Tổng quan nghiên cứu

Lưu vực sông Ba, trải dài trên địa bàn các tỉnh Gia Lai, Đắk Lắk và Phú Yên, có diện tích tự nhiên khoảng 16.580 km², là vùng có tiềm năng lớn về nông - lâm nghiệp và thủy sản với khoảng 425.334 ha đất nông nghiệp và gần 1 triệu ha đất lâm nghiệp. Đây là khu vực có nhiều loại cây trồng giá trị kinh tế cao như cao su, cà phê, hồ tiêu, cùng với nguồn hải sản phong phú dọc bờ biển dài 189 km. Tuy nhiên, sự biến động nguồn nước do biến đổi khí hậu (BĐKH) và khai thác quá mức đã gây ra nhiều thách thức trong việc quản lý và sử dụng hiệu quả nguồn nước mặt.

Mục tiêu nghiên cứu là phân tích, đánh giá tình hình khai thác và sử dụng nguồn nước mặt, đồng thời đề xuất các giải pháp sử dụng tổng hợp và hiệu quả nguồn nước mặt lưu vực sông Ba trong giai đoạn 2025-2035. Phạm vi nghiên cứu bao gồm toàn bộ lưu vực sông Ba và vùng phụ cận, tập trung vào các tỉnh Gia Lai, Đắk Lắk và Phú Yên. Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc đảm bảo an ninh nguồn nước, phát triển kinh tế xã hội bền vững và ứng phó với biến đổi khí hậu tại khu vực.

Theo ước tính, tổng lượng nước trung bình hàng năm chảy qua sông Ba đạt khoảng 97 tỷ m³, tuy nhiên phân bố không đều theo mùa, gây ra tình trạng thiếu nước nghiêm trọng vào mùa khô. Việc sử dụng nước cho các ngành nông nghiệp, công nghiệp, sinh hoạt và thủy sản ngày càng tăng, đòi hỏi phải có các giải pháp quản lý và khai thác hiệu quả nhằm cân bằng cung cầu nước trong điều kiện biến động nguồn nước ngày càng phức tạp.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình quản lý tài nguyên nước bền vững, bao gồm:

  • Lý thuyết quản lý tổng hợp tài nguyên nước (IWRM): Nhấn mạnh việc phối hợp quản lý nguồn nước giữa các ngành và vùng lãnh thổ nhằm tối ưu hóa sử dụng và bảo vệ nguồn nước.
  • Mô hình cân bằng nước lưu vực sông: Sử dụng mô hình toán học để tính toán cân bằng giữa nguồn cung và nhu cầu sử dụng nước, giúp đánh giá khả năng đáp ứng của nguồn nước.
  • Lý thuyết biến đổi khí hậu và tác động đến tài nguyên nước: Phân tích các kịch bản biến đổi khí hậu (RCP 4.5 và RCP 8.5) để dự báo sự biến động nguồn nước trong tương lai.

Các khái niệm chính bao gồm: phân vùng cấp nước, kịch bản phát triển nguồn nước, hiệu quả sử dụng nước, và mô hình MIKE HYDRO.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính được thu thập từ các cơ quan quản lý tài nguyên nước, khí tượng thủy văn, Viện Quy hoạch Thủy lợi và các báo cáo quy hoạch kinh tế xã hội của các tỉnh liên quan. Cỡ mẫu nghiên cứu bao gồm 671 công trình thủy lợi, 21 trạm khí tượng thủy văn và số liệu khai thác sử dụng nước của các ngành kinh tế.

Phương pháp phân tích bao gồm:

  • Phương pháp thống kê và tổng hợp: Xử lý số liệu về lượng mưa, dòng chảy, nhu cầu sử dụng nước các ngành.
  • Phương pháp mô hình toán: Áp dụng mô hình MIKE HYDRO để tính toán cân bằng nước lưu vực sông Ba theo các kịch bản phát triển và biến đổi khí hậu.
  • Phương pháp điều tra, khảo sát bổ sung: Thu thập số liệu thực tế về khai thác, sử dụng nước và hiện trạng công trình thủy lợi.

Timeline nghiên cứu kéo dài từ năm 2018 đến 2020, tập trung vào xây dựng kịch bản, hiệu chỉnh và kiểm định mô hình, phân tích kết quả và đề xuất giải pháp.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Biến động nguồn nước và tác động của BĐKH: Lượng mưa năm có xu hướng tăng nhẹ ở Nam Trung Bộ (tăng 19,8% trong 57 năm), nhưng phân bố không đều theo mùa, gây ra hạn hán và xâm nhập mặn nghiêm trọng vào mùa khô. Mực nước kiệt tại trạm An Khê giảm xuống còn 0,527 m³/s vào tháng 4 năm 1983, ảnh hưởng đến sản xuất nông nghiệp và sinh hoạt.

  2. Hiện trạng khai thác và sử dụng nước: Tổng diện tích tưới thiết kế đạt khoảng 65.000 ha, nhưng diện tích tưới thực tế chỉ đạt khoảng 48.000 ha, tương đương 74% công suất thiết kế. Hệ thống thủy lợi nhiều nơi xuống cấp, kênh mương chưa hoàn chỉnh, dẫn đến thất thoát nước và hiệu quả sử dụng thấp.

  3. Nhu cầu nước tăng cao theo các ngành: Nhu cầu nước cho nông nghiệp chiếm tỷ trọng lớn nhất, với diện tích cây trồng cần tưới dự kiến tăng lên khoảng 97.000 ha vào năm 2025. Nhu cầu nước cho sinh hoạt, công nghiệp và thủy sản cũng tăng theo tốc độ phát triển kinh tế xã hội, dự kiến tăng từ 20-30% trong giai đoạn 2025-2035.

  4. Đánh giá khả năng đáp ứng nguồn nước: Mô hình MIKE HYDRO cho thấy trong kịch bản phát triển bền vững (RCP 4.5), nguồn nước có thể đáp ứng khoảng 85-90% nhu cầu vào năm 2035. Tuy nhiên, trong kịch bản khai thác tiềm năng (RCP 8.5), khả năng đáp ứng giảm xuống còn khoảng 70%, gây ra nguy cơ thiếu nước nghiêm trọng vào mùa khô.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của sự biến động nguồn nước là do tác động của biến đổi khí hậu và khai thác quá mức các công trình thủy điện, đặc biệt là thủy điện An Khê - Ka Nak, làm giảm lưu lượng nước về hạ lưu. So với các nghiên cứu trong nước và quốc tế, kết quả này phù hợp với xu hướng suy giảm nguồn nước mặt do BĐKH và khai thác không hợp lý.

Việc diện tích tưới thực tế thấp hơn thiết kế phản ánh tình trạng xuống cấp công trình và quản lý chưa hiệu quả. Kết quả mô hình cũng cho thấy sự cần thiết phải áp dụng các giải pháp tưới tiết kiệm và quản lý tổng hợp nguồn nước để nâng cao hiệu quả sử dụng.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ so sánh lưu lượng dòng chảy thực tế và mô hình, bảng tổng hợp nhu cầu nước theo ngành và kịch bản, cũng như bản đồ phân vùng cấp nước lưu vực sông Ba.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Nâng cấp, sửa chữa hệ thống thủy lợi hiện có: Tập trung cải tạo kênh mương, trạm bơm và các công trình thủy lợi để nâng cao hiệu quả tưới, giảm thất thoát nước, hoàn thành trong giai đoạn 2025-2030, do các Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn chủ trì.

  2. Áp dụng công nghệ tưới tiết kiệm nước: Khuyến khích sử dụng hệ thống tưới nhỏ giọt, phun sương kết hợp bón phân qua nước nhằm giảm lượng nước tưới từ 15-20%, nâng cao hiệu quả kinh tế, triển khai thí điểm từ 2023 và mở rộng đến 2035, do các viện nghiên cứu và doanh nghiệp công nghệ thực hiện.

  3. Quản lý tổng hợp nguồn nước lưu vực sông Ba: Thành lập tổ chức quản lý lưu vực liên tỉnh để điều phối khai thác, phân bổ nước hợp lý giữa các ngành và vùng, giảm thiểu xung đột sử dụng nước, hoàn thành trong năm 2025, do Bộ Tài nguyên và Môi trường phối hợp với các tỉnh thực hiện.

  4. Xây dựng kịch bản ứng phó biến đổi khí hậu: Sử dụng mô hình MIKE HYDRO để dự báo và lập kế hoạch ứng phó với các kịch bản BĐKH, đảm bảo cân bằng nước trong điều kiện biến động, cập nhật định kỳ 5 năm một lần, do Viện Quy hoạch Thủy lợi và các cơ quan liên quan thực hiện.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Các nhà quản lý tài nguyên nước và quy hoạch vùng: Giúp xây dựng chính sách, quy hoạch khai thác và sử dụng nước hiệu quả, đặc biệt trong bối cảnh biến đổi khí hậu và phát triển kinh tế xã hội.

  2. Các nhà nghiên cứu và học viên ngành kỹ thuật tài nguyên nước: Cung cấp cơ sở lý thuyết, phương pháp mô hình hóa và dữ liệu thực tiễn để phát triển các nghiên cứu tiếp theo về quản lý nguồn nước.

  3. Các doanh nghiệp và nhà đầu tư trong lĩnh vực thủy lợi, nông nghiệp và công nghiệp: Hỗ trợ đánh giá khả năng cung cấp nước, lập kế hoạch đầu tư công trình và áp dụng công nghệ tiết kiệm nước.

  4. Cơ quan quản lý môi trường và phát triển bền vững: Tham khảo để xây dựng các giải pháp bảo vệ môi trường nước, phòng chống hạn hán, xâm nhập mặn và ứng phó với biến đổi khí hậu.

Câu hỏi thường gặp

  1. Tại sao cần nghiên cứu sử dụng tổng hợp nguồn nước mặt lưu vực sông Ba?
    Nguồn nước mặt tại lưu vực sông Ba đang chịu áp lực lớn do khai thác quá mức và biến đổi khí hậu, gây ra tình trạng thiếu nước nghiêm trọng vào mùa khô. Nghiên cứu giúp đánh giá khả năng đáp ứng và đề xuất giải pháp sử dụng hiệu quả, đảm bảo phát triển bền vững.

  2. Mô hình MIKE HYDRO có ưu điểm gì trong nghiên cứu này?
    MIKE HYDRO cung cấp công cụ mô phỏng lưu vực sông chi tiết, tích hợp GIS, cho phép phân tích các kịch bản sử dụng nước khác nhau với độ chính xác cao và linh hoạt, hỗ trợ ra quyết định quản lý tổng hợp tài nguyên nước.

  3. Các giải pháp tưới tiết kiệm nước được đề xuất là gì?
    Bao gồm sử dụng hệ thống tưới nhỏ giọt, phun sương kết hợp bón phân qua nước, giúp giảm lượng nước tưới từ 15-20%, tăng hiệu quả sử dụng nước và năng suất cây trồng.

  4. Biến đổi khí hậu ảnh hưởng như thế nào đến nguồn nước lưu vực sông Ba?
    BĐKH làm thay đổi lượng mưa, nhiệt độ và dòng chảy, gây ra hạn hán kéo dài, xâm nhập mặn và biến động nguồn nước, ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng cung cấp nước cho các ngành kinh tế và sinh hoạt.

  5. Làm thế nào để quản lý nguồn nước hiệu quả trong lưu vực liên tỉnh?
    Cần thành lập tổ chức quản lý lưu vực liên tỉnh với cơ chế phối hợp, chia sẻ dữ liệu và điều phối khai thác, phân bổ nước hợp lý giữa các tỉnh và ngành sử dụng, giảm thiểu xung đột và nâng cao hiệu quả sử dụng.

Kết luận

  • Lưu vực sông Ba có tiềm năng lớn về tài nguyên nước nhưng đang đối mặt với thách thức nghiêm trọng do biến đổi khí hậu và khai thác quá mức.
  • Nhu cầu sử dụng nước tăng cao trong các ngành nông nghiệp, công nghiệp và sinh hoạt, đòi hỏi các giải pháp quản lý tổng hợp và hiệu quả.
  • Mô hình MIKE HYDRO được lựa chọn để tính toán cân bằng nước và đánh giá khả năng đáp ứng nguồn nước theo các kịch bản phát triển và biến đổi khí hậu.
  • Đề xuất các giải pháp nâng cấp công trình thủy lợi, áp dụng công nghệ tưới tiết kiệm, quản lý lưu vực liên tỉnh và xây dựng kịch bản ứng phó biến đổi khí hậu.
  • Các bước tiếp theo bao gồm triển khai thí điểm các giải pháp, hoàn thiện tổ chức quản lý lưu vực và cập nhật mô hình định kỳ để đảm bảo phát triển bền vững nguồn nước mặt lưu vực sông Ba.

Hành động ngay hôm nay để bảo vệ và sử dụng hiệu quả nguồn nước lưu vực sông Ba vì sự phát triển bền vững của khu vực và tương lai của thế hệ mai sau!