Tổng quan luận án

Luận án tiến sĩ địa lý với đề tài "Nghiên cứu và xác lập cơ sở khoa học để khôi phục dòng chảy sông Đáy phục vụ khai thác tổng hợp tài nguyên nước và cải thiện môi trường (đoạn từ Hát Môn đến Ba Thá)" thuộc chuyên ngành Sử dụng và bảo vệ tài nguyên môi trường (Mã số: 62851501), được thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS. Trần Xuân Thái và PGS. Vũ Văn Phái tại Hà Nội năm 2007.

Tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu

Sông Đáy là một phân lưu tự nhiên quan trọng của sông Hồng, tách nhánh từ Hát Môn (huyện Đan Phượng, tỉnh Hà Tây trước đây) và đổ ra biển tại cửa Đáy. Do vị trí địa hình trũng thấp, trong lịch sử, lũ sông Hồng thường xuyên tràn vào sông Đáy gây úng ngập nghiêm trọng cho các tỉnh hạ du như Hà Tây, Hà Nam, Nam Định, Ninh Bình. Giai đoạn 1934–1937, chính quyền thuộc địa Pháp đã xây dựng công trình phân lũ sông Đáy gồm đê tràn Hát Môn và đập Đáy (do Chánh kỹ sư Albert thiết kế) nhằm mục tiêu cắt lũ thường xuyên và hạ thấp mực nước lũ sông Hồng bảo vệ Hà Nội.

Tuy nhiên, việc xây dựng đê tràn Hát Môn (cao trình +15m) đã chặn đứt dòng chảy tự nhiên từ sông Hồng vào sông Đáy. Suốt 70 năm tồn tại, công trình chỉ vận hành phân lũ 4 lần vào các năm 1940, 1945, 1969, 1971 và đều không đạt hiệu quả thiết kế. Việc triệt tiêu dòng chảy thường xuyên đã biến đoạn sông Đáy dài hơn 60km từ Hát Môn đến Ba Thá thành "dòng sông chết". Đoạn sông này không có nguồn nước bổ cập tự nhiên, tiếp nhận trực tiếp toàn bộ nước thải sinh hoạt, làng nghề và nước hồi quy nông nghiệp, dẫn đến suy thoái môi trường nghiêm trọng và gây biến động động lực lòng dẫn sông Hồng khu vực cửa vào. Khoảng trống nghiên cứu lúc bấy giờ là các công trình trước đây chỉ tập trung vào nhiệm vụ phân lũ mà chưa có nghiên cứu nào đánh giá toàn diện các tác động tiêu cực, đồng thời thiếu cơ sở khoa học định lượng về dòng chảy môi trường để phục hồi đoạn sông.

Mục tiêu và giả thuyết nghiên cứu

Mục tiêu nghiên cứu của luận án được xác định gồm 2 nội dung chính:

  1. Nhận diện các mặt tiêu cực của công trình phân lũ sông Đáy ảnh hưởng tới dòng chảy, lòng dẫn, chất lượng nước và các tác động bất lợi khác trên đoạn sông Đáy từ Hát Môn đến Ba Thá.
  2. Xác lập các cơ sở khoa học dựa trên các luận điểm mới về khai thác tổng hợp tài nguyên nước và dòng chảy môi trường để khôi phục, tái tạo lại dòng chảy sông Đáy đoạn từ Hát Môn đến Ba Thá theo hướng bền vững.

Các luận điểm bảo vệ của luận án bao gồm:

  • Luận điểm 1: Do đặt nặng nhiệm vụ phòng chống lũ, quá trình thiết kế, xây dựng và vận hành công trình phân lũ sông Đáy chỉ chú trọng chức năng phân lũ mà chưa đánh giá đầy đủ các hệ lụy tiêu cực về thủy văn, địa mạo lòng dẫn, môi trường nước và dân sinh kinh tế.
  • Luận điểm 2: Dựa trên quan điểm sử dụng tổng hợp tài nguyên nước và lý thuyết dòng chảy môi trường, việc định lượng nhu cầu dùng nước và xác định các kịch bản lưu lượng tái tạo có thể chứng minh tính khả thi trong việc cải thiện chất lượng nước và phục hồi hệ sinh thái dòng sông.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

  • Đối tượng nghiên cứu: Lưu vực và dòng chính sông Đáy đoạn từ Hát Môn đến Ba Thá (xem xét trong mối quan hệ tổng thể với hệ thống sông Hồng - sông Thái Bình và các nhánh nhập lưu, phân lưu liên quan).
  • Phạm vi không gian: Đoạn sông Đáy từ vị trí phân lưu cũ tại Hát Môn đến điểm hợp lưu với sông Tích tại Ba Thá (chiều dài hơn 60km) cùng vùng bãi sông, đê điều và dân cư thuộc các huyện Đan Phượng, Hoài Đức, Quốc Oai, Chương Mỹ, Thanh Oai, Ứng Hòa (tỉnh Hà Tây).
  • Phạm vi nội dung: Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội; chế độ thủy lực dòng chảy và biến động lòng dẫn; hiện trạng và diễn biến chất lượng môi trường nước; các giải pháp công trình và phi công trình phục hồi dòng chảy.

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Luận án đã hệ thống hóa các tài liệu và công trình nghiên cứu trong nước và quốc tế liên quan đến can thiệp dòng chảy, dòng chảy môi trường và hệ thống sông Đáy:

Các hướng nghiên cứu trong nước và quốc tế

  • Bài học can thiệp dòng chảy: Tác giả điểm lại các tác động của đê bao chống lũ sông Hồng làm đất phù sa suy kiệt dinh dưỡng (trích dẫn Pierre Gourou, 1940); công trình đập dâng Thạch Nham trên sông Trà Khúc gây xâm nhập mặn và suy giảm nguồn lợi cá bống (Lê Thạc Cán và nnk, 1995); tác động xói lở hạ du đập Hòa Bình tại Cẩm Đình, Trung Hà, Phong Vân (Trần Xuân Thái, 2000, 2001, 2005); các sự cố lịch sử về đóng/mở cửa sông Cửu An thời Nguyễn (Đỗ Đức Hùng, 1997); dự án khôi phục sông Cheonggyecheon tại Seoul năm 2003; sự cố chuyển dòng sông Colorado (Mỹ) và cạn kiệt sông Amu Darya, Syr Darya (Liên Xô cũ).
  • Lý luận dòng chảy môi trường: Luận án tổng hợp các quan niệm của IUCN, Boulton (1999), Richard Davis và Rafik Hirji (2003); các phương pháp tính toán nhu cầu dòng chảy môi trường (EFR) trên thế giới như phương pháp tra bảng Tennant (1976), phương pháp chỉ số dòng chảy thấp Q95 ở Anh; phương pháp phân tích số liệu Richter (1996), Jowett (1997); phương pháp phân tích chức năng BBM (Building Block Methodology) tại Nam Phi (King J.); phương pháp mô hình hóa môi trường sống (Ginot 1995, Killingtveit 1994, Jowett 1998).
  • Các nghiên cứu về sông Đáy: Các đề tài sau lũ 1971 của Trường Đại học Thủy lợi và Viện Quy hoạch Thủy lợi về khả năng thoát lũ qua đập Đáy; dự án Quy hoạch Thủy lợi lưu vực sông Đáy (Bộ Nông nghiệp và PTNT, 1995) đề xuất lấy nước qua cống Bến Mắm vào sông Tích; dự án "Phân lũ và phát triển tài nguyên nước sông Đáy" do Hà Lan tài trợ (2001–2002); đề tài độc lập cấp Nhà nước KC08-11 do Viện Khoa học Thủy lợi thực hiện (2002–2003); công trình nghiên cứu ban đầu về tác nhân con người làm "chết" sông Đáy của Trần Xuân Thái và Đoàn Thị Tuyết Nga (2000).

Vị trí và khoảng trống luận án giải quyết

Trong khi các nghiên cứu trước đây chủ yếu tập trung vào bài toán thủy lực thoát lũ hoặc quy hoạch nguồn nước vĩ mô cho toàn lưu vực mà bỏ qua đoạn sông từ Hát Môn đến Ba Thá, luận án này là công trình chuyên biệt đầu tiên áp dụng lý thuyết dòng chảy môi trường để đánh giá tác động tiêu cực của đập Đáy và định lượng các kịch bản lưu lượng nước cần thiết bổ cập từ sông Hồng nhằm hồi sinh đoạn sông.


Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết và khái niệm sử dụng

  • Khái niệm dòng chảy môi trường (Environmental Flow): Luận án vận dụng định nghĩa dòng chảy môi trường là lượng nước được phân bổ và duy trì trong hệ thống sông ngòi nhằm bảo tồn các chức năng sinh thái, làm sạch môi trường nước, phục vụ các mục tiêu kinh tế - xã hội và bảo đảm dòng sông khỏe mạnh cả về lượng lẫn chất.
  • Khung phân tích 4 nhóm yếu tố chỉ thị: (1) Yếu tố thủy văn dòng chảy, (2) Yếu tố hệ sinh thái, (3) Yếu tố chất lượng nước, (4) Yếu tố quản lý lưu vực.

Phương pháp nghiên cứu

Luận án kết hợp đồng bộ các phương pháp định tính và định lượng:

  1. Phương pháp thu thập và xử lý tài liệu: Thu thập chuỗi số liệu khí tượng thủy văn, trắc dọc, 29 mặt cắt ngang sông Đáy từ Đài Khí tượng Thủy văn khu vực Đồng bằng Bắc Bộ; số liệu thủy văn trạm Ba Thá (1965–1980); các quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội của địa phương.
  2. Phương pháp điều tra xã hội học và khảo sát thực địa: Sử dụng phiếu điều tra dân sinh, kinh tế tại các xã ven sông ngoài đê thuộc tỉnh Hà Tây; khảo sát hiện trạng sản xuất tại các làng nghề nông sản (Minh Khai, Cát Quế), dệt nhuộm (Dương Nội).
  3. Phương pháp lấy mẫu và phân tích môi trường nước: Thực hiện 2 đợt đo đạc, lấy mẫu nước thực địa vào tháng 10/2003 và tháng 12/2003. Các chỉ tiêu phân tích gồm: DO, BOD5, COD, tổng chất rắn hòa tan (TDS), độ dẫn điện (EC), Ca2+, Mg2+, sắt tổng số, Bo, As, Pb, Cr, NO2-, PO4 3-, vi sinh (E.Coli, Cl.perfringens) theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) và tiêu chuẩn ngành (TCN).
  4. Phương pháp mô hình toán:
    • Mô hình thủy lực MIKE 11 (DHI - Đan Mạch): Sử dụng để mô phỏng chế độ thủy lực dòng chảy 1 chiều không ổn định trên đoạn sông nghiên cứu với 29 mặt cắt địa hình thực đo.
    • Mô hình chất lượng nước QUAL2E (USEPA - Mỹ): Thiết lập sơ đồ tính toán gồm 11 đoạn sông (reaches) để mô phỏng sự lan truyền, phân hủy và chuyển hóa các chất ô nhiễm hữu cơ (BOD, DO) và kim loại/khoáng chất (As, Bo, Pb) theo các kịch bản lưu lượng tiếp nước.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan về dòng chảy môi trường và các nghiên cứu về sông Đáy từ khi có công trình phân lũ đập Đáy

Chương 1 tổng thuật các cơ sở lý luận về dòng chảy môi trường và các bài học lịch sử can thiệp vào chế độ thủy văn sông ngòi trên thế giới và tại Việt Nam.

Tác giả phân loại và đánh giá 4 nhóm phương pháp xác định dòng chảy môi trường:

  • Phương pháp tra bảng: Điển hình là phương pháp Tennant với các ngưỡng 10% (mức tồn tại thấp), 30% (mức thỏa mãn) và 60% lưu lượng trung bình năm (mức sinh thái tốt).
  • Phương pháp phân tích dữ liệu: Dựa trên phân tích thống kê chuỗi lưu lượng ngày (phương pháp Richter 1996) hoặc biến số thủy lực vành đai ướt (Jowett 1997).
  • Phương pháp phân tích chức năng: Tiêu biểu là phương pháp BBM kết hợp các khối dòng chảy đáy và dòng chảy lũ.
  • Phương pháp mô hình hóa môi trường sống: Mô phỏng tương tác giữa thủy lực và sinh cảnh cho từng loài thủy sinh.
Thành phần chức năng sông ngòi Yêu cầu lưu lượng dòng chảy môi trường cần đáp ứng
Động vật dưới nước Duy trì chất lượng nước, môi trường sống vật lý, tạo dòng chảy cho cá di cư và kích thích chu kỳ sinh sản
Thực vật ven bờ Duy trì độ ẩm vùng đệm ven sông, phát tán hạt giống và vận chuyển chất dinh dưỡng
Cát và trầm tích Vận chuyển bùn cát, duy trì cân bằng xói lở - bồi tụ lòng dẫn
Cửa sông Cân bằng độ mặn - ngọt, bảo tồn hệ sinh thái đầm phá và vùng triều
Tầng ngậm nước Nạp lại nước ngầm trong suốt mùa khô
Hệ sinh thái & Tự làm sạch Đảm bảo khả năng pha loãng, tự làm sạch các chất ô nhiễm hữu cơ và duy trì đa dạng sinh học

Chương này cũng tổng kết lịch sử các nghiên cứu về sông Đáy, chỉ rõ sau năm 1954 và sau lũ lịch sử 1971, các cơ quan chuyên môn chỉ tập trung vào bài toán nâng cao khả năng xả lũ qua đập Đáy (dự kiến thiết kế 5.000 m³/s năm 1974) mà chưa chú trọng giải quyết vấn đề phục hồi dòng chảy kiệt.

Chương 2: Nhận diện các tác động tiêu cực của công trình phân lũ sông Đáy tới dòng chảy và môi trường nước sông Đáy đoạn từ Hát Môn đến Ba Thá

Chương 2 tập trung nhận diện, lượng hóa các tác động tiêu cực toàn diện của công trình phân lũ sông Đáy:

  1. Biến đổi dòng chảy và chế độ thủy văn: Tuyến đê tràn Hát Môn đã cắt hoàn toàn nguồn cấp từ sông Hồng. Đoạn sông dài hơn 60km chỉ còn là nơi chứa nước thải cục bộ, dòng chảy kiệt gần như bằng 0 trong mùa khô, phụ thuộc vào nước nhập lưu từ sông Tích tại Ba Thá.
  2. Biến dạng lòng dẫn và suy giảm mặt cắt thoát lũ: Do mất dòng chảy bồi đắp và xói rửa tự nhiên, lòng sông bị bồi lấp nghiêm trọng, mặt cắt ngang biến dạng không đồng nhất. Cao độ đáy sông nâng cao cục bộ; diện tích lòng dẫn bị xâm lấn bởi việc trồng trọt, thả rau muống và xây dựng công trình, nhà ở.
  3. Ô nhiễm môi trường nước nghiêm trọng: Nước thải từ các làng nghề chế biến nông sản (miến dong Minh Khai, Cát Quế), dệt nhuộm (Dương Nội) và nước thải sinh hoạt đổ thẳng vào sông qua các cống tiêu (như cống Đào Nguyên, trạm bơm Minh Khai). Nước sông tại nhiều vị trí (cầu Láng - Hòa Lạc) có màu đen đặc, bốc mùi hôi thối. Kết quả phân tích chất lượng nước 2 đợt năm 2003 cho thấy nồng độ BOD5, COD, Nitrit, Coliform vượt quy chuẩn cho phép nhiều lần, hàm lượng DO suy giảm xuống mức cực thấp; các kim loại nặng và độc chất như As, Pb, Bo xuất hiện với nồng độ đáng lưu ngại.
  4. Tác động dân sinh kinh tế ngoài đê: Thống kê điều tra thực tế tại các xã ven sông cho thấy hàng nghìn hộ dân sống ở vùng bãi ngoài đê chịu ảnh hưởng trực tiếp về nguồn nước sinh hoạt và sản xuất, cơ sở hạ tầng công cộng và công trình nhà ở gặp nhiều rủi ro.
  5. Biến động lòng dẫn sông Hồng khu vực Cẩm Đình - Trung Hà: Việc đắp đê bịt cửa Hát Môn làm thay đổi động lực dòng chảy sông Hồng, thúc đẩy hiện tượng xói lở bờ dữ dội tại khu vực Cẩm Đình, Trung Hà và bãi Trung Kiên qua các giai đoạn 1965–1987, 1987–1993, 1993–2001.
Xã điều tra ven sông Đáy Tổng diện tích đất ngoài đê (ha) Tổng số dân sống ngoài đê (người) Số lượng nhà ở ngoài đê
Dương Liễu 116,11 8.231 75
Yên Sở 229,06 2.651 883
Tiền Yên 149,00 4.900 535
Song Phương 225,77 9.653 327
Phương Trung 403,75 13.416 714
Đồng Quang 838,98 11.158 1.961

Chương 3: Xác lập cơ sở khoa học khôi phục dòng chảy, cải tạo môi trường sông Đáy đoạn từ Hát Môn đến Ba Thá

Chương 3 xây dựng cơ sở khoa học và tính toán định lượng các phương án tái tạo dòng chảy:

  1. Xác định nhu cầu dùng nước: Tính toán chi tiết định mức nước tưới đổ ải, ngâm ải nông nghiệp, nước chăn nuôi, nước sinh hoạt, công trình công cộng và công nghiệp - tiểu thủ công nghiệp làng nghề đến năm 2020 trên lưu vực từ Hát Môn đến Ba Thá.
  2. Mô phỏng thủy lực và chất lượng nước:
    • Sử dụng MIKE 11 để tính toán thủy lực tương ứng với các cấp lưu lượng cấp từ sông Hồng: $Q = 35\text{ m}^3/\text{s}$, $Q = 50\text{ m}^3/\text{s}$, $Q = 75\text{ m}^3/\text{s}$, $Q = 100\text{ m}^3/\text{s}$.
    • Sử dụng QUAL2E chia đoạn sông thành 11 đoạn tính toán (reaches) để mô phỏng diễn biến chất lượng nước (DO, BOD, Pb, As, Bo) trong hai trạng thái: Lòng dẫn hiện tạiLòng dẫn sau khi nạo vét, cải tạo.
    • Kết quả mô phỏng chứng minh: Với lưu lượng cấp $Q = 35\text{ m}^3/\text{s}$ đến $50\text{ m}^3/\text{s}$ kết hợp nạo vét chỉnh trị lòng dẫn, hiệu quả pha loãng và tự làm sạch được cải thiện rõ rệt, nồng độ oxy hòa tan (DO) tăng lên đạt ngưỡng sinh thái an toàn, hàm lượng BOD5 và các kim loại độc hại giảm mạnh dọc theo chiều dài dòng chảy.
  3. Hệ thống giải pháp đề xuất:
    • Giải pháp công trình: Xây dựng cụm công trình đầu mối lấy nước từ sông Hồng tại Cẩm Đình/Hát Môn (cống lấy nước tự chảy hoặc trạm bơm tiếp nước); nạo vét, thông thoáng lòng dẫn sông Đáy theo mặt cắt thiết kế hợp lý; xây dựng các mô hình xử lý nước thải tập trung và sơ đồ tái tuần hoàn nước tại các làng nghề sản xuất bún khô, tinh bột dong và dệt nhuộm.
    • Giải pháp phi công trình: Hoàn thiện quy chế quản lý lưu vực sông Đáy; kiểm soát chặt chẽ các nguồn xả thải vào lòng sông; lập quy hoạch sử dụng đất bãi sông và đê điều; nâng cao nhận thức cộng đồng và lồng ghép tiêu chí bảo vệ môi trường vào kế hoạch phát triển kinh tế - xã hội của địa phương.

Kết quả và những đóng góp mới

Đóng góp mới về mặt khoa học và lý luận

  • Là công trình nghiên cứu hệ thống đầu tiên tại Việt Nam tiếp cận và vận dụng lý thuyết dòng chảy môi trường (Environmental Flow) kết hợp quan điểm khai thác tổng hợp tài nguyên nước để giải quyết bài toán phục hồi một phân lưu sông lớn bị suy thoái do công trình kiểm soát lũ.
  • Làm rõ cơ sở khoa học về tương tác giữa chế độ thủy văn dòng chảy kiệt, biến động hình thái lòng dẫn và khả năng tự làm sạch chất lượng nước trong điều kiện sông nội đồng chịu tải lượng ô nhiễm làng nghề cao.

Đóng góp mới về mặt thực tiễn

  • Nhận diện và lượng hóa toàn diện các tác động tiêu cực của công trình phân lũ sông Đáy sau 70 năm vận hành, từ suy thoái môi trường nước đoạn Hát Môn - Ba Thá đến hiện tượng xói lở động lực lòng dẫn sông Hồng khu vực Cẩm Đình - Trung Hà.
  • Ứng dụng thành công chuỗi mô hình toán hiện đại (MIKE 11 và QUAL2E) để định lượng chế độ thủy lực và xác định quy mô lưu lượng cấp nước tối ưu ($Q = 35 - 50\text{ m}^3/\text{s}$) phục vụ công tác thiết kế cụm công trình đầu mối lấy nước Cẩm Đình - Hiệp Thuận.
  • Đề xuất hệ thống giải pháp đồng bộ gồm công trình tiếp nước, cải tạo nạo vét lòng dẫn và các công nghệ xử lý nước thải làng nghề đặc thù (chế biến tinh bột, dệt nhuộm) có tính ứng dụng cao.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế: Số liệu đo đạc thực địa về chất lượng nước mặt và trầm tích đáy chỉ được tiến hành tập trung trong 2 đợt quan trắc (tháng 10 và tháng 12 năm 2003); chuỗi dữ liệu sinh thái thủy sinh và tương tác nước ngầm - nước mặt chưa được thu thập liên tục qua nhiều năm do điều kiện kinh phí và tài liệu lưu trữ lịch sử thời kỳ Pháp thuộc bị phân tán.
  • Hướng nghiên cứu tiếp: Mở rộng nghiên cứu đánh giá biến động thủy văn và chất lượng nước đoạn hạ lưu từ Ba Thá ra cửa biển (Ba Thá - Phủ Lý - Độc Bộ - Cửa Đáy); theo dõi, quan trắc diễn biến chất lượng nước thực tế sau khi cụm công trình đầu mối lấy nước sông Hồng đi vào vận hành.

Giá trị tham khảo

Luận án là tài liệu tham khảo có giá trị chuyên môn cao đối với:

  • Cơ quan quản lý nhà nước và quy hoạch: Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, Bộ Tài nguyên và Môi trường, Ủy ban nhân dân các tỉnh/thành phố thuộc lưu vực sông Đáy (Hà Nội, Hà Nam, Nam Định, Ninh Bình) trong công tác quy hoạch phân bổ tài nguyên nước, quản lý hành lang thoát lũ và chỉnh trị sông ngòi.
  • Các viện nghiên cứu và trường đại học: Viện Khoa học Thủy lợi, Viện Quy hoạch Thủy lợi, Đại học Quốc gia Hà Nội, Đại học Thủy lợi trong việc giảng dạy, nghiên cứu chuyên sâu về dòng chảy môi trường, địa mạo động lực sông và mô hình hóa chất lượng nước (MIKE 11, QUAL2E).
  • Kỹ sư thiết kế công trình thủy lợi - môi trường: Tham khảo phương pháp tính toán nhu cầu nước đa mục tiêu và thiết kế hệ thống xử lý nước thải làng nghề chế biến nông sản, dệt nhuộm.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao công trình phân lũ sông Đáy (đập Đáy) lại làm biến đoạn sông từ Hát Môn đến Ba Thá thành "sông chết"?
Trả lời: Do đê tràn Hát Môn được đắp ở cao trình +15m chặn hoàn toàn dòng chảy tự nhiên từ sông Hồng vào sông Đáy, trong khi công trình chỉ vận hành phân lũ trong các trường hợp đặc biệt khẩn cấp (suốt 70 năm chỉ mở 4 lần). Việc cắt đứt dòng cấp nước thường xuyên khiến hơn 60km sông không có dòng chảy cơ bản, chỉ tiếp nhận nước thải và bùn rác, làm mất khả năng tự làm sạch của lòng sông.

2. Tác giả đã sử dụng những mô hình toán nào để mô phỏng thủy lực và chất lượng nước sông Đáy?
Trả lời: Tác giả sử dụng mô hình MIKE 11 (của Viện Thủy lực Đan Mạch - DHI) để tính toán chế độ thủy lực 1 chiều không ổn định theo 29 mặt cắt ngang thực đo, và mô hình QUAL2E (của Cơ quan Bảo vệ Môi trường Mỹ - USEPA) chia làm 11 đoạn sông để mô phỏng diễn biến chất lượng nước (BOD5, DO, As, Pb, Bo).

3. Mức lưu lượng cấp nước bổ cập từ sông Hồng được luận án kiến nghị là bao nhiêu?
Trả lời: Qua tính toán và mô phỏng các kịch bản lưu lượng ($Q = 35\text{ m}^3/\text{s}$, $50\text{ m}^3/\text{s}$, $75\text{ m}^3/\text{s}$, $100\text{ m}^3/\text{s}$), luận án chỉ ra cấp lưu lượng $Q = 35\text{ m}^3/\text{s}$ đến $50\text{ m}^3/\text{s}$ kết hợp nạo vét lòng dẫn là phương án tối ưu, đảm bảo cải thiện căn bản hàm lượng oxy hòa tan (DO) và làm loãng các chất ô nhiễm.

4. Ngoài tác động tại lòng sông Đáy, việc bịt cửa Hát Môn còn gây ra hệ quả bất lợi nào ở thượng lưu sông Hồng?
Trả lời: Việc đắp đê ngăn cửa phân lưu Hát Môn đã làm thay đổi trường động lực và chế độ dòng chảy của sông Hồng, tạo ra hiệu ứng xói sâu lòng dẫn và gây hiện tượng xói lở bờ sông dữ dội tại khu vực Cẩm Đình, Trung Hà và bãi Trung Kiên trong nhiều thập kỷ.


Kết luận

Luận án của nghiên cứu sinh bảo vệ năm 2007 đã giải quyết một vấn đề khoa học và thực tiễn cấp bách về môi trường và tài nguyên nước tại lưu vực sông Đáy đoạn Hát Môn - Ba Thá. Bằng việc nhận diện toàn diện các mặt tiêu cực của công trình đập Đáy sau 70 năm tồn tại và tiên phong ứng dụng lý thuyết dòng chảy môi trường kết hợp mô hình toán thủy lực - chất lượng nước (MIKE 11, QUAL2E), tác giả đã xác lập cơ sở khoa học định lượng vững chắc cho việc tiếp nước từ sông Hồng với lưu lượng $35 - 50\text{ m}^3/\text{s}$. Các kết quả nghiên cứu và hệ thống giải pháp công trình, phi công trình trong luận án đóng góp trực tiếp vào các dự án khôi phục dòng sông Đáy, quy hoạch thoát lũ và bảo vệ môi trường bền vững vùng đồng bằng Bắc Bộ.