Tài nguyên nước và các vấn đề liên quan

TÀI NGUYÊN NƯỚC VÀ CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN TS. Lê Quốc Tuấn Trường Đại Học Nông Lâm TP. HCM Tài nguyên nước • Nước – Bao phủ 71% bề mặt trái đất – Cần thiết cho sự sống – Cần thiết cho hoạt động sống và sản xuất của con người Thành phần tài nguyên nước Chỉ một lượng nhỏ (0.014%) con người có thể sử dụng. Bốc và thoát hơi nước Bốc hơi nước Dòng chảy Lọc Tảng nướcLọc Tẩng chưa bảo hoà Tầng bảo hoà Hồ Giếng bơm Giếng phun tốt Chảy tràn Mưa, lắng đọng Vùng phục hồi Nước ngầm Lớp vật liệu ít thấm Lớp đá thấm Chu trình nước – Nước được thu hồi, làm sạch, tái chế và phân phối liên tục Lưu vực • Một lưu vực được mô tả là toàn bộ diện tích phân phối nước đến một dòng chảy hoặc một con sông. • Có thể được áp dụng cho nhiều quy mô khác nhau – Một lưu vực lớn được tạo thành bởi nhiều lưu vực nhỏ. Chehalis Basin Bốc và thoát hơi nước Bốc hơi nước Dòng chảy Lọc Tảng nướcLọc Tẩng chưa bảo hoà Tầng bảo hoà Hồ Giếng bơm Giếng phun tốt Chảy tràn Mưa, lắng đọng Vùng phục hồi Nước ngầm Lớp vật liệu ít thấm Lớp đá thấm Vùng bão hoà (các khoảng trống được lấp đầy nước) Nguồn nước Nước chảy tràn bề mặt – 2/3 mất đi theo lũ và không được sử dụng bởi con người. Dòng chảy thực = 1/3 Lượng nước chảy tràn có thể tính từ năm này qua năm khác. Nước ngầm • Vùng bão hoà • Mặt nước ngầm – Vùng trên cùng của vùng bão hoà • Tầng ngậm nước – tầng nước bão hoà trong cát, gạch, đá. • Tốc độ phục hồi chậm, khoảng 1 m/năm Sử dụng nguồn nước Con người sử dụng trực tiếp hoặc gián tiếp khoảng 54% nước dòng chảy thực. Khoảng 34% dòng chảy thực dùng cho:  Nông nghiệp – 70%  Công nghiệp – 20%  Sinh hoạt – 10% Khoảng 20% dòng chảy thực dùng cho:  Vận chuyển hàng hoá  Pha loãng nước thải  Nuôi trồng thuỷ sản Có thể sử dụng từ 70-90% dòng chảy thực đến 2025 Quá ít nước để sử dụng • Các vấn đề ở miền Tây nước mỹ Thời tiết khô Hạn hán Sa mạc hoá Thiếu trầm trọng Cung cấp đủ Cung cấp thiếu Khu đô thị lớn có số dân > 1 triệu Nước Mỹ có nhiều nước. Nhưng phần lớn được đặt không đúng chỗ và không đúng thời điểm. Các vấn đề nghiêm trọng như lũ lụt, ô nhiễm, thiếu nước cục bộ. Xung đột tài nguyên nước: Tây nước Mỹ Có khả năng xung đột tiềm tàng cao Khả năng xung đột đáng kể Khả năng xung đột vừa phải Nhu cầu nước nông thôn chưa được đáp ứng Wash. Oregon Idaho Nevada California Utah Montana Wyoming Colo. N.M. N.D. S.D. Neb. Kansas Oak. Texas Xung đột tài nguyên nước: Toàn cầu Hai yếu tố chính cho việc thiếu nước: Thời tiết khô hạn và dân số đông. Nhiều người sống trong cảnh thiếu nước – không có nước sạch. Floodplain Levee Flood wall Dam Reservoir Quá nhiều nước: Lũ lụt • Các hiện tượng tự nhiên • Các hoạt động con người (nghiêm trọng hơn) • Mưa trong tuyết Sống trên vùng đồng bằng ngập lũ • Bề mặt không thấm • Loại bỏ thảm thực vật • Thoát nước các vùng đất ngập nước Phá rừng và Lũ lụt Oxy thoát ra từ thực vật Đa dạng sinh thái Bốc thoát hơi nước Cây làm giảm xói mòn đất bởi mưa to gió lớn Đất nông nghiệp Xác bã thực vật tăng độ phì cho đất Rễ cây ổn định đất và hỗ trợ dòng chảy Thực vật làm thoát nước chậm và giảm lũ lụt Trượt đất Cây trồng Bốc thoát hơi nước giảm Nông trại làm gia tăng xói mòn đất bởi nước và gió Gió thổi bay lớp đất mặt Đất nông nghiệp bị ngập lũ và cuốn trôi Thoát nước nhanh gây lũ lụt Mưa lớn cuốn trôi dinh dưỡng và làm xói mòn đất mặt Phù sa từ xói mòn lấp đầy các con sông và hồ chứa gây nên lũ lụt vùng hạ lưu Vùng đồi phủ rừng Sau khi phá rừng Sử dụng đập và hồ chứa để cấp nước nhiều hơn: Không lợi nhuận Mất một lượng nước lớn qua việc bốc hơi Đất ngập lũ phá huỷ rừng hoặc đất trồng cây và di dân Giảm lũ ở vùng hạ lưu Đất canh tác hạ lưu hoặc cửa sông bị mất phù sa Hồ chứa có ích cho giải trí và câu cá Có thể phát điện giá rẻ (thuỷ điện) Sự di cư và sinh sản của một số loài cá bị gián đoạn Cung cấp nước quanh năm cho thuỷ lợi hoặc trồng trọt Nước ngầm • Sử dụng hàng năm • Không mất đi do bốc hơi • Thường ít đắt đỏ • Các vấn đề tiềm ẩn: Tảng nước thấp – dùng quá nhiều Cạn kiệt – nước ngầm Mỹ có tốc độ mất đi gấp 4 lần so với tái tạo Xâm nhập mặn – Gần vùng ven bờ Nhiễm hoá chất Giảm dòng chảy Trữ lượng nước Cao Trung bình Thấp hoặc không Giảm chất thải lỏng • Có các phương thức xử lý nước thải thích hợp trước khi thải vào nguồn tiếp nhận. • Sử dụng hiệu quả/sử dụng lại nước đã qua sử dụng. • Loại bỏ các chất gây ô nhiễm khó phân huỷ ra khỏi nước trước khi thải • Áp dụng các phương thức sản xuất sạch sử dụng nước hiệu quả hoặc tái sử dụng nước. • Không làm giảm tầng nước ngầm • Bảo vệ hệ sinh thái thuỷ sinh • Bảo tồn chất lượng nước • Quản lý tổng hợp lưu vực • Tạo sự đồng thuận giữa các vùng và các quốc gia để chia sẻ nguồn nước mặt • Hoà giải tranh chấp nước với các quốc gia bên ngoài • Tiếp thị quyền sở hữu nước • Tăng giá nước • Tiết kiệm nước • Giảm sự hỗ trợ của chính phủ đối với việc cấp nước. • Tăng hỗ trợ chính phủ đối với việc giảm nước thải • Làm chậm phát triển dân số Giải pháp Sử dụng nước bền vững Phân loại nguồn ô nhiễm nước • Nguồn xác định: Ô nhiễm từ các nguồn đơn lẻ, cố định, thường xác định được điểm xuất phát – Ống khói nhà máy – Cống xả nhà máy – Dầu tràn • Nguồn không xác định: Ô nhiễm từ các nguồn phân tán – Chảy tràn các hợp chất nông hoá – Chảy tràn mặt đường Các loại ô nhiễm nước • Trầm tích – Khai thác rừng, làm đường, xói mòn • Chất thải có nhu cầu oxy – Chất thải con người, nước cống rãnh, chảy tràn nông hoá, chăn nuôi, và các chất thải khác • Chất giàu dinh dưỡng: Phú dưỡng hoá – N, P từ phân bón, chất tẩy rửa – Gia tăng sinh khối trong hệ thuỷ sinh, tạo nên các hợp chất hữu cơ BOD: Biochemical Oxygen Demand (Nhu cầu oxy sinh hoá) • Khi các vi sinh vật phân huỷ các hợp chất hữu cơ, chúng sử dụng oxy có sẵn trong nước. • Biological Oxygen Demand (BOD): lượng oxy cần thiết để phân huỷ một lượng chất hữu cơ nhất định. • Nếu nhiều chất hữu cơ, oxy có sẵn sẽ được sử dụng hết. Phú dưỡng hoá Phú dưỡng – cấp thừa thức ăn, mức dinh dưỡng cao trong sông hoặc hồ Nghèo dinh dưỡng – thiếu thức ăn, mức dinh dưỡng thấp. Cột nước có thể bị phú dưỡng hoặc thiếu dưỡng một cách tự nhiên, nhưng cũng có thể do con người. • Các sinh vật gây bệnh – Từ nước thải không được xử lý, chảy tràn bề mặt nhiễm bẩn • Hoá chất độc hại – Thuốc BVTV, phân bón, hoá chất nông nghiệp • Kim loại nặng – Chì, thuỷ ngân, crom… • Acid • Ô nhiễm nhiệt – Nước sử dụng làm mát, sau đó được thải vào nguồn tiếp nhận. – Nhiệt độ tăng, thậm chí chỉ một vài độ, nhưng có thể gây ảnh hưởng rất lớn đến hệ sinh thái thuỷ sinh. Các loại ô nhiễm nước Ô nhiễm nước ngầm • Các sản phẩm nông nghiệp • Các bể chứa ngầm • Bãi chôn lấp • Hầm tự hoại • Chôn lấp bề mặt Dầu tràn • Exxon Valdez thải 42 triệu lít dầu ở Prince William Sound, làm ô nhiễm 500 bờ biển Alaska năm 1989 • Hiệu quả làm sạch như thế nào? • Phần lớn ô nhiễm dầu ở biển xuất phát từ các nguồn không xác định: – Chảy tràn bề mặt từ các con đường – Loại thải không đúng cách dầu đã qua sử dụng – Thải nước ô nhiễm dầu từ các thùng chứa Gia tăng dân số • Nhu cầu và cung ứng trong mối xung đột gia tăng – cung cấp là hữu hạn – quản lý nước được vận hành bởi các giá trị và nhu cầu. • Gia tăng nhu cầu sử dụng nước • Gia tăng sử dụng đất, thay đổi hệ thống canh tác và độ thấm của đất • Gia tăng nhu cầu đối với các giá trị của dòng chảy – dòng chảy phục vụ con người. Việc xây dựng các con đập làm chậm dòng chảy vào sông và một loạt các hồ kế cận Nông nghiệp sử dụng khoảng 70% lượng nước từ các dòng chảy và sông Thay đổi hệ thống canh tác cần cung cấp một lượng nước nhất định Thay đổi mục đích sử dụng đất làm thay đổi tính thấm của đất Bề mặt không thấm ở vùng Puget Sound năm 1999 Quyền sử dụng nước (ở Mỹ) • Nước thuộc sở hữu của cộng đồng – Không thể bị chiếm bởi cá nhân • Cá nhân hoặc tập thể có thể được cấp quyền sử dụng nước – Ủy quyền hợp pháp để sử dụng một lượng nước nhất định để phục vụ cộng đồng. • Tưới tiêu, cấp nước sinh hoạt, phát điện • Luật tiểu bang đòi hỏi người sử dụng nước công cộng phải nhận được sự chấp thuận của tiểu ban trước khi sử dụng nước. • Quyền khai thác nước mặt được cấp phép từ sau 1917. • Khai thác nước ngầm được cấp phép từ 1945. Quyền sử dụng nước (ở Mỹ) Dòng chảy • Kết quả - càng hiểu rõ về sinh thái dòng nước, chúng ta càng nhận ra giá trị của nó, có nghĩa là không có gì dư thừa • Giảm thiểu tác động – Giảm thiểu tốc độ thoái hoá • Đề đạt được mục tiêu sinh thái dòng chảy, không chỉ quan tâm đến dòng chảy mà phải quan tâm đến việc quản lý lưu vực. Yếu tố sinh thái của nước • Cung cấp một dòng nước đủ để cung cấp thức ăn cho cá và quần thể cá trong dòng chảy đó. • Cung cấp sự bảo vệ và bảo tồn nơi ở của động vật hoang dã, cá và các giá trị môi trường khác. • Bảo vệ cá, chim và các động vật hoang dã khác chính là nâng cao giá trị giải trí, giá trị thẩm mỹ và chất lượng nước. • Tuân theo các tiêu chuẩn chất lượng về nước Dòng chảy • Phương thức khác để đạt được mục tiêu sinh thái – không chỉ quản lý các dòng chảy mà quản lý đất trong lưu vực. • Tránh gây xáo trộn đầu nguồn • Đảm bảo độ phủ của thực vật • Yếu tố địa chất và địa hình • Duy trì sự kết nối theo chiều dọc và chiều ngang • Tránh sự lưu trữ trong dòng chính • Để vùng đồng bằng ngập lũ hoạt động đúng chức năng của chúng Tránh gây xáo trộn đầu nguồn và để thảm thực vật phát triển tự nhiên Đầu nguồn bị xáo trộn và thảm thực vật bị phá huỷ Vùng đồng bằng ngập lũ hoạt động đúng chức năng của chúng Phục hồi dòng chảy • Kêu gọi đầu tư và chuyển giao • Cần phải bảo vệ các dòng chảy đã được phục hồi • Thực thi các chính sách và điều luật trước, trong và sau khi phục hồi Cơ hội • Bảo tồn Công viên và các vùng hoang dã • Quản lý nguồn tài nguyên tái tạo được và thu hoạch được (rừng, chăn nuôi gia súc, các sản phẩm thứ cấp từ rừng) • Bảo vệ nguồn nước của thành phố. • Nông nghiệp bền vững (mặc dù năng suất không cao) Quy hoạch lưu vực • Thiết lập khung chính sách cho việc phát triển các giải pháp của địa phương về quản lý lưu vực. • Nhà nước phải thấy rằng sự phát triển các kế hoạch quản lý lưu vực của địa phương đối với tài nguyên nước và đối với việc bảo vệ quyền khai thác nước hiện hữu là có lợi cho cả địa phương và trung ương. • Mục đích quy hoạch lưu vực là phát triển sự hợp tác nhằm xác định hiện trạng tài nguyên nước hiện hữu và trữ lượng nước của mỗi vùng từ đó có những chính sách hợp lý để quản lý và phát triển. • Việc quản lý phải mang tính liên vùng và nhắm đến các mục tiêu chung của các vùng khác nhau trong vùng một lưu vực. Quy hoạch lưu vực Quy hoạch lưu vực • Mỗi một kế hoạch được thực hiện phải bao gồm các chiến lược cung cấp nước đủ cho: (a) Sản xuất nông nghiệp; (b) Thương mại, công nghiệp và dịch vụ (c) Lưu thông dòng chảy. • Mỗi kế hoạch thực hiện phải có mốc thời gian để đạt được các chiến lược và các cột mốc tạm thời để đo đánh giá tiến độ thực hiện Các khu vực lưu trữ nước Bang Washington Các hoạt động liên quan đến quản lý tài nguyên nước