Định giá nước và phân phối tối ưu tài nguyên nước khan hiếm ở cấp độ lưu vực sông - thử nghiệm ở vùng hạ lưu hệ thống sông Đồng Nai

Chia sẻ: Trương Tiên | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:15

Thêm vào BST

Báo xấu

62
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trong bài báo này, một mô hình tối ưu hóa sự phân phối tài nguyên nước với các điều kiện ràng buộc về mặt thủy văn được thiết lập dựa trên nguyên tắc cân bằng lợi ích ròng ở biên của nước ngang qua các ngành sử dụng, và được áp dụng thử nghiệm để giải bài toán phân phối tối ưu nguồn nước ở vùng hạ lưu hệ thống sông Đồng Nai với nhiều kịch bản khan hiếm nước khác nhau.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Định giá nước và phân phối tối ưu tài nguyên nước khan hiếm ở cấp độ lưu vực sông - thử nghiệm ở vùng hạ lưu hệ thống sông Đồng Nai

TAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 15, SOÁ M2- 2012 ðỊNH GIÁ NƯỚC VÀ PHÂN PHỐI TỐI ƯU TÀI NGUYÊN NƯỚC KHAN HIẾM Ở CẤP ðỘ LƯU VỰC SÔNG - THỬ NGHIỆM Ở VÙNG HẠ LƯU HỆ THỐNG SÔNG ðỒNG NAI Nguyễn Thanh Hùng Viện Môi trường và Tài nguyên, ðHQG-HCM (Bài nhận ngày 01 tháng 10 năm 2012, hoàn chỉnh sửa chữa ngày 03 tháng 01 năm 2013) TÓM TẮT: Khan hiếm nước là một thực tế ñang diễn ra tại nhiều lưu vực sông do các nhu cầu sử dụng nước ngày càng gia tăng kết hợp với sự ô nhiễm nguồn nước và biến ñổi khí hậu. ðối mặt với tình trạng này, cần phải biết ñược giá trị ñúng của tài nguyên nước khan hiếm ñể góp phần phân phối nước hiệu quả. Trong bài báo này, một mô hình tối ưu hóa sự phân phối tài nguyên nước với các ñiều kiện ràng buộc về mặt thủy văn ñược thiết lập dựa trên nguyên tắc cân bằng lợi ích ròng ở biên của nước ngang qua các ngành sử dụng, và ñược áp dụng thử nghiệm ñể giải bài toán phân phối tối ưu nguồn nước ở vùng hạ lưu hệ thống sông ðồng Nai với nhiều kịch bản khan hiếm nước khác nhau. Kết quả cho thấy rằng mô hình cho phép mô phỏng tương ñối tốt sự phân phối tối ưu nguồn nước cho các nhu cầu sử dụng cạnh tranh trong ñiều kiện thiếu nước, ñồng thời cũng cho phép xác ñịnh ñược giá trị/lợi ích ròng cân bằng ở biên của nước thô ứng với các mức ñộ thiếu nước khác nhau. Từ khóa: ðịnh giá nước, giá trị của nước tự nhiên, phân phối tối ưu nguồn nước, vùng hạ lưu hệ thống sông ðồng Nai. 1. GIỚI THIỆU CHUNG xuất, nhất là trong mùa khô và những năm hạn Nước là nguồn tài nguyên vô cùng quan hán nặng, từ ñó nảy sinh ra những mâu thuẫn, trọng ñối với sự sống của con người và muôn tranh chấp trong việc khai thác, sử dụng và bảo loài, là nền tảng ñể thúc ñẩy phát triển kinh tế – vệ nguồn nước, và ñặt ra những thách thức lớn xã hội ở bất cứ nơi ñâu trên trái ñất. Dù rằng cho sự phát triển bền vững. nguồn tài nguyên này có khả năng tự tái tạo, Tại hầu hết các lưu vực sông, tài nguyên song khả năng ñó ñang ngày càng bị chi phối nước cung cấp nhiều hàng hóa và dịch vụ có mạnh mẽ bởi sự biến ñổi khí hậu toàn cầu và bị giá trị ñối với con người và các hệ sinh thái ảnh hưởng bởi các thực tiễn khai thác quá mức như: nước uống, nước cho sinh hoạt, nông cộng với tình trạng ô nhiễm môi trường nước nghiệp, công nghiệp, thủy ñiện, vận tải thủy, du ngày một gia tăng (như là một hệ quả tất yếu thuyền, ñánh bắt cá, nuôi trồng thủy sản, bơi của sự gia tăng dân số và tăng trưởng kinh tế). lội, tạo cảnh quan môi trường, cung cấp nơi cư Vì thế nhiều lưu vực sông ñang ñứng trước trú cho cá và các giống loài hoang dã, cung cấp nguy cơ thiếu hụt nước cho sinh hoạt và sản dịch vụ pha loãng và tự làm sạch chất thải, ñiều Trang 87 Science & Technology Development, Vol 15, No.M2- 2012 hòa khí hậu,… Sự cung cấp các hàng hóa và Nguồn nước của lưu vực sông là một tài dịch vụ ñó luôn có mối quan hệ ràng buộc lẫn nguyên mà tất cả mọi người ñều có quyền khai nhau, ñược xác ñịnh bởi số lượng và chất lượng thác sử dụng. Tuy nhiên do nguồn tài nguyên của nguồn nước sẵn có. này không phải là vô hạn, hơn nữa lại phân bố Nhiều thất bại trong quá khứ ñối với lĩnh vực không ñều theo không gian và biến ñộng lớn quản lý tài nguyên nước có thể quy cho việc theo thời gian nên không phải lúc nào cũng có người ta xem nước như là một hàng hóa công ñủ nước ñể ñáp ứng mọi nhu cầu sử dụng. cộng (tự do tiếp cận), hoặc ñôi khi nó trở thành Tranh chấp nguồn nước là vấn ñề thường hàng hóa kinh tế thì giá trị ñầy ñủ của nước xuyên xảy ra tại hầu hết các lưu vực sông, phổ chưa ñược tính ñến. Trong trường hợp có sự biến nhất là giữa các ngành dùng nước với cạnh tranh về tài nguyên nước khan hiếm, quan nhau, giữa khu vực thượng lưu và hạ lưu. ñiểm ñó thường ñưa tới việc phân phối nước Những người ra quyết ñịnh thường phải ñối không hiệu quả và không khuyến khích người mặt với những khó khăn khi ñưa ra các quyết sử dụng cư xử với nước như là một tài nguyên ñịnh mang tính cân bằng, ví dụ, cân bằng giữa có hạn. ðể khai thác tối ña các lợi ích từ tài các nhu cầu về nước tưới ñể sản xuất lương nguyên nước sẵn có, cần phải thay ñổi nhận thực với mong muốn duy trì dòng chảy môi thức về các giá trị ñầy ñủ của nước và công trường cho các hệ sinh thái then chốt ở phía hạ nhận các chi phí cơ hội liên quan ñến các kiểu lưu. Kinh tế tài nguyên và môi trường góp phần phân phối nước hiện tại. hướng ñến việc cải thiện hiệu quả phân phối tài ðối mặt với tình trạng khan hiếm nước ngày nguyên bằng cách chỉ ra cho những người làm càng gia tăng, cần phải biết ñược giá trị ñúng quyết ñịnh biết ñược các chi phí xã hội ñầy ñủ của tài nguyên nước trong các kiểu sử dụng của của việc sử dụng nước và các lợi ích xã hội ñầy nó ñể góp phần phân phối nước hiệu quả. Vấn ñủ của các hàng hóa và dịch vụ do nước cung ñề ñặt ra là làm thế nào ñể xác ñịnh ñúng giá trị cấp. Tuy nhiên, các quyết ñịnh liên quan ñến thực của loại tài nguyên phi thị trường kinh việc phân phối nước ñược ñưa ra không chỉ ñiển này. bằng các mối quan tâm về hiệu quả kinh tế mà Phân phối nước (water allocation) là một trong những vấn ñề cốt lõi trong quá trình quy hoạch sử dụng tài nguyên nước ở các lưu vực còn là những cân nhắc về sự công bằng, bảo vệ môi trường và các yếu tố chính trị và xã hội khác. sông. Nó có thể ñược hiểu ñơn giản là sự “chia Mặc dù các mục ñích như cải thiện sự phân sẻ” nguồn nước giữa các ngành dùng nước với phối thu nhập, nâng cao chất lượng môi trường nhau nhằm ñáp ứng nhu cầu dùng nước của tất và ñạt ñược các mục tiêu phát triển xã hội là cả các ngành, tối ña hóa tổng lợi ích ròng của quan trọng, nhưng việc tập trung vào tính hiệu xã hội và thiết lập các ưu tiên dùng nước trong quả kinh tế vẫn quan trọng hơn bởi hai lý do: trường hợp thiếu hụt, khan hiếm nước. Thứ nhất, dưới các ñiều kiện khan hiếm ngày Trang 88 TAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 15, SOÁ M2- 2012 càng gia tăng và sự cạnh tranh giữa những trường thì giá cả của nó cũng thường không người sử dụng nước ngày càng mạnh, hiệu quả phản ảnh ñúng giá trị khan hiếm. kinh tế vẫn là một mục tiêu xã hội quan trọng Young and Gray (1972) ñã có những nghiên và các giá trị hiệu quả của nước có ý nghĩa thiết cứu nhằm cung cấp sự hiểu biết về nhiều kiểu thực trong việc giải quyết các mâu thuẫn. Thứ sử dụng nước mà nó cấu thành nên nhu cầu về hai, các giá trị hiệu quả của nước sẽ cung cấp nước, các ñịnh thức về nhu cầu nước, và các một tín hiệu tốt cho việc ñánh giá các chi phí phương pháp dùng ñể ñánh giá giá trị của nước cơ hội của các kiểu sử dụng nước khác nhau. theo kinh nghiệm. Gibbons (1986) ñã nghiên ðể phân phối nước hiệu quả, các giá trị biên cứu việc sử dụng nước trong một số lĩnh vực của nước phải như nhau và ngang bằng với chi (ñô thị, nông nghiệp, công nghiệp, ñồng hóa phí biên của việc cung cấp nước. Giả sử rằng chất thải, giao thông thủy, thủy ñiện, giải trí và 3 giá sẵn lòng trả của người A cho một m nước mỹ học) bằng cách sử dụng một loạt các kỹ sử dụng thêm là 1000 ñồng và của người B là thuật ñể ñịnh giá các giá trị ñối với việc sử 300 ñồng, khi ñó giá trị xã hội của nước sẽ tăng dụng nước trong mỗi lĩnh vực. Các kết quả tuy lên nếu nước ñược phân phối cho người A chưa chính xác nhưng ñã ñược dự ñịnh ñể minh nhiều hơn người B. Vì rằng các giá trị biên của họa cho việc sử dụng các kỹ thuật ñịnh giá và A và B sẽ thay ñổi theo số lượng mà họ tiêu chỉ ra những khoảng giá trị có thể có. Tuy thụ, nên giá trị xã hội của nước sẽ lớn nhất khi nhiên chưa thể so sánh các kết quả giữa các hai giá trị biên này bằng nhau. ðây là nguyên lĩnh vực sử dụng nước với nhau do những khác tắc xác ñịnh giá trị biên cân bằng mà nó rất biệt trong những cách xác ñịnh giá trị, khung quan trọng ñối với việc phân phối hiệu quả tài thời hạn và các thủ tục ñược dùng trong phân nguyên nước. tích. Khuôn khổ ñó không tích hợp ñược các 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU khía cạnh tự nhiên và kinh tế của việc sử dụng 2.1. Xác ñịnh “giá trị” của tài nguyên nước nước, và các tác ñộng bên ngoài giữa các lĩnh ðối mặt với sự khan hiếm nước ngày càng vực chưa ñược nghiên cứu một cách ñầy ñủ. tăng, nhiều chính sách quản lý nước ñã và ñang Trong hơn mười năm qua, nhiều nhà kinh tế hướng ñến việc phân phối hiệu quả tài nguyên học ñã cố gắng nghiên cứu phát triển các nước giữa các nhu cầu sử dụng cạnh tranh (sinh phương pháp luận cũng như các kỹ thuật thích hoạt, môi hợp ñể lượng giá kinh tế của tài nguyên và môi trường,…). ðể làm ñược ñiều ñó trước tiên cần trường, trong ñó có tài nguyên nước (John A phải biết ñược giá trị của nước ñối với nhiều Dixon et al., 1994; Kerry Turner et al., 2004; kiểu sử dụng khác nhau. Tuy nhiên, không Freeman III, A.M., 1993; W. Douglass Shaw., giống như với các hàng hóa và dịch vụ khác, 2005; Ingo Heinz, 2005; …). công nghiệp, nông nghiệp, nước là một tài nguyên phi thị trường kinh ñiển. Ngay cả khi nó ñược mua bán trên thị Agudelo (2001) ñã phân loại các phương pháp ñịnh giá nước thành 3 loại: Trang 89 Science & Technology Development, Vol 15, No.M2- 2012 − Các phương pháp mà nó suy luận ra giá trị nông nghiệp có tưới và nuôi cá nước ngọt ở Sri của nước từ các thông tin liên quan ñến các thị Lanka. trường nước và các lợi ích liên quan ñến nước; 2.2.Phân phối tài nguyên nước − Các phương pháp mà nó ước lượng giá trị Trong những năm gần ñây, nhiều mô hình của nước từ các hàm cầu gián tiếp ñối với kết hợp thủy văn – kinh tế ñược phát triển ñể nước, khi nước ñược sử dụng như một hàng giải các bài toán về sự phân phối tối ưu các hóa trung gian; kiểu sử dụng nước cũng như ñịnh ra các mức − Các phương pháp mà nó ước lượng giá trị của nước từ nhu cầu tiêu thụ trực tiếp, khi nước ñược sử dụng như một hàng hóa tiêu thụ cuối cùng. phí thích hợp ñối với khai thác sử dụng nước và gây ô nhiễm nước. Nói chung các mô hình tối ưu hóa kinh tế mà chúng cho phép phân phối nước tối ưu dựa trên Renzetti và Dupont (2003) ñã áp dụng cách một hàm mục tiêu và các ràng buộc, cùng với tiếp cận hàm sản xuất ñể ñánh giá giá trị biên các mô hình mô phỏng về thủy văn và các thể của nước thô ñối với 58 nhà máy sản xuất công chế, có thể là những công cụ bổ sung thêm vào nghiệp ở Canada bằng cách thiết lập một hàm các mô hình mô phỏng lưu vực sông truyền chi phí dạng logarit (translog) dựa trên sản thống ñể nhằm giải quyết các vấn ñề liên quan lượng ñầu ra, số lượng nước ñầu vào, giá của ñến sự tranh chấp tài nguyên nước khan hiếm vốn, lao ñộng, năng lượng, nguyên vật liệu, và thiết lập các ưu tiên dùng nước khác nhau. tuần hoàn nước, xử lý nước tại nhà máy, cũng GAMS (General Algebraic Modeling như nhiều biến khác. Giá mờ của nước nhận System) là một công nghệ tiên tiến trong việc ñược từ hàm chi phí này như là sự thay ñổi ở mô phỏng tối ưu hệ thống, ñược WB (World biên về các chi phí do sự thay ñổi tăng thêm về Bank) và UN (United Nations) phối hợp xây số lượng nước thô ñầu vào. dựng và khuyến cáo sử dụng trong thập niên King (2002) và Blignaut and de Wit (2004) gần ñây ñể giải các bài toán tối ưu của thực tế ñã sử dụng khái niệm ñộ co giãn hằng số ñể sản xuất nói chung và trong lĩnh vực tài nguyên ñánh giá ñường cầu và giá trị biên của nước nước nói riêng. GAMS ñã ñược ứng dụng khá sinh hoạt ở Nam Phi. Renwick (2001), Hussain thành công tại một số lưu vực sông trên thế et al. (2000) và Bakker et al. (1999) ñã sử dụng giới như lưu vực sông Murray-Darling của Úc, phương pháp giá trị quy cho phần còn lại ñể lưu vực sông Pirapama ở ðông Bắc Brazin. ñánh giá năng suất nước trong nông nghiệp có Viện nghiên cứu khí tượng và khí hậu của ðức tưới và nuôi cá trong các hồ nước ngọt. ñã kết hợp mô hình thủy văn WaSiM và mô Renwick (2001) ñã tính toán giá mờ của nước hình kinh tế GAMS ñể phân phối nước cho lưu và bằng cách sử dụng phương pháp chiết khấu, vực Volta ở phía Bắc vùng Guinea Sudan của ñã ñánh giá ñược giá trị hiện tại của nước trong Tây Phi (2007). ðại học California ñã kết hợp Trang 90 TAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 15, SOÁ M2- 2012 GAMS và MIKE BASIN cho mục ñích quản lý giá trị kinh tế ñược ñánh giá trong mô hình lưu vực São Francisco,… gồm có lợi ích ròng của từng nhóm sử dụng Bên cạnh ñó, Lizhong Wang (2005) ñã phát nước và lợi ích ròng bình quân trên mỗi m3 CWAM nước sử dụng. Hạn chế của mô hình này là (Cooperative Water Allocation Model) ñể mô không ñánh giá ñược giá trị biên cũng như lợi phỏng sự phân phối tài nguyên nước một cách ích ròng ở biên của từng kiểu sử dụng nước. triển và ứng dụng mô hình hiệu quả và công bằng giữa những người sử Tương tự như thế, trong Luận án Tiến sỹ của dụng cạnh tranh ở quy mô lưu vực sông, dựa NCS. Nguyễn Thị Phương (2010), tác giả cũng trên mạng lưới nút kết nối ña thời ñoạn trong áp dụng mô hình kinh tế – thủy văn (GAMS) lưu vực. Mô hình tích hợp sự phân phối các ñể tính toán cân bằng nước cho lưu vực sông quyền về nước, phân phối nước hiệu quả và Bé và mô phỏng sự phân phối tối ưu tài nguyên phân bổ thu nhập bình ñẳng dưới những ñiều nước cũng ñánh giá các lợi ích ròng ñối với các kiện ràng buộc về số lượng và chất lượng nước. kiểu sử dụng nước chính giống như 2 nghiên Mô hình này ñã ñược ứng dụng thử nghiệm tại cứu vừa nêu trên. lưu vực sông Amu Darya ở Trung Á và lưu vực 3. MÔ HÌNH PHÂN PHỐI TỐI ƯU TÀI sông South Saskat-chewan ở phía Tây Canada, NGUYÊN NƯỚC bước ñầu cho kết quả khả quan. Trong trường hợp có sự cạnh tranh trong Tại lưu vực hệ thống sông ðồng Nai, vấn ñề khai thác sử dụng nguồn nước khan hiếm, sự phân phối tài nguyên nước cũng ñã ñược một phân phối tài nguyên nước cho các nhu cầu sử số tác giả nghiên cứu, ñiển hình như bài báo dụng cạnh tranh phải ñảm bảo tính hiệu quả về “Mô hình hóa chính sách phân phối nước cho kinh tế gộp chung của toàn xã hội. Lý thuyết lưu vực sông ðồng Nai: Một viễn cảnh tích kinh tế học ñã chứng minh rằng: Sự phân phối hợp” do nhóm tác giả Claudia Ringler, Nguyễn nước ñược coi là hiệu quả về mặt kinh tế chỉ Vũ Huy và Siwa Msangi công bố trên Tạp chí xảy ra khi giá trị biên của nước là bằng nhau Hiệp hội Nước của Mỹ năm 2006, và “Ứng ñối với tất cả các kiểu sử dụng nước bởi vì sự dụng mô hình phân tích kinh tế GAMS trong phân phối như vậy sẽ cho phép tối ña hóa lợi ñánh giá tài nguyên nước – Trường hợp ñiển ích kinh tế ròng từ việc sử dụng nước (hiệu quả hình Lưu vực sông Lá Buông” do nhóm tác giả Pareto). Nguyễn Vũ Huy và ðỗ ðức Dũng công bố trên ðể giải bài toán phân phối tối ưu tài nguyên Tập san KH&CN Quy hoạch thủy lợi. Cả hai nước ở cấp ñộ lưu vực sông, nghiên cứu này sử nghiên cứu này ñều áp dụng mô hình kinh tế – dụng hàm mục tiêu với những ñiều kiện ràng thủy văn (GAMS) ñể mô phỏng sự phân phối buộc về mặt thủy văn. Bài toán tối ưu hóa ñược tối ưu tài nguyên nước và ñánh giá các lợi ích thiết lập như sau: ròng ñối với các kiểu sử dụng nước trong nông nghiệp, công nghiệp, sinh hoạt, thủy ñiện. Các Trang 91