Hình 10 : Sơ đồ mô phỏng chu trình vật chất trong hồ

Hình 10 : Sơ đồ mô phỏng chu trình vật chất trong hồ.

Trong đề tài này chúng tôi áp dụng mô hình toán học của Jorgensen năm 1980 [27]và mô hình hệ sinh thái của Yu.M.Svirezhev, V.P.Krysanova và A.Voinov để mô tả hệ sinh thái Hồ Tây. Mô hình mô tả hệ sinh thái Hồ Tây bao gồm: 6 biến, 80 thông số và được xử lý bằng phần mền Stella. Dựa vào kết quả điều tra hiện trạng của các nhóm sinh vật chúng tôi đã mô phỏng sự phát triển bền vững của Hệ sinh thái Hồ Tây với thời gian là 100 năm. [1, 10].

Trong mô hình mô phỏng này, lượng photpho trong hồ được duy trì ổn định ở hàm lượng thấp (0,01 mg/l) và theo tỷ lệ N/P luôn được giữ ở mức 10/1. Ngoài ra các biến ngoại sinh như oxy, nhiệt độ có sự biến động thực tế theo mùa (mùa mưa và mùa khô) và nằm trong giới hạn cho phép đối với sự tồn tại và phát triển của sinh vật sống trong nước.

Kết quả mô phỏng của mô hình theo phương án này cho thấy sinh khối của thực vật nổi có xu hướng giảm dần rồi đạt tới trạng thái ổn định. Theo kết quả của mô hình, trong 31 năm đầu sinh khối thực vật nổi của Hồ Tây có xu hướng giảm dần nhưng rất chậm, từ năm thứ 32 sinh khối này đạt giá trị là 0,92 mg/l và kể từ đó sinh khối thưc vật nổi được giữ ở mức ổn định.

Hình 12: Kết quả mô phỏng biến động của 3 nhóm cá (nhóm ăn thực vật nổi (1), nhóm ăn động vật nổi (2), nhóm ăn sinh vật đáy (3) trong điều kiện phát triển bền vững

Cũng trong điều kiện đó, sinh khối của ba nhóm cá nghiên cứu đã tăng nhanh ngay từ những năm đầu tiên. Sinh khối của các nhóm cá tăng nhanh sẽ làm mất cân bằng của hệ sinh thái lòng hồ. Chính vì vậy, bên cạnh việc tiến hành khai thác cá hàng năm chúng ta cần tiến hành các đợt khai thác lớn theo chu kì năm để duy trì, ổn định lượng cá trong hồ ở mức đủ nhỏ để không vượt quá ngưỡng cho phép của hồ. Điều này sẽ giúp cho sinh khối mỗi nhóm cá trong hồ được duy trì ở mức ổn định, góp phần giúp cho Hồ Tây đạt giá trị phát triển bền vững. Ba nhóm cá nghiên cứu (nhóm cá ăn động vật đáy, nhóm cá ăn động vật nổi và nhóm ăn thực vật nổi) được khai thác theo chu kỳ khác nhau tùy thuộc vào sinh khối và sự phát triển của từng loài.

Việc tiến hành các đợt khai thác lớn theo chu kỳ năm dựa trên kích thước của mỗi nhóm cá trong hồ. Đối với mỗi nhóm cá khác nhau thì sinh khối của chúng được duy trì ở các giá trị khác nhau. Đối với nhóm cá ăn sinh vật đáy, sinh khối của nhóm cá này sẽ được duy trì ở mức độ dưới 5,0 mg/l, điều đó có nghĩa là khi sinh khối nhóm cá ăn sinh vật đáy đạt tới giá trị 5,0 mg/l chúng ta có thể tiến hành đợt khai thác lớn trong hồ. Tương tự, sinh khối nhóm cá ăn động vật nổi và nhóm cá ăn thực vật nổi trong hồ được giữ ổn định ở mức tương ứng là 4,5 mg/l và 5,0 mg/l.

Trong phương án này, nhằm giữ cho hồ luôn đạt được trạng thái phát triển bền vững thì nồng độ photpho vẫn được giữ ổn định ở mức thấp là 0,01mg/l và tỉ lệ N/P là 10/1. Bên cạnh đó, nhiệt độ nước hồ dao động trong khoảng (16⁰C – 30⁰C) và hàm lượng oxy hòa tan trong nước (5,25 mg/l – 8,9 mg/l) cũng có những tác động lên sự phát triển của các nhóm sinh vật trong hồ.

Trong mô hình chúng tôi sử dụng hàm “if” cho phép tự động xác định thời điểm cần khai thác cá theo tiêu chuẩn nói trên.



Hình 13 : Kết quả mô phỏng biến động sinh khối nhóm cá ăn thực vật nổi (1) và các đợt khai thác (2)


Hình 14 : Kết quả mô phỏng biến động sinh khối nhóm cá ăn động vật nổi (1) và các đợt khai thác (2)

Hình 15: Kết quả mô phỏng biến động sinh khối nhóm cá ăn sinh vật đáy (1) và các đợt khai thác (2)

Hình 16 : Sơ đồ mô phỏng khi tiến hành đánh bắt nhiều loại cá ở Hồ Tây trong điều kiện phát triển bền vững (thực vật nổi - 1, Động vật nổi – 2, cá – 3, đánh bắt – 4)

Các loài cá là nhóm sinh vật tiêu thụ không thể thiếu trong hệ sinh thái hồ. Chúng góp phần tiêu thụ các bậc dinh dưỡng dưới chúng trong chuỗi và lưới thức ăn, nhằm đảm bảo sự trong sạch của hồ (giúp cho hồ không bị phú dưỡng). Cùng với các nhân tố vô sinh, các nguồn dinh dưỡng hữu cơ và vô cơ trong hồ.

Tuy nhiên, sự phát triển mạnh và ồ ạt của các nhóm cá sẽ làm mất cân bằng trong hệ sinh thái hồ, điều đó có ảnh hưởng không nhỏ đến sự phát triển bền vững của hồ. Chính vì vậy, để hồ tiếp tục tồn tại và phát triển thì nhóm sinh vật tiêu thụ này phải được giới hạn bởi các đợt khai thác để mật độ của chúng không vượt quá ngưỡng cho phép của hồ.

Nhằm giúp cho hồ phát triển bền vững, chúng ta phải tiến hành đánh bắt lớn theo chu kì năm nhiều cá sống trong Hồ Tây theo các đợt khai thác khác nhau. Trong vòng 25 năm đầu, cá Hồ Tây vẫn được khai thác hàng năm như hiện nay, vì khi đó sinh khối các nhóm sinh vật trong hồ vẫn được duy trì ổn định. Kể từ năm 26 sinh khối của các nhóm cá trong hồ đạt 5 mg/l chúng ta tiến hành đợt khai thác lớn theo chu kỳ nhiều năm, chu kỳ khai thác là 1,2 năm. Kể từ đó cứ sau 1 – 2 năm khi sinh khối của nhóm cá trong hồ đạt mức 5,0 mg/l thì chúng ta sẽ tiến hành đợt khai thác lớn.

Từ mô hình để hồ đạt trạng thái ổn định. Chúng tôi đề nghị cần kiểm soát sinh khối của thực vật nổi bằng cách thả cá, nhưng đồng thời, phải khai thác cá thật hợp lý để kiểm soát sinh khối của cá. Bên cạnh sự tiến hành khai thác cá hàng năm chúng ta tiến hành khai thác lớn theo chu kì năm để duy trì, ổn định lượng cá trong hồ ở mức đủ nhỏ để không vượt quá ngưỡng cho phép hồ. Điều này sẽ giúp cho sinh khối mỗi nhóm cá trong hồ được duy trì ở mức ổn định, góp phần giúp Hồ Tây đạt được trọng thái phát triển bền vững.

3.4.3. Biện pháp vật lý

Những hồ nông (<3m) thường kém nhạy cảm với việc giảm nguồn dinh dưỡng bên ngoài bởi vì các mối tương tác đáy khơi có xu hướng duy trì mức dinh dưỡng cao. Trái ngược với sự phân tầng ở hồ nước sâu, các chất dinh dưỡng được giải phóng từ nền đáy của hồ nước nông ảnh hưởng đến toàn bộ cột nước. Đối với các hồ nước nông, chất dinh dưỡng có thể được tạo ra rất nhiều từ các xáo trộn sinh học, khuấy động gió, những tác động của bong bóng khí, độ PH cao do quang hợp mạnh. Do đó, giảm nguồn dinh dưỡng bên ngoài là cần thiết nhưng không đủ để khôi phục những hồ nông như Hồ Tây. Mặt khác, lớp bùn ở Hồ Tây hiện rất dày (trung bình là 1m có nơi lên tới 2m) và nhiều khu vực tích tụ một lượng lớn rác thải. Vì vậy việc xử lý nền đáy cho Hồ Tây là thực sự cần thiết. [25].

Công việc nạo vét bùn đáy hồ có khía cạnh tích cực là tăng độ sâu của hồ là làm tăng khả năng tự làm sạch nước của hồ, nhưng lại làm mất đi nguồn sinh vật đáy là tác nhân phân hủy hữu cơ trong quá trình khoáng hóa, cân bằng môi trường sinh thái lớp trầm tích và khối nước trong hệ sinh thái (Hồ Thanh Hải: về tình trạng môi trường hồ ở Hà Nội và những thử nghiệm xử lý chất lượng nước). Hơn nữa, đối với những hồ lớn như Hồ Tây, chi phí cho việc nạo vét bùn sẽ rất lớn. Do đó, tiến hành biện pháp nạo vét bùn ở Hồ Tây sẽ khó có khả thi thực hiện được. Nếu điều kiện kinh phí cho phép có thể tiến hành nạo vét từng phần (Bởi vì khi nạo vét từng phần sẽ chỉ mất một số lượng sinh vật đáy mà không mất đi số loài sinh vật đáy. Từ đó số lượng sinh vật đáy có thể hồi phục sau một thời gian) và với một diện tích nhất định ở những khu vực nền đáy bị ô nhiễm nặng, mực nước thấp như ở phía Đông và Đông Nam của hồ.

Kè bờ, qua điều tra hiện tại hầu hết ở tất cả hồ đã được kè bờ. Chống xói mòn do mưa và lũ lụt gây nên. Tuy nhiên, nếu kè bờ thì sẽ không còn những thực vật tự nhiên xung quanh hồ và từ đó là mất đi một số loài chim, thú xung quanh hồ. Đặc biệt qua điều tra cho thấy trước đây có rất nhiều sâm cầm thường về Hồ Tây vào mùa xuân với số lượng lớn và đậu trên các bụi cây nhỏ ven hồ. Nhưng hiện nay chỉ còn vài cá thể xuất hiện. Chúng tôi đề xuất kè hồ với những tấm kè có những ô trống nhỏ, từ đó có thể trồng cây bụi xung quanh hồ. Tạo cảnh quan cho hồ. Đồng thời tạo môi trường sống tự nhiên cho các loài sinh vật đặc biệt là các loài chim. Từ đó đưa Hồ Tây trở về hồ tự nhiên.

4. 
   Biện pháp quản lý
   

Yêu cầu trước mắt là phải hạn chế tới mức tối đa lượng dinh dưỡng xâm nhập vào hồ. Trước hết là quản lý các hoạt động công nghiệp ở các làng trồng hoa, cây cảnh xung quanh Hồ Tây, kiểm soát các lượng phân bón và liều lượng phân bón, đồng thời không để nguồn nước thải nông nghiệp này đổ trực tiếp vào hồ.

Nâng cấp và cải tạo lại toàn bộ hệ thống thoát nước của khu vực dân cư sống quanh hồ, không để các hộ dân xả nước thải trực tiếp xuống hồ. Đồng thời, có thể làm giảm lượng nước sinh hoạt chảy vào hồ bằng cách tạo các hệ thống thoát nước thật tốt, xây dựng hệ thống thu gom và xử lý nước thải trước khi đổ vào hồ.

Yêu cầu các nhà hàng, khách sạn, khu du lịch, vui chơi giải trí xung quanh Hồ Tây phải đảm bảo có hệ thống xử lý nước thải trước khi đổ vào hồ. Những việc làm này đòi hỏi phải đồng bộ và với sự góp sức của nhiều ngành, nhiều cấp song song cùng với giáo dục quần chúng nhân dân về ý thức bảo vệ hệ sinh thái hồ, giữ cho môi trường xanh, sạch, đẹp.

Cần hạn chế tối đa các nguồn nước thải đổ vào hồ và phải xây dựng hệ thống cảnh báo, đánh giá tác động môi trường hồ thường xuyên để ngăn ngừa các tai biến ô nhiễm đột xuất.

Như vậy đòi hỏi phải có các trạm quan trắc thường xuyên và định kỳ để đo đạc các thông số môi trường, xác định các thông số gây ô nhiễm ưu tiên, nguồn gốc và mức độ gây tác động tức thời hoặc tiềm ẩn, xác định phạm vi tác động. Cần thiết phải quan trắc tại các điểm cố định, chú trọng tại các khu vực có cống thải, khu vực đông dân cư và các nhà hàng khách sạn.