Tác động sinh thái

Tác động đến sinh thái diễn ra trên diện rộng, trong đó đập là một rào cản cho các động vật sông di cư, đặc biệt là các loài cá cần lên thượng nguồn để sinh sản, như cá hồi salmon và trout, cá mè, cá nheo,...[2]. Một số cộng đồng đã bắt đầu dùng sà lan để vận chuyển cá di cư ngược dòng.

Tại đông-nam châu Á thì cá mè cần lên vùng nước chảy xiết mới phát dục và sinh sản được. Ở sông Hồng bắc bộ Việt Nam khi trứng trôi đến vùng Hưng Yên - Hà Tây thì đã nở thành cá con 2-5mm. Trước năm 1990 nghề vớt cá bột [lower-alpha 1] rất thịnh hành ở đây, cung cấp cá mè giống cho vùng đồng bằng. Khi các đập thủy điện phát triển thì cá mè đẻ trứng giảm, nghề này lụi tàn, và ngư dân không còn gặp những đàn cá mè lớn nữa.

Tại vùng hồ thì việc tích nước ban đầu tạo ra một vùng nước lớn nhiều dưỡng chất, là môi trường mới thuận lợi cho động vật thủy sinh phát triển. Trong vài ba năm đầu các loài tôm và cá nhỏ phát triển vì chưa có nhiều thiên địch. Sau đó đến lượt cá lớn và cá ăn thịt phát triển, đạt đến cân bằng tự nhiên sau một thời gian nhất định. Về nguyên tắc thủy vực vùng hồ là môi trường thuận lợi cho nuôi và đánh bắt thủy sản, tuy nhiên điều này không dành cho các loài cá sống trong môi trường nước chảy. Mặt khác nếu để ô nhiễm và thoái hóa chất lượng nước xảy ra thì nguồn lợi thủy sản cũng mất.

Đối với vùng hạ lưu sự thay đổi chế độ thủy văn, việc xả nước đáy có nhiệt độ thấp, và sự thiếu hụt dưỡng chất tác động xấu đến sinh thái. Đó là những điều kiện môi trường cho phát triển của các quần thể vi sinh vốn là mắt xích đầu tiên của chuỗi thức ăn. Từ đó dẫn đến mất cân bằng thành phần các loài thủy sinh có kích thước lớn hơn, đặc biệt là cá và động vật quý hiếm như cá heo sông.

Chế độ trầm tích

Tại hồ chứa thì phù sa lắng đọng, gây ra giảm thể tích nước hồ [3] làm giảm sản lượng điện. Việc thực hiện xả đáy thường chỉ giải quyết được một phần nhỏ khối trầm tích ở vùng gần đập.

Trong trường hợp bồi lấp nhiều thì hồ có thể đạt đến già cỗi không sử dụng được nữa [4].

Xói lở

Sự giảm lượng phù sa đưa xuống hạ lưu dẫn đến mất cân bằng bồi tích, làm xói lở bờ sông. Sự thiếu hụt phù sa tác động đặc biệt lớn đến vùng châu thổ hạ lưu và vùng cửa sông nơi chịu tác động thường trực của sóng biển và thủy triều [5].

Những nghiên cứu ở đập Tam Hiệp Trung Quốc cho thấy thời gian để đạt đến một cân bằng mới của sự xói mòn và bồi lắng là cỡ 10 năm.

Nhiệt độ nước

Tại hồ chứa có cột nước lớn thì sự thiếu vắng đối lưu hay xáo trộn dẫn đến phân tầng nước, tạo ra lớp nước đáy lạnh, nghèo oxy hòa tan. Ở vùng ôn đới, phân tích nhiệt độ từ 11 đập lớn ở Murray Darling Basin (Australia) cho thấy sự khác biệt giữa nhiệt độ nước mặt và nước đáy lên đến 16,7 °C [6]. Nếu nước lạnh này được cấp ra dòng chảy của sông, nó có thể gây tác động xấu đến các hệ sinh thái hạ lưu bao gồm các quần thể cá. Trong trường hợp tồi tệ hơn (chẳng hạn như khi các hồ chứa đầy hoặc gần đầy, nước trữ lại có sự phân tầng mạnh và khối lượng nước lớn được xả qua các kênh xả đáy) nhiệt độ giảm có thể kéo dài đến 250–350 km phía hạ lưu [7].

Khí nhà kính

Tại hồ chứa có cột nước lớn và có hiện tượng phân tầng nước, thì các lớp dưới cùng nghèo ôxy, dẫn đến phân hủy sinh khối là quá trình kỵ khí [8]. Nó tạo ra khí metan, một khí nhà kính gây biến đổi khí hậu.

Nghiên cứu lý thuyết chỉ ra rằng hồ chứa thủy điện toàn cầu hàng năm có thể phát ra 104 triệu tấn khí mêtan [9]. Bảng dưới đây chỉ ra lượng mêtan sinh ra, tính bằng miligam trên một mét vuông mỗi ngày đối với các thực thể nước khác nhau [10].

Tích lũy chất độc hại

Các kim loại nặng như thủy ngân, vàng,... từ đá núi bị phong hóa, và cyanua dùng ở mỏ vàng trong lưu vực phía trên đập, được tích lũy trong hồ chứa, đầu độc môi trường nước.

Các khu công nghiệp xả thải ra lưu vực nếu có, cũng dẫn đến tích tụ độc hại. Tích tụ này nguy hiểm hơn ở phần hạ lưu, vì phải đợi mùa mưa mới làm loãng được.

Phá rừng

Việc tạo hồ dẫn đến rừng ở vùng lòng hồ bị phá trụi. Về tổng thể lượng nước giữ lại trong hồ và tác động điều hòa khí hậu cao hơn nhiều lần khi diện đó còn là rừng. Dẫu vậy tác động phá rừng là đáng kể khi tỷ suất lợi ích kinh tế mang lại trên diện tích là thấp, như hồ Thác Bà ở bắc Việt Nam.

Tác động phá rừng thứ cấp là hồ cung cấp thủy lộ tiện lợi cho lâm tặc. Họ chỉ cần đem vài cái săm ô-tô và cưa vào rừng cắt gỗ. Đưa ra đến hồ thì lắp phao săm ô-tô, đủ sức tải các súc gỗ vài tấn đến điểm xẻ hoặc điểm tập kết chuyển sang đường bộ.

Tưới tiêu trong nông nghiệp

Một phần quan trọng nước hồ được cấp cho nông nghiệp, đặc biệt là các hồ thuần túy phục vụ thủy lợi hay dân sinh.

Tuy nhiên khi cấp cho vùng lớn thì sự bốc hơi dẫn đến một lượng nước không khôi phục, không hoàn trả được cho hạ lưu. Ví dụ điển hình các đập để lấy nước trồng bông trên sông Amu Darya và Syr Darya đổ vào biển Aral ở Trung Á, đến nay đã làm mất 60% diện tích mặt nước và 80% lượng nước, biến biển thành bãi muối [11].

Các đập đổi dòng nước

Theo quy tắc chung thì nước hồ được trả về dòng cũ sau khi khai thác năng lượng. Tuy nhiên một số công trình đã đổi dòng xả nước để có độ chênh cao lớn nhắm thu được công suất phát điện cao, dẫn đến giảm hoặc mất nước cấp cho hạ lưu.

Tại Việt Nam sau khi những công trình có đổi dòng nước như thủy điện Đa Nhim (1964), Đại Ninh (2008), A Lưới (2012),... được coi là "thành công", thì sự phát triển ồ ạt thủy điện dẫn đến ra đời thủy điện An Khê-Kanak (2011) đổi dòng sông lớn, gây thảm họa khô hạn cho sông Ba và đang là đề tài tranh cãi [12].

Tại Lào có các công trình thủy điện Theun Hinboun, Nam Theun 2, thực hiện đổi dòng nước từ Nam Theun sang Nam Hinboun và Se Bangfai. Các tranh cãi thấp hơn và chủ yếu là từ nước ngoài do Tổ chức Sông ngòi Quốc tế đưa ra, trong đó tác động chính là gây ngập lụt hoặc sình lầy ở vùng nhận nước [13]. Nước Lào hiện có mật độ dân số thấp (trung bình cỡ 22 người/km2), chưa phải chịu sức ép dân số và sinh thái.