Tổng quan nghiên cứu

Theo báo cáo từ Chương trình Phát triển Liên Hợp Quốc (UNDP), Việt Nam là một trong 5 quốc gia chịu tổn thương nặng nề nhất do biến đổi khí hậu toàn cầu. Sự ấm lên của khí quyển cùng các hình thái thời tiết cực đoan đang đặt ra thách thức nghiêm trọng đối với an ninh nguồn nước tại khu vực Tây Nguyên. Trong bối cảnh đó, lưu vực sông Đắk Bla thuộc tỉnh Kon Tum với diện tích tự nhiên 3.507 km2 và chiều dài dòng chính 152 km giữ vai trò huyết mạch cung cấp nước cho đời sống sinh hoạt và sản xuất nông nghiệp. Tuy nhiên, áp lực kép từ biến đổi khí hậu, nạn phá rừng đầu nguồn và quá trình phát triển thủy điện đang làm suy giảm nghiêm trọng trữ lượng và chất lượng nguồn nước. Luận văn thạc sĩ chuyên ngành Quản lý Tài nguyên và Môi trường của tác giả Thái Minh Thư, dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS. Võ Lê Phú tại Trường Đại học Bách Khoa - Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, tập trung đánh giá toàn diện tính dễ tổn thương của tài nguyên nước và năng lực thích ứng của cộng đồng địa phương. Phạm vi không gian nghiên cứu bao quát 4 địa bàn trọng điểm gồm thành phố Kon Tum, huyện Đắk Hà, huyện Kon Rẫy và huyện Kon Plông trong giai đoạn 2017 - 2018, đồng thời kế thừa chuỗi số liệu quan trắc khí tượng thủy văn 10 năm từ 2005 đến 2015. Ý nghĩa của công trình thể hiện qua việc định lượng hóa mức độ rủi ro, cung cấp cơ sở khoa học để bảo vệ nguồn cấp nước sinh hoạt cho hơn 155.000 dân đô thị và 169.978 ha đất sản xuất nông nghiệp trước các kịch bản khí hậu trong tương lai.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu vận dụng khung ý niệm chuẩn mực của Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi Khí hậu (IPCC) kết hợp mô hình Động lực - Áp lực - Hiện trạng - Tác động - Đáp ứng (DPSIR) để phân tích mối quan hệ tương tác giữa hệ thống tự nhiên và xã hội. Bốn khái niệm nền tảng được định hình rõ nét trong luận văn bao gồm:

Thứ nhất, tính dễ tổn thương (Vulnerability) được xác định là một hàm phụ thuộc vào 3 thành phần chính: Phơi nhiễm (Exposure - E), Độ nhạy cảm (Sensitivity - S) và Khả năng thích ứng (Adaptive Capacity - AC). Công thức toán học tích hợp được chuẩn hóa theo dạng CVI = (E + S + (1 - AC)) / 3 với thang điểm giá trị biến thiên từ 0 đến 1.

Thứ hai, năng lực thích ứng (Adaptive Capacity) thể hiện nội lực của cộng đồng và hệ thống quản trị địa phương trong việc tự điều chỉnh nhằm giảm thiểu tổn thất, tận dụng các cơ hội từ biến đổi khí hậu.

Thứ ba, độ nhạy cảm tài nguyên nước (Water Sensitivity) phản ánh mức độ phản ứng bất lợi của hệ thống sông ngòi, thảm phủ thực vật và sinh kế nông hộ trước các cú sốc khí hậu.

Thứ tư, quản lý tổng hợp tài nguyên nước lưu vực sông (Integrated Water Resources Management) nhấn mạnh giải pháp điều phối liên ngành nhằm cân bằng giữa bảo tồn sinh thái và phát triển kinh tế xã hội.

Phương pháp nghiên cứu

Về nguồn dữ liệu, đề tài thu thập số liệu thứ cấp từ 4 trạm quan trắc khí tượng thủy văn giai đoạn 2005 - 2015 và các báo cáo quy hoạch kinh tế xã hội cấp tỉnh. Dữ liệu sơ cấp được thu thập thông qua khảo sát thực địa với quy mô 289 hộ gia đình tại 4 địa bàn (thành phố Kon Tum 155 phiếu, huyện Kon Rẫy 51 phiếu, huyện Đắk Hà 48 phiếu và huyện Kon Plông 35 phiếu).

Cỡ mẫu nghiên cứu được xác định theo công thức ước lượng tỉ lệ với xác suất phơi nhiễm P = 0,75, sai số biên E = 0,05 và độ tin cậy 95% (kết quả tính toán lý thuyết đạt 288 phiếu, thực tế khảo sát đạt 289 phiếu). Phương pháp chọn mẫu phân tầng ngẫu nhiên được triển khai dọc các dải dân cư ven sông nhằm đảm bảo tính đại diện cao cho các vùng thường xuyên chịu ảnh hưởng của hạn hán và lũ lụt.

Về phương pháp phân tích, đề tài kết hợp phương pháp đánh giá năng lực thích ứng và tính dễ tổn thương (VCA) cùng phương pháp đánh giá nhanh (RIVAA), kết nối cách tiếp cận từ trên xuống (Top-down) và từ dưới lên (Bottom-up). Lý do lựa chọn sự kết hợp này là nhằm tích hợp số liệu vi mô từ cộng đồng bản địa với các dự báo vĩ mô về khí hậu. Các công cụ ma trận tổn thương, phân tích SWOT, sơ đồ mạng lưới thể chế VENN, phần mềm SPSS 16.0 và hệ thống thông tin địa lý ArcGIS được ứng dụng đồng bộ để trực quan hóa bản đồ rủi ro. Toàn bộ tiến trình nghiên cứu được thực hiện từ tháng 2 năm 2017 đến tháng 1 năm 2018.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, chỉ số dễ tổn thương tài nguyên nước (VI) thể hiện sự phân hóa rõ rệt về mặt không gian giữa 4 huyện thị. Huyện Kon Plông có mức độ dễ tổn thương cao nhất toàn lưu vực với chỉ số VI = 0,54, trong khi huyện Đắk Hà ghi nhận mức độ dễ tổn thương thấp nhất với VI = 0,41. Thành phố Kon Tum và huyện Kon Rẫy giữ vị trí trung gian với các giá trị VI lần lượt là 0,46 và 0,49.

Thứ hai, chế độ mưa và thủy văn phân bổ cực kỳ mất cân đối theo thời gian. Mùa mưa kéo dài từ tháng 5 đến tháng 10 chiếm tới 87% tổng lượng mưa cả năm, gây ra hiện tượng xói mòn và lũ quét cục bộ. Ngược lại, mùa khô kéo dài từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau chỉ chiếm 13% lượng mưa, kết hợp biên độ dao động nhiệt ngày đêm 8 - 9 độ C làm bốc hơi nước mặt tăng cao, gây suy kiệt dòng chảy nghiêm trọng.

Thứ ba, mức độ tổn thương của các loại hình sinh kế chính đều xếp ở mức Cao. Khảo sát 289 hộ dân cho thấy hơn 80% hộ canh tác cà phê bị thiếu hụt nguồn nước tưới trong các tháng 2 và tháng 3. Tình trạng hạn hán kéo dài làm suy giảm năng suất cây trồng từ 15% đến 30%, ảnh hưởng trực tiếp đến mức thu nhập bình quân 32,16 triệu đồng/người/năm của người dân địa phương.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân căn bản khiến huyện Kon Plông có chỉ số tổn thương cao nhất là do địa hình đồi núi trung bình và cao chiếm trên 61,6% diện tích tự nhiên với độ dốc lớn từ 20 đến 25 độ, tỷ lệ đồng bào dân tộc thiểu số và hộ nghèo cao trên 70%, cùng với cơ sở hạ tầng thủy lợi còn rất thô sơ. Ngược lại, huyện Đắk Hà có khả năng chống chịu tốt hơn nhờ tỷ lệ kiên cố hóa kênh mương và mức độ đa dạng hóa sinh kế cao hơn khoảng 24% so với vùng cao. Bên cạnh đó, nhóm đất xám chiếm 94,33% tổng diện tích 961.450 ha của tỉnh Kon Tum có thành phần cơ giới nhẹ, rất dễ bị rửa trôi chất dinh dưỡng khi lượng mưa vượt ngưỡng 3000 mm/năm ở vùng cao nguyên.

Trong luận văn, các tập dữ liệu đa biến được thể hiện trực quan thông qua biểu đồ mạng nhện (radar chart) so sánh 3 thành phần E, S, AC giữa các địa phương, bảng ma trận phân hạng rủi ro sinh kế, sơ đồ thể chế VENN và bản đồ phân vùng rủi ro ArcGIS. Khi đối chiếu với các nghiên cứu tương đồng tại lưu vực sông Thu Bồn (Đỗ Thị Ngọc Hoa, 2013) và lưu vực sông Thạch Hãn (Trịnh Minh Ngọc, 2015), kết quả tại sông Đắk Bla khẳng định tính chuẩn xác của phương pháp định lượng chỉ số. Nghiên cứu mang ý nghĩa thực tiễn lớn trong việc hỗ trợ chính quyền địa phương tái cơ cấu cây trồng và ưu tiên nguồn vốn thủy lợi cho các vùng xung yếu.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên kết quả tính toán định lượng, luận văn đề xuất 4 nhóm giải pháp chiến lược nhằm nâng cao năng lực thích ứng cho tài nguyên nước và sinh kế cộng đồng:

Thứ nhất, đầu tư kiên cố hóa hạ tầng thủy lợi và công trình trữ nước. Hoàn thiện nâng cấp 100% hệ thống kênh mương chính và xây dựng mới 5 hồ chứa nước điều tiết tại huyện Kon Plông và Kon Rẫy. Target metric hướng đến nâng tỷ lệ diện tích cây trồng được cấp nước chủ động lên 85% vào năm 2025. Timeline thực hiện trong giai đoạn 2018 - 2023 do Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn phối hợp cùng Ủy ban Nhân dân tỉnh Kon Tum chủ trì.

Thứ hai, triển khai kỹ thuật nông nghiệp thích ứng và tưới tiết kiệm nước. Ứng dụng công nghệ tưới nhỏ giọt và tưới phun sương tự động cho 10.000 ha cà phê tại huyện Đắk Hà và thành phố Kon Tum, giúp cắt giảm 30% lượng nước tưới tiêu lãng phí. Timeline triển khai từ năm 2019 đến năm 2024 dưới sự phụ trách của Trung tâm Khuyến nông tỉnh và các hợp tác xã nông nghiệp.

Thứ ba, phục hồi và mở rộng diện tích rừng phòng hộ đầu nguồn. Tiến hành khoanh nuôi tái sinh và trồng mới 2.500 ha rừng đầu nguồn tại khu vực núi Ngọc Kring, nâng độ che phủ rừng lưu vực lên trên 65% nhằm ổn định dòng chảy mùa kiệt. Timeline thực hiện liên tục từ 2018 đến 2030, giao Chi cục Kiểm lâm và Ban Quản lý rừng phòng hộ thực hiện.

Thứ tư, hoàn thiện thể chế quản lý tổng hợp và nâng cao nhận thức cộng đồng. Tổ chức 50 lớp tập huấn kỹ năng ứng phó thiên tai cho hơn 5.000 lượt hộ nông dân, đồng thời thiết lập cơ chế giám sát liên ngành trong vận hành điều tiết các hồ chứa thủy điện. Timeline thực hiện từ 2018 đến 2022 do Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Kon Tum cùng Ủy ban Nhân dân cấp xã điều phối.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Công trình nghiên cứu mang lại giá trị thực tiễn và học thuật cho 4 nhóm đối tượng trọng tâm:

Thứ nhất, các cơ quan quản lý nhà nước cấp tỉnh gồm Sở Tài nguyên và Môi trường, Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn tỉnh Kon Tum. Bản đồ phân vùng tổn thương và bộ chỉ số CVI là căn cứ xác thực để tích hợp vào Quy hoạch tỉnh thời kỳ 2021 - 2030 và Kế hoạch hành động ứng phó biến đổi khí hậu địa phương.

Thứ hai, các nhà khoa học, giảng viên và học viên cao học chuyên ngành Quản lý Môi trường, Biến đổi Khí hậu và Thủy văn học. Luận văn cung cấp tài liệu mẫu mực về quy trình kết hợp hai phương pháp luận VCA và RIVAA trong đánh giá định lượng tính dễ tổn thương ở quy mô lưu vực sông.

Thứ ba, các tổ chức phi chính phủ và dự án phát triển quốc tế như UNDP, WWF, GIZ. Dữ liệu khảo sát chi tiết tại 4 huyện giúp các tổ chức quốc tế thiết kế chính xác các dự án tài trợ sinh kế bền vững và cấp nước sạch nông thôn đúng địa chỉ nhạy cảm.

Thứ tư, ban quản lý các công trình thủy điện và hệ thống thủy nông trên dòng chính sông Sê San và sông Đắk Bla. Các kỹ sư vận hành có thể khai thác số liệu dòng chảy 10 năm để tối ưu hóa quy trình điều tiết nước và xả lũ an toàn cho hạ du.

Câu hỏi thường gặp

Phương pháp tính toán chỉ số tổn thương CVI trong luận văn được thực hiện như thế nào? Chỉ số CVI được xác định theo công thức chuẩn hóa CVI = (E + S + (1 - AC)) / 3 dựa trên khung ý niệm của IPCC. Nghiên cứu tổng hợp các biến số phơi nhiễm từ chuỗi khí tượng 10 năm, độ nhạy cảm xã hội và năng lực thích ứng từ 289 phiếu khảo sát, lượng hóa thành giá trị từ 0 đến 1 để so sánh chính xác mức độ rủi ro giữa các huyện.

Tại sao huyện Kon Plông lại có mức độ tổn thương tài nguyên nước cao nhất? Huyện Kon Plông ghi nhận chỉ số tổn thương cao nhất (VI = 0,54) do địa hình đồi núi dốc trên 20 độ, tỷ lệ hộ nghèo và đồng bào dân tộc thiểu số chiếm trên 70%. Năng lực thích ứng về hạ tầng kỹ thuật và tích lũy tài chính của người dân còn rất thấp trước các hiện tượng thời tiết cực đoan như mưa lớn trên 3000 mm/năm.

Biến đổi khí hậu tác động trực tiếp đến tài nguyên nước sông Đắk Bla ra sao? Biến đổi khí hậu làm gia tăng sự mất cân đối dòng chảy theo mùa. Lượng mưa mùa mưa chiếm tới 87% gây xói mòn trên diện tích 94,33% đất xám. Ngược lại, mùa khô chỉ chiếm 13% lượng mưa kết hợp nắng nóng làm dòng chảy kiệt suy giảm mạnh, gây thiếu hụt nước tưới cho 169.978 ha đất gieo trồng.

Ưu điểm nổi bật của việc kết hợp phương pháp VCA và RIVAA là gì? Sự kết hợp giữa VCA và RIVAA tạo nên cách tiếp cận toàn diện khi dung hòa phương pháp từ trên xuống qua chuỗi số liệu quan trắc khí tượng và từ dưới lên qua điều tra 289 hộ dân. Điều này giúp đánh giá sát thực tế năng lực thích ứng và tri thức bản địa mà mô hình hóa thuần túy không thể hiện hết.

Những loại hình sinh kế nào tại lưu vực sông Đắk Bla chịu rủi ro cao nhất? Canh tác cà phê, trồng lúa nước và nuôi trồng thủy sản là 3 sinh kế chịu tổn thương nặng nhất. Trong đó, vùng trồng cà phê chịu áp lực lớn nhất do hơn 80% diện tích phụ thuộc vào nguồn nước tưới trong mùa khô, dễ bị suy giảm 15% đến 30% năng suất khi xảy ra khô hạn kéo dài.

Kết luận

Năm phát hiện và kết luận then chốt từ luận văn bao gồm: • Xây dựng thành công bộ chỉ thị định lượng tính dễ tổn thương tài nguyên nước theo chuẩn IPCC cho lưu vực sông Đắk Bla diện tích 3.507 km2. • Thu thập và xử lý toàn diện bộ dữ liệu thực địa từ 289 hộ dân kết hợp chuỗi quan trắc khí tượng thủy văn 10 năm tại 4 huyện thị. • Xác định huyện Kon Plông có mức độ dễ tổn thương cao nhất với VI = 0,54 và huyện Đắk Hà thấp nhất với VI = 0,41. • Ứng dụng công nghệ ArcGIS thành lập bản đồ phân vùng tổn thương không gian, làm cơ sở trực quan cho quản lý tổng hợp tài nguyên nước. • Hoàn thiện hệ thống 4 nhóm giải pháp thích ứng đồng bộ từ công trình thủy lợi, kỹ thuật nông nghiệp đến bảo vệ rừng và thể chế chính sách.

Đóng góp lớn nhất của công trình là cung cấp luận cứ khoa học chuẩn xác để bảo vệ an ninh nguồn nước tỉnh Kon Tum. Giai đoạn 2018 - 2025 cần nhanh chóng tích hợp bản đồ rủi ro vào quy hoạch kinh tế xã hội và nhân rộng các mô hình tưới tiết kiệm. Các cấp chính quyền và cộng đồng hãy chủ động phối hợp hành động bảo vệ lưu vực sông Đắk Bla ngay từ hôm nay để thích ứng hiệu quả với biến đổi khí hậu!