tiên tiến. Ngoài ra, việc tăng cường hợp tác liên tỉnh, liên ngành trong quản lý và phân phối nước trên toàn lưu vực sông Mã là vô cùng quan trọng. Các chính sách này sẽ tạo tiền đề vững chắc cho việc thích ứng với biến đổi khí hậu sông Mã và đảm bảo nguồn nước bền vững cho khu vực hạ du sông Mã trong dài hạn.

VI. Tổng kết Dòng chảy kiệt hạ du sông Mã và định hướng phát triển bền vững

Nghiên cứu về dòng chảy kiệt hạ du sông Mã là một bước tiến quan trọng trong việc hiểu rõ hơn về hệ thống thủy văn phức tạp này và những thách thức mà nó đang phải đối mặt. Từ việc phân tích đặc điểm tự nhiên, thủy văn đến việc ứng dụng mô hình thủy lực tiên tiến như Mike 11, nghiên cứu đã cung cấp những cái nhìn sâu sắc và cơ sở khoa học vững chắc cho việc hoạch định chính sách. Các giải pháp đề xuất nhằm khai thác tài nguyên nước sông Mã một cách hợp lý không chỉ giải quyết các vấn đề cấp bách mà còn hướng tới mục tiêu phát triển bền vững lâu dài. Đây là nền tảng để xây dựng một chiến lược quản lý tài nguyên nước hiệu quả, đảm bảo sự hài hòa giữa phát triển kinh tế-xã hội và bảo vệ môi trường trong bối cảnh biến đổi khí hậu sông Mã.

6.1. Tóm tắt những đóng góp quan trọng của nghiên cứu

Nghiên cứu đã đóng góp quan trọng vào việc làm rõ hiện trạng và dự báo xu thế dòng chảy kiệt hạ du sông Mã. Cụ thể, nó đã xác định được các yếu tố chính ảnh hưởng đến dòng chảy kiệt, từ đặc điểm khí hậu thủy văn đến hoạt động khai thác của con người. Việc áp dụng thành công mô hình Mike 11 để mô phỏng và dự báo dòng chảy kiệt theo các kịch bản khác nhau là một điểm nhấn quan trọng. Các giải pháp khai thác tài nguyên nước sông Mã được đề xuất mang tính toàn diện, kết hợp cả biện pháp công trình và phi công trình, nhằm tối ưu hóa việc sử dụng nước và giảm thiểu tác động tiêu cực. Nghiên cứu này cung cấp dữ liệu và phân tích đáng tin cậy, là cơ sở khoa học để các nhà quản lý và hoạch định chính sách đưa ra các quyết định hiệu quả cho việc quản lý nước mùa kiệt và phát triển bền vững vùng hạ du.

6.2. Triển vọng tương lai trong quản lý nước sông Mã

Triển vọng tương lai của việc quản lý nước sông Mã rất hứa hẹn nếu các giải pháp và khuyến nghị từ nghiên cứu được triển khai một cách đồng bộ. Việc tiếp tục đầu tư vào nghiên cứu khoa học, đặc biệt là về biến đổi khí hậu sông Mã và các mô hình dự báo, sẽ giúp nâng cao năng lực ứng phó. Nâng cấp cơ sở hạ tầng thủy lợi, áp dụng công nghệ thông minh trong điều hành hệ thống, và tăng cường hợp tác liên vùng là những định hướng chính. Hơn nữa, việc nâng cao nhận thức cộng đồng về tầm quan trọng của việc bảo vệ và sử dụng hiệu quả tài nguyên nước là yếu tố then chốt. Những nỗ lực này sẽ góp phần xây dựng một hệ thống sông Mã kiên cường hơn, đảm bảo nguồn nước ổn định cho sự phát triển kinh tế – xã hội bền vững của khu vực hạ du sông Mã.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan về lĩnh vực nghiên cứu 1.1 Các nghiên cứu ngoài nước có liên quan đến đềtài Nghiên cứu về dòng chảy kiệt ở hạ du các sông đã được nhiều nhà nghiên cứu trên thế giới quan tâm. Nghiên cứu trên lưu vực Murra Darling (Úc) là một trong những nghiên cứu điển hình. Với diện tích lưu vực rất lớn hơn 1 triệu km 2, việc sử dụng nước, xây dựng các công trình trên dòng chính đã làm cho lưu vực gần như cạn kiệt. Để duy trì sự tồn tại của con sông, ban quản lý lưu vực sông đã đề xuất các sáng kiến và được sự đồng thuận của các tiểu bang trong lưu vực, gồm các điểm sau: Chuẩn bị một chiến lược tổng thể về sử dụng nước ngầm và nước mặt một cách bền vững; đề xuất tiêu chuẩn về chất lượng nước; quy hoạch sử dụng nước và định mức sử dụng nước cho các tiểu bang, phân bố việc sử dụng nước theo mùa; các nguyên tắc về kinh doanh và chế độ xử phạt trong việc sử dụng nước.

Để đạt được mục tiêu về sử dụng nguồn nước trên sông Murray Darling bền vững, duy trì sự sống của con sông, các hành động cụ thề cần thực hiện bao gồm: Dừng việc xây dựng thêm các công trình khai thác nước: xác định hạn ngạch được khai thác cho từng khu vực trên lưu vực: đăng ký khai thác nước; thiết lập cơ chế quàn lý môi trường độc lập; việc sử dụng nước cần mang lại hiệu quả kinh tế: tích hợp trong việc quản lý đất và nước. Việc nghiên cứu tính toán, đánh giả sự biến động và tác động cùa dòng cháy kiệt cũng như hậu quả của nó là hạn hán đến sản xuất nông nghiệp và các ngành kinh tế đã dược triền khai tại rất nhiều quốc gia trên thế giới không chỉ ở những nước đang phát triển mà còn ờ những nước phát triển. Sau đây là một số kết quả nghiên cứu điển hình cũng như các phần mềm, công cụ tính toán dự báo về dòng chảy kiệt trên thê giới: Trung tâm Giảm thiểu Hạn hán Quốc gia (National Drought Mitigation Center - NDMC) thuộc trường Đại học Nebraska-Lincoln, Mỹ đã nghiên cứu xây dựng một hệ thống dự báo thủy lực tiên tiến (Advanced Hydrologic Prediction Service AHPS) để tính toán và dự báo dòng chảy mùa lũ cũng như mùa kiệt và tác dộng đối với sản xuất nông nghiệp cũng như thủy sản. Nghiên cứu điền hình ứng dụng hệ thống này tại thượng lưu sông Colorado - Mỹ cho thấy (Nguồn: Brian Arterỵ District Manager.

Platte County Conservation District) 3 - Dòng chảy kiệt sòng Colorado có tác dộng mạnh mẽ đến kinh tế, xã hội, môi trường, phát triển nông nghiệp và thủy sản vùng ven sông - Khi dỏng chảy khoảng 1.1 m3/s thì việc tưới tiêu trở nên thất thường và một vài nơi sẽ không đủ nước để tưới - Khi dòng chảy khoảng 0.5 m3/s thì các điều kiện cho sinh hoạt 2 bên bờ là rất khó tiếp cận - Khi dòng chày khoảng 0,2 m3/s thì không có khả năng cho tưới, việc cung cấp nước tưới cần phải có các hệ thống cấp nước thay thế khảc - Cùng với dòng chảy khoảng 0.2 m3/s thì đây lả một điều kiện rất bất lợi cho các loài thủy sản, một số loài cây và sinh vật thủy sinh có thể bị chết - Cùng với dòng chảy khoảng 0.2 m3/s thì đây không phải là điều kiện thuận lợi cho vật nuôi và các loài sinh vật sống dưới nước và cũng cần phải có hình thức cấp nước thay thế khác.  Nhóm nghiên cứu của Trường Đại học Rheinisch-Westfálischc Tcchnische Hochschulc Aachen. Theo kết quả đánh giá tổn thất của dòng chảy kiệt sông Meause đã chỉ ra rằng khi nhu cầu dùng nước vượt quá nguồn nước sẵn có thì rất nhiều ngành kinh tế sẽ bị tác động như năng lượng, hàng hải, nước uống và nông nghiệp. Các chi tiêu tổn thất của dòng chảy kiệt đối với nông nghiệp là giảm sản lượng, đối với nước uống là chi phí lấy nước từ các nguồn khác thay thế, đối với hàng hải là chi phí bơm tại các cống vả thời gian mở cống.

 Ứng dụng các mô hình toán cho tính toán dòng chảy kiệt trên các hệ thống sông từ lâu không còn là mới mẻ. Với các đặc điểm vượt trội hơn các mô hình vật lý về tốc độ, chi phí, độ chính xác cho phép. và đặc biệt, ngày nay với sự phát triển của máy tính và các ngôn ngữ lập trình, mô hình toán thực sự đang trở thành công cụ tiên phong và rất hữu hiệu trong mô tả các hiện tượng dòng chảy thiên nhiên phức tạp. Việc tinh toán, dự báo diễn biến và tác dộng cùa dỏng chảy kiệt sẽ là cơ sở đề xuất các giải pháp công trình và phi công trình nhằm giảm thiểu các tác động này.

 Tại Đan Mạch, Viện Thủy lực Đan Mạch phát triển các mô hình họ MIKE và 4 một loạt các phần mềm khác. Việc ứng dụng các mô hình toán trong tính toán dòng chảy đã mang lại những kết quả khá chính xác và nhanh chóng đưa ra các quyết định cho việc quản lý vận hành công trình thủy lợi. Trong đó, các ứng dụng mô hình Mike 11 đã đưọc công nhận là tin cậy và cho kết quả tốt, một số các ứng dụng của mô hình Mike 11 đã được ứng dụng trên thực tế - Tại Ấn Độ, năm 2004, một dự án nghiên cứu kết hợp giữa Viện Công nghệ Quốc gia Ấn Độ với Viện Thủy lực Đan Mạch được thực hiện trên cơ sở ứng dụng mô hình MIKE 11 và MIKE SHE để tính toán tối ưu hóa hệ thống thủy nông. Dự án được thực hiện trên hệ thống thủy nông Mahanadi, bao gồm hồ chứa và hệ thống kênh thuộc loại lớn nằm ở miền Trung của Ấn Độ.

Nhờ công cụ MIKE 11 và MIKE SHE dự án đã tiên hành tính toán mô phỏng lượng mưa trong lưu vực, tính toán thủy lực trên các hệ thống sông, xây dựng quy trình vận hành hồ chứa và vận hành hệ thống kênh nội đồng. Kết quả thực hiện dự án cho thấy, hiện trạng các hệ thống kênh đã vận hành không hiệu quả trong việc cấp nước tưới vả tình trạng tổn thất nước dọc kênh là rất lớn, trong khi đó một phẩn diện tích cây trồng thường gặp nguy cơ thiếu nước và hạn hán trong mùa khô. Từ kết quả nghiên cứu, dự án đã đưa ra các nguyên tắc vận hành công trình thủy lợi trong hệ thống thủy nông được hiệu quả, giảm áp lực về hạn hán lên cây trồng. Tại Bangladesh, năm 1997, nhằm đối phó với hạn hán trên sông Gorai.

DHI đã phối hợp với ủy ban phát triển nước Bangladesh thiết lập mô hình Mike 11 đề mô tả các biến đổi hình thái ở hạ lưu sông, đồng thời dự báo sự thay đổi trong lưu lượng trước và sau khi nạo vét sông trong mùa khô và mùa lũ. Đồng thời kết hợp các module HD vả module tải khuếch tán chất lượng nước để tính toán xâm nhập mặn trong mùa khô ở các vùng cửa sông. Két quả dự án đã kết luận khả năng xâm nhập mặn vùng cửa sông lên tới 30km, làm ảnh hưởng đến khà năng lấy nước của các công trình thủy nông dọc sông. Ngoài ra dự án đã chỉ ra mức độ nạo vét hợp lý đề không gây ra những biền đổi lớn về hình thái sông.2 Các nghiên cứu trong nước có liên quan đến đề tài Vấn đề suy thoái tài nguyên nước ở các lưu vực sông hiện nay diễn ra ngày càng nghiêm trọng, theo thống kê nước ta có nguồn nước mặt từ các sông hồ rất lớn, khoảng 835 tỷ m3 trong dó cỏ 313 tỷ m3 sản sinh trên lãnh thổ Việt Nam còn lại 522 tỷ m3 từ 5 lãnh thổ các nước ngoài chảy vào nước ta.

Tuy nhiên, tài nguyên nước trên các lưu vục sông nước ta đang suy giảm nghiêm trọng về số lượng và chất lượng. Việc khai thác, sử dụng tài nguyên nước chưa hợp lý, thiếu bền vững đã và đang gây suy giảm tài nguyên nước trọng khi hiệu quá sử dụng nước còn thấp, tình trạng lãng phí trong sử dụng nước còn phổ biến trên phạm vi cả nước. Cùng với đó là vấn đề biến đổi khí hậu, toàn cầu đang nóng lên đã và sẽ tác động nhiều đến tài nguyên nước. Các đề tài nghiên cứu về dòng chảy kiệt đã được triển khai trong những năm gần đây, ở Việt Nam chủ yểu tập trung vào vấn đề nghiên cứu các nguyên nhân gây ra biến đổi dòng chảy kiệt, giải pháp sử dụng hiệu quả tài nguyên nước trên các lưu vực sông.

Cùng với đó những nghiên cứu liên quan đến việc đánh giá tác động của việc hạ thấp mực nước hạ du dưới tác động của các yếu tố, được Chính phủ đặc biệt quan tâm và đầu tư rất nhiều kinh phí cho công tác nghiên cứu. Các chương trình, dự án, đề tài nghiên cứu về vấn đề này có thể kể đến như: - "Tổng quan quy hoạch thủy lợi khai thác bậc thang sông Mã phục vụ phát triển kinh tế xã hội hạ du" Viện Quy hoạch thủy lợi lập Năm 2002. Quy hoạch này đề xuất xây dựng nhiều công trình vừa và nhỏ để lấy nước, tích nước phục vụ tại chỗ các nhu cầu về tưới, tiêu, phòng chống lũ và công trình lợi dụng tổng hợp. - Gần đây nhất, lưu vực sông Mã cũng đã được xem xét trong ‘Quy hoạch Tổng thể Thụy lợi vùng Bắc Trung Bộ trong điều kiện BĐKH và nước biển dâng” do Viện quy hoạch Thủy lợi thực hiện năm 2009-2011.

Trong quy hoạch này đã đề cập và xem xét đến những vấn đề về thay đồi các yếu tố lượng mưa, dòng chảy do BĐKH mang lại, những yểu tố tác động để từ đó đưa ra một số các kịch bản thích ứng như xây dựng công trình điều tiết nước, các hồ chứa tích nước, các phương án cân bằng nước, bổ sung và cấp nước đẩy mặn và phòng chống lũ. Do đây là nghiên cứu trên phạm vi rộng nên các vấn đề đưa ra mang tính tổng thể. - Đề tài 'Nghiên cứu về thực trạng suy giảm nguồn mrớc ở hạ lưu các lưu vực sông và vấn đề cấp bách cần ưu tiên giải quyết". Tiên Sỹ Lê Bắc Huỳnh - Phó tổng thư ký hội bảo vệ TN&MTVN năm 2011.

Nghiên cứu đã chỉ ra được một số các nguyên nhân cơ bản dẫn đến quá trình suy giảm nguồn nước các lưu vực sông đặc biệt là sông Hồng, đồng thời cũng đề xuất một số các giải pháp giảm thiểu và hạn chế hiện tượng này. 6 - Đề tài “Nghiên cứu mô hình quàn lý tổng hợp tài nguyên và môi trường lưu vực sông Đà". Đề tài cấp Nhà nước KC 08. Nguyễn Quang Trung chủ nhiệm.