54 Ch ng 3 TÀI NGUYÊN N 3.1 Tài nguyên n CH VÀ H CH A ch Hồ là những phần trũng c a địa hình có n ớc tĩnh th ng xuyên. Trên thế giới có kho ng 2,8 triệu hồ tự nhiên, trong đó có 145 hồ có diện tích mặt n ớc trên 100km2, ch a 95% tổng l ợng n ớc các hồ. Hồ hiện ch a 0,313% thể tích n ớc ngọt lục địa, g p kho ng 6 lần l ợng n ớc có trong các hệ thống sông. Riêng Bai Can, hồ sâu nh t thế giới, đã ch a 23.000km3 n ớc, bằng gần 1/4 tổng l ợng n ớc các hồ và bằng 1/10 l ợng n ớc ngọt toàn cầu. Không ph i t t c các hồ trên thế giới đều ch a n ớc ngọt. Biển hồ Caxpiên là một hồ n ớc mặn, hồ Chết là hồ ch a lo i n ớc mặn nh t thế giới. Đặc tr ng hình thái quan trọng nh t c a hồ là diện tích mặt n ớc và dung tích hồ. Chúng biến đổi theo sự thay đổi độ cao mặt n ớc hồ (hoặc độ sâu). Đối với những hồ có b đáy ổn định, quan hệ giữa diện tích mặt n ớc và dung tích hồ với độ sâu t ng đối ổn định và đ ợc biểu diễn d ới d ng b ng hoặc đồ thị. Diện tích mặt hồ càng lớn, kh năng trao đổi ch t và năng l ợng với khí quyển càng lớn, trong đó đáng l u ý là những quá trình nh bốc h i, xâm nhập ôxy từ khí quyển, đốt nóng, sóng... Chiều dài đà gió càng lớn thì sóng do gió càng cao, t o ra sự xáo trộn sâu h n trong tầng mặt và t o n ớc dồn sinh dòng ch y do gió. Tỷ lệ dung tích trên độ sâu hồ càng lớn thì chế độ n ớc trong hồ càng ổn định, đồng th i sự phân bố các đặc tr ng thuỷ lý, thuỷ hoá, thuỷ sinh và chế độ động lực càng kém đồng nh t. Bảng 3.1. Các hồ lớn trên thế giới Diện tích H (km2) Caxpiên 371.795 Th ợng 82.362 Victoria 69.485 Aran 65.527 Hurôn 59.570 Độ sâu lớn nhất (m) 995 406 81 68 229 H Misigân Tanganyika G u lớn Baican Nyatxa Diện tích (km2) 58.016 32.893 31.792 30.510 29.604 Độ sâu lớn nhất (m) 282 1.417 413 1.620 678 Mực n ớc hồ là hàm c a các yếu tố sau: Đặc điểm chu kì n ớc nhiều năm. T ng quan giữa l ợng n ớc đến và n ớc đi. Đặc điểm mặt n ớc hồ. Chế độ động lực trong hồ. Ho t động kiến t o, địa ch n. Dao động mực n ớc hồ chia thành ba lo i: Dao động tuyệt đối, có tính quy luật, là dao động có liên quan tới sự thay đổi trữ l ợng n ớc hồ do các tác nhân khí hậu, biên độ dao động lớn. Dao động thế kỷ, liên quan tới ho t động nâng lên h xuống c a bề mặt Trái Đ t, diễn ra chậm. 55 Dao động t ng đối, b t th ng, diễn biến nhanh, nh sóng, n ớc dồn. Lo i dao động th ba này có đặc điểm quan trọng là có thể mang tính khu vực, làm cho mặt n ớc hồ không bằng phẳng và không nằm ngang. Dòng ch y trong hồ có vai trò làm tăng xáo trộn trong khối n ớc, do đó nó là một nhân tố tích cực cho quá trình tự làm s ch và đồng nh t các đặc tr ng thuỷ lý, thuỷ hoá theo không gian. Chế độ dòng ch y th ng xuyên trong hồ có nhiều điểm phân biệt với chế độ dòng ch y trong sông nh : Vận tốc không lớn. Dòng ch y th ng khó phân bố trên toàn mặt cắt ngang H ớng dòng ch y phân tán, phụ thuộc ph c t p vào vị trí điểm n ớc vào ra hồ, l u l ợng n ớc, hình d ng hồ, gió, nhiệt độ... Đo đ c đầy đ trên một số hồ lớn cho th y h ớng dòng ch y trong hồ phân hoá theo diện và độ sâu r t ph c t p. Điều kiện hình thành dòng phân tầng trong hồ là: Tỷ trọng c a n ớc gia nhập so với n ớc hồ khác nhau đáng kể. Hồ tiếp nhận n ớc có độ sâu lớn, độ dốc thuận, đáy và chiều rộng không có những thay đổi đột biến. Khi có các điều kiện trên, dòng n ớc nhập vào sẽ có kh năng chuyển động thành tầng riêng, không hoà nhập, hoặc hoà nhập từ từ vào khối n ớc hồ. Các dòng phân tầng trên mặt có kh năng hoà trộn nhanh h n do xáo trộn. Dòng phân tầng đáy vừa khó hòa nhập do xáo trộn kém, vừa tăng nguy c gây ô nhiễm đáy hồ. Dòng ch y không th ng xuyên trong hồ bao gồm dòng trôi d t do gió, dòng do chênh lệch áp su t không khí, dòng đối l u nhiệt và dòng mật độ. Đối l u nhiệt trong miền biến đổi nhiệt độ >4oC chỉ diễn ra trên tầng mặt khi nhiệt độ gi m do m t nhiệt từ trên mặt và trong miền biến đổi nhiệt độ <4oC chỉ x y ra khi nhiệt độ tăng từ trên mặt do đ ợc c p nhiệt. Trong các hồ n ớc sâu, dòng ch y nhỏ, có thể diễn ra hiện t ợng phân tầng nhiệt nh sau: Tầng sâu, Hypolimnion, nhiệt độ gần 4oC ổn định theo độ sâu và theo th i gian ngày, mùa do xáo trộn kém. Tầng mặt, Epilimnion (5 - 20m), nhiệt độ hầu nh đồng đều theo độ sâu, do xáo trộn tốt bằng dòng do gió, đối l u..., biến động nhiệt theo th i gian phụ thuộc vào điều kiện khí hậu. Tầng giữa, Metalimnion, còn gọi là tầng nêm nhiệt, dày kho ng (2 - 7m), có nhiệt độ trung gian giữa hai tầng trên, do xáo trộn kém, với gradien nhiệt theo độ sâu là lớn nh t trong toàn khối n ớc. Khi nhiệt độ n ớc lớn h n 4oC, phân tầng đ ợc gọi là thuận nhiệt, còn khi nhiệt độ nhỏ h n 4oC, phân tầng đ ợc gọi là nghịch nhiệt. Phân tầng nhiệt là yếu tố c n tr sự phát tán vật ch t trong khối n ớc và đồng nh t hoá các giá trị đặc tr ng thuỷ lý, thuỷ hoá, dẫn đến c n tr quá trình tự làm s ch c a n ớc. Một hệ sinh thái hồ hoàn chỉnh có đ các thành phần sinh vật tự d ỡng, dị d ỡng và sinh vật phân huỷ thích nghi với tr ng thái n ớc t ng đối tĩnh. Vùng b tho i là n i sống lý t ng c a các vành đai thực vật thuỷ sinh thích nghi với các độ sâu khác nhau. Tầng mặt có ánh sáng là n i sinh sống c a nhiều lo i thực vật phù du, t o môi tr ng thuận lợi cho động vật 56 phát triển. Hệ động vật có mặt các loài ăn thực vật, động vật tầng mặt, tầng đáy, do đó đa d ng sinh học và năng su t sinh học đều cao. Vùng b hồ có thực vật phát triển có xu thế nông dần, b tiến vào vùng n ớc sâu r t nhanh, độ sâu khối n ớc và dung tích hồ gi m nhanh chóng, thậm chí tới m c biến hồ thành đầm lầy. Trầm tích hồ có thể tr thành nguồn gây ô nhiễm khối n ớc nếu xu t hiện những c chế cho phép cuốn chúng tr l i khối n ớc, nh đối l u, xáo trộn... Kh năng này tăng theo sự gi m độ sâu hồ. Cán cân n ớc hồ có đặc điểm là tỷ trọng dòng đến, dòng đi so với l ợng n ớc trong hồ không lớn. Tiêu hao n ớc trong các hồ không có dòng ch y đi liên quan ch yếu với ng m, bốc h i và các ho t động nhân sinh. Khi bốc h i là nguyên nhân ch đ o gây tiêu hao n ớc hồ, thì sẽ x y ra quá trình tích luỹ muối khoáng gây mặn hoá hồ và suy thoái hệ sinh thái hồ. Thành phần hoá học n ớc hồ phụ thuộc vào các yếu tố chính sau: Đặc điểm dòng đến và đi. M c độ xáo trộn n ớc trong hồ. Đặc điểm các quá trình c lí, hoá sinh trong hồ. Dòng ch t l lửng gia nhập vào hồ sẽ dễ dàng lắng đọng t o trầm tích làm nông đáy hồ, do tốc độ dòng ch y trong hồ nhỏ h n r t nhiều so với trong sông. Dòng ch t tan, nếu có hàm l ợng cao h n trong n ớc hồ thì sẽ phân tán vào n ớc hồ, làm tăng độ khoáng hoá n ớc hồ ngay c khi dòng ch y ra bằng dòng ch y vào. Bốc h i không đem theo các ch t khoáng, do vậy t ng quan giữa l ợng bốc h i và l ợng dòng vào càng lớn, độ khoáng hoá c a hồ tăng càng nhanh. Chính vì vậy n ớc các hồ nằm trong vùng khô h n th ng có độ khoáng hoá cao. M c độ xáo trộn n ớc hồ càng cao thì kh năng tự làm s ch c a n ớc càng lớn và phân bố vật ch t càng đồng đều, còn khi n ớc hồ càng tĩnh thì quá trình lắng đọng diễn ra càng thuận lợi. Chế độ n ớc hồ càng tĩnh, kh năng lắng đọng trầm tích trong hồ càng lớn. Các hồ sâu, b đá và nghèo dinh d ỡng, Oligotrophic, sinh vật kém phát triển, trầm tích đáy ch yếu là ch t khoáng (chiếm đến 85 - 95% trọng l ợng khô). Trong các hồ nông, b đ t và giàu dinh d ỡng, sinh vật phát triển tốt, trầm tích đáy có thành phần hữu c cao (chiếm đến 50-80% trọng l ợng khô). Trong trầm tích một số hồ đặc biệt có thể có tích luỹ những lo i ch t có giá trị đ t tới m c độ khai thác, trong đó th ng gặp nh t là than bùn, sắt, mangan. Hồ thuộc lo i đ t ngập n ớc biệt lập có vai trò tự nhiên và nhân văn hết s c quan trọng. Hồ cung c p n ớc trực tiếp cho nhu cầu c a ng i và sinh vật, cung c p không gian sống cho thuỷ sinh, điều tiết dòng ch y mặt, l u thông với các thuỷ vực mặt và ngầm, điều hoà khí hậu. Trong những vùng kém ẩm, kh năng sinh thuỷ không đ hình thành m ng l ới sông ngòi, thì sự tồn t i c a các hồ có vai trò quan trọng đối với toàn bộ hệ sinh thái khu vực nói chung và sự sống c a con ng i nói riêng. Chúng t o ra các ốc đ o n ớc ngọt có ý nghĩa sống còn đối với động vật hoang dã và hệ thuỷ sinh địa ph ng, là n i nghỉ chân c a nhiều loài chim di c , góp phần t o ra và duy trì đa d ng sinh học. Các hồ lớn ít l u thông và có độ sâu lớn th ng có hệ sinh thái đặc thù, với nhiều loài đặc hữu có giá trị r t cao c về kinh tế và đa d ng sinh học. Hồ Bai Can sâu nh t thế giới (1.620m). Hồ n ớc mặn Caxpiên rộng nh t thế giới, 371.000km2. Biển Chết bán đ o A Rập có độ muối 20%, cao g p 7 lần n ớc biển thông th ng, là s n phẩm c a quá trình bốc h i liên tục, biển hầu nh không có sự sống. Hồ Niuoac trên đ o Ki Tin, Bắc cực có 5 tầng n ớc do thành phần n ớc phân hoá, có nguồn gốc khác nhau, mặt hồ đóng băng gần nh quanh năm nên ít xáo trộn. Trên cùng là n ớc ngọt với hệ sinh thái n ớc ngọt r t đa d ng; Tầng th 57 hai có ch a nhiều muối vi l ợng, c dân ch yếu có các loài động vật tiết túc, giáp xác nh tôm, cua...; Tầng th ba n ớc lợ, có các loài h i quỳ, sao biển, cá biển; Tầng th t màu hồng, có nhiều t o và vi khuẩn h p thụ sunfuar ; Tầng th năm đáy, có nhiều bùn thối đen và vi khuẩn yếm khí. Tuy nhiên hồ cũng là một hệ thống tự nhiên nh y c m. Những tác động tự nhiên vào cán cân n ớc hồ nh làm tăng gi m thành phần dòng đến hoặc đi c a hồ, làm thay đổi cân bằng n ớc hồ và cân bằng dòng vật ch t trong hồ đều có thể gây nên những hệ qu r t x u, nh suy thoái, ô nhiễm hồ, kh ng ho ng hệ sinh thái hồ, c n kiệt và biến m t hồ... Nhiều loài đặc hữu trong các hồ có giá trị r t cao về mặt kinh tế hoặc sinh thái, có vai trò quan trọng t o ra những giá trị c nh quan sinh thái và du lịch trong hồ có thể bị tuyẹet diệt do bị khai thác quá m c hoặc do ch t l ợng n ớc hồ suy gi m. Bảng 3.1. Kh ng ho ng biển Aran Aran từng là biển hồ lớn thứ 4 trên l c địa, diện tích 66.000km2, chứa 1.064km3 n ớc, dòng ch y hàng năm từ sông Amuaria và S Đaria gia nhập vào hồ là 56 km3, nh ng hồ cũng tiêu hao 60km3/năm vào bốc hơi, do đó cán cân n ớc hồ tự nhiên đã luôn bị thiếu h t. Năm 1975, trên l u vực hai con sông đổ vào hồ, ng i ta đã m rộng s n xu t, làm cho diện tích bông c n t ới tăng trên 10 triệu ha, l ợng n ớc t ới đ ợc khai thác trực tiếp 3 từ hai sông đổ vào hồ. Hệ qu là l ợng n ớc nhập vào hồ gi m xuống, chỉ còn 7 - 11km /năm. Do thiếu h t nghiêm trọng cán cân n ớc đến so với bốc hơi, hồ Aran thu hẹp d n kích th ớc. Đến nay diện tích hồ chỉ còn 36 km2, chia thành hai hồ nhỏ, dung tích gi m 69%, độ muối tăng 3 l n, đ t 24%. Ph n lòng hồ nông nhiều tr m tích b r i và muối mặn bị khô c n, phơi ra tr ớc nắng gió, là nguồn cung c p từ 40 nghìn đến hàng triệu t n b i muối/năm, gây ô nhiễm nặng các vùng xung quanh. Sử d ng hoá ch t trong nông nghiệp gây ô nhiễm n ớc. Hệ qu là đã gây ra bệnh tật cho gia súc, ng i và động vật hoang d i, năng su t cây trồng gi m tới 40%. Các loài hoang dã gi m từ 178 xuống còn 38, các loài đặc hữu biến m t. Quá trình hoang m c hoá, mặn hoá, ô nhiễm n ớc vẫn đang tiếp diễn. 3.2 Tài nguyên n c h ch a 3.2.1 Tổng quan Hồ ch a, còn gọi là kho n ớc nhân t o, hồ ch a nhân t o, là những thuỷ vực ch a n ớc t ng đối lớn, hình thành một cách nhân t o hoặc bán nhân t o, có chế độ n ớc bị điều tiết nhân t o. Các hồ ch a lớn trên thế giới đều đ ợc xây dựng theo ph ng th c đắp đập ngăn sông. Những con đập đầu tiên đã đ ợc xây dựng từ kho ng 5.000 năm tr ớc trên sông Ti-gri và -phra-t Me-zo-po-ta-mia, trên sông Nin Hi L p và trên sông In-du Pakistan. T t c các đập xa x a đ ợc xây dựng ch yếu để phục vụ c p n ớc t ới cho nông nghiệp và kiểm soát lũ. Mục tiêu xây đập th y điện đ ợc thực hiện từ 1890. Đập lớn đ ợc định nghĩa là lo i đập có chiều cao >15m hoặc cao từ 5 – 15m nh ng có dung tích >3 tỷ m3. Những năm giữa c a thế kỷ 20 có 5.000 đập lớn đã đ ợc xây dựng. Tốc độ xây dựng đập tăng nhanh và đến cuối thế kỷ tr ớc đã có 45.000 đập lớn đang ho t động. Thêm vào đó, toàn thế giới còn có kho ng 800.000 đập khác không thuộc lo i lớn. Tổng chi phí c a việc xây dựng đập trong thế kỷ 20 ớc tính kho ng 2.000 tỷ USD. Trong gần suốt thế kỷ tr ớc, đập lớn đ ợc xem là biểu t ợng c a kh năng chế ngự tự nhiên và phát triển công nghiệp cũng nh quyền lực chính trị, kinh tế xã hội và điện lực. Đối với nhiều chính ph , việc xây dựng các đập lớn có ý nghĩa thể hiện s c m nh c a đ t n ớc. Kết qu là h n một nửa các con sông chính trên thế giới đã bị nh h ng c a đập và gần 40 triệu ng i dân đã ph i di d i. Trung Quốc là n ớc có nhiều đập lớn nh t, với kho ng h n 20.000 đập (trên tổng số >90.000 đập), Mỹ có kho ng 6.400, n Độ 4.000, Nhật và Tây Ban Nha có >1.000 đập. Năm 1992, Trung Quốc đã tiến hành công trình trên sông D ng Tử trị giá 30 tỷ đô la, với đập n ớc cao 185m, có ch c năng c p n ớc, điều tiết lũ, cung c p điện 58 (12% nhu cầu toàn quốc). Công trình làm 1,3 triệu ng nông nghiệp. i ph i di d i và ngập 41.000ha đ t Những hồ ch a có dung tích >1 triệu m3 hoặc dung tích <1 triệu m3 nh ng có vai trò đặc biệt quan trọng trong khu vực, nh là nguồn c p n ớc cho một đô thị lớn, đ ợc gọi là kho n ớc lớn. Trên thế giới đã xây dựng h n 10.000 hồ ch a, trong đó >30 hồ dung tích >10km3, 150 hồ dung tích >5km3, chiếm 80% tổng dung tích các hồ ch a. Tổng dung tích hữu ích c a hồ ch a nhân t o ớc kho ng 5.000 km3, diện tích mặt n ớc >600.000 km2. Từ 1960 việc xây dựng kho n ớc trên thế giới phát triển m nh. Trong kho ng 30 năm số kho n ớc tăng g p đôi và dung tích ch a tăng còn nhiều h n. Trên 60% dung tích kho n ớc hiện phân bố t i các n ớc đang phát triển. Kho n ớc đ ợc xây dựng phục vụ nhiều mục đích kinh tế xã hội và kỹ thuật nh sau: S n xu t điện cho tiêu thụ trong n ớc và xu t khẩu Trữ và c p n ớc t ới cho các vùng đ t nông nghiệp để nâng cao năng su t s n l ợng cây trồng, đ m b o an ninh l ng thực Điều tiết chế độ dòng ch y, cắt lũ và tăng dòng ch y kiệt, c i thiện hệ sinh thái. Ngoài ra việc xây dựng đập và hồ ch a còn t o thêm những lợi ích xã hội khác nh : phát triển điện khí hóa nông thôn, t o việc làm trong quá trình xây dựng đập nói riêng và tăng c ng phát triển nói chung, phát triển ng nghiệp và du lịch... Các lợi ích trên đã góp phần quan trọng cho sự phát triển con ng i nhiều n ớc. Nh ng cũng đã có những ví dụ về những đập không đáp ng đ ợc sự mong đợi về mặt tài chính, kỹ thuật và kinh tế nh dự kiến, đặc biệt là khi so sánh với các gi i pháp thay thế khác có thể thực hiện đ ợc. Đồng th i những tác động b t lợi c a việc xây dựng đập về mặt môi tr ng, sinh thái và xã hội v ợt xa dự kiến ban đầu, dẫn đến gia tăng m c ph n đối c a cộng đồng đối với việc xây đập. Do đó xu thế phát triển nhanh các đập và kho n ớc lớn đã chững l i t i các quốc gia phát triển. H n thế nữa một số đập đã xây dựng cũng bị h y bỏ. Mỹ đã lo i bỏ >500 đập nhỏ trong những năm gần đây. Bảng 3.2. Một số kho n ớc lớn trên thế giới Stt 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Tên h /sông (châu lục hoặc quốc gia) Oden- Fols - Victoria /s. Nin (Phi) Bratxk /s. Angara (CHLB Nga) Cariba/s. Zamberi (Dămbia & Rođedia Nam) Naser /s. Nin (Xuđăng & Ai Cập) Volta /s. Volta (Ga Na) Daniel – Djonson / s. Manikugan (Canađa) En Ninho – Mateco /s.Karoni (Vênêzuêla) Krasnoar /s. Enixây (CHLB Nga) Vadi – Tactar /s. Tigre (Irăc) Xam nxa /s. Hoàng Hà (Trung Quốc) Quib sep /s. Vonga (CHLB Nga) O – Mid /s. Kolorađô (Mỹ) 3.2.2 Các đặc tr ng hình thái kho n Dung tích km3 205 169 160 157 148 142 111 73 67 65 58 37 Diện tích km2 76.000 5.470 4.450 5.120 8.480 1.940 2.000 2.000 3.500 6.448 631 c d ng đập Mực n ớc chết (mực n ớc th p nh t thiết kế): Giới h n trên c a dung tích chết (Phần dung tích để ch a bồi lắng trong suốt tuổi thọ công trình, đ m b o vệ sinh môi tr ng và hệ sinh thái vùng th ợng l u và đ m b o đầu n ớc tối thiểu cho phát điện hiệu qu ). 59 Mực n ớc dâng bình th ng: Mực n ớc cao nh t mà kho có thể duy trì trong một th i gian lâu dài, ngang với cao trình đỉnh đập tràn tự do; là giới h n trên c a dung tích kho n ớc và dung tích hiệu dụng (Phần nằm trên dung tích chết, có vai trò đáp ng các nhiệm vụ thiết kế c a công trình). Mực n ớc siêu cao: Giới h n trên c a dung tích siêu cao (Phần nằm trên dung tích hiệu dụng, có thể ch a n ớc trong những th i đo n ngắn đột xu t, b t th ng). Dung tích phòng lũ: Dung tích nằm giữa m c n ớc siêu cao và cao trình cửa x lũ. 3.2.3 Những v n đ đặc bi t c a kho n c nhân t o H n một nửa số đập thuỷ điện trên toàn thế giới đã đ ợc quy ho ch và xây dựng bỏ qua việc đánh giá tác động môi tr ng một cách đầy đ . Do đó, nhiều v n đề môi tr ng đã x y ra trong vùng th ợng và h l u đập, c trên l u vực và trong thuỷ vực, tác động x u đến hệ sinh thái, điều kiện tự nhiên và con ng i. T ng tác n ớc - b vùng trên đập gây xói l Do mực n ớc c a các kho n ớc dâng r t cao so với tự nhiên nên vùng b cũ bị chìm sâu d ới n ớc và vùng đ t vốn tr ớc đây nằm r t cao trên mặt n ớc biến thành vùng b . Vùng b mới, bao gồm c phần ngập n ớc th ng xuyên và d i bán ngập, tr ớc đây là s n phẩm c a các quá trình tự nhiên trên s n dốc nên có độ dốc, c u trúc đặc điểm bề mặt hoàn toàn không phù hợp với một vùng b th ng xuyên chịu tác động c a sóng và dòng ch y. Hệ qu t t yếu là sẽ diễn ra một quá trình t ng tác m nh giữa khối n ớc với vùng b , theo xu thế chính là tăng xói mòn vùng gần mép n ớc, tăng chuyển t i vật ch t vào vùng n ớc sâu và bồi lắng. Chế độ mực n ớc bị điều tiết nhân t o có biên độ mực n ớc năm r t lớn, t o ra một d i b rộng trên s n dốc, luân phiên bị ngập hoặc ph i trống trong một kho ng th i gian tuỳ theo chế độ điều tiết hồ. T ng tác n ớc b cũng dịch chuyển liên tục theo sự thay đổi mực n ớc. Nhìn chung các quá trình trên diễn ra m nh mẽ nh t trong những năm đầu ho t động c a kho n ớc và sẽ ổn định dần vào các năm sau. Tuy nhiên v n đề có thể còn phụ thuộc vào việc qu n lý vùng bán ngập. Trên d i bán ngập hồ Hoà Bình, những c dân không ch p nhận di d i vẫn tiếp tục canh tác, làm tăng kh năng xói mòn c p phù sa từ s n dốc. Dao động mực n ớc gây tr ợt l Dao động mực n ớc trên sông chính làm thay đổi mốc xâm thực c a các phụ l u, dẫn đến biến đổi chế độ thuỷ lực, thúc đẩy các quá trình t o lòng sông. V n đề đặc biệt nghiêm trọng x y ra khi mực n ớc h l u đập h th p trong một số th i kỳ đặc biệt nào đó (ví dụ nh tích n ớc…), dẫn tới h th p mực n ớc, xói l h th p đáy sông, từ đó gây tr ợt l vùng b c a các nhánh sông đổ vào phần h l u đó. Dao động đột ngột và liên tục c a mực n ớc vùng sát chân đập trong mùa lũ đe do gây s t l nghiêm trọng vùng b . Ngoài ra, dòng x lũ m nh có thể gây ra xói l m nh mẽ vùng sát chân đập, do động năng c a n ớc lớn và dòng n ớc có r t ít phù sa. Bồi lắng trong lòng hồ Dòng ch y khi chuyển qua cửa hồ bị gi m vận tốc nhanh chóng, do mặt cắt ngang dòng ch y m rộng, làm gi m động năng, gi m kh năng t i phù sa, dẫn đến tăng lắng đọng phù sa kích th ớc lớn bồi l p đáy hồ. Vùng cửa hồ không cố định theo sự thay đổi mực n ớc, mà lùi dần về th ợng nguồn khi mực n ớc lên và ng ợc l i, do đó vùng bồi lắng cũng tr i dài trên 60 suốt vùng cửa hồ này, làm gi m dung tích hữu ích c a hồ. Phần phù sa mịn có thể di chuyển về bồi lắng trong vùng dung tích chết. Trung bình mỗi năm các hồ ch a bị bồi m t 0,5% dung tích. Bồi lắng trong hồ làm thay đổi đáng kể sự l u chuyển và chế độ phù sa sông. Sự tổn th t phù sa này gây thiệt h i cho việc bổ sung dinh d ỡng, t o môi tr ng sống cho các loài th y sinh, cũng nh bồi đắp vùng cửa sông ven biển. Diện tích mặt n ớc lớn gây sóng lớn, tăng bốc h i, thay đổi vi khí hậu vùng ven b và v n đề tổn th t do di d i ra khỏi vùng ngập. Những thay đổi vi khí hậu vùng b x y ra theo xu thế tích cực, biên độ nhiệt độ không khí gi m, độ ẩm tăng, thích hợp cho các ho t động du lịch, nghỉ d ỡng nói riêng và đ i sống nói chung. Sóng do gió trên mặt hồ phụ thuộc chiều dài đà sóng, do vậy khi diện tích hồ càng lớn, kh năng sinh sóng lớn càng cao, tác động b t lợi tới vùng b , công trình xây dựng và ho t động du lịch, khai thác thuỷ s n trong hồ. Diện tích ngập càng lớn, số dân ph i di d i càng lớn. Tuy nhiên, di dân không đ n thuần là sự di chuyển c a những con ng i, mà là sự di d i và làm biến d ng những b n sắc văn hoá địa ph ng vốn gắn liền với vùng đ t sinh thành ra nó, vì diện tích bị ngập th ng là đ t đai ven sông, n i có điều kiện hình thành và duy trì các điểm dân c với các nền văn hoá truyền thống đặc thù. Định c dân vùng lòng hồ cũng là một v n đề lớn, đi kèm với nó là việc thiết lập mới toàn bộ h tầng c s cho điểm dân c và t o điều kiện cho b o tồn, phát huy các giá trị văn hoá truyền thống. Trong nhiều tr ng hợp xây đập, quá trình tái định c c a những ng i vốn sống trong và trên vùng đ t bị ngập th ng đ ợc xác định b i chính ph , không qua quá trình t v n và có sự tham gia c a ng i bị thiệt h i. Tầm quan trọng, ph m vi c a việc di d i, tác động kinh tế xã hội không đ ợc đánh giá thích đáng tr ớc. Quan điểm chi phối là một số ng i ph i hy sinh cho lợi ích c a đa số và sự hy sinh y sẽ đ ợc bù đắp bằng các lợi ích kinh tế và xã hội nào đó, cũng do chính chính ph và các nhà đầu t xác định. Hệ qu th ng th y là n y sinh mâu thuẫn giữa ng i bị di d i, bị t ớc đo t c hội định c t i vùng đ t truyền thống, với c dân gốc vùng tái định c , những ng i bị t ớc đo t quyền lợi do ph i san sẻ với ng i đến định c trong các lĩnh vực nh : c nh tranh về đ t đai, việc làm, tài nguyên nhiên, b t đồng văn hóa truyền thống.... Đối t ợng th hai bị tổn h i là những ng i tuy không ph i di d i, nh ng kế sinh nhai bị thay đổi do sự thay đổi c a chế độ th y văn. Ví dụ nh việc khai thác cá trong hồ ch a hoàn toàn khác so với khai thác trong sông tự nhiên tr ớc đó. Do vậy những ng i từ n i khác đến, có sẵn ph ng tiện và kinh nghiệm khai thác kinh tế mặt n ớc hồ sẽ thành đ t, còn cộng đồng ng dân t i chỗ có thêm sự thiệt h i, có thể tr nên nghèo h n... Việc t o thêm chỗ làm mới thông qua một số dự án phát triển cũng không đem l i nhiều c hội cho dân địa ph ng, vì trên thực tế công việc đòi hỏi kỹ năng cao, còn các ch đầu t th ng đáp ng nhu cầu bằng những ng i di c có sẵn kinh nghiệm. Và thế là ng i dân t i chỗ bị t ớc đo t c hội thành đ t do các công việc này mang l i. Không thể phán xét chính xác sự thành công c a công việc tái định c trong vòng một vài năm. Chỉ khi những đ a trẻ c a dân định c và dân t i chỗ cùng lớn lên có cuộc sống tốt đẹp, hòa nhập và thành đ t, tr thành thành viên c a cùng một cộng đồng thống nh t và thịnh v ợng, thì tái định c mới đ ợc xem là thành công. Cột nước lớn gây gia tăng dư chấn địa chất 61 Cột n ớc lớn t o ra áp lực r t lớn lên vùng đáy, do vậy trong vùng kho n ớc lớn, th i kỳ đầu, th ng quan sát th y sự tăng m nh các trận động đ t c p th p. Đây là v n đề cần ph i tính tới trong thiết kế để đ m b o độ an toàn c a công trình. Chế độ động lực thay đổi dẫn đến thay đổi hệ thuỷ sinh, thay đổi chất lượng nước, làm chậm tốc độ đổi mới nước của thuỷ vực Các hồ ch a đã làm gi m tốc độ đổi mới n ớc sông toàn cầu 3 - 4 lần. 80% hồ ch a có hiện t ợng phì d ỡng trong những năm đầu. Các hồ ch a d ng đập có chế độ thuỷ lực n ớc ch y chậm, cột n ớc cao, áp lực n ớc lớn, vùng đáy có chế độ nhiệt, chế độ thuỷ hoá phân hoá so với vùng mặt, do đó sẽ phát triển một hệ thuỷ sinh mới, không giống hệ thuỷ sinh trong n ớc sông tr ớc đó, hình thành hệ sinh vật vùng đáy phong phú. Cá trong hồ ch a sẽ khác so với cá trong sông tự nhiên. Những loài còn tồn t i đ ợc có thể sẽ bị yếu h n và số cá thể có thể bị thay đổi. Nói chung, l ợng cá lúc đầu tăng r t nhanh, nh ng sau đó l i gi m, do năng su t tổng thể th p h n trong tự nhiên. Việc đ a các loài du nhập có thể h y diệt nốt những gì còn sót l i c a các loài nguyên s n. Đập chắn ngang sông ngăn c n sự di c c a th y sinh. Gi i pháp sử dụng các bậc thang cho cá v ợt ngàn đ ợc sử dụng hiệu qu đối với cá hồi, nh ng không có hiệu qu đối với các loài cá nhiệt đới. Ngoài ra, những hồ ch a n ớc không đ ợc làm s ch các loài thực vật là nguồn th i khí nhà kính CO2 và CH4 do sự phân h y yếm khí ch t hữu c . Vùng n ớc tĩnh mép hồ cung c p môi tr ng sống cho các loài ốc sên, ch nhân c a Schistosomiasis parasite và các loài muỗi gây bệnh sốt rét. Do đó số l ợng các lo i bệnh lây truyền từ động vật có vòng đ i liên quan với môi tr ng n ớc có thể tăng m nh sau khi xây đập. Tác động gián tiếp của hồ chứa tới môi trường Kiểm soát lũ, điều tiết dòng ch y, phát điện… t o điều kiện thuận lợi cho phát triển, h n chế tai biến liên quan tới phân hoá chế độ dòng ch y cực đoan, làm tăng tiêu thụ n ớc và các v n đề môi tr ng liên quan. Do có hồ ch a n ớc nên hệ sinh thái trên c n gồm rừng, đầm lầy, các thung lũng và môi tr ng sống c a các loài động vật hang dã th ng bị xóa một phần, thậm chí toàn bộ mà không có cách nào để h n chế. 65 Ch ng 4 TÀI NGUYÊN N 4.1 CD IĐ T Khái ni m 4.1.1 Khái ni m chung v n cd iđ t Luật Tài nguyên n ớc Việt Nam (1998, điều 3) định nghĩa: N ớc d ới đ t là n ớc tồn t i trong các tầng ch a n ớc d ới mặt đ t. N ớc d ới đ t ch a trong các lỗ hổng, khe n t, hang động ngầm kích th ớc khác nhau, tồn t i ba tr ng thái rắn, lỏng, khí và có thể chuyển đổi từ tr ng thái này sang tr ng thái kia. N ớc d ới đ t là lo i tài nguyên ngầm đ ợc con ng i khai thác vào lo i sớm nh t và lâu dài nh t. Tuy nhiên nhiều bí ẩn liên quan đến lo i tài nguyên này vẫn còn là câu đố đối với nhân lo i. Theo A.M. Opsinhicôp, thuỷ quyển ngầm phân bố tới độ sâu 12-16km, là độ sâu phân bố nhiệt độ tới h n c a n ớc (375 - 450oC), còn theo F.A.Macarenco, V.I.Lianco nó ph i đ t tới độ sâu 70 - 100km. Các kết qu đánh giá trữ l ợng n ớc d ới đ t, do vậy, r t khác nhau. Tuy nhiên, phần n ớc ngầm nằm sâu có động thái biến đổi chậm, thành phần hóa học ph c t p, khai thác khó khăn, nên hiện ít có giá trị khai thác. N ớc d ới đ t phân bố trên diện rộng và có ý nghĩa đặc biệt quan trọng đối với hệ thực vật và hệ sinh vật đ t, b i đa phần các cá thể này không thể tự vận động đi tìm n ớc đ ợc nh con ng i và động vật khác. N ớc d ới đ t là nguồn cung c p, duy trì sự tồn t i c a các thuỷ vực mặt trong th i kỳ không m a kéo dài. Nhiều n i, trong quá trình thăm dò tìm kiếm nguồn n ớc đã phát hiện ra những nguồn khoáng s n quý hiếm khác có vai trò thay đổi nền kinh tế c a c một địa ph ng, một quốc gia, nh sự tìm ra dầu và khí đốt Brunây. 4.1.2 Trữ l ng n cd iđ t Trữ l ợng tĩnh (m3): Là l ợng n ớc có mặt th ng xuyên trong tầng ch a t i một th i điểm nh t định, tính với m c n ớc th p nh t. Trữ l ợng tĩnh trọng lực: Là l ợng n ớc l p đầy độ rỗng động lực c a tầng ch a n ớc trong điều kiện không bị nén, t ng đ ng với trữ l ợng c a khoáng s n rắn, đ ợc tính bằng tích giữa dung tích tầng ch a n ớc và hệ số nh n ớc trọng lực. Trữ l ợng tĩnh đàn hồi: Là phần n ớc ch a thêm đ ợc vào tầng ch a n ớc, ngoài phần tĩnh trọng lực, do khi bị nén b i áp lực phần tĩnh trọng lực này bị co l i. Trữ l ợng điều tiết (m3): Là l ợng n ớc ch a trong ph m vi giữa mực n ớc th p nh t và cao nh t c a tầng ch a n ớc, hay nói cách khác là biến động trữ l ợng n ớc nhiều năm. Trữ l ợng động trong một th i đo n (m3/s hoặc năm): Là tổng l ợng n ớc l u thông qua tầng ch a n ớc trong th i đo n đó Trữ l ợng cuốn theo (m3/s hoặc năm): Là kh năng bổ sung n ớc tự nhiên cho tầng ch a khi mực n ớc trong tầng bị gi m đột ngột do các tác động b t th ng, nh khi khai thác nhân t o. Đây là một đ i l ợng khó xác định c về mặt giá trị và ch t l ợng, nên tiềm ẩn những nguy c b t th ng cần chú ý đối với chế độ n ớc d ới đ t. C chế cuốn lên theo hình nón cũng là một nguy c làm gi m ch t l ợng n ớc vùng khai thác. Cuốn hình nón x y ra khi một 66 giếng đào tới gần sát tầng n ớc mặn nằm d ới tầng n ớc ngọt, nên khi hút khai thác với l u l ợng đ lớn thì n ớc mặn sẽ bị cuốn vào giếng trong một dòng h ớng lên có hình nón. Kh năng tái t o về mặt l ợng c a tài nguyên n ớc d ới đ t đ ợc tính bằng tổng trữ l ợng động và trữ l ợng cuốn theo (tính cho phần n ớc s ch). Kh năng tái t o về mặt ch t có thể đ ợc đ i diện bằng chu kỳ đổi mới. Từ góc độ khai thác bền vững tài nguyên, chúng ta chỉ đ ợc phép khai thác trong ph m vi kh năng tái t o này. Kết hợp với yêu cầu ch t l ợng thì trữ l ợng khai thác tự nhiên cho phép có thể sẽ nhỏ h n vì cần lo i trừ phần n ớc có ch t l ợng kém c a tầng khai thác và nguồn cuốn theo. Trữ l ợng khai thác kỹ thuật là một phần trong kh năng tái t o tự nhiên mà con ng i có thể khai thác đ ợc tuỳ thuộc kh năng kỹ thuật và kinh tế. Ngoài ra bằng các gi i pháp nhân t o, chúng ta cũng có thể tăng đ ợc trữ l ợng cuốn theo, từ đó tăng kh năng cung c p n ớc c a n ớc d ới đ t. Những tr ng hợp có thể cho phép khai thác vào trữ l ợng tĩnh là: 1- Trữ l ợng tĩnh r t lớn; 2- Có kh năng bổ sung nhân t o t ng đối thuận lợi; 3- Có kh năng tìm đ ợc nguồn n ớc thay thế khi trữ l ợng tĩnh c n kiệt. Đối với các lo i n ớc d ới đ t không áp trong vùng đồng bằng, vùng đá n t nẻ tuyệt đối không nên khai thác vào trữ l ợng tĩnh. 4.1.3 Quan h giữa n c mặt và n cd iđ t Giữa n ớc mặt và n ớc d ới đ t tồn t i các d ng quan hệ sau: N ớc mặt th ng xuyên là nguồn nuôi n ớc d ới đ t: Khi thuỷ vực mặt và n ớc d ới đ t thông nhau và mực n ớc trong các thuỷ vực mặt cao h n mực n ớc (m c áp lực thuỷ tĩnh) c a các tầng ch a n ớc bão hoà. N ớc d ới đ t th ng xuyên là nguồn nuôi n ớc mặt: Khi mực n ớc c a các đới ch a n ớc bão hoà trong đ t luôn cao h n mực n ớc c a thuỷ vực mặt. N ớc d ới đ t và n ớc mặt luân phiên nuôi nhau: X y ra khi mực n ớc c a các đới ch a n ớc bão hoà trong đ t cao h n mực n ớc c a thuỷ vực mặt có l u thông trực tiếp với nó vào mùa kiệt và th p h n vào mùa lũ. Khi n ớc trong các thuỷ vực mặt dâng cao trong mùa lũ, một phần n ớc lũ sẽ ng m qua vùng b vào các tầng ch a n ớc ch a bão hoà, một mặt làm dâng mực n ớc ngầm, mặt khác làm chậm l i quá trình dâng n ớc mặt. Khi n ớc lũ rút, phần n ớc lũ đã ch a t m vào vùng b sẽ dần dần đ ợc rút ra, tr vào thuỷ vực mặt. Đây là c chế t o ra quá trình điều tiết b , một trong những quá trình tự nhiên quan trọng góp phần làm gi m cao độ đỉnh lũ, gi m m c độ ác liệt c a lũ. 4.2 Phân b n 4.2.1 N cd i đ t theo th nằm c trong đ i thông khí Đới thông khí là tầng đ t nằm ngay d ới mặt đ t và không bão hoà n ớc th ng xuyên. Trong đới này có thể có h i n ớc, n ớc mao dẫn, n ớc bão hoà không th ng xuyên xu t hiện trong quá trình th m trọng lực và n ớc th u kính. H i n ớc có trong các lỗ rỗng, có thể chuyển dịch theo dòng khí trao đổi với khí quyển, t o n ớc h p phụ và ng ng tụ. H i n ớc trong đ t có vai trò quan trọng đối với việc t o vi khí hậu, cần thiết cho hệ sinh vật đ t và thành t o đ t. 67 N ớc mao dẫn tồn t i trong các mao m ch, khe đ t r t nhỏ, hình thành và di chuyển do tác động c a lực mao dẫn gây nên b i s c căng mặt ngoài c a n ớc. N ớc mao dẫn có giá trị r t lớn đối với sống sinh vật. Trong đ t tồn t i các d ng n ớc mao dẫn khác nhau nh mao dẫn góc, mao dẫn dâng và mao dẫn treo. Mỗi lo i đ t đá có kh năng dâng n ớc mao dẫn khác nhau. Độ cao cột n ớc dâng mao dẫn cực đ i có giá trị t ng đối ổn định, phụ thuộc vào lo i đ t, kích th ớc lỗ hổng, thành phần, tính ch t hoá học c a n ớc dâng và th i gian n ớc dâng. Trong cát thô, độ cao này đ t tới 35cm sau 3 tháng dâng n ớc liên tục, trong sét 500cm sau 1 năm dâng n ớc liên tục. Công th c Druren tính gần đúng độ cao n ớc dâng cực đ i có d ng sau: Hmax = 0,15 . r-1 (4.1) trong đó r - bán kính mao m ch. N ớc th u kính là lo i n ớc bão hoà, bị giữ l i phía trên các th u kính không th m n ớc nhỏ, phân bố xen kẽ trong đới thông khí. N ớc này th ng có l ợng nhỏ, động thái biến đổi m nh và ch t l ợng kém, chỉ có ý nghĩa c p n ớc cục bộ quy mô nhỏ cho các đối t ợng dùng n ớc không cần ch t l ợng cao. Đới thông khí có kh năng ch a n ớc t m th i hoặc cho n ớc đi qua, do đó nó là nhân tố quyết định đặc điểm quá trình th m l ợng tổn th t n ớc do th m trong quá trình hình thành dòng ch y do m a, do đó nó là một trong những nhân tố điều tiết phân phối l i dòng ch y theo không gian và th i gian. Các nhân tố nh h ng đến quá trình th m là thành phần và tính ch t c a đ t, độ ẩm đ t, đặc điểm c a quá trình c p n ớc cho th m. Mỗi lo i đ t đá có một kh năng th m qua nh t định, đặc tr ng bằng c ng độ th m ổn định, còn l ợng n ớc cần thiết để bão hòa các lỗ hổng thì phụ thuộc độ rỗng c a đ t và độ ẩm đ t. C ng độ th m trong mỗi trận m a gi m dần theo th i gian, t ng ng với sự tăng dần m c bão hoà n ớc trong các lỗ rỗng. Công th c Alecxâyep tính c ng độ m a theo th i gian có d ng: V = K + a. t-1/2 (4.2) trong đó: K- c ng độ th m ổn định, t- th i gian th m; Tham số phụ thuộc tính ch t thuỷ lý, độ hụt ẩm bão hoà c a đ t. Quá trình bão hoà n ớc t m th i trong đới thông khí có thể x y ra khi: 1- N ớc ng m xuống làm tăng dần mực n ớc ngầm; 2- Trên mặt đ t tồn t i lớp n ớc bão hoà c p đồng bộ và liên tục cho quá trình th m, dẫn đến miền bão hoà đi từ trên xuống. Quá trình bão hoà th hai này là c s cho hình thành dòng ch y treo, hay còn gọi là dòng d ới mặt, dòng thổ nh ỡng, là lo i dòng ch y d ới mặt đ t, nh ng l i có điều kiện tập trung khá nhanh về l ới sông, sinh lũ ác liệt và b t ng . 4.2.2 N c trong đ i bão hoà Đới ch a n ớc bão hoà bao gồm một số tầng ch a n ớc bão hoà nằm xen kẽ với các đáy cách n ớc. Tầng ch a n ớc bão hoà nằm trên đáy cách n ớc th nh t gọi là tầng n ớc ngầm. Tầng ch a n ớc trọng lực bão hoà kẹp giữa hai đáy cách n ớc gọi vỉa n ớc. D ới đây là những d ng n ớc th ng gặp nh t: Nước ngầm lỗ hổng, có trong các nón phóng vật, bồi tích thung lũng sông, trầm tích ven biển. Các nón phóng vật hoặc bình nguyên tr ớc núi th ng là lớp trầm tích h t thô khá dày, phân bố t ng đối rộng, th m và ch a n ớc tốt, điều kiện c p n ớc thuận lợi, nên l ợng n ớc dồi dào, phục hồi nhanh. Bồi tích thung lũng sông th ng sắp xếp có quy luật trong mỗi chu kỳ địa ch t: phần d ới h t thô h n, th ng là cuội sỏi, lên trên mịn dần, th ng là sét, sét pha, 68 do đó các thung lũng sông có kh năng th m và ch a n ớc ngầm tốt theo tầng, điều kiện phục hồi thuận lợi. Ch t l ợng hai lo i n ớc trên dễ biến động và phụ thuộc nhiều vào các tác động trên mặt liên quan đến th m. Trầm tích ven biển có kh năng ch a n ớc tốt, nh ng phần d ới th ng là n ớc mặn. N ớc ngọt tầng trên có d ng hình nêm ven b , hoặc th u kính các đ o. Ranh giới giữa hai phần là một d i chuyển tiếp từ từ, có thể di động tuỳ thuộc t ng quan giữa kh năng c p và m c tiêu thụ n ớc ngọt. Do vậy tầng n ớc này r t nh y c m với ô nhiễm và nhiễm mặn. Nước ngầm khe nứt, phân bố trong các khe n t đ lo i nh nguyên sinh, phong hoá, kiến t o. Trong tầng gần mặt đ t có mặt đầy đ các lo i khe n t, có thể thông nhau t o thành tầng ch a n ớc liên tục, hoặc đã bị l p một phần b i các s n phẩm phong hoá b vụn làm gi m kh năng ch a và l u thông n ớc. L u l ợng khai thác lo i n ớc này th ng không cao, không quá vài trăm lít/ngày. Trong các tầng đ t sâu h n ch yếu gặp khe n t kiến t o riêng rẽ, cắt qua nhiều lo i đ t đá có tính ch a n ớc khác nhau, do đó n ớc có thể có tính có áp, có nhiệt độ và độ khoáng hoá cao. Trong đá phun trào bazan, hệ thống khe n t nguyên sinh phát triển khá đều và m rộng nên kh năng ch a n ớc tốt, l u l ợng lỗ khoan tới vài trăm lít/ngày. Tuy nhiên tầng trên cùng, do phong hoá triệt để thành lớp đ t đỏ phì nhiêu, nên th m n ớc r t kém. Nước ngầm caxtơ phân bố trong các hang động caxt th ng có kích th ớc lớn và thông nhau tốt, do đó có trữ l ợng lớn và động thái biến đổi m nh, lan truyền ô nhiễm nhanh. Nước vỉa là lo i n ớc nằm trong lớp đ t đá th m n ớc tốt kẹp giữa hai lớp cách n ớc, th ng phân bố sâu, động thái biến đổi chậm, kh năng tiếp xúc với nguồn ô nhiễm cũng nh kh năng tự làm s ch h n chế. N ớc có thể thuộc lo i có áp hoặc không áp. 4.3 Ch đ n cd iđ t M c biến động chế độ n ớc d ới đ t phụ thuộc vào các yếu tố sau: 1- Điều kiện khí hậu miền c p và miền phân bố; 2- M c độ và kh năng l u thông với n ớc mặt; 3- Kh năng th m n ớc, ch a n ớc, giữ n ớc, c p n ớc, biến đổi ch t l ợng n ớc c a tầng đ t đá. Yếu tố nguồn c p bao gồm c ng độ c p n ớc, th i gian c p n ớc và ch t l ợng n ớc c p. Đối với n ớc c p là m a, yếu tố này phụ thuộc vào điều kiện khí hậu, địa hình, th m ph thực vật, kích th ớc miền c p và tác động c a con ng i. Đối với nguồn c p là n ớc c a thuỷ vực khác, yếu tố nguồn c p bao gồm đặc điểm ch t l ợng n ớc nguồn và mối quan hệ thuỷ lực giữa hai thuỷ vực, kích th ớc miền quan hệ. Nhìn chung các tầng n ớc nằm càng sâu càng khó có kh năng trao đổi n ớc tích cực, nên l ợng n ớc biến đổi chậm và kh năng tái t o h n chế. Càng xuống sâu nhiệt độ đ t càng cao, do đó n ớc d ới đ t có thể có nhiệt độ cao. M c nhiệt độ phụ thuộc vào độ sâu, miền chuyển qua và th i gian chuyển dịch. Những dao động mực n ớc do m a, gây biến động trữ l ợng, diễn ra rộng khắp và có tính quy luật nh t định, ph n ánh tính biến động có chu kì theo mùa và nhiều năm c a tài nguyên, nh ng diễn biến chậm, lệch pha về th i gian và nhỏ h n về biên độ so với chế độ n ớc mặt. Những dao động mực n ớc gắn với biến động cung cầu b t th ng th ng diễn ra trong ph m vi hẹp h n và mang tính địa ph ng. Ví dụ nh : Trong vùng n ớc ngầm bị khai thác nhân t o bằng giếng, g ng n ớc ngầm có thể bị h th p trên một diện rộng và có d ng hình phễu. Trong các tầng n ớc ngầm l u thông trực tiếp với n ớc sông, khi mực n ớc sông lên cao h n mực n ớc ngầm, sẽ x y ra quá trình điều tiết b , trong đó n ớc sông xâm nhập m nh vào tầng ngầm, làm thay đổi độ dốc mặt n ớc, h ớng ch y, làm tăng trữ l ợng n ớc ngầm, 69 đồng th i làm gi m c ng su t lũ lên và cao trình đỉnh lũ trong sông. Khi mực n ớc sông gi m, l ợng n ớc điều tiết đ ợc c p tr l i sông, làm tăng dòng ch y sông. Những vùng b đã bị bê tông hoá sẽ m t kh năng điều tiết dòng ch y theo c chế này. Nhiệt độ n ớc d ới đ t chịu tác động c a điều kiện khí hậu miền cung c p và phân bố. Nh đã biết, dao động nhiệt độ ngày đêm c a đ t đá không truyền quá độ sâu 1-2m, theo mùa không truyền quá độ sâu 8 - 10m và theo năm không truyền quá độ sâu 15 - 30m. D ới đó là đới nhiệt độ tăng dần theo độ sâu. Do đó n ớc d ới đ t có chế độ nhiệt phân hoá rõ nét, có thể đ ợc dùng làm c s cho nghiên c u nguồn gốc c a nó. Theo nhiệt độ n ớc d ới đ t đ ợc chia thành sáu lo i: l nh < 30oC; m 30 – 35oC; nóng 35 – 50oC; r t nóng 50 – 70oC; quá nóng 70 - 100oC; n ớc sôi > 100oC. Chế độ khoáng c a n ớc d ới đ t biến đổi không có quy luật rõ rệt. Độ khoáng hoá c a n ớc chịu nh h ng trực tiếp c a nguồn c p, môi tr ng ch a và đặc điểm quá trình tiêu hao. Thông th ng n ớc d ới đ t có độ khoáng hoá cao h n n ớc m a và n ớc mặt. Do vậy vùng mặt đ t thuận lợi cho bốc h i n ớc d ới đ t tự nhiên sẽ có nguy c bị mặn hoá cao. Nhiều nhà nghiên c u cho rằng n ớc trong các lớp trầm tích mặn dần theo độ sâu, gần tầng mặt n ớc nhiều sulfat, lớp trung gian nhiều muối bicacbonat, lớp sâu nh t n ớc có nồng độ clo cao h n. Theo độ khoáng hóa n ớc khoáng đ ợc chia thành năm lo i: r t th p <1g/l; th p 1 - 5g/l; trung bình: 5 - 10g/l; cao 10 - 35g/l; r t cao >35g/l. 69 Ch ng 5 HI N TR NG KHAI THÁC, S D NG N TÁC Đ NG Đ N MÔI TR NG 5.1 Nhu cầu, ph ng th c khai thác n C VÀ c và h qu Toàn thế giới hiện tiêu thụ 3.500 km3 n ớc một năm, tăng 35 lần trong 300 năm gần đây. Thế kỷ tr ớc, l ợng n ớc dùng c a Mỹ tăng g p bốn, châu Âu tăng g p đôi. L ợng n ớc dùng c a các quốc gia đang phát triển trong những năm 50 tăng 4 - 8%/năm, còn trong những năm 80, 90 tăng chậm h n, chỉ kho ng 2 - 3%/năm. Nhu cầu n ớc dùng c a nhân lo i tăng do: Gia tăng dân số và đô thị hoá. Tăng nhu cầu l ng thực và hàng hoá công nghiệp. Ô nhiễm n ớc. T i Mỹ, ớc tính trong 30% gia tăng l ợng n ớc dùng những năm 70 thì 19% do tăng dân số trực tiếp, còn 11% do tăng nhu cầu dùng n ớc c a các c dân cũ. 5.1.1 Tiêu th n c trong nông nghi p Tr ớc đây, hiện nay và trong t lớn nh t. ng lai gần, nông nghiệp vẫn là đối t ợng tiêu thụ n ớc T ới t o ra hàng lo t hiệu qu trực tiếp nh : C i t o đ t và vi khí hậu (t o độ ẩm, giữ m, rửa trôi muối và các ch t có h i…). Gi m thiệt h i do thiên tai. Tăng th i vụ và hệ số sử dụng đ t. Thay đổi c c u cây trồng, đa d ng hoá nông s n. Tăng năng su t, s n l ợng, giá trị kinh tế c a s n phẩm. T o việc làm, thu nhập, xoá đói gi m nghèo và làm giàu. Đ m b o an ninh l ng thực Theo FAO (1988) 17% diện tích đ t canh tác đã đ ợc thuỷ lợi hoá, cung c p cho nhân lo i 36% s n l ợng l ng thực có m c đ m b o ổn định cao. Do đó t ới là gi i pháp chính để gi i quyết v n đề l ng thực trong điều kiện dân số gia tăng và nguy c đ t canh tác gi m hiện nay. Diện tích đ t đ ợc t ới tăng r t nhanh, năm 1800 là 8 triệu ha, 1900 là 48 triệu ha và 1990 là 220 triệu ha. 3/4 đ t đ ợc t ới nằm các n ớc đang phát triển, n i s n xu t ra 60% 70 l ợng g o và 40% l ợng lúa mì c a các n ớc này. N ớc c p cho nông nghiệp hiện chiếm >1/2 tổng l ợng tiêu thụ, trong đó 30% l y từ d ới đ t. Nhu cầu l ợng n ớc t ới phụ thuộc vào độ thiếu ẩm thực tế c a đ t, điều kiện th i tiết, lo i cây và giai đo n sinh tr ng c a cây. L ợng cần t ới biến đổi theo th i gian và dao động nhu cầu th ng không trùng pha với biến động n ớc tự nhiên. Bảng 5.1. Tỷ trọng dùng n ớc các khu vực trên thế giới Vùng Công nghiệp % Nông nghiệp % Bắc và Trung Mỹ 42 49 Nam Mỹ 22 59 Châu Âu 54 33 Châu Phi 5 88 Châu Á 8 86 Châu Đ i d ơng 2 34 Toàn thế giới 23 69 Sinh hoạt % 9 19 13 7 6 64 8 Mỗi lo i cây có những yêu cầu riêng về n ớc, thích hợp với một ph ng pháp t ới nh t định. Nhu cầu n ớc t ới phụ thuộc lo i cây, tuổi cây, điều kiện khí hậu. Ví dụ nh : cây ngô th i kỳ n y mầm và ra lá sử dụng 19%, th i kỳ trổ bông 32%, th i kỳ ra bắp đến khi thu ho ch 49% tổng l ợng n ớc cần. Đối với cây lúa, 3 tuần đầu cần duy trì m c ngập 25mm để chống cỏ d i và giữ đ t trong điều kiện khử. Khi ngừng c p n ớc vào ruộng th i kỳ ngày th 43 - 81, năng su t gi m từ 6,2t n/ha xuống 4,4 t n/ha, ngừng c p n ớc muộn h n, từ ngày th 63 - 102, năng su t gi m nặng, còn 2,2 t n/ha. Đáng l u ý là việc ngừng đ a n ớc vào ruộng không đồng nghĩa với gi m l ợng t ới, vì sau th i kỳ h n ph i t ới một l ợng n ớc lớn h n để đ a ruộng về tr ng thái bình th ng và khi có n ớc, tốc độ th m rỉ tăng m nh. Nghiêm trọng h n nữa là khi ruộng khô, nit sẽ bị ôxy hoá và bay đi. Các ph ng pháp t ới phổ biến hiện nay là: T ới mặt ngập t o ra lớp n ớc ngập tĩnh hoặc chuyển động trên mặt ruộng. Đây là ph ng pháp đ n gi n, rẻ tiền nh ng làm tăng th m, tăng bốc h i lãng phí n ớc, t o nguy c mặn hoá th sinh, rửa trôi màu, gi m tính c u t ợng c a đ t. Tổn th t hệ thống do ng m ớc tính bằng 40%, bốc h i 20% l ợng n ớc t ới. Chúng th ng đ ợc biểu thị bằng hệ số lợi dụng kênh m ng, là tỷ số giữa nhu cầu t ới c a cây (l ợng t ới hữu ích hay t ới tinh) và nhu cầu t ới công trình đầu mối (nhu cầu t ới thô), biến đổi trung bình từ 0,5 - 0,9. T ới ngầm là t ới bằng hệ thống đ ng ống đặt ngầm cung c p n ớc vào đ t theo mao dẫn. u điểm c a ph ng pháp là b o vệ c u t ợng đ t, tiết kiệm n ớc, phù hợp nhu cầu cây trồng, cho phép kết hợp t ới bón không gây ô nhiễm. Nh ợc điểm là giá thành đắt, hệ thống dễ bị tắc, lớp đ t trên mặt bị khô, b t lợi cho cây th i kỳ mọc mầm và còn non. T ới phun đ ợc thực hiện bằng giàn phun m a t o ra sự phân phối n ớc đều với m c t ới ch động, t o vi khí hậu, rửa s ch không khí, tiết kiệm n ớc t ới. Ch t l ợng n ớc t ới đ ợc đánh giá bằng tổ hợp các chỉ tiêu có tính tới đặc điểm mỗi lo i cây, đáng chú ý là các chỉ tiêu sau: 1- Độ khoáng hóa thông th ng cho phép m c <1g/l (một số cây chịu mặn cao 2 - 3 g/l); 2- Kích th ớc phù sa l lửng: thích hợp nh t ˜ 0,15mm, lớn h n gây bồi lắng kênh, nhỏ h n sinh màng bít lỗ rỗng c a đ t. Hàm l ợng ion natri và pH có nh h ng nh t định tới ch t l ợng n ớc t ới: Khi dung dịch đ t có tỷ lệ ion natri cao h n các ion hoá trị hai thì các khoáng sét trong đ t có khuynh h ớng n ra và phân tán, đoàn l p vỡ ra, nh t là khi tổng nồng độ muối th p và pH cao, dẫn đến kh năng th m n ớc c a đ t gi m, mặt đ t tr nên chai c ng và rắn chắc h n. 71 Để xác định nguy c nhiễm natri c a đ t và n ớc, ng natri c a dịch chiết bão hoà SAR, đ ợc tính nh sau: i ta th ng dùng tỉ số h p phụ SAR = Na+/ [(Ca2+ + Mg2+) / 2]1/2 Giá trị SAR cao hiển thị kh năng Na+ trong n ớc t ới có thể thay thế Ca2+ và Mg2+ trong đ t gây h y ho i c u trúc c a đ t. N ớc t ới th ng ch a từ 0,1 - 4 kg muối/m3, nên mỗi ha đ ợc t ới có nguy c ph i nhận từ 1 - 60 t n muối/năm, gây nên hiện t ợng mặn hoá th sinh, do muối bị tích luỹ l i trong đ t trong quá trình bốc h i. T ới có thể dẫn đến làm tăng mực n ớc ngầm lên, cao tới m c trực tiếp bị bốc h i do b c x , gây nguy c mặn hoá, chua hoá đ t th sinh. Trên thế giới có kho ng 1/4 diện tích đ t đ ợc t ới đã bị mặn hoá. Quá trình t ới lãng phí cuốn n ớc tiêu có nồng độ muối cao xuống sâu, hoà tan các muối có trong đ t rồi đổ vào thuỷ vực mặt, đã gây nguy c mặn hoá các nguồn n ớc này. N ớc th i từ đ t canh tác nông nghiệp th ng có ch t l ợng kém, ch a nhiều ch t hữu c , phù sa l lửng, d l ợng phân bón và thuốc b o vệ thực vật các lo i, là nguồn th i vừa lớn về l ợng, vừa mang tính diện rộng nên dễ gây ô nhiễm thuỷ vực và khó kiểm soát. Ngoài việc trực tiếp tiêu thụ tài nguyên n ớc, nông nghiệp còn là một ngành tác động r t lớn tới điều kiện hình thành dòng ch y trên l u vực. Canh tác nông nghiệp làm thay đổi m nh đặc điểm lớp ph thực vật, nh độ dày tán, th i gian che ph ..., thay đổi đặc điểm s n dốc, nh độ dốc, độ dài s n dốc, độ th m, thay đổi c u t o đ t... dẫn đến làm thay đổi chế độ n ớc c về l ợng và về ch t. 5.1.2 Tiêu th n c trong công nghi p Trên thế giới, nhu cầu n ớc c p cho công nghiệp đ ng th hai sau nông nghiệp và ớc tính bằng >1/4 tổng l ợng n ớc tiêu thụ. Riêng châu Âu tỷ lệ này bị đ o ng ợc, với việc các ngành công nghiệp dùng l ợng n ớc lớn g p 2 lần nông nghiệp và bằng 1/2 tổng l ợng n ớc tiêu thụ chung. Nhìn chung nhu cầu n ớc cho công nghiệp th ng r t lớn so với nhu cầu sinh ho t c a dân c . Ví dụ: một nhà máy s n xu t 1,5 triệu t n thép/năm cần 1 - 1,2 triệu m3/ngày, trong khi đó một đô thị 1 triệu dân, với tiêu chuẩn c p n ớc sinh ho t 150 - 200l/ngày chỉ cần c p 0,15 - 0,20 triệu m3/ngày. Nh ng c p n ớc phục vụ dân sinh th ng xen kẽ với c p n ớc công nghiệp, các hệ thống c p n ớc qua đ ng ống th ng đ ợc thiết kế phục vụ chung cho c hai đối t ợng. Điều đó đồng nghĩa với việc đẩy tiêu chuẩn ch t l ợng n ớc c p cho công nghiệp lên ngang tầm ch t l ợng n ớc sinh ho t, làm tăng giá thành xử lý n ớc đ n vị, nh ng l i tiết kiệm đ ợc kinh phí xây dựng hệ thống phân phối. Yêu cầu về ch t l ợng n ớc c p cho công nghiệp đa d ng và phân hoá, tăng gi m ph c t p tuỳ thuộc đối t ợng và mục đích dùng n ớc. Tiêu chuẩn n ớc dùng cho công nghiệp thực phẩm là cao nh t và r t gần với n ớc sinh ho t. N ớc làm nguội có yêu cầu về ch t l ợng thuộc lo i th p nh t. L ợng n ớc c p trên một đ n vị s n phẩm công nghiệp phụ thuộc vào s đồ quy trình công nghệ, lo i thiết bị, điều kiện tự nhiên và nhiều yếu tố khác. Do vậy các c s s n xu t cùng một mặt hàng cũng có thể tiêu thụ n ớc không giống nhau, còn nhu cầu cho các ngành khác nhau là hoàn toàn khác nhau.Chế độ c p n ớc công nghiệp biến động theo th i gian gi , ngày, mùa, liên quan tới th i gian s n xu t và nhu cầu tiêu thụ s n phẩm. Những ngành công nghiệp có nhu cầu tiêu thụ n ớc lớn hiện nay là luyện kim, hoá ch t, gi y và xenluylô, sợi tổng hợp. 72 Tác động c a các ho t động công nghiệp tới tài nguyên n ớc diễn ra theo hai xu thế: Tiêu thụ nhiều và tập trung nguồn n ớc ch t l ợng cao. X th i nhiều và tập trung ch t độc h i cho môi tr ng. Nhu cầu tập trung lo i n ớc ch t l ợng cao là một trong những nguyên nhân dẫn đến tăng khai thác n ớc ngầm t i chỗ quá m c, gây sụt lún, tai biến địa ch t trong vùng các đô thị. Đây cũng là bài toán nan gi i về n ớc c p cho t ng lai, với việc m rộng và nâng c p đô thị ngày càng m nh. X th i tập trung trực tiếp vào môi tr ng n ớc m c lớn h n kh năng tự làm s ch c a thuỷ vực sẽ làm suy thoái ch c năng quý giá này c a nó, dẫn đến gây suy thoái và ô nhiễm thuỷ vực. X th i ch t độc h i vào thuỷ vực sẽ phá huỷ các ch c năng duy trì sự sống và làm ô nhiễm n ớc. X th i ch t ô nhiễm vào môi tr ng không khí và đ t cùng với các ho t động công nghiệp gây biến đổi hai thành tố này sẽ là tiền đề cho sự ô nhiễm nguồn n ớc, vì trong quá trình tuần hoàn, n ớc chuyển qua và hoà tan rửa trôi, cuốn theo nhiều lo i vật ch t khác nhau. Có thể l y hiện t ợng m a axit làm một ví dụ, trong đó nền công nghiệp phát triển cao c a các n ớc Tây Âu đã t o ra c một vùng m a axit t i các n ớc Bắc Âu, làm axit hoá n ớc c a phần lớn các hồ trong khu vực. Dùng n ớc hợp lí trong công nghiệp, do vậy cũng bao gồm các tiếp cận sử dụng khác nhau nh : Tiết kiệm n ớc dùng nh thay đổi công nghệ, làm s ch, quay vòng, tái sử dụng (sử dụng nối tiếp); Gi m x th i ch t ô nhiễm vào n ớc. 5.1.3 Tiêu th n c trong sinh ho t Về mặt sinh lý, mỗi ng i chỉ cần 1 - 2 lít n ớc/ngày. Trung bình nhu cầu n ớc sinh ho t c a một ng i trong một ngày là 10 - 15 lít cho vệ sinh cá nhân, 20 - 200 lít cho tắm, 20 - 50 lít cho làm c m, 40 - 80 lít cho giặt bằng máy… Trung bình mỗi c dân nông thôn tiêu thụ 50 l/ngày, vùng nông thôn châu Phi, Á và Mỹ Latinh tiêu thụ kho ng 20 - 30 l/ngày/ng i. Trong những năm 80 c a thế kỷ XX chỉ có 4% dân số toàn cầu tiêu thụ n ớc m c lớn h n 300 l/ng i/ngày cho các nhu cầu sinh ho t và công cộng. Nhu cầu n ớc cho sinh ho t ít về l ợng nh ng l i r t cao về ch t. Đối t ợng dùng n ớc phân hoá, phân bố rộng khó kiểm soát, yêu cầu về n ớc và kh năng đáp ng yêu cầu c a ngành n ớc r t khác nhau. Định m c c p n ớc sinh ho t theo đầu ng i m c th p là 30 l/ngày, cao là 300 - 400l/ngày, phụ thuộc ch yếu vào m c sống và kh năng c p n ớc c a hệ thống. Chế độ c p n ớc biến động theo th i gian tuỳ thuộc điều kiện tự nhiên và nhu cầu dùng n ớc thực tế. Trong lịch sử, các đô thị cổ từng đã xây dựng đ ợc những hệ thống c p n ớc hoàn h o tới khó t ng t ợng nổi. Ví dụ nh thành Roma vẫn còn d u tích c a một hệ thống ống dẫn n ớc cổ, dài >80km, đ ợc đặt ngầm d ới đ t, xuyên qua núi theo một tuyến thẳng, đ a n ớc về một kênh dẫn lớn trên cao, từ đó phân phối cho toàn thành phố (dân số 1 triệu ng i) với m c bình quân 1.000m3/ng i/ngày. Toàn bộ các đài phun n ớc c a thành phố cũng ho t động nh nguồn n ớc tự ch y này. Những thành phố lớn trên thế giới tiêu thụ n ớc t ng đ ng dòng ch y c a một con sông. Ví dụ nh Luân Đôn, 8 triệu dân dùng n ớc với m c bình quân 400 l/ng i/ngày, cần l ợng n ớc c p là 37 m3/s, t ng đ ng dòng ch y sông Thêm tự nhiên tr ớc đây và 2 lần 73 dòng ch y bị điều tiết hiện nay. Năm 1950 có d ới 30% dân số sống đô thị, hiện nay là 46% và tới năm 2025 ớc tính sẽ đ t 60%. Nhu cầu ngày càng nhiều về lo i n ớc này sẽ gây quá t i c p n ớc ch t l ợng cao. Mặt khác n ớc th i từ nguồn này ch a nhiều ch t hữu c sẽ tăng m nh, do 70 - 80% l ợng n ớc c p cho sinh ho t và công cộng tr thành n ớc th i. Tiêu chuẩn n ớc sinh ho t đ ợc các quốc gia và tổ ch c liên quan quy định tuỳ thuộc yêu cầu về vệ sinh dịch tễ, nhu cầu xã hội và kh năng đáp ng c a tài chính, khoa học, công nghệ t i chỗ. N ớc th i sinh ho t, bao gồm c n ớc th i từ khu nhà bếp và nhà vệ sinh, nên ch a r t nhiều ch t hữu c và sinh vật gây bệnh. Ngoài ra trong n ớc th i sinh ho t còn có nhiều lo i hoá ch t khác nhau, đặc biệt là các ch t tẩy rửa. N ớc th i th ng đọng trong các hệ thống cống lâu ngày nên càng độc h i và có mùi hôi thối. Đây là nguồn gây ô nhiễm đáng chú ý đối với các thuỷ vực tiếp nhận. Trong đó nguy hiểm h n c là sự ô nhiễm gây ra cho các tầng n ớc ngầm b i các dòng th m không kiểm soát đ ợc từ nguồn ô nhiễm hoặc bị nhiễm bẩn do th m qua tầng đ t đá ô nhiễm. Hộp 5.1. Một vài kh năng gi m tiêu th n ớc lãng phí T i Anh, 1/3 n ớc dùng gia đình là để x hố xí tự ho i. Việc chuyển từ bình x 13,5 lít sang bình 4,5 lít giúp gi m 2/3 l ợng n ớc x . Đồng hồ n ớc giúp gi m 20 - 40% l ợng n ớc tiêu th . Ví d : việc trang bị đồng hồ n ớc hết 30 - 40 triệu đô la cho dân vùng Kent Trung đã giúp vùng v ợt qua đ ợc cơn h n hán năm 93 - 94 với mức rẻ và hợp lý hơn là đ u t 70 triệu đô la cho xây dựng kho n ớc Broad Oak, một công trình ph n môi tr ng. Một ph ơng thức tiết kiệm nữa là gom riêng n ớc th i để làm n ớc t ới, nh hiện nay một số thành phố Trung Quốc đang làm. Quay vòng n ớc quy mô thành phố hiện mới chỉ đ ợc thực hiện một số nơi nh Namibia, Windhoek. Khó khăn c a v n đề hiện nay ch yếu liên quan tới kinh tế chứ không ph i công nghệ. 5.1.4 Dùng n c trong thuỷ đi n Trong các d ng điện năng, thuỷ điện có giá thành rẻ h n các lo i điện năng khác và đ ợc u tiên lựa chọn h n do có lợi thế là: Không gây ô nhiễm khí, nhiệt nh trong nhiệt điện, phóng x trong điện nguyên tử; Sử dụng năng l ợng tự tái t o, nên tiết kiệm tiêu thụ các tài nguyên không tái t o khác; Chi phí qu n lý vận hành th p; Có thể kết hợp phòng lũ và c p n ớc cho các đối t ợng khác. Trong tổng s n l ợng điện toàn thế giới năm 1973 là 6.147 tỷ KWh thì thuỷ điện có 1.275 tỷ KWh, còn l i là nhiệt điện và điện nguyên tử. Thuỷ điện từng đ ợc coi là ngành dùng n ớc s ch vì nó không gây ô nhiễm trực tiếp môi tr ng. Tuy nhiên, do nhu cầu tiêu thụ điện năng biến động theo các quy luật xã hội, trong khi phân phối n ớc tự nhiên có chu kỳ mùa và nhiều năm, th ng không đồng pha với biến động nhu cầu điện. Nhà máy thuỷ điện luôn song hành với kho ch a n ớc dung tích lớn, gây ra một lo t các v n đề môi tr ng tự nhiên, kinh tế, xã hội ph c t p cho vùng lòng hồ, vùng lân cận và h l u. Ngoài ra, do diện tích mặt n ớc lớn, ớc tính kho ng 0,5% dung tích hữu ích c a các kho n ớc bị tổn th t vào bốc h i. Tổn th t n ớc vào th m cũng không nhỏ và phụ thuộc vào điều kiện địa ch t vùng đáy cũng nh cao độ cột n ớc dâng. Các kho n ớc lớn đều đ ợc thiết kế và điều tiết đa mục đích, ví dụ nh phát điện, phòng lũ, giao thông thuỷ, t ới... Chế độ dùng n ớc c a thuỷ điện phụ thuộc vào nhu cầu tiêu thụ điện thực tế nên biến động theo th i gian không trùng pha với nhu cầu c a các ngành dùng n ớc khác, dẫn đến làm ph c t p công tác điều tiết và làm gi m hiệu qu điều tiết đa mục đích. Ví dụ, mục tiêu c a thuỷ điện và các ngành tiêu thụ n ớc khác là có đ n ớc dùng, do vậy, để đ m b o an toàn, họ muốn quá trình tích n ớc sẽ đ ợc thực hiện ngay từ đầu mùa lũ và tích đầy càng sớm càng tốt. Trong khi đó để phục vụ mục tiêu cắt lũ, phòng lũ thì ph i để trống dung tích phòng lũ trong suốt mùa lũ, đề phòng khi có lũ lớn về thì có chỗ ch a. H n 74 nữa độ bền vững c a công trình có thể bị thử thách do ph i chịu đựng những áp lực n ớc lớn lâu dài. Do vậy để điều tiết n ớc đa mục đích cần tiến hành quá trình tích n ớc sao cho nó diễn ra càng muộn càng tốt, nh ng vẫn đ m b o tích đầy vào cuối mùa lũ. Các kho n ớc không ph i là vĩnh cửu. Tuổi thọ c a chúng đ ợc thiết kế căn c vào kích th ớc c a dung tích chết. Khi dung tích chết bị l p đầy, kho n ớc m t đi các ch c năng c b n c a chúng. Ng i ta không thể xây dựng một kho n ớc mới ngay trên kho n ớc đã chết. Còn trên các dòng sông không ph i chỗ nào cũng thuận lợi cho việc xây dựng kho n ớc. Những n i phù hợp nh t th ng dễ bị khai thác sớm nh t. 5.1.5 Dùng n c trong giao thông thuỷ Giao thông thuỷ là ngành lợi dụng n ớc. Yêu cầu chính c a ngành là đ m b o độ sâu, chiều rộng, bán kính cong và m c độ ổn định c a tuyến đ ng thuỷ. Chiều sâu đ m b o đ ợc tính từ mực n ớc sông th p nh t ng tần su t tính toán 90 - 99% và đ ợc Bộ Giao thông vận t i quy định, tuỳ theo ph ng tiện và yêu cầu vận t i đối với mỗi tuyến. Khi mực n ớc thiết kế không đ m b o yêu cầu khai thác giao thông thuỷ, có thể điều chỉnh bằng các biện pháp công trình nh : 1- Điều tiết dòng ch y bằng kho n ớc hoặc chuyển dòng; 2- Nắn b tăng độ cong, n o vét luồng; 3- Kênh hoá bằng đập dâng và âu tàu. Độ ổn định c a tuyến sông phụ thuộc vào c u t o địa ch t b đáy, chế độ n ớc sông và đặc điểm t ng tác dòng n ớc - lòng sông. Gia cố b cần thiết cho việc b o vệ các công trình c ng ven b , nh ng không ph i là bắt buộc đối với việc b o đ m độ sâu tuyến. Trong các sông ch y trên nền đáy b r i, quá trình bồi xói diễn ra theo quy luật tự nhiên, mọi gi i pháp công trình c n tr quy luật này t i một đo n sông sẽ có tác dụng dây chuyền lên các đo n kế tiếp, vừa phá vỡ quy luật tự nhiên, vừa t o nên r i ro b t th ng mang tính nhân tác, mà một số ng i vẫn nhầm t ng là tai biến thiên nhiên. Đây là điều cần ph i tính đến trong công cuộc chinh phục các dòng sông vì mục đích sử dụng tổng hợp và hiệu qu tài nguyên. Ngoài ra, giao thông thuỷ cũng là một ngành th i ch t độc h i (dầu mỡ...) và khi có sự cố thì l ợng hàng hoá vận chuyển có thể sẽ phát tán toàn bộ vào khối n ớc, gây nguy c ô nhiễm cao hoặc t o ch ớng ng i vật c n tr dòng ch y. 5.1.6 Dùng n c trong thuỷ s n Thuỷ s n là ngành lợi dụng n ớc, dùng n ớc làm môi tr ng sống cho thuỷ sinh vật hữu ích. Nhu cầu n ớc c a ngành thuỷ s n có nhiều điểm khác biệt so với các ngành khác. Đó là: yêu cầu chế độ mực n ớc, nhiệt độ t ng đối ổn định, điều kiện môi tr ng sống phù hợp, không độc h i cho sinh vật, th c ăn đ ợc cung c p th ng xuyên và đầy đ . Biến động nhiệt độ n ớc là yếu tố giới h n đối với ngành thuỷ s n. Theo quy định c a Liên Xô (cũ), biên độ dao động nhiệt cho phép không quá 3-5oC và nhiệt độ n ớc tối đa không quá 30-32oC vùng nhiệt đới. Yêu cầu dùng n ớc cho thuỷ s n có thể mâu thuẫn với các ngành dùng n ớc khác. Khai thác thuỷ s n tự nhiên cần sự l u thông dòng ch y từ th ợng tới h nguồn, vì một số loài thuỷ sinh có nhu cầu sống mỗi th i kỳ sinh tr ng trong một môi tr ng (đo n sông) khác nhau, do đó mâu thuẫn với nhu cầu đắp đập ngăn sông. Nuôi thuỷ s n nhân t o cần h n chế l u thông tự nhiên giữa các thuỷ vực để b o vệ nguồn lợi và h n chế dao động c a chế độ n ớc, do đó mâu thuẫn với các đối t ợng có nhu cầu tiêu thụ n ớc cao, hoặc nhu cầu tích n ớc để kiểm soát lũ và c p n ớc vào mùa kiệt. Nuôi trồng thuỷ s n có thể sử dụng n ớc th i đô thị và phân t i, nên một mặt nó là tác nhân làm s ch môi tr ng rẻ tiền và hiệu qu , mặt khác nó 75 t o nguy c lan truyền ô nhiễm tới các thuỷ vực c p n ớc ch t l ợng cao, nh t là n ớc d ới đ t và t o ra s n phẩm sinh học ô nhiễm. 5.1.7 ng x tai bi n liên quan t i n c ng xử phòng chống lũ lụt Lịch sử chống chọi nhiều năm với lũ lụt đã giúp loài ng i tìm ra nhiều cách ng xử khác nhau với chúng. Tuỳ thuộc đặc điểm tự nhiên và xã hội địa ph ng, cộng đồng có thể hình thành những phong cách ng xử với lũ r t đa d ng, ph c t p và sáng t o. Mỗi cách ng xử với lũ lụt đều có những tiện ích và b t lợi nh t định. Ngoài ra, tuy cách tiếp cận ng xử tai biến lũ lụt r t đa d ng, nh ng chúng đều dựa trên một nền t ng chung là cần các thông tin dự báo và báo bão lũ kịp th i, chính xác. D ới đây là một số tiếp cận ng xử phòng chống lũ lụt th ng gặp: Tránh lũ bằng cách c trú n i cao, thoát lũ thuận lợi, chỉ thích hợp khi đ t rộng, ng th a hoặc tiềm năng tài chính dồi dào. i Trốn lũ bằng cách s tán đến các vùng an toàn h n, là gi i pháp tình thế vì nó làm gián đo n mọi ho t động s n xu t, sinh ho t, chỉ nên áp dụng trong những tr ng hợp c p bách và gi i pháp cũng chỉ thực sự có hiệu qu khi dự báo và báo bão lũ đ ợc thực hiện một cách chính xác, kịp th i. Tôn cao vùng cần b o vệ là gi i pháp mang tính địa ph ng tốn kém, khó khăn và gây nhiều hệ qu x u cho bên ngoài nh t o thêm những vùng trũng mới, c n tr chuyển động c a dòng lũ... Khống chế lũ bằng các công trình nh đê điều, hồ ch a... cần sự đồng lòng c a toàn thể cộng đồng và đầu t khoa học kỹ thuật, công nghệ, tài chính m c cao. Đê điều có tác dụng cách ly hoàn toàn các diện tích có giá trị khỏi nguy c ngập lụt và sóng lớn, nh ng cũng có hàng lo t nh ợc điểm là: Ngăn c n quá trình bồi tụ nâng cao đồng bằng và tăng c ng bồi tụ nâng cao đáy sông; C n tr sự phát triển tự nhiên c a hệ thống sông trên mặt bằng; Chi phí xây dựng và b o d ỡng lớn, th ng xuyên; T o ra nguy c gây r i ro lớn khi vỡ đê. Chung sống hoà bình với lũ (nh sống trên thuyền bè, nhà v ợt lũ...) và khai thác các giá trị kinh tế tích cực c a lũ để phát triển là một h ớng ng xử với lũ lụt mang tính bền vững. ng xử phòng chống h n hán ng xử phòng chống h n hán th ng ít đ ợc quan tâm h n so với ng xử phòng chống lũ lụt. Tuy nhiên, cũng đã có những ví dụ về sự điều chỉnh mùa vụ và c c u cây trồng, sử dụng các giống cây chịu h n cao để tránh nhu cầu n ớc t ới cao trong th i kỳ khan hiếm n ớc, t o lớp che chắn bề mặt bằng thực vật hoặc vật nhân t o để h n chế bốc h i n ớc, giữ ẩm cho cây, trồng cây gây rừng và giữ lớp thực vật mặt để tăng c ng th m và giữ n ớc ngầm. Sử dụng kho n ớc để tích n ớc dành cho mùa kiệt là một gi i pháp công trình tốn kém và cũng gây nên những hệ qu môi tr ng nh t định. ng xử phòng chống dịch bệnh liên quan đến n ớc Đối với những lo i bệnh mà tác nhân truyền bệnh có liên quan với n ớc, nh muỗi, ốc... thì gi i pháp phóng tránh hiệu qu nh t là kiểm soát chặt chẽ t i những vùng có độ ẩm cao, h n chế tối đa những vùng n ớc mà các sinh vật này có thể sinh tr ng, cách ly hiệu qu với các sinh vật truyền bệnh, diệt trừ sinh vật truyền bệnh.