CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1. CÁC NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC 1. Các nghiên cứu ngoài nước liên quan đến đề tài Việc nghiên cứu đánh giá về tình hình khan hiếm, thiếu nước (bao gồm các nghiên cứu về nguồn nước như dự báo dòng chảy, tính toán cân bằng, xây dựng các chỉ tiêu đánh giá tình trạng khan hiếm nước, hạn hán) luôn được sự quan tâm của Liên Hợp Quốc và hầu hết các quốc gia trên thế giới. Thập kỷ cuối cùng của thế kỷ 20 (1990 - 1999) được Liên Hợp Quốc chọn là thập kỷ quốc tế giảm nhẹ thảm họa tự nhiên.
Một trong những nước đi đầu trong lĩnh vực này cả về sự đầu tư tiền của, công sức và thành tựu khoa học đó là Hoa Kỳ. Tại nước này có nhiều Viện nghiên cứu về công nghệ cấp nước cho sinh hoạt và các ngành kinh tế đặt tại nhiều bang khác nhau như California, Azizona, New Mexico, Colorado, Arkansas và các bang khác. Những thành tựu nghiên cứu cơ bản, những hướng dẫn và cảnh báo về tình trạng khan hiếm nước trên toàn cầu được các cơ quan nghiên cứu này phổ biến rộng rãi. Ủy ban quản lý thủy văn Hoa Kỳ đã sử dụng chỉ số WaSSI để đánh giá sự tác động của biến đổi khí hậu, tăng trưởng dân số, nhu cầu nước đối với trữ lượng nước sẵn có trên các lưu vực sông toàn Hoa Kỳ.
Nghiên cứu đã chỉ ra được các vùng suy giảm nguồn nước, cũng như sự tăng nhu cầu tưới tại vùng này trong tương lai. Hoekstra và các cộng sự đã sử dụng các chỉ số đánh giá khan hiếm nước đánh ở quy mô lưu vực sông và ở mức độ hàng tháng. Nghiên cứu đã chỉ ra mức độ khan hiếm nước tương ứng với sự suy giảm về sinh thái và sự suy giảm kinh tế xã hội ở một số lưu vực sông lớn trên thế giới. Nhóm nghiên cứu đã xây dựng bản đồ toàn cầu về mức độ khan hiếm nước theo từng tháng.
Có thể thấy rằng nghiên cứu này cho chúng ta thấy một cái nhìn tổng quan về tình trạng khan hiếm nước trên toàn cầu, rất hữu ích trong việc đánh giá các rủi ro liên quan đến nước. Jha & Ashim Das Gupta đã ứng dụng mô hình MIKE BASIN đánh giá nguồn nước đầu nguồn lưu vực sông Mun ở đông bắc Thái Lan. Đề tài đã mô phỏng với bước thời gian hàng tháng được tiến hành dựa trên tính sẵn có của nước và sử dụng dữ liệu thuỷ văn từ năm 1965 đến năm 1997. Nhóm nghiên cứu đã phân 9 tích chỉ ra lượng nước trong mùa mưa cao gấp 6 lần mùa khô.
Tính toán độ tin cậy dựa các hệ thống tưới tiêu và cấp nước của lưu vực chỉ ra rằng mức cầu hiện tại có mức nước hợp lý trong mùa mưa, nhưng hạn chế trong mùa khô. [15] Hiện tại có rất nhiều nghiên cứu về tình trạng khan hiếm nước cho các vùng khô hạn trên trái đất. Các vấn đề chính được quan tâm là: cơ chế và các dạng cân bằng nước (cân bằng toàn diện hay cục bộ, cân bằng tổng thể hay cân bằng chọn lọc có điều kiện, cân bằng theo hiệu lực hay tiềm năng,.), các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng nước theo không gian và thời gian. Một số tên tuổi quen thuộc và có nhiều đóng góp trong lĩnh vực nghiên cứu này có thể kể đến như Elliott, Fisher, Hansen, Harleman, Keuleman, Mackey, McDowell,.
Vấn đề sử dụng nước hợp lý trong các mô hình kinh tế thông qua tính toán cân bằng nước: Đáng quan tâm nhất là các nghiên cứu của nhiều tác giả Mỹ nổi tiếng thế giới trong những năm gần đây về điều khiển nguồn nước ngọt để cung cấp cho cây trồng, cho công nghiệp, du lịch, dân sinh kinh tế xã hội trên các vùng ven biển. Đây là những công trình khoa học có giá trị rất cao cả về phương pháp luận, học thuật và ý nghĩa thực tế. Chẳng hạn như các nghiên cứu tối ưu hoá dòng nước ngọt chảy trên các vùng đất cát ven biển, cửa sông của Mays, Y.Tung, Yixing Bao, Ward, Matsumoto, Powell, Brock (ứng dụng cho cửa sông Lavaca-Tres Palacios và cửa sông Nueces). Nhìn chung, các nghiên cứu khoa học liên quan đến đánh giá tình trạng khan hiếm tài nguyên nước trên Thế giới có điểm chung là sử dụng mô hình thủy văn, mô hình phân phối nguồn nước tích hợp với các kịch bản BĐKH để tính toán tài nguyên nước cho các lưu vực sông.
Về cách tiếp cận nghiên cứu cơ bản giống nhau, nhưng phương pháp luận của mỗi nghiên cứu lại không hoàn toàn giống nhau, phụ thuộc vào các vùng địa lý, và mức độ phát triển KT-XH trên các lưu vực sông. Các nghiên cứu trong nước liên quan đến đề tài Liên quan đến chỉ số đánh giá tình trạng khan hiếm nước phải kể đến tác giả Trịnh Minh Ngọc, Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN [4]. Trong nghiên cứu, tác giả đã sử dụng hệ số khan hiếm nước RSs hệ số sức ép nguồn nước, chỉ số DPs đánh giá khả năng dễ bị tổn thương của tài nguyên nước lưu vực sông Thạch Hãn. 10 Nghiên cứu chỉ ra rằng, mặc dù không bị thiếu hụt về nguồn nước, tuy nhiên do khai thác không hợp lý, chưa có biện pháp quản lý hiệu quả nên nguồn nước lưu vực sông Thạch Hãn đang đứng trước nguy cơ phát triển không bền vững.
Sử dụng chỉ số Water Stress Index (WSI) đề tài: “Đánh giá mức độ khan hiếm tài nguyên nước ngọt cho TP.HCM bằng chỉ số áp lực về nước WSI theo các kịch bản quy hoạch phát triển đến năm 2030 trong điều kiện biến đổi khí hậu khi nước biển dâng và đề xuất các giải pháp tổng thể giảm thiểu”[5] do PGS.TS Vũ Văn Nghị làm chủ nhiệm đã đánh giá tài nguyên nước ngọt cho Tp. HCM bao gồm số lượng, chất lượng và động thái biến đổi theo không thời gian dưới dạng nước mưa, nước mặt, nước ngầm ở kịch bản hiện trạng và BĐKH khi nước biển dâng. Tính toán được chỉ số áp lực nước WSI trong điều kiện hiện trạng, theo quy hoạch phát triển thành phố đến năm 2030 và các kịch bản BĐKH khi mực nước biển dâng. Vấn đề nghiên cứu đánh giá tình trạng khan hiếm nước, cân bằng nước trên lưu vực có thể điểm qua một số cơ quan nghiên cứu, tác giả và đề tài khoa học nổi bật, liên quan mật thiết với hướng nghiên cứu của đề tài luận văn này được trình bày dưới đây: Dự án quy hoạch cấp Bộ:“Quy hoạch tổng thể thủy lợi vùng Đông Nam Bộ thích ứng với biến đổi khí hậu, nước biển dâng”,[6] Viện Quy hoạch Thủy lợi miền Nam chủ trì thực hiện, giai đoạn 2011 - 2013, ThS.
Nguyễn Xuân Hiền làm chủ nhiệm. Kết quả dự án là xây dựng các kịch bản ứng phó với biến đổi khí hậu, nước biển dâng trên nền kịch bản đã được Bộ Tài nguyên và Môi trường công bố (phù hợp với chương trình mục tiêu quốc gia ứng phó với biến đổi khí hậu); Đánh giá ảnh hưởng của biến đổi khí hậu, nước biển dâng lên vùng dự án; Đề xuất các giải pháp tổng thể thủy lợi phục vụ cấp nước, tiêu nước cho sản xuất nông nghiệp, sinh hoạt, khu đô thị, vùng nuôi trồng thủy sản, các vùng cây ăn trái,…; Dự án “Quy hoạch phát triển thủy lợi tỉnh Bình Thuận giai đoạn 2011-2020 và tầm nhìn đến năm 2030” [11] do Viện Khoa học Thuỷ lợi miền Nam chủ trì thực hiện giai đoạn 2007 – 2010. Kết quả của dự án nhằm rà soát lại nguồn nước mặt của tỉnh, các giải pháp khai thác, bảo vệ và phát triển nguồn nước, cân đối đảm bảo nhu cầu nước phục vụ đa mục tiêu nhằm phát triển kinh tế xã hội. 11 Đề tài cấp Nhà nước KC08.18/06-10 “Quản lý tổng hợp lưu vực và sử dụng hợp lý tài nguyên nước hệ thống sông Đồng Nai” [8], do Viện Khoa học Thuỷ lợi miền Nam chủ trì thực hiện giai đoạn 2007 – 2010, PGS.
Đỗ Tiến Lanh làm chủ nhiệm. Kết quả đề tài này đã cung cấp cơ sở khoa học và thực tiễn quản lý tổng hợp tài nguyên nước lưu vực hệ thống sông Đồng Nai; Nghiên cứu tính toán xác định tiềm năng nguồn nước, đánh giá các yêu cầu sử dụng nước và tính toán dự báo dòng chảy đến thông qua các kịch bản phát triển ở thượng lưu, kế hoạch xả nước của các hồ chứa ứng với biên triều ngoài biển và các nhu cầu sử dụng nước, đề tài cũng đã xây dựng các kịch bản về quản lý, khai thác nguồn nước qua các giai đoạn phát triển; Xây dựng được cơ chế phù hợp nhằm chia sẻ nguồn nước, giải quyết xung đột về sử dụng nước và vận hành hồ chứa trên lưu vực bao gồm khuôn khổ chung về khai thác, sử dụng và phát triển tài nguyên nước. Đề tài KHCN cấp Bộ “Nghiên cứu đề xuất mô hình sử dụng tổng hợp nguồn nước phục vụ phát triển sản xuất Nông - Lâm - Ngư nghiệp bền vững cho các tiểu vùng sinh thái duyên hải Miền Trung”,[7]. Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam 2002 – 2005, do ThS.
Nguyễn Văn Lân làm chủ nhiệm. Nội dung chính của đề tài là xây dựng luận cứ khoa học cho việc tính toán nguồn nước và nhu cầu nước trên các tiểu vùng sinh thái đất cát khô hạn thiếu nước miền Trung. Với các phương pháp tổng hợp, phân tích, thống kê và ứng dụng các phần mềm trong tính toán cân bằng nước. Từ kết quả tính toán cân bằng nước đề tài đã đánh giá những khó khăn, thuận lợi và đề xuất các giải pháp quản lý, công nghệ, các mô hình sử dụng tổng hợp nguồn nước hiệu quả, hợp lý, khả thi cho các vùng đất cát khan hiếm nước.
Đề tài trọng điểm cấp Bộ “Nghiên cứu các giải pháp kinh tế, kỹ thuật trữ nước cho vùng hạn hán sa mạc hóa các tỉnh Nam Trung Bộ” [10]- Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam chủ trì thực hiện, giai đoạn 2006 - 2008, do GS. Lê Sâm làm chủ nhiệm. Đề tài này cũng đã đề cập được các giải pháp trữ nước kết hợp với biện pháp nông - lâm nghiệp góp phần bảo vệ tài nguyên đất, sử dụng nước tiết kiệm, hiệu quả trên các vùng khan hiếm nước đặc trưng ở Bình Thuận và vùng Nam Trung Bộ. Dự án cấp Tỉnh “Quy hoạch nối mạng các hệ thống công trình thủy lợi tỉnh Bình Thuận”.
[7] - Sở Nông nghiệp & PTNT Bình Thuận chủ trì, Viện khoa học Thủy lợi 12 miền Nam thực hiện, giai đoạn 2009 – 2011, ThS. Trần Thái Hùng làm chủ nhiệm.