Nghiên cứu tổng quan các tác động của đập đến sự di cư của các loài thủy sinh vật và giải pháp phục hồi đường di cư

BÀI BÁO KHOA H C<br /> <br /> NG C A<br /> P<br /> NGHIÊN C U T NG QUAN CÁC TÁC<br /> N S DI CƯ C A CÁC LOÀI TH Y SINH V T<br /> VÀ GI I PHÁP PH C H I Ư NG DI CƯ<br /> Vũ Văn Hi u1, Nguy n Nghĩa Hùng1, Vũ C m Lương2,<br /> i v i m t s loài th y sinh v t, vi c di cư gi a các môi trư ng s ng khác nhau trong<br /> Tóm t t:<br /> vòng i c a chúng là nhu c u c n thi t nh m m c ích tìm ki m th c ăn, nơi n tr n và sinh s n.<br /> Tuy nhiên, dư i áp l c c a s phát tri n kinh t - xã h i, nhi u p th y i n, th y l i ã ư c xây<br /> d ng t i nhi u lưu v c sông trên th gi i và Vi t Nam. i u này tác ng không nh t i các loài<br /> cá tôm di cư: c n tr các tuy n ư ng di cư; b t n thương khi i qua tuabin ho c p tràn; làm<br /> ch m quá trình di cư; m t môi trư ng s ng và bãi c a các loài di cư; m t các tín hi u di cư; làm<br /> thay i nhi t và ch t lư ng nư c; và gây s chú ý t i nhi u loài ng v t săn m i.<br /> gi m thi u<br /> các tác ng trên, nhi u gi i pháp khoa h c công ngh ã ư c ưa ra: (1) i v i s di cư lên<br /> thư ng lưu: nghiên c u, thi t k các mô hình ư ng di cư qua p ( DCQ ) cho cá như: mô hình<br /> DCQ “h chìm”, khe d c th ng ng, Denils, p nâng, kênh t nhiên, khóa, ng ng m và<br /> DCQ cho cá chình; (2) i v i s di cư xu ng h lưu: xây d ng các rào c n v t lý và hành vi.<br /> i v i Vi t Nam, là qu c gia có m ng sông ngòi dày c và có t i hơn 10.000 h ch a l n nh<br /> ư c xây d ng t B c vào Nam, song cho t i nay m i ch có 1 ư ng qua p ư c xây d ng t i<br /> p Phư c Hòa (t nh Bình Dương). i u này òi h i, trong th i gian t i c n có m t s<br /> t phá<br /> trong nghiên c u cũng như xây d ng các mô hình DCQ t i các h ch a nư c Vi t Nam.<br /> T khóa: Tác ng c a p, s di cư, th y sinh v t, ư ng qua p.<br /> 1<br /> 1.<br /> TV N<br /> Nghiên c u nh ng tác ng c a p i v i<br /> các loài th y sinh v t di cư và tìm ki m các gi i<br /> pháp nh m gi m thi u các tác ng trên ã ư c<br /> th c hi n nhi u trên th gi i. Tuy nhiên, n<br /> nay<br /> ông Nam Á nói chung và Vi t Nam nói<br /> riêng, ây là m t khái ni m m i, ch ư c<br /> c p t i d ng ý tư ng mà chưa có nghiên c u<br /> nào rõ ràng. i u này d n t i m t s thi u h t<br /> v cơ s lý lu n và th c nghi m trong vi c<br /> nghiên c u, thi t k và ng d ng các mô hình<br /> DCQ vào th c ti n Vi t Nam. Chính vì<br /> v y, nghiên c u này nh m t ng k t các kinh<br /> nghi m, công trình nghiên c u trên th gi i v<br /> v n<br /> tác ng c a p i v i các loài th y<br /> <br /> 1<br /> 2<br /> <br /> Vi n Khoa h c Th y l i mi n Nam<br /> Trư ng i h c Nông lâm thành ph H Chí Minh.<br /> <br /> KHOA H C K THU T TH Y L I VÀ MÔI TR<br /> <br /> sinh v t di cư, cũng như các gi i pháp khoa h c<br /> công ngh nh m ph c h i ư ng di cư qua p<br /> cho các loài th y sinh v t, t ó góp thêm vào<br /> cơ s khoa h c trong vi c nghiên c u thi t k<br /> DCQ cho các loài th y sinh v t Vi t Nam<br /> trong th i gian t i.<br /> 2. K T QU NGHIÊN C U T NG QUAN<br /> 2.1. S di cư c a các loài th y sinh v t<br /> Theo Northcote (1984) nh nghĩa, s di cư<br /> là s di chuy n luân phiên gi a hai hay nhi u<br /> nơi cư trú riêng r mang tính chu kỳ nh t nh<br /> c a m t b ph n l n trong àn cá. Trong ó, các<br /> loài th y sinh v t di cư ư c chia làm 3 nhóm:<br /> (1) các loài diadromous: là các loài di chuy n<br /> gi a nư c ng t và nư c m n. Nhóm diadromous<br /> g m 3 nhóm nh : (i) các loài anadromous: g m<br /> các loài s ng ph n l n bi n, sinh s n trong<br /> nư c ng t; (ii) các loài catadromous: là các loài<br /> <br /> NG - S 58 (9/2017)<br /> <br /> 149<br /> <br /> s ng trong nư c ng t, sinh s n trong bi n ho c<br /> vùng c a sông; (iii) các loài amphidromous:<br /> g m các loài di chuy n gi a nư c ng t và nư c<br /> m n trong m t ph n vòng i c a chúng, nhưng<br /> không ph i sinh s n; (2) các loài potamodromous:<br /> là nh ng loài ch di cư trong nư c ng t; (3) các<br /> loài oceandromous: g m các loài ch di cư<br /> trong vùng nư c m n. Thông thư ng, cách phân<br /> chia này ch y u ư c áp d ng cho các loài cá<br /> di cư, song v nguyên t c cũng có th áp d ng<br /> i v i các loài th y sinh v t di cư nói chung.<br /> Theo nghiên c u c a Cohen (1970), trên th<br /> gi i có kho ng 8.000 loài cá s ng nư c ng t,<br /> hơn 12.000 loài s ng trong nư c m n và kho ng<br /> 120 loài di cư thư ng xuyên gi a nư c ng t và<br /> nư c m n.<br /> 2.2. nh hư ng c a<br /> p i v i các loài<br /> th y sinh v t di cư<br /> 2.2.1. nh hư ng c a p i v i s di cư<br /> lên thư ng lưu<br /> S ngăn cách gi a khu v c ki m ăn (sinh<br /> trư ng và phát tri n) và khu v c sinh s n do các<br /> p nư c gây ra có th tác ng tiêu c c, th m<br /> chí là nguy cơ tuy t ch ng c a nhi u loài di cư<br /> sinh s n, n u như các bãi<br /> lên thư ng lưu<br /> c a chúng trên sông ho c ph lưu c a sông<br /> phía dư i p không ư c duy trì. Có th k t i<br /> s bi n m t ho c c n ki t c a cá h i trên sông<br /> Rhine, Seine và Garonne (Pháp) hay làm gi i<br /> h n m t s loài trong m t ph n nh t nh c a<br /> lưu v c sông như cá h i trên sông Loire, cá trích<br /> trên sông Garonne và Rhône (Pháp) (Porcher, el<br /> at 1992).<br /> 2.2.2. nh hư ng c a p i v i s di cư<br /> xu ng h lưu<br /> a) B t n thương khi i qua tuabin<br /> Trên th gi i, ã có nhi u nghiên c u ư c<br /> ti n hành (ch y u cho cá h i non và ít thư ng<br /> xuyên hơn là cá trích và cá chình) nh m xác<br /> nh t l t vong khi i qua các lo i tuabin<br /> khác nhau ang s d ng hi n nay, song Vi t<br /> Nam v n<br /> này v n chưa ư c quan tâm.<br /> Trong ó, t l t vong i v i cá h i non qua<br /> tuabin Francis dao ng t dư i 5% n trên<br /> 150<br /> <br /> 90%, trong khi cũng t l này tuabin Kaplan<br /> là t dư i 5% n kho ng 20% (EPRI, 1992).<br /> b) B t n thương khi i qua p tràn<br /> Vi c i qua p tràn có th là nguyên nhân<br /> tr c ti p gây thương tích ho c t vong hay là<br /> nguyên gián ti p gây tăng tính nh y c m làm m t<br /> phương hư ng ho c b s c i v i các loài săn<br /> m i. Theo nghiên c u c a Bell và Delacy (1972),<br /> nh ng t n thương áng k v mang, m t và n i<br /> t ng x y ra khi t c<br /> va p c a cá trên b m t<br /> nư c c a b nư c phía dư i vư t quá m c<br /> 16m/giây, b t k cá có kích thư c to hay bé.<br /> c) Làm ch m quá trình di cư<br /> Trong th i gian khô h n, vi c thi u nư c có<br /> th nh hư ng t i th i gian di cư xu ng h lưu<br /> c a các loài th y sinh v t di cư. Theo nghiên<br /> c u c a Ebel (1977) lưu v c sông Columbia<br /> (M ), trong th i kỳ dòng nư c ch y th p, cá h i<br /> Chinook (Oncorhynchus tshawytscha) con di<br /> chuy n xu ng t i c a sông ch m hơn 40 ngày<br /> so v i trư c khi p trên lưu v c sông ư c xây<br /> d ng và ôi khi m t s cá h i con ph i l i<br /> nư c ng t vài tháng trư c khi chúng có th di<br /> cư ra bi n.<br /> 2.2.3. Làm m t môi trư ng s ng c a các<br /> loài th y sinh v t di cư<br /> Quá trình ngăn sông làm bi n i môi trư ng<br /> s ng c a các loài th y sinh v t t môi trư ng<br /> s ng nư c ch y thành môi trư ng s ng nư c tù.<br /> Theo nghiên c u c a Hubbs và nnk (1976), 55%<br /> các loài cá b suy gi m do con ngư i xu t phát<br /> t vi c m t các môi trư ng s ng trên sông nư c<br /> ch y gây ra b i các h ch a và 19% c a s suy<br /> gi m này n t vi c xây p làm ngăn c n<br /> ư ng di cư c a cá.<br /> 2.2.4. Làm thay i ch<br /> dòng ch y phía<br /> dư i p<br /> S i u ti t dòng nư c c a các p th y i n,<br /> th y l i s t o ra m t s thay i v ch<br /> ( c<br /> i m) dòng ch y phía dư i h lưu p, i u này<br /> s tác ng tiêu c c n các loài th y sinh v t di<br /> cư, như: m t i các d u hi u kích thích s di cư;<br /> làm m t ư ng di cư và các bãi ; gi m t l<br /> s ng sót c a tr ng và con non<br /> <br /> KHOA H C K THU T TH Y L I VÀ MÔI TR<br /> <br /> NG - S 58 (9/2017)<br /> <br /> 2.2.5. Làm thay i nhi t<br /> và ch t lư ng<br /> nư c<br /> Nh ng nh hư ng c a quá trình thay i nhi t<br /> do p gây ra i v i các loài th y sinh v t di<br /> cư thư ng di n ra các vùng ôn i hơn là nhi t<br /> i. M t khác, nh ng s thay i v tính ch t hóa<br /> h c c a nư c cũng có th cũng nh hư ng nh t<br /> nh t i các loài th y sinh v t, như Bradka và<br /> Rehackova (1964) ã nghiên c u th y r ng quá<br /> trình phóng thích nư c thi u oxy t t ng áy c a<br /> h có th gây ch t cá phía dư i p.<br /> 2.2.6. Gây s chú ý i v i các loài săn m i<br /> Các p nư c ã làm cho các loài cá tôm di<br /> cư ph i t p trung trong các l i x phía trên<br /> p, hay b m c k t trong vòng nư c xoáy bên<br /> <br /> dư i p ho c b s c, m t phương hư ng sau<br /> khi i qua tuabin d n t i tr thành m c tiêu d<br /> dàng c a các loài săn môi.<br /> 2.3. Các lo i hình công trình ư ng di cư<br /> qua p cho các loài th y sinh v t<br /> 2.3.1. Các mô hình ư ng qua p cho s<br /> di cư lên thư ng lưu<br /> a) Mô hình ư ng di c ư qua p d ng “h<br /> chìm”<br /> ây là mô hình sơ kh i u tiên trong các<br /> lo i DCQ và hi n nay nó ã ư c s d ng<br /> r ng rãi trên th gi i. Thi t k bao g m nhi u<br /> h ư c s p x p theo ki u b c thang và ngăn<br /> cách gi a các h b i b i nh ng vách ngăn v i<br /> hình d ng khác nhau.<br /> <br /> Hình 1. DCQ d ng “h chìm” (Ngu n: Thorncraft and Harris, 2000)<br /> b) ư ng di cư qua p d ng khe d c th ng ng<br /> ây là m t d ng c bi t c a d ng DCQ<br /> “h chìm”, s d ng các vách ngăn nhưng v n<br /> các khe rãnh h p th ng<br /> ng n m g n vách<br /> <br /> Hình 2. DCQ d ng “khe d c th ng<br /> c) ư ng di cư qua p d ng Denil<br /> DCQ Denil u tiên ư c phát tri n t năm<br /> 1909 b i nhà khoa h c ngư i B tên là G. Denil<br /> ph c v cho loài cá h i i Tây Dương. Thi t k<br /> KHOA H C K THU T TH Y L I VÀ MÔI TR<br /> <br /> thang<br /> cho các i tư ng m c tiêu bơi qua<br /> thay vì ph i nh y qua. Hi n nay, mô hình này ã<br /> ư c áp d ng r ng rãi cho nhi u i tư ng khác<br /> nhau trên th gi i.<br /> <br /> ng” (Ngu n: Thorncraft and Harris, 2000)<br /> s d ng m t lo t các vách ngăn hình ch V<br /> (thư ng b ng g ) t i x ng, nghiên m t góc<br /> 45o so v i n n DCQ (thư ng b ng bê tông)<br /> chuy n hư ng dòng nư c giúp cá bơi qua b c n.<br /> <br /> NG - S 58 (9/2017)<br /> <br /> 151<br /> <br /> Hình 3. DCQ d ng Denil (Ngu n: Thorncraft and Harris, 2000)<br /> <br /> d) ư ng di cư qua p d ng p nâng<br /> Ki u này ư c xây d ng r ng rãi trên th<br /> gi i, t p chung ch y u cho m t s loài cá t m<br /> và cá trích. Các loài m c tiêu s b thu hút b i<br /> dòng nư c nơi l i vào và ư c nâng lên theo<br /> ng t i nh p. Công ngh<br /> phương th ng<br /> <br /> Hình 4. DCQ d ng<br /> <br /> này r t ư c ưu chu ng s d ng t i các p<br /> l n, b i vì giá thành c a nó th p hơn nhi u so<br /> v i vi c xây d ng các d ng DCQ khác b ng<br /> bê tông. Tuy nhiên, i m b t l i chính c a<br /> công ngh này là chi phí v n hành và b o<br /> dư ng khá cao.<br /> <br /> p nâng (Ngu n: Thorncraft and Harris, 2000)<br /> <br /> e) ư ng di cư qua<br /> p d ng kênh t<br /> nhiên<br /> Ki u này ã tr nên ph bi n t nh ng năm<br /> 1980 Châu Âu và hi n nay ư c s d ng r ng<br /> rãi trên th gi i. Chúng ư c thi t k sao cho<br /> <br /> gi ng như m t kênh trong t nhiên v i<br /> d c<br /> th p, thư ng kho ng 1 n 5%. Ưu i m là ph c<br /> h i l i m t ph n các h sinh thái t nhiên b m t<br /> b i quá trình xây p. Tuy nhiên, b t l i là yêu<br /> c u không gian l n.<br /> <br /> Hình 5. DCQ d ng t nhiên (Ngu n: Thorncraft and Harris, 2000)<br /> <br /> f)<br /> <br /> ư ng di cư qua d ng khóa<br /> ư c thi t k b i k s ư Borland và th ư ng<br /> ư c g i là khóa Borland. C u t o bao g m<br /> m t khoang v i các khóa phía trên và phía<br /> d ư i dòng ch y qua khoang. Các loài th y<br /> 152<br /> <br /> s n m c tiêu s ư c thu hút vào h n ư c t<br /> phía dư i, sau ó, c a s ư c óng kín và<br /> nư c s<br /> ư c làm<br /> y d c theo khoang<br /> các<br /> i t ư ng m c tiêu s bơi lên c a m<br /> phía trên.<br /> <br /> KHOA H C K THU T TH Y L I VÀ MÔI TR<br /> <br /> NG - S 58 (9/2017)<br /> <br /> Hình 6. DCQ d ng khóa (Ngu n: Thorncraft and Harris, 2000)<br /> <br /> g) ư ng di cư qua p cho cá chình<br /> Thi t k<br /> c bi t này ã ư c phát tri n Châu<br /> Âu, Nh t B n, New Zealand và Australia cho loài<br /> <br /> cá chình. Chúng bao g m m t ng ho c m t ư ng<br /> kênh nh ư c lót b ng các v t li u như bàn ch i<br /> thô và m ư t giúp cho cá chình trư n qua.<br /> <br /> Hình 7. DCQ dành cho cá chình<br /> <br /> h) ư ng di cư qua p d ng ng ng m<br /> (culvert fishway)<br /> Trong nh ng năm g n ây, v n<br /> nghiên<br /> c u thi t k DCQ không ch d ng l i vi c<br /> áp d ng cho các p nư c trên sông (g i chung<br /> là DCQ d ng c u), mà còn áp d ng cho các<br /> <br /> ư ng cao t c, các công trình ô th ...thông qua<br /> vi c thi t k các c ng thoát nư c thành các<br /> DCQ (g i chung là DCQ<br /> ng ng m).<br /> Theo ó, các vách ngăn, khe rãnh ư c b trí<br /> thêm bên trong ng như các d ng DCQ khác<br /> và có n p óng - m phía trên ng.<br /> <br /> Hình 8. DCQ d ng ng ng m (ngu n: Thorncraft and Harris, 2000)<br /> <br /> 2.3.2. Các công ngh gi m thi u tác ng<br /> i v i s di cư xu ng h lưu<br /> Trong giai o n u c a quá trình phát tri n<br /> KHOA H C K THU T TH Y L I VÀ MÔI TR<br /> <br /> DCQ , các k sư và nhà sinh v t h c hay<br /> th y s n m i ch quan tâm t i vi c nghiên c u,<br /> xây d ng các DCQ cho s di cư lên thư ng<br /> <br /> NG - S 58 (9/2017)<br /> <br /> 153<br /> <br />