Nghiên cứu, đề xuất chế độ nước hợp lý để phát triển rừng tràm tái sinh Vườn Quốc gia U Minh Thượng

Nội dung tài liệu: Nghiên cứu, đề xuất chế độ nước hợp lý để phát triển rừng tràm tái sinh Vườn Quốc gia U Minh Thượng

1. BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO – BỘ NƠNG NGHIỆP & PTNT VIỆN KHOA HỌC THỦY LỢI VIỆT NAM VIỆN KHOA HỌC THỦY LỢI MIỀN NAM  PHẠM VĂN TÙNG NGHIÊN CỨU, ĐỀ XUẤT CHẾ ĐỘ NƯỚC HỢP LÝ ĐỂ PHÁT TRIỂN RỪNG TRÀM TÁI SINH VƯỜN QUỐC GIA U MINH THƯỢNG Chuyên ngành : Mơi trường đất và nước Mã số : 62 44 03 03 TĨM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH, NĂM 2017
2. Cơng trình được hồn thành tại: Viện khoa học Thủy lợi Miền Nam Viện Viện khoa học Thủy lợi Việt Nam Người hướng dẫn Khoa học: 1. PGS.TS Lương Văn Thanh 2. PGS.TS Thái Thành Lượm Phản Biện 1: Phản Biện 2: Phản Biện 3: Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp Viện họp tại: Viện Khoa học Thủy lợi Miền Nam 658 Đại lộ Võ Văn Kiệt, Phường 01, Quận 5, TP. Hồ Chí Minh Vào hồi giờ phút, ngày 2 tháng 12 năm 2016 Cĩ thể tìm đọc luận án tại: - . - . - .
3. - 1 - MỞ ĐẦU 0.1 SỰ CẦN THIẾT NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN Tháng 3 năm 2002 đã xảy ra cháy trong vùng lõi của VQG UMT, tổng diện tích bị cháy là 3.212 ha. Do đặc điểm tự nhiên của khu vực cĩ thời tiết khơ hạn kéo dài, đất rừng nhiều vật liệu dễ cháy nên rừng luơn tiềm ẩn nguy cơ cháy cao. Từ sau cháy rừng đến nay, quản lý chế độ nước duy trì ở mức cao trong thời gian dài để phịng chống cháy rừng đã làm thay đổi dần sinh cảnh, hệ sinh thái dưới tán rừng thay đổi. Do đĩ, nhiệm vụ quản lý nước là rất quan trọng trong việc phát triển hệ sinh thái rừng tràm sau cháy rừng. Quản lý nước là thực hiện chuỗi hành động kiểm sốt nước hợp lý nhằm tạo điều kiện thích hợp cho sự phát triển của các lồi động, thực vật, giúp cho tràm và các lồi cây khác trong hệ sinh thái phát triển bình thường nhưng phải đáp ứng được tiêu chí phịng cháy, chữa cháy rừng và duy trì phù hợp các sinh cảnh. Nghiên cứu quá trình hình thành và phát triển của rừng tràm, đặc biệt sau đợt cháy rừng cho thấy khơng thể bảo vệ tốt VQG UMT nếu khơng làm tốt cơng tác quản lý nước. Từ đĩ dẫn đến việc thực hiện đề tài là điều rất cần thiết trong thời điểm hiện nay. 0.2 MỤC TIÊU, ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU a) Mục tiêu nghiên cứu - Đánh giá được tình hình sinh trưởng của rừng tràm tái sinh ở các mức độ ngập nước khác nhau từ sau khi cháy rừng đến nay. - Xác định được chế độ nước hợp lý nhằm phát triển rừng tràm tái sinh và chống cháy rừng ở VQG. - Đề xuất được giải pháp QL nước phù hợp cho vùng lõi VQG. b) Đối tượng nghiên cứu: Đối tượng nghiên cứu của luận án là chế độ nước phù hợp cho phát triển rừng tràm tái sinh sau
4. - 2 - cháy rừng ở VQG U Minh Thượng. c) Phạm vi nghiên cứu: Là khu vực rừng tràm tái sinh cĩ diện tích bị cháy năm 2002 là 3.212 ha, nằm trong khu vực vùng lõi cĩ diện tích 8.003 ha của VQG U Minh Thượng. 0.3 CÁCH TIẾP CẬN CỦA LUẬN ÁN Tiếp cận qua thực tiễn quản lý rừng; Tiếp cận kế thừa các kết quả khoa học kỹ thuật, cơ sở dữ liệu đã cĩ; và tiếp cận qua các phương pháp quản lý chế độ nước trên nguyên tắc lợi dụng tổng hợp. 0.4 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA LUẬN ÁN a) Ý nghĩa khoa học: Giải quyết được vấn đề chính về chế độ nước và mơi trường hệ sinh thái trên vùng đất than bùn ngập nước theo mùa đặc trưng. Kết quả nghiên cứu gĩp phần bảo vệ và phát triển bền vững rừng tràm ở VQG UMT. b) Ý nghĩa thực tiễn: Kết qủa NC giúp cho các nhà quản lý cĩ thêm thơng tin trong phát triển bền vững ở VQG UMT. Đề xuất chế độ nước hợp lý, đề xuất hệ thống CTTL nhằm giúp các nhà tư vấn cĩ thêm dữ liệu trong quản lý nước phù hợp với VQG hiện nay. Kết quả NC cĩ thể tham khảo cho quản lý ở các VQG cĩ điều kiện tượng tự. 0.5 NHỮNG ĐĨNG GĨP MỚI CỦA LUẬN ÁN Xác định được chế độ nước hợp lý để phát triển rừng tràm tái sinh trên đất than bùn ở VQG U Minh Thượng làm cơ sở để điều tiết chế độ nước hợp lý. Kết quả được mơ phỏng bằng bản đồ trực quan "Phân bố diện tích theo sinh cảnh ngập nước phù hợp". Lựa chọn được những thời điểm bắt đầu tích nước phù hợp để cĩ được chế độ nước hợp lý trong cả năm, trên cơ sở tính tốn tài nguyên nước từ mưa với các tần suất mưa khác nhau. Thời điểm tích nước được xác định hàng năm là khoảng từ ngày 11/9 cho năm ít nước (tần tuất 75%), khoảng từ ngày 1/10 cho năm nước trung bình (tần tuất 50%) và khoảng từ ngày 21/10 cho năm nhiều nước (tần
5. - 3 - tuất 25%). Bước đầu đề xuất được giải pháp quản lý nước phù hợp để phát triển vùng lõi rừng tràm ở VQG. Kết quả nghiên cứu của luận án về quản lý chế độ nước hợp lý cho rừng tràm tái sinh ở VQG U Minh Thượng đã đưa vấn đề điều tiết nước cho rừng tràm các VQG khu vực Nam bộ lên mức độ cao hơn để giải quyết tốt mơi trường sinh thái cho hệ sinh thái rừng tràm phát triển và phịng chánh cháy rừng vào thời kỳ mùa khơ. CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CĨ LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI LUẬN ÁN 1.1 ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN Vùng nghiên cứu nằm trong khu vực cĩ khí hậu nhiệt đới giĩ mùa với nền nhiệt cao suốt các tháng trong năm. Lượng mưa phân bố khơng đều tạo ra 5 tháng mùa khơ và 7 tháng mùa mưa. Từ đặc điểm khí hậu, trong điều kiện địa hình thấp – trũng đã hình thành nên hệ sinh thái đất rừng đặc trưng ngập nước theo mùa. 1.2 HỆ THỐNG CƠNG TRÌNH ĐIỀU TIẾT NƢỚC Hệ thống cơng trình trong VQG được đánh giá chưa hồn thiện nên khơng cĩ sự phối hợp hoạt động điều tiết nước đồng bộ, dẫn đến mực nước luơn ở mức cao trong rừng. 1.3 QUẢN LÝ NƢỚC Ở VQG U MINH THƢỢNG Nước ngọt phục vụ cho sinh trưởng và phịng chống cháy rừng được xác định chủ yếu từ nước mưa. Vì vậy, giải pháp trữ ngọt trong VQG là rất cần thiết. Do địa hình khơng đồng đều và giai đoạn 2002- 2009 quản lý nước một bậc ở mức cao làm một số vùng thấp bị ngập sâu. Hoạt động quản lý nước trong vùng lõi VQG thời gian từ năm 2010 đến nay đã cĩ một số biến chuyển qua việc phân làm 3 khu riêng biệt để quản lý theo cao độ (Khu A khu B và khu C).
6. - 4 -  Đánh giá thực trạng quản lý nước: Tài liệu mực nước được thu thập từ Ban quản lý VQG UMT [3] [20] [32] [38] được chia làm 3 thời kỳ khác nhau để đánh giá: Trước khi xảy ra cháy rừng tháng 3/2002; sau khi xảy ra cháy rừng đến hết năm 2009; từ năm 2010 đến năm 2016. Kết quả thu thập là mực nước trung bình tháng h th (cm) theo thời gian. Số liệu được tính chuyển qua mức so sánh là cao độ quốc gia tại trạm Hịn Dấu. Quản lý nước trước năm 2002: Mực nước cao nhất là H max=154cm tương ứng với 1.820 ha (≈22% diện tích) khơng bị ngập quanh năm; Mực nước thấp nhất H min=87cm tương ứng với 2.375ha (≈30% diện tích) bị ngập nước quanh năm; Như vậy sẽ cĩ 3.808ha (≈48% diện tích) bị ngập nước theo mùa. MN trung bình năm H nam = 132cm gần ngang bằng với cao độ trung bình là Ztb = 133cm. Thời gian mực nước dưới cao độ trung bình là 6 tháng. Quản lý nước từ năm 2002 đến nay cĩ nhiều thay đổi so với trước khi xảy ra cháy rừng và MN ở mức cao hơn nhiều. Thể hiện rõ nhất qua diện tích ngập nước quanh năm tăng từ 30% lên 50% (giai đoạn 2003-2009) và duy trì ở mức 44% (khu C) (giai đoạn 2010- 2015). Hầu như khơng cĩ thời gian mực nước dưới cao độ TB.  Xác định mực nước hao trong rừng tràm: Kết quả từ tài liệu [18] đã xác định được MN bị bốc thốt hơi và rị rỉ trong rừng tràm 5 tháng mùa khơ là 51,4cm. Nếu trừ đi lượng mưa thì MN giảm đi trong 5 tháng mùa khơ ≈32cm. Theo cơng thức (1.1), tính tốn tương quan qua lượng bốc hơi cĩ được mực nước hao mùa mưa sẽ là 2,77mm/ngày (chưa tính lượng mưa). 1.4 CÁC NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN ĐẾN CHẾ ĐỘ NƢỚC VÀ MƠI TRƢỜNG SINH THÁI NC của luận án là chế độ nước phù hợp cho yêu cầu của mơi trường hệ sinh thái và phịng chống cháy rừng, do vậy NCS đề cập
7. - 5 - kết quả các nghiên cứu liên quan: Hồng Văn Thắng, Lê Diên Dực [30] “hệ thống phân loại đất ngập nước VN”; tổ chức CARE [3] “NC tổng hợp về nhiều lĩnh vực như MT sinh thái, thực vật, động vật, đất đai, chế độ thủy văn, ”; Lê Minh Lộc [12] “PP đánh giá nhanh sinh khối và ảnh hưởng của độ sâu ngập lên sinh khối rừng tràm trên đất than bùn và đất phèn”; Phạm Xuân Quý [19] “NC về một số đặc điểm lâm học của rừng tràm trồng (Melaleuca cajuputi) ở ĐBSCL”; Phạm Trọng Thịnh [34] “đánh giá ảnh hưởng của cháy rừng đối với VQG UMT”; Vương Văn Quỳnh [18] “các giải pháp phịng chống và khắc phục hậu quả cháy rừng cho vùng U Minh”; Vương Văn Quỳnh, Trần Văn Thắng, Trần Quang Bảo [20] [1] “quản lý nước cho phịng cháy và bảo tồn rừng ở VQG UMT” và “chế độ ngập nước thích hợp đảm bảo phịng chống cháy và duy trì sự phát triển rừng tràm ở hai VQG UMT và UMH”; Lương Văn Thanh, Phạm Văn Tùng [26] “Biên hội, đánh giá tổng quan sinh thái VQG UMT và đề xuất giải pháp bảo tồn”; Trần Văn Thắng [32] “ảnh hưởng của chế độ ngập nước đến thảm thực vật ở VQG U Minh Thượng”; Phạm Trọng Thịnh [36] “QH bảo tồn và phát triển bền vững VQG UMT đến năm 2020”; Một số NC về sinh trưởng của cây tràm của Phùng Trung Ngân và Châu Quang Hiền [15], Hồ Văn Phúc [21], Nguyễn thanh Bình [2], Phạm Thế Dũng và Vũ Đình Hưởng [6]; Richard B. Primarck [22] “cơ sở sinh học bảo tồn”; Markus Schmidt, Helge Torgersen, Astrid Kuffner và nnk [16] trình bày “quan điểm tồn cầu về đa dạng sinh học”; Doran, J.C. và Gunn, B.V. [45] “nghiên cứu về đặc điểm phân bố và sinh thái của cây tràm”; Smathi [57] [58] “NC về cấu trúc và sinh trưởng rừng tràm”; Yamanoshita Takashi [59] “NC về ảnh hưởng của mơi trường đến sinh trưởng của rừng tràm”; Takeshi [60] “NC về sinh khối rừng tràm”.
8. - 6 - 1.5 NHẬN XÉT PHẦN TỔNG QUAN Cao độ địa hình trong vùng lõi VQG thay đổi khơng đều, chênh lệch cao độ giữa các khu vực lớn là điều kiện khĩ khăn cho cơng tác quản lý chế độ nước. Mùa khơ hầu như khơng cĩ mưa lại kèm theo lượng bốc hơi lớn, làm cho nhu cầu nước tăng cao. Đã phân tích làm rõ thực trạng quản lý nước ở VQG từ trước khi xảy ra cháy rừng cho đến nay. Kết quả cho thấy quản lý nước từ sau khi xảy ra cháy rừng ở mức rất cao. Chế độ nước đã làm thay đổi tỷ lệ diện tích ngập nước tương ứng với các sinh cảnh ngập nước quanh năm chiếm ưu thế, sinh cảnh ngập nước theo mùa bị thu hẹp và thời gian ngập nước trung bình trong năm tăng lên. Đã cĩ nhiều các NC liên quan đến chế độ nước và mơi trường sinh thái ở VQG. Một số các NC đề cập đến chế độ nước phục vụ phịng chống cháy rừng nhưng đều chưa đi đến cuối cùng hoặc chưa thỏa đáng. Một số NC đã đề xuất hệ thống CT phục vụ điều tiết chế độ nước nhưng chưa trình bày cụ thể cơ sở khoa học để XD, bố trí vị trí, tính tốn kỹ thuật. Từ đĩ, nghiên cứu sinh nhận thấy cần đi sâu NC thêm để làm rõ hơn về chế độ nước cho rừng tràm tái sinh ở VQG, bao gồm: MN trong rừng theo khơng gian và thời gian trong năm; tài nguyên nước từ mưa đáp ứng yêu cầu nước; thời điểm trong năm bắt đầu trữ nguồn nước mưa và giới hạn tích nước; và hệ thống CT cùng các giải pháp quản lý để điều tiết nước hợp lý cho VQG. CHƢƠNG 2 NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Nghiên cứu xác định mực nước hợp lý theo khơng gian (từng khu trong VQG) và thời gian trong năm; Nghiên cứu tài nguyên nước từ mưa đáp ứng theo yêu cầu nước trong năm; Nghiên cứu xác
9. - 7 - định các thời điểm trong năm bắt đầu tích trữ nguồn nước mưa để cĩ được chế độ nước hợp lý; Nghiên cứu hệ thống cơng trình và các giải pháp quản lý để điều tiết chế độ nước hợp lý. 2.2 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.2.1 Nghiên cứu đặc điểm lâm sinh học của rừng tràm tái sinh ở VQG U Minh Thƣợng  Cơ sở khoa học điều tra đo đạc lâm sinh: Để thuận tiện cho việc xác định khả năng tái sinh của rừng tràm, trong luận án này chia ra làm 3 mức độ ảnh hưởng của ngập nước để khảo sát là 0÷ 60cm. [1] [2] [12] [20] Theo [28] [29]. Trong luận án này với nhiệm vụ tập trung vào thực hiện nghiên cứu “nắm bắt được tình hình sinh trưởng, quy luật sinh trưởng và tăng trưởng cũng như khả năng sản xuất của rừng”. Các chỉ tiêu cần thực hiện: Xác định ơ mẫu, mật độ rừng, cây tiêu chuẩn; trữ lượng rừng; sinh khối rừng. Điều tra đo cây cá thể trong ơ mẫu: xác định chiều cao cây bình quân, đường kính tán bình quân (Dtán), đường kính thân cây bình quân tại 1,3m (D1,3).  Phương pháp nghiên cứu khảo sát đo đạc lâm sinh: - Phân chia rừng tràm tái sinh theo độ sâu ngập nước; - Xác định ơ mẫu: Chọn mật độ ơ mẫu là 15 ơ, tương ứng với 3 mức ngập nước (5 ơ mẫu cho một mức độ ngập), diện tích 500m2, kích thước 20x25m. Xác định chiều dày tầng than bùn của từng ơ. - Điều tra đo cây cá thể và cây giải tích: đường kính thân cây tại 1,3m (D1,3); chiều cao cây (H); đường kính tán (Dtán); Sinh khối tươi: vỏ, gỗ khơng vỏ, cành nhánh, lá, phần rễ dưới đất. (Ghi chú: H (m) là chiều cao cây bình quân của ơ mẫu; hi (m) là chiều cao cây thứ i của ơ mẫu (i thuộc miền n); n (cây) là tổng số cây của ơ mẫu; N (cây/ha) là mật độ rừng; notci (cây/ha) là mật độ cây của ơ mẫu thứ I; ni (cây) là số cây của ơ mẫu thứ i (i thuộc miền a); a (ơ) là số ơ mẫu; si (ha) là
10. - 8 - 3 diện tích của ơ mẫu thứ i; V (m ) là cây bình quân thể tích; f1,3 là hệ số hình số thân cây ngang ngực). n hi - Xác định chiều cao cây bình quân: H 1 (2.1) n - Xác định đường kính tán bình quân (Dtán) - Xác định đường kính thân cây bình quân tại 1,3m (D1,3) a n  otci ni - Xác định mật độ rừng: 1 ; (2.2) N(cây / ha) notci (cây / ha) a si - Xác định trữ lượng rừng: M (m3/ha) = N. V (2.3) 2 3  ; f =0,45 (2.4) V (m ) .D1,3.H. f 1,3 4 1,3 - Xác định cây tiêu chuẩn. - Nghiên cứu sinh khối rừng tràm qua thu thập số liệu trong 15 ơ mẫu ở các mức độ ngập nước. Xây dựng mối quan hệ giữa những bộ phận sinh khối với D1,3 dựa theo 8 hàm hồi quy đơn mặc định trong phần mềm thống kê Statgraphics Centurion XVII. Từ đĩ, lựa chọn hàm tương quan phù hợp nhất để tính tốn. 2.2.2 Nghiên cứu phƣơng án quản lý nƣớc  Quản lý chế độ nước trên cơ sở mặt bằng hạ tầng hiện trạng: Giữ nguyên mặt bằng hiện trạng với các cơ sở hạ tầng như hiện trạng để tìm ra phương án quản lý chế độ nước hợp lý luơn là ưu tiên. Tuy nhiên, như đã phân tích trong luận án tại các mục 1.2, 1.3 thì VQG cĩ hệ thống cơng trình chưa đáp ứng được yêu cầu. VQG đã cĩ những thay đổi về phân khu, về quản lý điều tiết nước nhưng đều chưa mang lại hiệu quả. Vì vậy, cần cĩ sự điều chỉnh lại phân khu và bổ sung cơng trình phục vụ quản lý chế độ nước hợp lý hơn.  Quản lý chế độ nước hợp lý trên cơ sở lựa chọn lại phương án phân khu và bổ sung cơng trình hạ tầng: Phân lại khu quản lý rừng và bổ sung cơng trình hạ tầng phục vụ quản lý chế độ nước hợp lý là việc làm cần thiết trong gian đoạn tới ở VQG UMT. Nhiệm vụ nhằm khắc phục những hạn chế mà hệ
11. - 9 - thống cơ sở hạ tầng hiện nay chưa đáp ứng được cho sinh trưởng của cây tràm, bảo tồn đa dạng sinh học và phịng chống cháy rừng. 2.2.3 Nghiên cứu xác định chế độ nƣớc hợp lý  Cơ sở khoa học xác định chế độ nước hợp lý: Xuất phát từ yêu cầu thực tế trong quản lý nước của VQG, chế độ nước được xác định cần đáp ứng nhiều yêu cầu cụ thể: - Cho sinh trưởng của cây tràm: MN ngập khơng vượt quá 40- 60cm và thời gian ngập tối đa khơng quá 6 tháng/năm. - Bảo tồn đa dạng sinh học. Sinh cảnh khơng ngập quanh năm ≈20% DT; ngập nước theo mùa ≈50% DT; ngập nước quanh năm ≈30% DT; Thời gian MN dưới cao độ TB là ≥6 tháng/năm. MN thấp hơn 30cm dưới mặt than bùn khơng quá 3 tháng liên tục mỗi năm. - Quản lý nước cho phịng chống cháy rừng: mực nước ngầm thời điểm khơ hạn nhất cần giữ ở khoảng cách mặt đất ≤50cm và tỷ lệ diện tích cĩ nguy cơ cháy cao khơng vượt quá 20% diện tích. Cơ sở khoa học lựa chọn số liệu tính tốn thủy văn: Trong khu vực VQG UMT khơng cĩ trạm đo khí tượng thủy văn. Do đĩ lựa chọn sử dụng trạm Rạch Giá cách vùng nghiên cứu ≈46km với chuỗi số liệu 31 năm liên tục (1985÷2015) để tính tốn.  Phương pháp nghiên cứu xác định chế độ nước hợp lý: - Phương pháp phân tích hệ thống: Sử dụng lý thuyết phân tích hệ thống trong phân tích và đánh giá với đối tượng nghiên cứu là một tổng thể gồm nhiều bộ phận, nhiều yếu tố cĩ quan hệ tương hỗ với nhau và với mơi trường xung quanh một cách phức tạp. - Phương pháp phân tích thống kê trong thủy văn: Phương pháp tính lượng mưa ứng với các tần suất thiết kế theo đường Pearson III, đã được viết thành phần mềm và hiện được sử dụng rộng rãi. 2.2.4 Nghiên cứu đề xuất hệ thống cơng trình và giải pháp quản lý điều tiết chế độ nƣớc
12. - 10 -  Cơ sở khoa học đề xuất hệ thống cơng trình: Để phục vụ điều tiết chế độ nước hợp lý cần cĩ hệ thống CTTL làm cơng cụ hỗ trợ. Các nhiệm vụ: Tiêu thốt nước dư thừa; Trữ nước trong các khu theo chế độ nước hợp lý; Điều tiết nước giữa các khu hợp lý; Các cơng trình phải thân thiện với mơi trường, hạn chế thay đổi cảnh quan tự nhiên, khơng làm mất đi những đặc điểm sinh thái đặc trưng, dễ xây dựng, dễ quản lý vận hành.  Phương pháp tính tốn thủy văn cơng trình: Căn cứ theo QP.TL.C-6-77 “Quy phạm TT các đặc trưng thủy văn thiết kế”, quan hệ giữa tổng lượng W(m3) và lưu lượng Q (m3/s) cĩ dạng: t2 3 W = 86400 Qi ; WP= 10 HP. . F ; QP = (2.15) (2.16) (2.17) t1  Phương pháp tính tốn thủy lực xác định kích thước CT: Xác định khẩu độ cống: Sử dụng giáo trình thủy lực do Trường ĐHTL xuất bản (2005), áp dụng cơng thức tính lưu lượng qua cống (đối với cống chảy ngập). Cơng thức cĩ dạng sau: 3 QC = . ωd. (m /s) (2.18) Xác định kích thước đường tràn: Sử dụng Quy phạm thủy lực đập tràn QP.TLC-8-76 của Bộ NN&PTNT (áp dụng với chế độ chảy tự do). Cơng thức cĩ dạng sau: Q = mb√ b = (2.19) √ 2.3 KẾT LUẬN CHƢƠNG 2 Phân tích đưa ra phương pháp nghiên cứu đặc điểm lâm sinh học của rừng tràm ở các mức độ ngập nước khác nhau (0÷ 60cm) từ số liệu điều tra rừng tràm tái sinh với các chỉ số: mật độ rừng; cây tiêu chuẩn; trữ lượng rừng; và sinh khối rừng. Phân tích đưa ra PP nghiên cứu xác định chế độ nước hợp lý
13. - 11 - với cơ sở khoa học được xác định là chế độ nước cho: sinh trưởng của cây tràm; bảo tồn đa dạng sinh học; và phịng chống cháy rừng. Xác định các phương pháp nghiên cứu đề xuất hệ thống cơng trình. Hệ thống cơng trình thủy lợi làm cơng cụ hỗ trợ để đạt hiệu quả cao trong việc triển khai điều tiết chế độ nước hợp lý: tiêu thốt lượng nước dư thừa; trữ nước; điều tiết nước giữa các khu; Kết qủa đã đưa ra các phương pháp tính tốn cơng trình theo quy phạm. CHƢƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1 CÁC CHỈ TIÊU LÂM SINH CỦA RỪNG TRÀM TÁI SINH Thực hiện điều tra rừng tràm tái sinh sau cháy rừng làm 4 đợt. Điều tra tại 15 ơ tiêu chuẩn vào những thời điểm khác nhau: Đợt 1 tháng 4/2009, khi rừng tràm tái sinh được 7 năm [26]; Đợt 2 tháng 4/2012, tái sinh được 10 năm; Đợt 3 tháng 4/2014, tái sinh được 12 năm; Đợt 4 tháng 4/2016, tái sinh được 14 năm. Nhận xét kết quả: - Mức ngập nơng 0÷<30cm cĩ sinh trưởng D1,3, Hvn, Hđc và Dtán tốt nhất, giảm dần ở các mức ngập cao hơn qua 4 lần điều tra. - Mật độ cây tràm tái sinh sau cháy rừng cĩ quan hệ chặt chẽ với mức độ ngập nước và đường kính của cây, ghi nhận được: Mức ngập nơng và ngập trung bình, mật độ cây tràm tái sinh cao nhất khi rừng được 7 năm và giảm dần qua các năm tiếp theo đến khi rừng tràm tái sinh được 14 năm. Khi đĩ đường kính cây tăng từ 5,2cm lên 9,8cm và từ 4,3cm lên 6,9cm. Ở mức ngập sâu, mật độ cây tái sinh tăng dần theo thời gian từ 8.700 cây/ha khi rừng tràm tái sinh được 7 năm lên 9.990 cây/ha khi 14 năm. Đường kính tăng từ 3,2cm lên 4,4cm. Mật độ cây tái sinh cao nhất khi rừng tràm tái sinh được 7 năm
14. - 12 - là 14.282 cây/ha tương ứng với mức ngập nơng từ 0÷30cm. - Mức ngập càng cao thì tỷ lệ cây TB, xấu và đổ ngả càng nhiều. - Về trữ lượng rừng tràm tái sinh: Ở độ ngập nơng rừng tràm cho trữ lượng cao nhất và giảm dần ở các mức ngập cao hơn. Trữ lượng rừng tăng dần theo thời gian năm tái sinh. Trữ lượng trung bình thấp nhất là 41,92 m3/ha khi rừng tràm tái sinh được 7 năm và tăng lên là 145,92 m3/ha khi rừng tràm tái sinh được 14 năm. - Về sinh khối rừng tràm tái sinh: Ở độ ngập nơng rừng tràm cĩ sinh khối cao nhất và giảm dần ở các mức ngập cao hơn. Từ đánh giá trên chứng tỏ ảnh hưởng mạnh của mực nước tới sinh trưởng của rừng tràm, mức ngập thấp thì cây tràm tái sinh phát triển mạnh nhất. Các chỉ tiêu về sinh trưởng, trữ lượng và sinh khối của rừng tràm tái sinh qua các mức ngập thể hiện rõ điều này. 3.2 PHÂN KHU PHỤC VỤ QL NƢỚC CHO RỪNG TRÀM 3.2.1 Phân tích hiện trạng và quy hoạch phân khu Hiện trạng phân khu: Việc phân làm 3 khu từ năm 2010 đến nay chưa đáp ứng được yêu cầu. Đây là một phần nguyên nhân làm cho mực nước thời gian gần đây luơn ở mức cao và khĩ kiểm sốt. Quy hoạch phân khu: Khu E giữ nguyên theo quy hoạch. Khu F khơng phân lại nhưng thay đổi quan điểm điều tiết chế độ nước. Khu C và khu D cĩ nhiều bất cập, cần phân chia lại cho phù hợp hơn. 3.2.2 Lựa chọn phƣơng án phân khu Nghiên cứu sinh đưa ra 2 phương án phân khu C và D khác nhau so với quy hoạch như đã lập luận để lựa chọn phương án phù hợp hơn, thể hiện trên Hình 3.18 và Hình 3.19. Nhận xét và so sánh ưu, nhược điểm của 2 phương án phân khu với nhau và khắc phục những hạn chế trong quy hoạch đi đến lựa chọn phương án 1 cĩ nhiều ưu điểm hơn, phù hợp hơn.
15. - 13 - Hình 3.18. Phân khu phương án 1 Hình 3.19. Phân khu phương án 2 3.3 TÍNH TỐN XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ NƢỚC HỢP LÝ 3.3.1 Tính tốn phân bố diện tích theo cao độ phƣơng án chọn Khu A, B, E, F khơng thay đổi, chỉ cĩ khu C và D điều chỉnh lại. Kết quả tính tốn các thơng số đặc trưng nêu trong Bảng 3.9. Bảng 3.9 Phân bố cao độ từng khu theo PA chọn STT Độ cao mặt đất Khu A Khu B Khu C Khu D Khu E Khu F 1 Lớn nhất (m) 1,20 1,37 2,15 2,29 2,21 1,41 2 Nhỏ nhất (m) 0,68 0,69 0,71 1,19 0,68 0,81 3 Trung bình (m) 0,83 0,83 1,11 1,54 1,34 1,00 3.3.2 Tính tốn xác định mực nƣớc hợp lý Xác định mực nước tương ứng với diện tích cĩ nguy cơ cháy rừng cao 0% (H0%): Với giới hạn tối đa là 50cm, tương ứng với mực nước thấp nhất sẽ thấp hơn cao độ đất rừng nơi cao nhất (Zmax) là 50cm, tính tốn được tồn VQG sẽ cĩ diện tích 5.946 ha (tương ứng với ≈74%) nằm dưới mực nước cần kiểm sốt và cĩ nguy cơ bị ngập cả năm. So sánh với yêu cầu cho bảo tồn đa dạng sinh học là ≈30% thì tỷ lệ diện tích bị ngập quá nhiều, cần điều chỉnh lại mực nước. Xác định mực nước tương ứng với diện tích cĩ nguy cơ cháy rừng cao 20%: Coi 20% DT là giới hạn, tính được cao độ tương ứng H20% từng khu. Xác định vùng tiếp theo cĩ mức nước thấp hơn đến 50cm. Vùng cao hơn giới hạn này sẽ khơng ngập và ngập theo mùa, cịn vùng thấp hơn sẽ cĩ nguy cơ bị ngập nước quanh năm (Hình
16. - 14 - 3.25). Kết quả Khu A, B và F khơng cĩ DT bị ngập quanh năm; Khu C cĩ 122 ha (≈7% DT của khu); Khu D cĩ 169 ha (≈17% DT của khu) và khu E bị ngập 236 ha (≈14% DT của khu). Tổng diện tích thấp hơn mực nước thấp nhất và cĩ nguy cơ bị ngập quanh năm là 527 ha, ≈7% DT tồn vùng lõi VQG. So sánh với yêu cầu là ≈30% thì tỷ lệ diện tích bị ngập quá ít, cần điều chỉnh lại mực nước. Hình 3.25: Bản đồ phân bố diện tích theo mực nước tương ứng với nguy cơ cháy rừng cao 20% Đề xuất mực nước hợp lý vào thời điểm khơ hạn nhất (tháng 4): Xem xét mực nước tương ứng với mức giới hạn khoảng ≈30% tổng diện tích của tồn vùng lõi VQG là sinh cảnh ngập nước quanh năm, NCS phân tích và đưa ra mức độ ngập nước cho từng khu, được đề xuất như sau: Khu A và B là 25%; Khu C là 35%; Khu D là 25%; Khu E là 25%; Khu F là 35%. Kết quả nêu trong Bảng 3.13. - Diện tích cĩ nguy cơ cháy cao từng khu < 20% DT của khu đĩ. Tổng diện tích cĩ nguy cơ cháy cao là 410 ha, ≈5% tổng diện tích vùng lõi của tồn VQG, nhỏ hơn 20% so sánh với yêu cầu phịng chống cháy rừng. Vậy cao trình mực nước tương ứng với diện tích ngập đề xuất vào tháng 4 đạt yêu cầu phịng chống cháy rừng. - Tổng diện tích cĩ xu thế ngập quanh năm là 2.256 ha, tương ứng với 28% tổng diện tích vùng lõi tồn VQG, so sánh với yêu cầu đảm bảo cho bảo tồn đa dạng sinh học theo sinh cảnh ngập nước quanh năm là ≈30% thì tỷ lệ diện tích bị ngập đạt yêu cầu.
17. - 15 - Bảng 3.13. Các thơng số tương ứng với tỷ lệ diện tích ngập nước đề xuất Tổng Vùng cĩ xu thế ngập quanh MN cao DT cĩ nguy Phân diện năm hơn mức cơ cháy cao STT khu tích Tỷ lệ đề DT tương MN tương kiểm sốt DT Tỷ lệ (ha) xuất (%) ứng (ha) ứng (m) 50cm (m) (ha) (%) 1 Khu A 1.349 25% 337 0,73 1,23 4 0% 2 Khu B 1.374 25% 344 0,73 1,23 50 4% 3 Khu C 1.773 35% 621 0,98 1,48 177 10% 4 Khu D 992 25% 248 1,39 1,89 129 13% 5 Khu E 1.740 25% 435 1,10 1,60 44 3% 6 Khu F 775 35% 271 0,94 1,44 7 1% Cộng 8.003 2.256 410 Tính tốn xác định mực nước phù hợp vào cuối mùa mưa: Tiếp theo cần xác định được MN vào cuối mùa mưa để đảm bảo đến cuối mùa khơ MN đạt yêu cầu. Theo [18] mực nước hao trong 5 tháng mùa khơ là ≈32cm (6,4 cm/tháng), NCS xác định được MN trong các khu cần tích trữ vào cuối mùa mưa (ngày 30/11) thể hiện trong Bảng 3.14. Thời điểm cuối mùa mưa được xác định là thời điểm MN cao nhất trong năm trong quy trình điều tiết chế độ nước. Bảng 3.14: Mực nước đề xuất kiểm sốt cho các khu và DT tương ứng Vùng cĩ xu thế Vùng cĩ xu thế khơng Vùng cĩ xu thế ngập S Phân ngập quanh năm ngập quanh năm nước theo mùa T MN DT Tỷ DT ngập khu MN ngày DT khơng Tỷ lệ Mực Tỷ lệ T tháng 4 ngập lệ theo mùa 30/11 (m) ngập (ha) (%) nước (m) (%) (m) (ha) (%) (ha) 1 Khu A 0,73 337 25 1,05 125 9 0,73-1,05 887 66 2 Khu B 0,73 344 25 1,05 137 10 0,73-1,05 894 65 3 Khu C 0,98 621 35 1,30 411 23 0,98-1,30 741 42 4 Khu D 1,39 248 25 1,71 289 29 1,33-1,71 455 46 5 Khu E 1,10 435 25 1,42 542 31 1,10-1,42 763 44 6 Khu F 0,94 271 35 1,26 90 12 0,94-1,26 413 53 Cộng 2.256 28 1.594 20 4.153 52 Nhận xét kết quả tính tốn: - Với mực nước cao nhất trong năm vào cuối mùa mưa, tính
18. - 16 - tốn được diện tích khơng ngập tương ứng cho tồn VQG là 1.594 ha (≈20% tổng DT). So sánh với yêu cầu là ≈20% đảm bảo cho bảo tồn đa dạng sinh học thì tỷ lệ diện tích khơng bị ngập đạt yêu cầu cao. - Phần diện tích nằm giữa mực nước cao nhất và mực nước thấp nhất là diện tích ngập nước theo mùa, được tính tốn xác định là 4.153 ha (≈52% tổng DT). So sánh với yêu cầu là ≈50% đảm bảo cho bảo tồn đa dạng sinh học theo sinh cảnh ngập nước theo mùa thì tỷ lệ diện tích ngập nước theo mùa đạt yêu cầu. Từ các số liệu về mực nước đề xuất, xây dựng lên bản đồ đề xuất phân bố diện tích theo sinh cảnh ngập nước hợp lý (Hình 3.26). Hình 3.26 Bản đồ đề xuất phân bố DT theo sinh cảnh ngập nước hợp lý 3.3.3 Nghiên cứu xác định chế độ nƣớc hợp lý trong năm Chế độ nước hợp lý là diễn biến mực nước theo thời gian trong năm của các khu đảm bảo đầy đủ các yêu cầu đặt ra. Căn cứ chuỗi số liệu mưa tháng 31 năm liên tục (1985÷2015) của trạm Rạch Giá, sử dụng phương pháp tính lượng mưa ứng với các tần suất thiết kế theo đường Pearson III để tính tốn. Để duy trì thời gian trong năm MN nằm dưới cao độ trung bình ≥6 tháng/năm theo yêu cầu đáp ứng tốt cho sinh trưởng của cây tràm, cần xác định được thời điểm bắt đầu cĩ MN thấp hơn cao độ trung bình và thời điểm tối thiểu kết thúc sau 6 tháng. Với mực nước hao bình quân mùa khơ là 6,4 cm/tháng [18], kiểm sốt MN tháng 4
19. - 17 - theo đề xuất (xem Bảng 3.14) ở các khu, tính tốn ngược lại xác định được MN dưới cao độ trung bình các khu từ khoảng 15/2. Tính ra thời điểm tối thiểu kết thúc sau 6 tháng là khoảng 15/8 hàng năm. Cuối của thời điểm duy trì MN dưới cao độ trung bình là MN ngang với cao độ trung bình. Thời điểm này được xác định sau ngày 15/8 hàng năm. So sánh MN cao nhất cần tích và cao độ trung bình từng khu xác định được mức nước cần tích. MN hao trong mùa mưa trung bình là 2,77 mm/ngày (Chưa tính lượng mưa). Tính tốn đặt ra các thời điểm tích nước khác nhau từ ngày 1/9 đến 30/11 xác định được mực nước hao theo thời gian. Từ mực nước hao theo thời đoạn mùa mưa và nhu cầu mức nước cần tích của từng khu, xác định được các mức nước cần tích theo thời đoạn từ ngày 1/9 đến ngày 30/11. Từ tài liệu tính tốn tài nguyên nước từ mưa theo các tần suất, tính theo số ngày tích nước cĩ được lượng mưa theo thời gian tích nước vào cuối mùa mưa với các tần suất mưa thiết kế. Theo QP.TL.C-6-77 quy ước năm ít nước là năm ứng với tần suất mưa thiết kế 75%, năm nước trung bình ứng với tần suất mưa thiết kế 50% và năm nhiều nước ứng với tần suất mưa thiết kế 25%. Ghép nhu cầu cần tích nước với khả năng đáp ứng nguồn nước từ mưa, xác định được thời gian tích nước hàng năm là ngày 11/9 cho năm ít nước, ngày 1/10 cho năm nước trung bình và ngày 21/10 cho năm nhiều nước. Khi đĩ thời gian mực nước trong năm dưới cao độ trung bình là ≈ 7÷8,5 tháng, đạt yêu cầu. Trong trường hợp các năm thời tiết cực đoan cĩ lượng mưa rất thấp, ứng với tần suất mưa ≥90%. Nếu cĩ thể dự báo được thì nên chủ động tăng thời gian bắt đầu tích nước sớm lên đầu tháng 9. Thời gian khơng ngập nước vẫn đảm bảo ≈6,5 tháng. Tổng hợp các kết quả tính tốn, phân tích và đánh giá NCS đưa ra đề xuất chế độ nước hợp lý cho từng khu tại một số mốc thời
20. - 18 - gian quan trọng trong năm được nêu trong Bảng 3.20. Bảng 3.20: Chế độ nước hợp lý đề xuất cho từng khu theo thời gian trong năm cho năm ít nước Mực nước Ngày/tháng STT (m) 31/1 28/2 31/3 30/4 30/4-11/9 11/9 30/11 31/12 1 Mực nước khu A 0,92 0,86 0,79 0,73 0,73-0,83 0,83 1,05 0,99 2 Mực nước khu B 0,93 0,86 0,80 0,73 0,73-0,83 0,83 1,05 0,99 3 Mực nước khu C 1,17 1,11 1,04 0,98 0,98-1,11 1,11 1,30 1,24 4 Mực nước khu D 1,58 1,52 1,46 1,39 1,39-1,54 1,54 1,71 1,65 5 Mực nước khu E 1,30 1,23 1,17 1,10 1,10-1,34 1,34 1,42 1,36 6 Mực nước khu F 1,13 1,07 1,01 0,94 0,94-1,00 1,00 1,26 1,20 Ghi chú: - Với năm nước trung bình, ngày 11/9 thay bằng ngày 1/10 - Với năm nhiều nước, ngày 11/9 thay bằng ngày 21/10 3.4 ĐỀ XUẤT HỆ THỐNG CƠNG TRÌNH 3.4.1 Bố trí hệ thống cơng trình Bố trí hệ thống cơng trình ở những vị trí phù hợp nhất nhằm thực hiện được các nhiệm vụ đã đề ra, thể hiện trên Hình 3.27. K ên h 1 Cống số 1 Đ. tràn 1 (hiện có) Tr. bơm số 1 (hiện có) 6 h ân e K Đ. tràn 2 4 Cống số 2 h ân (hiện có) e 7 K K e h ân 8 h ân 2 e h K ân Cống số 8 e K Cống số 3 (xây mới) (hiện có) Đ. tràn 7 Cống số 9 0 1 (xây mới) h Tr. bơm số 2 ân e Đ. tràn 9 (chiều vào) K Cống số 6 (xây mới) 5 h Đ. tràn 3 ân e K 7 h 9 Đ. tràn 5 Cống số 7 ân e h ân K (xây mới) e K Hình 3.27: Sơ đồ đề xuất Đ. tràn 10 Đ. tràn 8 Cống số 5 Đ. tràn 4 (xây mới) K e ânh 3 0 1 bố trí hệ thống cơng trình h ân e K Cống số 4 (xây mới) GHI CHÚ Kênh (đặt lại tên để thuyết trình) Đ. tràn 6 Đường g.thông - đê bao Trạm bơm hiện có Cống tiêu lớn, 4x5m Cống hộp Đập tràn Hướng chảy 2 chiều Hướng chảy 1 chiều 3.4.2 Tính tốn thủy văn cơng trình Căn cứ vào số liệu mưa 1, 3, 5, 7 ngày lớn nhất của chuỗi 31 năm trạm Rạch Giá, tính theo đường tần suất Pearson III được lượng mưa ứng với các tần suất. Với đặc tính cây tràm chịu được ngập cao và thời gian ngập kéo dài nên lựa chọn trận mưa 03 ngày max năm
21. - 19 - 2003 (tương ứng với tần suất xuất hiện mưa ≈ 4%) làm trận mưa điển hình gây ra ngập úng cho khu vực, trên cơ sở đĩ tính lưu lượng lũ từ đĩ bố trí kích thước cơng trình. Kết quả tính tổng lượng lũ, lưu lượng lũ tại các Khu ứng với mưa năm 2003 trong Bảng 3.23. 3.4.3 Tính tốn thủy lực xác định kích thƣớc cơng trình Bảng 3.24: Đề xuất bố trí kích thước các cống tiêu và cống lấy nước STT Nội dung BxH (m) Ghi chú I CỐNG TIÊU 1 Cống số 1 4x5 Hiện đã cĩ 2 Cống số 2 2x3 Hiện đã cĩ 3 Cống số 3 2x3 Hiện đã cĩ 4 Cống số 4 3x4 Bổ sung mới 5 Cống số 5 4x4 Bổ sung mới II CỐNG LẤY NƯỚC 1 Cống số 6 2x3 Bổ sung mới 2 Cống số 7 2x3 Bổ sung mới 3 Cống số 8 2x3 Bổ sung mới 4 Cống số 9 2x3 Bổ sung mới Bảng 3.25: Đề xuất bố trí kích thước đường tràn 3 TT Khu Vị trí đặt tràn Ho (m) Q(m /s) Bt.tốn (m) Bđ.xuất (m) 1 Khu A Đường tràn 1 0,32 13,3 50,7 50 2 Khu B Đường tràn 2 0,32 13,5 51,6 52 Đường tràn 5 0,32 9,9 37,6 38 3 Khu C Đường tràn 6 0,32 9,9 37,6 38 Đường tràn 3 0,32 4,9 18,7 20 4 Khu D Đường tràn 4 0,32 4,9 18,7 20 Đường tràn 7 0,32 8,6 32,6 33 5 Khu E Đường tràn 8 0,32 8,6 32,6 33 Đường tràn 9 0,32 6,7 25,6 26 6 Khu F Đường tràn 10 0,32 6,7 25,6 26
22. - 20 - 3.5 GIẢI PHÁP QL, ĐIỀU TIẾT CHẾ ĐỘ NƢỚC HỢP LÝ 3.5.1 Quy trình vận hành, quản lý điều tiết nƣớc Hoạt động tích nước và tiêu nước; Hoạt động cấp nước bổ sung 3.5.2 Lịch trình hoạt động của hệ thống cơng trình Hoạt động quan trọng nhất của HTCT là xác định được thời gian đặt cao trình ngưỡng tràn để đạt được chế độ nước hợp lý. Bảng 3.26: Đề xuất đặt cao trình ngưỡng tràn theo thời gian MN hợp lý Cao trình đặt ngưỡng tràn (m) STT Ngưỡng tràn Thấp nhất Ngày Cao nhất - - ngày 30/4 15/8 ngày 11/9 1 Cao trình ngưỡng tràn khu A 0,73 0,83 1,05 2 Cao trình ngưỡng tràn khu B 0,73 0,83 1,05 3 Cao trình ngưỡng tràn khu C 0,98 1,11 1,30 4 Cao trình ngưỡng tràn khu D 1,39 1,54 1,71 5 Cao trình ngưỡng tràn khu E 1,10 1,34 1,42 6 Cao trình ngưỡng tràn khu F 0,94 1,00 1,26 Ghi chú: - Với năm nước trung bình, ngày 11/9 thay bằng ngày 1/10 - Với năm nhiều nước, ngày 11/9 thay bằng ngày 21/10 3.6 KẾT LUẬN CHƢƠNG 3 Phân tích đặc điểm lâm sinh học của rừng tràm tái sinh qua số liệu điều tra rừng ở 3 mức độ ngập nước khác nhau theo thời gian 4 đợt điều tra và cĩ được kết quả: mực nước ngập ảnh hưởng mạnh tới sinh trưởng của rừng tràm; mức ngập càng thấp thì cây tràm tái sinh phát triển càng tốt, qua đĩ khả năng sinh trưởng, trữ lượng và sinh khối của rừng càng cao. Kết quả đã chọn được phương án phân khu. Phân tách các vùng cĩ địa hình cao, than bùn dày và rừng tràm phát triển tốt (khu D, E) riêng để bảo vệ trước nguy cơ cháy rừng. Phân tách các vùng cĩ địa hình thấp – trũng (khu A, B, C, F) riêng để quản lý nước giúp cho rừng tràm cĩ điều kiện phục hồi sinh thái.
23. - 21 - Kết quả tính tốn đưa ra "Bản đồ đề xuất phân bố diện tích theo sinh cảnh ngập nước hợp lý" để áp dụng cho VQG. Kết quả đã đưa ra được "Chế độ nước hợp lý đề xuất cho từng khu theo thời gian trong năm", với lưu ý nhấn mạnh thời gian bắt đầu tích trữ nguồn nước từ mưa hàng năm trong VQG là ngày 11/9 cho năm ít nước, ngày 1/10 cho năm nước trung bình và ngày 21/10 cho năm nhiều nước. Kết quả đã đề xuất hệ thống cơng trình và đi đến lựa chọn được hình thức các cơng trình, bố trí vị trí các cơng trình phù hợp cho từng khu cũng như tồn VQG. Đã đưa ra được quy trình vận hành, quản lý điều tiết nước trong các hoạt động tích nước và tiêu nước của từng khu. Đưa ra hoạt động cấp nước bổ sung với việc lợi dụng điều kiện tự nhiên chuyển nước từ khu cĩ địa hình cao sang khu cĩ địa hình thấp, chuyển nước từ khu cần tích ít nước sang khu cần tích nhiều (khu D sang khu C và khu E sang khu F, ). Xây dựng được lịch trình hoạt động của một số cơng trình chính như thời gian đặt cao trình ngưỡng tràn để tích nước cũng nhưng tiêu nước, đáp ứng được yêu cầu mực nước phù hợp cho từng khu. Trong đĩ, ba thời điểm cần quan tâm là: cao trình ngưỡng tràn thấp nhất - ngày 30/4; cao trình ngưỡng tràn tương ứng cao độ trung bình - ngày 15/8; và cao trình ngưỡng tràn cao nhất cho năm ít nước - ngày 11/9, cho năm nước trung bình - ngày 1/10, cho năm nhiều nước - ngày 21/10. Kết quả đã tính tốn đưa ra được các thơng số kỹ thuật của các cơng trình. Xây dựng lên các bản vẽ kỹ thuật 3D mơ phỏng cơng trình, trên cơ sở các cơng trình đã đề xuất để tham khảo ứng dụng vào thực tiễn, bao gồm hai loại là cơng trình cống và đập tràn.
24. - 22 - KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận: 1) Kết quả nghiên cứu của luận án đã chỉ rõ sau cháy rừng, VQG U Minh Thượng cĩ nhiều thay đổi lớn. Giải pháp giữ nước ở mức cao để chống cháy rừng thời gian qua đã làm cho hệ sinh thái rừng tràm thay đổi. Hồn cảnh rừng ngập nước nhiễm phèn chuyển dần và cĩ biểu hiện đặc điểm của hệ sinh thái hồ và đầm lầy. 2) Kết quả khảo sát, đánh giá sinh trưởng và phát triển của rừng tràm tái sinh cho thấy rõ ảnh hưởng mạnh của mực nước ngập tới sinh trưởng của rừng tràm. - Ở mức độ ngập nơng từ 0÷30cm, sinh trưởng đường kính, chiều cao ở rừng tràm tái sinh cao nhất và giảm dần ở các mức ngập cao hơn. - Mật độ cây tràm tái sinh ở rừng tràm tái sinh sau cháy rừng cĩ quan hệ chặt chẽ với mức độ ngập nước và đường kính của cây. Khi đường kính tăng đến một mức độ thì mật độ cây cĩ xu thế giảm. Mật độ cây tái sinh cao nhất khi rừng tràm tái sinh được 7 năm và tương ứng với mức ngập nơng từ 0÷30cm. - Trữ lượng rừng tràm tăng dần theo thời gian và tỷ lệ nghịch với mức độ ngập nước. - Sinh khối rừng tràm tái sinh cao nhất ở mức độ ngập nơng từ 0÷30cm và giảm dần ở các mức ngập cao hơn. Sự khác biệt về sinh khối giữa các mức ngập nước thể hiện rõ theo thời gian cao nhất sau 7 năm, giảm dần và ít biến động sau 14 năm. 3) Kết quả xác định được mực nước hợp lý đề xuất kiểm sốt cho rừng tràm của các tiểu Khu vùng lõi VQG theo thời gian trong năm. Các thời điểm kiểm sốt mực nước là: mực nước cao nhất vào cuối mùa mưa đảm bảo sinh cảnh khơng ngập nước quanh năm ≈20% tổng DT; mực nước thấp nhất vào cuối mùa khơ đảm bảo sinh cảnh
25. - 23 - ngập nước quanh năm ≈30% tổng DT. Kiểm sốt theo mực nước hợp lý tương ứng với ≈5% DT vùng lõi VQG cĩ nguy cơ cháy cao. Kết quả đã xây dựng được bản đồ đề xuất phân bố diện tích theo sinh cảnh ngập nước hợp lý cho vùng lõi VQG, từ đĩ cĩ thể ứng dụng cơng nghệ GIS, ảnh vệ tinh để quản lý chế độ nước hợp lý. 4) Xác định được chế độ quản lý nước hợp lý cho từng khu đảm bảo đáp ứng các yêu cầu đề ra: (i) chế độ nước phù hợp cho sinh trưởng của cây tràm; (ii) chế độ nước phù hợp cho bảo tồn đa dạng sinh học, bao gồm tạo ra các sinh cảnh phù hợp và bảo vệ lớp than bùn; và (iii) chế độ nước phù hợp cho phịng chống cháy rừng. Tính tốn được tài nguyên nước từ mưa với các tần suất, tính tốn được khả năng đáp ứng nhu cầu nước và mực nước cần tích cho từng thời đoạn đảm bảo ≥ 6 tháng/năm để cây tràm tái sinh phát triển tốt, xác định được thời điểm tích nước tương ứng với tần suất mưa thiết kế theo năm thủy văn. Thời điểm tích nước được xác định hàng năm cho năm ít nước là từ ngày 11/9÷30/11, năm nước trung bình từ ngày 1/10÷30/11 và năm nhiều nước là từ ngày 21/10÷30/11. Trong những năm rất hạn hán cĩ thể dự báo được cần tăng thời gian tích nước lên ngày 1/9, nếu khơng dự báo được mà lượng nước cần tích bị thiếu hụt vào cuối mùa mưa thì phải bơm bổ sung nước từ bên ngồi vào, thời gian bơm bổ sung được xác định trong khoảng từ ngày 1/11 đến ngày 31/12. Mực nước cao nhất từng khu trong năm là thời điểm cuối mùa mưa, cần đạt được vào ngày 30/11 hàng năm. Mực nước thấp nhất từng khu trong năm là thời điểm cuối mùa khơ, cần đạt được vào ngày 30/4 hàng năm. 5) Đã đề xuất hệ thống cơng trình thủy lợi để quản lý và điều tiết chế độ nước trong vùng lõi VQG U Minh Thượng với các nhiệm vụ: tiêu thốt lượng nước dư thừa, trữ nước, điều tiết nước, bổ sung nước. Các cơng trình được lựa chọn dễ dàng xây dựng, dễ quản lý
26. - 24 - vận hành, thân thiện với mơi trường, ít làm thay đổi cảnh quan mơi trường sinh thái tự nhiên. Đưa ra được quy trình vận hành, quản lý điều tiết nước trong các hoạt động tích nước và tiêu nước của từng khu. Xây dựng được lịch trình hoạt động của một số cơng trình chính như thời gian đặt cao trình ngưỡng tràn đáp ứng được yêu cầu mực nước phù hợp cho từng khu. Xây dựng lên các bản vẽ kỹ thuật mơ phỏng cơng trình làm cơ sở tham khảo ứng dụng vào thực tiễn. Kiến nghị: Kết quả nghiên cứu của luận án cần phát triển thêm nghiên cứu lượng nước thất thốt trong VQG vào mùa mưa với việc thay đổi về nhiệt độ, độ ẩm khơng khí, thảm thực vật, lượng bốc hơi, lượng mưa, mực nước, so với mùa khơ để cĩ thể áp dụng chính xác hơn trong các tính tốn mức nước. Từ đĩ xác định thời điểm lựa chọn bắt đầu tích nước trong mùa mưa chính xác hơn. Nghiên cứu thêm các giải pháp phịng chống cháy rừng khác mà luận án chưa được đề cập, lồng ghép giữa việc quản lý chế độ nước hợp lý với các mức nước đề xuất cho các khu đã trình bày và các giải pháp phịng chống cháy rừng để bảo vệ VQG U Minh Thượng trước các nguy cơ cháy rừng cĩ thể xảy ra. Các đề xuất về hệ thống cơng trình thủy lợi: vị trí, hình thức, kích thước, quy trình quản lý vận hành, cần được tham khảo, xem xét và tính tốn thiết kế chi tiết để đưa vào ứng dụng trong thực tiễn quản lý chế độ nước ở VQG. Một số kết quả nghiên cứu của luận án cĩ thể tham khảo, làm tài liệu tính tốn và quản lý nước cho các VQG cĩ tính chất tương tự. Ngồi ra, cĩ thể làm tài liệu tham khảo và giảng dạy cho sinh viên về khai thác và quản lý nguồn nước.
27. DANH MỤC CƠNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ ĐÃ CƠNG BỐ [1]- Phạm Văn Tùng, Thài Thành Lượm (2013), Những giải pháp chiến lược để giải quyết nhu cầu nước từ các vùng ngập mặn ven biển và các vùng biển đảo trong mùa khơ ở Việt Nam, Tạp chí Nơng nghiệp và Phát triển Nơng thơn, tháng 12/2013. [2]- Phạm Văn Tùng, Thái Thành Lượm, Lê Việt Khái (2013), Nghiên cứu sự tái sinh của rừng tràm trong điều kiện biến đổi thủy văn trên các loại đất khác nhau tại Vườn Quốc gia U Minh Thượng, Tạp chí Nơng nghiệp và Phát triển Nơng thơn, tháng 12/2013. [3]- Phạm Văn Tùng, Lương văn Thanh (2016), Quản lý nước ở Vườn Quốc gia U Minh Thượng từ sau khi xảy ra cháy rừng tháng 3/2002 đến nay và những tác động đến hệ sinh thái rừng, Tuyển tập Khoa học cơng nghệ Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam năm 2016. [4]- Phạm Văn Tùng (2016), Đặc điểm lâm sinh học của rừng tràm tái sinh ở Vườn Quốc gia U Minh Thượng từ sau khi xảy ra cháy rừng tháng 3/2002 đến nay, Tuyển tập Khoa học cơng nghệ Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam năm 2016.