Trong quá trình phát triển kinh tế - xã hội, dưới tác động của các yếu tố tự nhiên và hoạt động của con người đã nảy sinh các vấn đề về ô nhiễm, cạn kiệt, tranh chấp nguồn nước… thì bài toán phân bổ nguồn nước lưu vực sông ngày càng có ý nghĩa quan trọng trong giải quyết các tranh chấp nguồn nước giữa các địa phương, vùng miền và cả phạm vi quốc tế một cách hài hòa, bền vững các nguồn nước lưu vực sông.

Ngoài ra, theo Luật tài nguyên nước, 2012 quy định tài nguyên nước là một thể thống nhất giữa nước mặt và nước dưới đất bởi rõ ràng là sự phát triển của một trong hai nguồn tài nguyên này ảnh hưởng đến số lượng và chất lượng của tài nguyên kia. Các quy định mới như Chỉ thị Khung về Nước của Liên minh Châu Âu (WFD) hiện kêu gọi quản lý bền vững tài nguyên nước chính là quản lý bền vững các nguồn nước mặt và nước dưới đất cùng với mối tương tác giữa chúng. Trong nhiều trường hợp nước mặt thu được nước và các chất hòa tan từ hệ thống nước ngầm hoặc ngược lại nước mặt là nguồn bổ sung cho nước ngầm và gây ra những thay đổi về chất lượng nước ngầm. Do đó, việc rút nước từ các dòng suối có thể làm cạn kiệt nước ngầm hoặc ngược lại, việc bơm nước ngầm có thể làm cạn kiệt nước ở suối, hồ hoặc vùng đất ngập nước. Ô nhiễm nước mặt có thể làm suy giảm chất lượng nước ngầm và ngược lại gây ô nhiễm của nước ngầm có thể làm suy giảm nước bề mặt. Do đó, việc quy hoạch và quản lý tài nguyên nước nói chung, bài toán phân bổ nguồn nước nói riêng để đạt hiệu quả đòi hỏi một sự hiểu biết rõ ràng về mối liên hệ tương tác giữa nước ngầm và nước mặt, định lượng chính xác được các thành phần này từ đó xác định được chính xác tiềm năng tài nguyên nước cũng như chất lượng nước trước khi thực hiện bài toán phân bổ và xây dựng bô tiêu chí để phân bổ nguồn nước lưu vực sông.

Xuất phát từ thực tiễn trên, ThS. Tống Thanh Tùng cùng nhóm nghiên cứu tại Liên đoàn Quy hoạch và Điều tra tài nguyên nước miền Bắc thực hiện “Nghiên cứu cơ sở khoa học và thực tiễn xác định các thành phần trong cân bằng nước và lượng nước có thể phân bổ cho các nhu cầu sử dụng nước trên lưu vực sông” với mục tiêu xác định được các thành phần cơ bản trong cân bằng nước và tiêu chí phân bổ nguồn nước trên lưu vực sông.

Cân bằng tài nguyên nước là một vấn đề rất xưa nhưng lại luôn mới, nó vừa là phương pháp, vừa là đối tượng nghiên cứu. Cân bằng nước là mối quan hệ định lượng giữa nước đến và đi của hệ thống nguồn nước (toàn cầu, miền, lãnh thổ, lưu vực, đoạn sông...). Lượng nước đi gồm bốc thoát hơi nước, ngấm xuống tầng sâu, nước cấp cho các nhu cầu sử dụng nước trên lưu vực và dòng chảy ra khỏi lưu vực. Lượng nước đến hệ thống được thể hiện dưới các dạng nước mưa, dòng chảy và nước hồi quy sau khi sử dụng. Cân bằng nước hệ thống là sự cân bằng tổng thể giữa tài nguyên nước của hệ thống; định lượng nước đến, đi khỏi hệ thống, trong đó đã bao gồm các yêu cầu về nước và khả năng điều tiết chúng. Từ đó đánh giá sự tương tác về nước giữa các thành phần trong hệ thống, các tác động của môi trường lên nó và đề ra các biện pháp khai thác, bảo vệ nguồn nước một cách hợp lý.

Việc nghiên cứu cân bằng nước có ý nghĩa rất lớn cả về lý thuyết và thực tiễn. Từ góc độ lý thuyết, phương trình cân bằng nước cho phép ta cắt nghĩa nguyên nhân, các hiện tượng, chế độ thủy văn của một khu vực xác định, đánh giá các số hạng trong cán cân nước và mối quan hệ tương tác giữa chúng. Nghiên cứu cân bằng nước cho phép định lượng đầy đủ và chính xác tài nguyên nước để tìm ra phương thức sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên quý giá này.

Sau thời gian nghiên cứu, đề tài đã thu được những kết quả như sau:

1. Từ tổng quan các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước, đề tài đã nghiên cứu xác lập được phương trình cân bằng nước tổng quát và chi tiết cho lưu vực sông, đề xuất các phương pháp trên cơ sở lý thuyết và thực nghiệm định lượng các thành phần trong cân bằng nước.

2. Sử dụng phương pháp mô hình toán tích hợp nước mặt và nước dưới đất SWAT-MODFLOW, kết hợp phương trình cân bằng nước đã được xác lập để định lượng các thành phần trong cân bằng nước cho thượng lưu sông Đáy từ đập Vân Cốc đến sau nhập lưu sông Bùi. Mô hình SWATMODFLOW đã định lượng cụ thể được lượng tương tác giữa nước mặt và nước dưới đất gồm: nước sông thấm cho nước dưới đất và nước dưới đất cấp cho nước sông và nước mưa bổ cập cho nước dưới đất theo không gian từng tiểu lưu vực và thời gian theo tháng, mùa, năm trên thượng lưu sông Đáy từ đập Vân Cốc đến sau nhập lưu sông Bùi. Từ các kết quả định lượng này sử dụng để tính toán tiềm năng nguồn nước (nước mặt - nước dưới đất); lượng nước có thể khai thác sử dụng và lượng nước có thể phân bổ trên các phân vùng (tiểu lưu vực) và toàn lưu vực nghiên cứu.

3. Đề tài đã xây dựng được bộ tiêu chí gồm 4 tiêu chí phân bổ nguồn nước lưu vực sông theo không gian và thời gian:

- Tiêu chí về khai thác nước (WEI): trên cơ sở thông tin về nhu cầu/sử dụng nước và khả năng nguồn nước cho biết mức độ sử dụng tài nguyên nước. Giá trị khai thác nước (WEI) càng lớn thì sức ép về tài nguyên nước hay mức độ căng thẳng về tài nguyên nước càng lớn việc phân bổ sẽ gặp khó 39 khăn khi đó lượng nước được phân bổ sẽ thấp.

- Tiêu chí về chất lượng nước khai thác, sử dụng: đối với nước mặt đánh giá theo chỉ số chất lượng nước mặt Việt Nam (VN_WQI), nước dưới đất đánh giá theo giới hạn tổng chất rắn hoà tan (TDS) cho phép là 1.500 mg/l. Chất lượng nước đảm bảo theo các mục đích sử dụng trên lưu vực sông thì việc phân bổ là hoàn toàn thuận lợi, nếu chất lượng nước giảm dần thì việc phân bổ cần xem xét phân bổ theo yêu cầu chất lượng nước của từng ngành, từng đối tượng khai thác, sử dụng nước.

- Tiêu chí về cơ cấu dùng nước: trên cơ sở nhu cầu sử dụng nước cho các đối tượng dùng nước đề xuất lựa chọn 1 chỉ số trong tiêu chí này là tỷ lệ % dùng nước cho các đối tượng so với tổng nhu cầu nước lưu vực. Tỷ lệ ngành dùng nước nào lớn đồng nghĩa với nhu cầu nước cho ngành đó phải lớn thì phải phân bổ nước nhiều hơn và ngược lại.

Có thể tìm đọc toàn văn báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 19750/2021) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.

Đ.T.V (NASATI)