Tổng quan nghiên cứu

Nhà máy Thủy điện Sơn La đi vào vận hành đã tạo nên hồ chứa khổng lồ có diện tích mặt nước lên tới 224,3 km2 cùng dung tích hữu ích đạt 5,9 tỷ m3, đồng thời làm ngập khoảng 23.333 ha đất tự nhiên, trong đó có 7.670 ha đất nông nghiệp phì nhiêu ven sông Đà. Quá trình vận hành điều tiết nước định kỳ giữa mực nước dâng bình thường 215 m và mực nước chết 175 m đã hình thành một vùng đất bán ngập rộng lớn với diện tích khoảng 8.000 ha, phát lộ bề mặt từ 3 đến 8 tháng mỗi năm (tập trung từ tháng 1 đến tháng 9).

Sự biến đổi chế độ thủy văn từ hệ sinh thái dòng chảy tự nhiên sang hệ sinh thái hồ chứa nước lặng và vùng bán ngập luân phiên ngập cạn đã tác động sâu sắc đến tính chất lý hóa của đất, chất lượng nước mặt và diễn thế quần xã sinh vật. Đồng thời, áp lực ổn định đời sống cho khoảng 71.000 người dân tái định cư thuộc 29 dân tộc thiểu số tại địa phương đang đặt ra yêu cầu cấp thiết về việc đánh giá khoa học nguồn tài nguyên đất ngập nước nhân tạo này.

Mục tiêu cốt lõi của nghiên cứu là đánh giá toàn diện đặc điểm môi trường đất, chất lượng nước mặt và hiện trạng động thực vật vùng bán ngập; phân loại quỹ đất có tiềm năng canh tác nông nghiệp theo từng cao trình; từ đó đề xuất hệ thống giải pháp kỹ thuật và sinh kế thích ứng bền vững.

Phạm vi nghiên cứu được thực hiện từ tháng 06/2015 đến tháng 12/2016 tại 4 địa bàn trọng điểm thuộc vùng lòng hồ gồm thị trấn Ích Ong, xã Mường Trai, xã Mường Sại và xã Cà Nàng thuộc tỉnh Sơn La. Kết quả phân tích cung cấp luận cứ khoa học chuẩn xác để quản lý và khai thác hiệu quả 1.483 ha đất bán ngập có khả năng sản xuất nông nghiệp, góp phần ổn định sinh kế cho hơn 1.055 hộ nông nghiệp tái định cư ven lòng hồ.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên lý thuyết sinh thái học cảnh quan thủy vực và lý thuyết diễn thế sinh thái đất ngập nước theo Công ước Ramsar năm 1971, kết hợp hệ thống phân loại đất ngập nước 4 bậc áp dụng tại Việt Nam. Khung nghiên cứu tập trung vào 4 khái niệm nền tảng:

  • Môi trường sinh thái vùng bán ngập: Vùng đệm chuyển tiếp động giữa hệ sinh thái trên cạn và hệ sinh thái thủy vực nhân tạo, chịu tác động trực tiếp từ quy trình điều tiết nước hồ chứa với dung tích điều tiết 6.504 triệu m3.
  • Đất bán ngập lòng hồ: Diện tích đất nằm trong dải cao trình từ 175 m đến 215 m, chịu chế độ ngập rút theo chu kỳ mùa và được bồi tụ phù sa trong thời gian tích nước hồ chứa.
  • Khả năng tự làm sạch của thủy vực: Tiến trình tự nhiên giữ lại chất lắng đọng, chuyển hóa dinh dưỡng khoáng và oxy hóa các hợp chất hữu cơ trong khối nước mặt 9,26 tỷ m3 của hồ chứa.
  • Sinh kế nông nghiệp thích ứng: Phương thức khai thác quỹ đất bán ngập đạt chuẩn (độ dốc dưới 10 độ, tầng đất dày trên 25 cm) để gieo trồng ngắn ngày mà không gây cản trở dung tích phòng lũ hay suy thoái môi trường nước.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu tích hợp các phương pháp khảo sát thực địa, lấy mẫu theo quy chuẩn quốc gia, phân tích phòng thí nghiệm và kế thừa dữ liệu thứ cấp trong giai đoạn từ tháng 06/2015 đến tháng 12/2016:

  • Quy mô và phương pháp chọn mẫu đất: Thu thập tổng cộng 16 mẫu đất đơn phân bổ theo 4 dải cao trình ngập gồm cốt 215 m, cốt 190 đến 195 m, cốt 175 đến 190 m và cốt 175 m tại 4 xã, thị trấn nghiên cứu. Ngoài ra, tiến hành lấy 3 mẫu đất hỗn hợp đại diện cho đất đồi, đất nương rẫy và đất lúa nước tại xã Mường Trai (mỗi mẫu hỗn hợp được trộn đều từ 5 điểm lấy mẫu riêng biệt) theo quy chuẩn TCVN 5297:1995 và TCVN 4046:1985 nhằm triệt tiêu các sai số cá biệt tại thực địa.
  • Quy mô và phương pháp chọn mẫu nước: Thu thập 3 mẫu nước mặt tại xã Mường Trai ở 3 tầng độ sâu gồm tầng mặt 0,3 m, tầng giữa 2,0 m và tầng sâu 3,5 m vào ngày 03/12/2016 bằng thiết bị Wildco 2 lít chuyên dụng theo tiêu chuẩn TCVN 5994:1995.
  • Lý do lựa chọn phương pháp phân tích: Sử dụng phương pháp Kendan cải biên theo TCVN 6498:1999 để định lượng nitơ tổng số, phương pháp Amoni Axetat theo TCVN 8569:2010 xác định cation kiềm trao đổi và quang phổ hấp thụ nguyên tử theo TCVN 8467:2010 để xác định kim loại nặng. Các phương pháp này đảm bảo độ nhạy cao, cho phép so sánh chuẩn mực với QCVN 03:2008/BTNMT về giới hạn kim loại nặng trong đất và QCVN 08:2008/BTNMT về chất lượng nước mặt.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  • Tiềm năng quỹ đất sản xuất nông nghiệp: Trong tổng số 8.000 ha đất bán ngập vùng lòng hồ, diện tích đáp ứng đầy đủ tiêu chí canh tác nông nghiệp đạt 1.483 ha, chiếm tỷ lệ 18,54%. Tỉnh Sơn La chiếm ưu thế lớn nhất với 1.066 ha (tương đương 71,88%), tỉnh Điện Biên có 260 ha (chiếm 17,53%) và tỉnh Lai Châu có 157 ha (chiếm 10,59%).
  • Phân hóa lý hóa tính theo cao trình: Đất ở dải cao trình từ 210 m đến 215 m có thời gian hở đất dài nhất lên tới 8 tháng (từ ngày 20/01 đến 30/09), hàm lượng mùn đạt mức khá từ 1,8% đến 2,6%, đạm tổng số đạt 0,12% đến 0,18%. Ngược lại, dải cao trình từ 175 m đến 190 m chỉ hở đất từ 2 đến 3 tháng, thành phần cơ giới chủ yếu là cát thô và nghèo kiệt dinh dưỡng.
  • Mức độ an toàn kim loại nặng: Toàn bộ 16 mẫu đất phân tích đều có hàm lượng Asen và Chì nằm dưới ngưỡng quy định của QCVN 03:2008/BTNMT. Hàm lượng Asen dao động từ 4,2 mg/kg đến 8,6 mg/kg (ngưỡng giới hạn là 12 mg/kg) và Chì dao động từ 15,3 mg/kg đến 28,7 mg/kg (ngưỡng giới hạn là 70 mg/kg).
  • Sự phân tầng chất lượng nước: Nồng độ oxy hòa tan (DO) có xu hướng giảm nhẹ theo độ sâu, từ 7,2 mg/l ở tầng mặt 0,3 m xuống 5,1 mg/l ở độ sâu 3,5 m. Ngược lại, tổng chất rắn lơ lửng (TSS) tăng mạnh từ 24 mg/l ở tầng mặt lên 48 mg/l ở tầng đáy do hiện tượng lắng đọng cơ học của bùn cát phù sa.

Thảo luận kết quả

Sự biến động chất lượng đất và nước tại vùng bán ngập phản ánh trực tiếp chế độ vận hành thủy lực của hồ chứa với lưu lượng dòng chảy bình quân hàng năm đạt 48,3 tỷ m3. Lớp phù sa bồi lắng dày từ 5 cm đến 15 cm mỗi năm sau mùa tích nước tại các chi lưu suối Nậm Mu và suối Trai đã bù đắp lượng photpho và kali dễ tiêu đáng kể cho đất canh tác ven hồ.

Khi thể hiện dữ liệu phân tích trên biểu đồ biến thiên dinh dưỡng theo cao trình, đường tương quan chỉ ra rằng hàm lượng đạm tổng số và mùn tăng tuyến tính từ cốt 175 m lên cốt 215 m. Bảng tổng hợp cấp hạt cơ giới phản ánh tỷ lệ sét và limon chiếm tới 62% tại các vùng địa hình thoải dưới 5 độ, trong khi các sườn dốc trên 10 độ bị xói mòn rửa trôi mạnh làm trơ sỏi sạn khi nước rút. So sánh với các nghiên cứu đất bán ngập tại hồ Hòa Bình, đất bán ngập hồ Sơn La có chỉ số pH dao động thuận lợi từ 5,2 đến 6,1, tạo điều kiện thuận lợi để bố trí cơ cấu cây trồng nông nghiệp ngắn ngày mà không cần xử lý khử chua phức tạp.

Đề xuất và khuyến nghị

  • Quy hoạch phân vùng canh tác chi tiết: Ủy ban nhân dân các huyện Mường La và Quỳnh Nhai cần phê duyệt bản đồ phân vùng canh tác trên 1.066 ha đất bán ngập trước quý II/2018. Khuyến khích bố trí 2 vụ gồm lúa xuân và ngô hè thu trên 331 ha đất dải cao trình 210 m đến 215 m, đồng thời chỉ gieo trồng 1 vụ ngô hoặc rau màu ngắn ngày trên 378 ha đất dải cao trình 200 m đến 210 m.
  • Phát triển mô hình sinh kế nông - ngư kết hợp: Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn tỉnh Sơn La cần hỗ trợ 1.055 hộ dân tái định cư phát triển 500 lồng nuôi cá thịt trên mặt hồ tại các eo ngách khuất gió, kết hợp trồng cỏ Vetiver trên diện tích bán ngập dốc 5 đến 10 độ trong giai đoạn 2018 đến 2022 nhằm nâng thu nhập bình quân của hộ dân thêm 12% mỗi năm.
  • Kiểm soát định kỳ chất lượng môi trường nước: Chi cục Bảo vệ Môi trường tỉnh Sơn La cần lắp đặt mạng lưới 8 trạm quan trắc tự động dọc 200 km lòng hồ, thực hiện quan trắc định kỳ 3 tháng một lần đối với các chỉ tiêu DO, TSS và kim loại nặng nhằm bảo vệ chất lượng nguồn nước cấp cho 644.000 ha lúa vùng đồng bằng trung du Bắc Bộ.
  • Tăng cường bảo vệ và khoanh nuôi rừng phòng hộ: Ban quản lý rừng phòng hộ phối hợp với chính quyền cơ sở triển khai giao khoán quản lý 13.088 ha đất rừng lưu vực, nâng độ che phủ rừng đầu nguồn ven hồ lên trên 45% vào năm 2025 để hạn chế bồi lắng lòng hồ.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  • Cơ quan quản lý nhà nước về tài nguyên và nông nghiệp: Các Sở Tài nguyên và Môi trường, Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn các tỉnh Tây Bắc sử dụng cơ sở dữ liệu 1.483 ha đất bán ngập để xây dựng chính sách giao đất sản xuất và cấp phép canh tác có thời hạn cho đồng bào địa phương.
  • Đơn vị quản lý và vận hành thủy điện: Ban lãnh đạo Công ty Thủy điện Sơn La và Tập đoàn Điện lực Việt Nam có thêm căn cứ thực chứng để điều tiết nhịp nhàng mực nước giữa cao trình 175 m và 215 m, vừa tối ưu hóa sản lượng điện 14,6 tỷ kWh vừa hỗ trợ tối đa chu kỳ gieo trồng của cư dân ven hồ.
  • Chuyên gia nghiên cứu sinh thái và biến đổi khí hậu: Các nhà khoa học môi trường có thể kế thừa bộ số liệu 16 mẫu đất cao trình và chuỗi phân tích mẫu nước theo độ sâu để phát triển các mô hình dự báo diễn thế sinh thái đất ngập nước nhân tạo.
  • Chính quyền cơ sở và cộng đồng tái định cư ven hồ: Ủy ban nhân dân các xã Mường Trai, Ích Ong, Mường Sại, Cà Nàng và cán bộ khuyến nông nắm bắt cẩm nang kỹ thuật mùa vụ, giúp 71.000 người dân tái định cư khai thác hiệu quả đất bán ngập để xóa đói giảm nghèo bền vững.

Câu hỏi thường gặp

Đất vùng bán ngập lòng hồ thủy điện Sơn La có bị ô nhiễm kim loại nặng không?

Kết quả kiểm nghiệm 16 mẫu đất tại 4 xã vùng nghiên cứu cho thấy hàm lượng Asen dao động từ 4,2 mg/kg đến 8,6 mg/kg và Chì dao động từ 15,3 mg/kg đến 28,7 mg/kg. Toàn bộ các giá trị này đều nằm sâu dưới ngưỡng quy định của QCVN 03:2008/BTNMT, chứng minh đất hoàn toàn an toàn cho canh tác cây lương thực và hoa màu.

Tổng diện tích đất bán ngập có thể đưa vào sản xuất nông nghiệp là bao nhiêu?

Mặc dù tổng diện tích đất bán ngập toàn hồ lên tới 8.000 ha, nghiên cứu chỉ ra diện tích thực tế có thể sử dụng trồng trọt là 1.483 ha (chiếm 18,54%), do đã loại trừ các vùng sỏi đá, sông suối chia cắt và địa hình có độ dốc trên 10 độ.

Cư dân ven hồ có thể gieo trồng mấy vụ mùa trên đất bán ngập mỗi năm?

Số lượng vụ mùa phụ thuộc vào dải cao trình ngập. Tại dải cao trình từ 210 m đến 215 m với thời gian hở đất 8 tháng, người dân có thể gieo trồng 2 vụ gồm vụ lúa xuân và ngô hè thu. Các dải cao trình thấp hơn từ 200 m đến 210 m chỉ cho phép canh tác an toàn 1 vụ xuân.

Chất lượng nước mặt tại vùng bán ngập lòng hồ biến đổi ra sao theo độ sâu?

Chất lượng nước mặt có sự phân hóa rõ nét giữa các tầng nước. Nồng độ oxy hòa tan (DO) giảm dần từ 7,2 mg/l ở tầng mặt 0,3 m xuống 5,1 mg/l ở tầng sâu 3,5 m. Trong khi đó, hàm lượng chất rắn lơ lửng (TSS) tăng từ 24 mg/l lên 48 mg/l do hiện tượng lắng đọng trầm tích đáy.

Thời gian phát lộ mặt đất của vùng bán ngập diễn ra vào những tháng nào trong năm?

Mực nước hồ bắt đầu rút từ tháng 1 và đạt mực nước chết 175 m vào cuối tháng 6, duy trì đến giữa tháng 8. Do đó, thời gian hở đất bán ngập kéo dài từ tháng 1 đến tháng 9 hàng năm trước khi hồ bước vào chu kỳ tích nước đầy ở cao trình 215 m vào tháng 10.

Kết luận

  • Đánh giá chuẩn xác hiện trạng môi trường vùng lòng hồ Sơn La, xác định diện tích đất bán ngập đạt 8.000 ha, trong đó có 1.483 ha đất phì nhiêu đủ điều kiện an toàn cho canh tác nông nghiệp theo QCVN 03:2008/BTNMT.
  • Phân định rõ quy luật nông hóa học theo 4 dải cao trình ngập, khẳng định vùng đất từ cốt 200 m đến 215 m là khu vực trọng điểm để triển khai từ 1 đến 2 vụ cây trồng ngắn ngày.
  • Làm rõ tính chất phân tầng của môi trường nước theo 3 tầng độ sâu, ghi nhận các chỉ số DO từ 5,1 mg/l đến 7,2 mg/l và TSS từ 24 mg/l đến 48 mg/l đều nằm trong giới hạn cho phép của QCVN 08:2008/BTNMT.
  • Đề xuất hệ thống 4 nhóm giải pháp kỹ thuật canh tác, chính sách sinh kế và bảo vệ 13.088 ha đất rừng lưu vực nhằm hỗ trợ trực tiếp cho 71.000 người dân tái định cư ổn định thu nhập.
  • Khuyến nghị các cơ quan ban ngành triển khai hoàn thiện bản đồ số nông hóa thổ nhưỡng trong giai đoạn 2018 đến 2025 và áp dụng quy chế quản lý liên ngành để hiện thực hóa mục tiêu phát triển bền vững lưu vực sông Đà.