Tổng quan nghiên cứu

Tài nguyên nước đóng vai trò thiết yếu trong phát triển bền vững kinh tế - xã hội, bảo vệ môi trường và duy trì hệ sinh thái. Ở Việt Nam, nhiều lưu vực sông đang bị suy thoái nghiêm trọng về cả số lượng và chất lượng nước do khai thác quá mức và ô nhiễm từ các hoạt động công nghiệp, nông nghiệp, và sinh hoạt. Lưu vực sông Trà Khúc, tỉnh Quảng Ngãi, với diện tích lưu vực 3240 km² và mô đun dòng chảy trung bình nhiều năm trên 70 l/s/km², là một trong những lưu vực bị ảnh hưởng nặng nề. Đập dâng Thạch Nham, công trình thủy lợi lớn nhất trên sông, đã cung cấp nước tưới, sinh hoạt và công nghiệp cho hạ du nhưng cũng gây ra suy thoái dòng chảy tự nhiên, làm cạn kiệt nguồn nước và suy giảm hệ sinh thái thủy sinh.

Mục tiêu nghiên cứu của luận văn là đánh giá mức độ suy thoái môi trường nước và hệ sinh thái thủy sinh hạ lưu sông Trà Khúc, đồng thời xây dựng cơ sở khoa học phục vụ công tác quản lý và bảo vệ tài nguyên nước. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào vùng hạ lưu sông Trà Khúc từ sau đập Thạch Nham đến cửa sông, với trọng tâm là tài nguyên nước mặt. Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc bảo vệ nguồn nước, duy trì đa dạng sinh học và phát triển kinh tế xã hội bền vững cho tỉnh Quảng Ngãi, đặc biệt trong bối cảnh biến đổi khí hậu và áp lực khai thác ngày càng tăng.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

  • Lý thuyết cân bằng nước lưu vực sông: Phân tích dòng chảy dựa trên phương trình cân bằng nước, bao gồm lượng nước đến, lấy đi và hồi quy sau tưới, nhằm khôi phục dòng chảy thực tế tại hạ lưu.
  • Khái niệm dòng chảy tối thiểu (DCTT): Theo Nghị định 120/2008/NĐ-CP, DCTT là lưu lượng nước tối thiểu cần duy trì để bảo vệ hệ sinh thái thủy sinh, cảnh quan và đáp ứng nhu cầu sử dụng nước ở hạ lưu.
  • Mô hình đánh giá tác động của công trình thủy lợi đến dòng chảy và môi trường: Phân tích ảnh hưởng của đập Thạch Nham đến dòng chảy mùa kiệt và hệ sinh thái thủy sinh.
  • Các khái niệm chính bao gồm: dòng chảy môi trường (Environmental Flow), suy thoái nguồn nước, ô nhiễm nước, hệ sinh thái thủy sinh, và quản lý tài nguyên nước.

Phương pháp nghiên cứu

  • Nguồn dữ liệu: Số liệu khí tượng thủy văn từ các trạm Sơn Giang, Trà Khúc, Sơn Hà, Quảng Ngãi giai đoạn 1976-2010; số liệu vận hành đập Thạch Nham từ 1994-2010; số liệu điều tra thực địa và tài liệu nghiên cứu trước đó.
  • Phương pháp phân tích:
    • Tổng hợp và phân tích số liệu điều tra khảo sát, tài liệu pháp luật liên quan đến quản lý tài nguyên nước.
    • Phân tích thống kê các số liệu khí tượng thủy văn và dòng chảy, sử dụng máy tính hỗ trợ tính toán.
    • Tính toán khôi phục dòng chảy tại hạ lưu dựa trên phương trình cân bằng nước có xét đến lượng nước lấy từ đập Thạch Nham.
    • Xác định yêu cầu duy trì dòng chảy tối thiểu theo quy định pháp luật và thực tiễn lưu vực.
  • Timeline nghiên cứu: Thu thập và phân tích số liệu trong khoảng thời gian 1976-2010, tập trung đánh giá hiện trạng và đề xuất giải pháp quản lý bảo vệ tài nguyên nước hạ lưu sông Trà Khúc.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Suy thoái dòng chảy mùa kiệt nghiêm trọng: Lưu lượng dòng chảy mùa kiệt tại hạ lưu sông Trà Khúc giảm mạnh, chỉ còn khoảng 6-10 m³/s trong những thời điểm cạn kiệt nhất, thấp hơn nhiều so với trước khi đập Thạch Nham vận hành. Năm 1998, lưu lượng tháng nhỏ nhất chỉ đạt 11,7 m³/s, năm 2002 là 10,4 m³/s.

  2. Ảnh hưởng của đập Thạch Nham: Số ngày không có nước qua tràn đập trong mùa kiệt có thể lên tới 98 ngày (năm 1998), gây cạn kiệt dòng chảy hạ lưu, làm khô cạn nhiều đoạn sông, ảnh hưởng nghiêm trọng đến hệ sinh thái thủy sinh và giao thông thủy.

  3. Ô nhiễm và suy giảm chất lượng nước: Các khu công nghiệp Quảng Phú, Tịnh Phong và các cơ sở sản xuất phân tán xả thải chưa qua xử lý trực tiếp ra sông, làm BOD vượt tiêu chuẩn từ 2-3 lần trong mùa kiệt, gây chết cá và suy giảm nguồn lợi thủy sản.

  4. Suy thoái hệ sinh thái thủy sinh: Lòng sông bị thu hẹp, mất nơi cư trú của sinh vật đáy, thảm thực vật bãi ven sông bị thay đổi, nhiều loài cá di cư quý hiếm giảm sút, ảnh hưởng đến sinh kế của ngư dân.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của suy thoái dòng chảy và ô nhiễm là do khai thác nước quá mức từ đập Thạch Nham, kết hợp với phát triển công nghiệp và sinh hoạt chưa kiểm soát tốt. So với các nghiên cứu trong ngành, kết quả phù hợp với xu hướng suy giảm nguồn nước ở các lưu vực sông có công trình thủy lợi lớn. Việc dòng chảy mùa kiệt giảm làm giảm khả năng pha loãng nước, tăng nồng độ ô nhiễm, ảnh hưởng tiêu cực đến đa dạng sinh học và phát triển kinh tế địa phương.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ dòng chảy tháng trung bình nhiều năm, bảng thống kê số ngày không có nước qua tràn đập, và biểu đồ phân bố BOD theo mùa để minh họa rõ ràng mức độ suy thoái và ô nhiễm.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Xác định và duy trì dòng chảy tối thiểu (DCTT): Cơ quan quản lý cần áp dụng quy định duy trì DCTT tại vị trí trạm thủy văn Trà Khúc, đảm bảo lưu lượng tối thiểu từ 10-12 m³/s trong mùa kiệt để bảo vệ hệ sinh thái và nhu cầu sử dụng nước hạ lưu. Thời gian thực hiện: ngay trong giai đoạn 2024-2026.

  2. Tăng cường quản lý vận hành đập Thạch Nham: Điều chỉnh lưu lượng xả nước hợp lý, tránh lấy nước quá mức trong mùa kiệt, đồng thời xây dựng hồ chứa điều tiết bổ sung để giảm thiểu tình trạng cạn kiệt. Chủ thể thực hiện: Ban quản lý đập, Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn.

  3. Kiểm soát và xử lý nước thải công nghiệp, sinh hoạt: Thiết lập hệ thống xử lý nước thải đạt chuẩn tại các khu công nghiệp và khu dân cư, giảm thiểu ô nhiễm nguồn nước. Thời gian: 2024-2028, chủ thể: Sở Tài nguyên và Môi trường, các doanh nghiệp.

  4. Phục hồi và bảo vệ hệ sinh thái thủy sinh: Thực hiện các biện pháp phục hồi thảm thực vật bãi ven sông, bảo tồn các loài cá di cư quý hiếm, xây dựng khu bảo tồn sinh thái. Chủ thể: các tổ chức bảo tồn, chính quyền địa phương.

  5. Nâng cao nhận thức cộng đồng và đào tạo quản lý tài nguyên nước: Tổ chức các chương trình tuyên truyền, đào tạo kỹ năng quản lý và sử dụng nước bền vững cho người dân và cán bộ quản lý. Thời gian: liên tục, chủ thể: các cơ quan chức năng và tổ chức phi chính phủ.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Cơ quan quản lý tài nguyên nước và môi trường: Sở Tài nguyên và Môi trường, Ban quản lý lưu vực sông để xây dựng chính sách, quy hoạch khai thác và bảo vệ nguồn nước.

  2. Các nhà nghiên cứu và học viên ngành khoa học môi trường, thủy lợi: Tham khảo phương pháp phân tích dòng chảy, đánh giá tác động công trình thủy lợi và quản lý dòng chảy tối thiểu.

  3. Doanh nghiệp và nhà đầu tư trong lĩnh vực công nghiệp và thủy lợi: Hiểu rõ tác động môi trường của hoạt động khai thác nước, từ đó áp dụng các biện pháp giảm thiểu ô nhiễm và khai thác bền vững.

  4. Ngư dân và cộng đồng dân cư ven sông Trà Khúc: Nắm bắt thông tin về tình trạng suy thoái nguồn nước và hệ sinh thái, từ đó tham gia bảo vệ và sử dụng tài nguyên nước hợp lý.

Câu hỏi thường gặp

  1. Dòng chảy tối thiểu là gì và tại sao cần duy trì?
    Dòng chảy tối thiểu là lưu lượng nước thấp nhất cần thiết để duy trì hệ sinh thái thủy sinh và các nhu cầu sử dụng nước ở hạ lưu. Việc duy trì DCTT giúp bảo vệ đa dạng sinh học, cảnh quan và đảm bảo phát triển kinh tế bền vững.

  2. Đập Thạch Nham ảnh hưởng như thế nào đến dòng chảy sông Trà Khúc?
    Đập Thạch Nham lấy nước tưới với lưu lượng tối đa lên đến 50 m³/s trong mùa kiệt, làm giảm dòng chảy tự nhiên, gây cạn kiệt nước hạ lưu, ảnh hưởng đến sinh thái và giao thông thủy.

  3. Phương pháp nào được sử dụng để khôi phục dòng chảy tại hạ lưu?
    Phương pháp cân bằng nước được áp dụng, tính toán lưu lượng dòng chảy dựa trên lượng nước đến, lượng nước lấy từ đập, lượng nước hồi quy sau tưới và lượng nước bổ sung từ lưu vực khu giữa.

  4. Tình trạng ô nhiễm nước ở hạ lưu sông Trà Khúc do đâu?
    Ô nhiễm chủ yếu do nước thải chưa qua xử lý từ các khu công nghiệp, nhà máy, làng nghề và sinh hoạt đổ trực tiếp vào sông, làm tăng BOD vượt tiêu chuẩn, gây chết cá và suy giảm chất lượng nước.

  5. Giải pháp nào hiệu quả để bảo vệ nguồn nước sông Trà Khúc?
    Cần duy trì dòng chảy tối thiểu, quản lý vận hành đập hợp lý, xử lý nước thải công nghiệp và sinh hoạt, phục hồi hệ sinh thái thủy sinh, đồng thời nâng cao nhận thức cộng đồng về bảo vệ tài nguyên nước.

Kết luận

  • Sông Trà Khúc có nguồn nước dồi dào nhưng đang bị suy thoái nghiêm trọng do khai thác quá mức và ô nhiễm, đặc biệt ở khu vực hạ lưu sau đập Thạch Nham.
  • Dòng chảy mùa kiệt giảm mạnh, chỉ còn khoảng 6-10 m³/s, ảnh hưởng tiêu cực đến hệ sinh thái thủy sinh và phát triển kinh tế xã hội.
  • Đập Thạch Nham là nguyên nhân chính gây cạn kiệt dòng chảy, cần điều chỉnh vận hành và duy trì dòng chảy tối thiểu theo quy định pháp luật.
  • Ô nhiễm nước do nước thải công nghiệp và sinh hoạt chưa được xử lý triệt để làm suy giảm chất lượng nước và nguồn lợi thủy sản.
  • Nghiên cứu đề xuất các giải pháp quản lý, bảo vệ tài nguyên nước và hệ sinh thái, góp phần phát triển bền vững lưu vực sông Trà Khúc trong giai đoạn tiếp theo.

Hành động tiếp theo: Cơ quan quản lý cần triển khai ngay việc xác định và duy trì dòng chảy tối thiểu, đồng thời tăng cường kiểm soát ô nhiễm và phục hồi hệ sinh thái. Các bên liên quan được khuyến khích tham khảo và áp dụng kết quả nghiên cứu để bảo vệ nguồn nước và phát triển bền vững.