CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU Nội dung của chương là tổng quan tình hình thực tiễn và nghiên cứu về chuyển nước liên vùng, liên lưu vực sông trên thế giới và tại Việt Nam; các tác động của công trình chuyển nước và việc đánh giá tính khả thi, hiệu quả các công trình chuyển nước. Nghiên cứu cũng xác định các tồn tại cần giải quyết trong lĩnh vực nghiên cứu nhằm xây dựng mục tiêu, đối tượng và phạm vi nghiên cứu của luận án.1 Tổng quan thực tiễn và nghiên cứu trên thế giới 1.1 Tổng quan hiện trạng chuyển nước và các tác động 1.1 Tổng quan tình hình chuyển nước Theo nghiên cứu của Gurung năm 2015 [1], mục đích chính của việc chuyển nước lưu vực là để giảm bớt sự khan hiếm nước (đặc biệt đối với nước sinh hoạt và nước nông nghiệp), phát triển thủy điện và để cải thiện chất lượng nước. Theo Wikipedia, đã có 04 dự án ở Châu Phi; 07 dự án ở Mỹ; 09 dự án ở Châu Á; 02 dự án tại Úc và 02 dự án ở Châu Âu được xây dựng với mục tiêu chuyển nước lưu vực để giảm bớt sự khan hiếm nước. Tương tự, đã xây dựng được 01 hệ thống chuyển nước liên vùng ở Châu Phi; 02 hệ thống tại Úc; 01 hệ thống ở Châu Á và hàng chục hệ thống được xây dựng ở Mỹ với mục tiêu phát triển thủy điện.
Canada có hơn 600 đập; 60 dự án chuyển nước lớn liên vùng. Ngoài các dự án chuyển nước hiện có, một số dự án chuyển nước liên vùng đang được xây dựng và có hàng chục dự án trong kế hoạch trên thế giới. Trung Quốc có kế hoạch chuyển 45 tỷ mét khối nước từ sông Dương Tử sang Bắc Trung Quốc [2]. Chính phủ Brazil cũng đã khởi động một trong những dự án cơ sở hạ tầng thủy lợi lớn nhất trong lịch sử của đất nước, chuyển nước từ lưu vực sông San Francisco sang vùng bán khô cằn của vùng Đông Bắc [3].
Theo đánh giá rút ra từ các nghiên cứu tại Úc, Mỹ, Canada, Trung Quốc và Ấn Độ, việc đánh giá tài nguyên nước và phân bổ nguồn nước liên lưu vực sông liên quan đến tất cả các khía cạnh như địa hình, địa chất, thủy văn. Trong quá khứ, các dự án phát triển tài nguyên nước chỉ cần đầu tư kỹ thuật và thiết kế dự án nhưng trong tương lai, các dự án phát triển tài nguyên nước, bao gồm các dự án chuyển nước giữa các lưu vực sông, đòi 1 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com hỏi phải có một cách tiếp cận tổng hợp để đánh giá các tác động về nguồn nước, kinh tế, xã hội và môi trường [4]. Phân bổ nguồn nước liên lưu vực sông dựa trên việc thiết lập các chương trình chuyển nước liên lưu vực tối ưu và đánh giá tác động của các dự án chuyển nước đối với các ngành có yêu cầu nước nhằm làm tăng độ tin cậy, khả năng phục hồi của cấp nước và giảm tính dễ bị tổn thương cho các ngành ở các lưu vực cấp nước có thể làm giảm đáng kể tác động tiêu cực của các dự án chuyển nước liên lưu vực [5]. Một nghiên cứu trên lưu vực sông Hán Giang của Trung Quốc đã phân tích nhu cầu cấp nước cho mục đích phân bổ nước, sau đó tìm các chiến lược phân bổ nước tối ưu để tối đa hoá việc cung cấp nước cho các ngành có nhu cầu sử dụng nước và giảm thiểu những tác động tiêu cực bằng cách sử dụng thuật toán hình thành chuẩn (SGA) và thuật toán hình thành thích ứng (AGA).
Các chỉ số hiệu suất của hệ thống cấp nước được đánh giá theo các kịch bản khác nhau của các dự án cấp nước liên lưu vực. Kết quả cho thấy lượng nước trung bình hàng năm trên sông Hán Giang và sông Trường Giang cũng như sản lượng thủy điện đều tăng thêm và lượng nước dư thừa được giảm xuống. Các giải pháp để điều hòa và phân bổ nguồn nước liên vùng bao gồm chuyển nước liên vùng là một trong những lựa chọn tốt nhất cho sự phát triển kinh tế của khu vực nhưng cũng gây ra nhiều vấn đề tranh cãi và trở thành thách thức đối với các nhà lập kế hoạch và hoạch định chính sách [6]. Nghiên cứu cho thấy việc chuyển nước lưu vực đã làm tăng độ ẩm của đất, thay đổi sự bốc hơi và có thể giảm cả nhiệt độ theo mùa và nhiệt độ ban ngày ở bề mặt.
Nhiều nghiên cứu khác cũng cho thấy việc chuyển nước giữa các bề mặt có những tác động tiêu cực đến môi trường như sự phân tầng theo nhiệt độ, khí thải nhà kính, nồng độ thuỷ ngân, tăng xói mòn và lắng đọng, thay đổi nhiệt độ, thúc đẩy các điều kiện thiếu oxy, trộn lẫn các loài thủy sinh, xâm nhập vào nước biển và di dời các khu định cư. Chính vì vậy việc đánh giá được cả mặt tích cực và tiêu cực của chuyển nước lưu vực là vô cùng cần thiết để giúp việc phân bổ nguồn nước hiệu quả và phù hợp nhằm hài hòa lợi ích và giảm thiểu mâu thuẫn giữa các bên liên quan. 2 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.2 Các hệ thống chuyển nước liên vùng1, liên lưu vực2 lớn trên thế giới Các công trình chuyển nước đã xuất hiện từ rất sớm trong lịch sử văn minh của nhân loại, khi dân số tại các thành thị bắt đầu tăng, khiến nhu cầu sử dụng nước sinh hoạt và sản xuất tăng hơn khả năng đáp ứng của nguồn nước tại khu vực. Ở Trung Quốc xuất hiện kênh Đại Vận Hà (Grand Canal) từ thế kỷ 5.
BC; Người La Mã tiên phong xây dựng những hệ thống chuyển nước lớn tại châu Âu, điển hình như kênh Aqua Marcia (hoàn thành năm 140 BC, Lazio, Ý) dài 91 km với lưu lượng ước tính có thể lên tới 0,36 triệu m3/ngày [7]. Hiện nay, các dự án chuyển nước lưu vực là một giải pháp thường được cân nhắc để giải quyết tình trạng thiếu nước do gia tăng nhu cầu sử dụng nước hay biến đổi khí hậu; các dự án chuyển nước lưu vực cũng có thể được xây dựng nhằm gia tăng hiệu quả kinh tế và khai thác năng lượng tái tạo. Trên thế giới có rất nhiều dự án chuyển nước liên lưu vực đã được xây dựng hoặc đang trong quá trình xây dựng và đề xuất, phần lớn tập trung tại Mỹ, Canada, Trung Quốc, Ấn Độ và Úc. Khu vực Bắc Mỹ đã có 34 dự án lớn, với tổng chiều dài 24.800 km và tổng lượng nước chuyển hàng năm lên tới 1.333 km3, với những dự án nổi bật như State Water Project (California, USA), dự án James Bay (Canada).
Châu Á có 17 dự án lớn, với tổng chiều dài 28.631 km và chuyển 321 km3 nước mỗi năm. Hai dự án lớn nhất trong khu vực là dự án South-North water transfer project (Trung Quốc) và dự án National River Linking Project (Ấn Độ). Châu Phi hiện có 09 dự án, tổng chiều dài 6.600 km và tổng lượng nước chuyển hàng năm 233 km3 nước; Hai dự án nổi bật trong khu vực gồm dự án chuyển nước uống từ hồ Ichkeul đến Tunis (Tunisia) và dự án New Valley Project (Ai Cập).238 km, 12,9 km3) đi vào hoạt động, Châu Âu có 3 dự án (347 km, 2,1 km3) và khu vực Nam Mỹ có 06 dự án lớn đã đi vào khai thác vận hành (11. Dự án chuyển nước Nam Bắc Trung Quốc: Được Chính phủ Trung Quốc phê duyệt năm 2002, đây là một trong những dự án chuyển nước lớn nhất mà Trung Quốc từng thực hiện.
Mục tiêu của dự án là chuyển 44,8 tỷ mét khối nước mỗi năm từ sông Dương Tử ở miền Nam Trung Quốc sang vùng khô hạn của lưu vực sông Hoàng Hà ở phía Bắc 1 Chuyển nước liên vùng: chuyển nước từ các lưu vực sông ở một vùng kinh tế này sang các lưu vực sông ở một vùng kinh tế khác ở trong phạm vi Quốc gia 2 Chuyển nước liên lưu vực sông: chuyển nước từ lưu vực sông này sang lưu vực sông khác, các lưu vực sông có thể nằm cùng hoặc không cùng phạm vi vùng kinh tế. 3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trung Quốc. Hệ thống công trình chuyển nước chính gồm 03 tuyến: Tuyến miền Đông dài 1.155 km với 23 trạm bơm có tổng công suất đạt 453,7 MW cung cấp nước cho tỉnh Sơn Đông và một số khu vực phía Bắc tỉnh Giang Tô; tuyến miền Trung dài 1.267 km dẫn nước từ dòng sông Hán về cho 2 tỉnh Hồ Nam, Hồ Bắc và Bắc Kinh, tuyến này cũng bao gồm hai đường hầm dẫn nước với đường kính 8,5 m và chiều dài khoảng 7 km; tuyến miền Tây dài 500 km dẫn nước về khu vực Thanh Hải, Tây Tạng [9]. Dự án chuyển nước bang California: Phân bổ nguồn nước từ vùng nhiều nước phía Bắc California đến vùng sa mạc phía Nam California.
Dự án cấp nước cho 23 triệu người (khoảng 2/3 dân số California); hỗ trợ cho 750.000 ha đất nông nghiệp. Dự án sử dụng hệ thống đập dâng, trạm bơm điện, hồ chứa, cống dẫn nước để chuyển nước. Tuyến kênh chính chuyển nước được thiết kế với chiều dài 35 dặm để chuyển nước từ sông Sacramento sang sông San Francisco [10]. Dự án chuyển nước liên bang Bắc Nam Australia: Mục tiêu của dự án sẽ chuyển 4 tỷ m3 nước từ phía Đông Bắc Queenland và vịnh Carterperia sang phía Nam qua 1.500 km kênh và đường ống dẫn nước [11].
Dự án kênh Indira Gandhi: Một trong những dự án kênh chuyển nước lớn nhất của Ấn Độ. Dự án được hình thành ý tưởng từ năm 1940, phê duyệt năm 1957. Mục tiêu của hệ thống chuyển 4,9 tỷ m3 nước từ sông Himalaya sang sông Punjab tới Paskistan để cấp nước cho khoảng 200.000 km2 của sa mạc Bikaner và vùng Tây Bắc Jaislmer. Chiều dài tuyến kênh chính được xây dựng là 649 km và tổng chiều dài của tất cả các tuyến kênh lên tới 9.
Dự án cấp nước quốc gia Isarel: Được thiết kế ý tưởng từ năm 1948, đây là dự án nước lớn nhất của Isarel với mục tiêu chuyển nước từ biển Gallile đến trung tâm và miền Nam của Isarel. Lượng nước được chuyển trong một ngày lên tới 1,7 triệu m3. Hệ thống chuyển nước với nhiều đường hầm, đường ống dẫn nước, các trạm bơm lớn và 130 km kênh chính [13]. Dự án Central Arizona: Được khởi công xây dựng từ những năm 1973 với 1,85 tỷ m3 nước được chuyển từ sông Colarado sang vùng trung tâm và phía Nam của bang Arizona, đây là dự án chuyển nước lớn nhất từ trước đến nay của bang Arizona có chiều dài thiết kế tuyến kênh chính lên tới 336 dặm với nhiều đường hầm, đường ống dẫn 4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.