Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, chương trình Khoa học và Công nghệ trọng điểm cấp nhà nước KHCN-TN3/11-15 “Khoa học và Công nghệ phục vụ phát triển kinh tế - xã hội vùng Tây Nguyên” đã giao cho Viện Địa Lý chủ trì và TS. Nguyễn Lập Dân làm chủ nhiệm thực hiện đề tài “Nghiên cứu cơ sở khoa học cho giải pháp tổng thể giải quyết các mâu thuẫn lợi ích trong việc khai thác sử dụng tài nguyên nước lãnh thổ Tây Nguyên”, mã số TN3/T02. Đề tài có 3 mục tiêu chính: (1) Làm rõ được hiện trạng và các mâu thuẫn chính trong khai thác sử dụng tài nguyên nước; (2) Phân tích đánh giá và dự báo được các tác động của công trình khai thác sử dụng tài nguyên nước trên các lưu vực sông ở Tây Nguyên; (3) Đề xuất các giải pháp tổng thể giải quyết các mâu thuẫn và các mô hình sử dụng hiệu quả tài nguyên nước nhằm giảm thiểu các tác động bất lợi (lũ lụt, hạn hán).
Đề tài đã sử dụng tích hợp các phương pháp truyền thống (như: phương pháp thống kê, phân tích, kế thừa; phương pháp điều tra, khảo sát thực địa; phương pháp phân tích nguyên nhân hình thành; phương pháp chuyên gia) và các phương pháp hiện đại (như: phương pháp phân tích thông tin viễn thám, bản đồ và GIS; phương pháp phân tích lý hóa trong phòng thí nghiệm; phương pháp mô hình toán) để nghiên cứu phân tích, đánh giá, làm rõ hiện trạng và các mâu thuẫn chính trong việc khai thác sử dụng tài nguyên nước, dự báo các tác động của công trình khai thác sử dụng tài nguyên nước trên các lưu vực sông Tây Nguyên. Từ đó, đề tài đề xuất giải pháp tổng thể giải quyết các mâu thuẫn và các mô hình sử dụng hiệu quả tài nguyên nước, nhằm giảm thiểu tác động bất lợi (lũ lụt, hạn hán). Các kết quả đã đạt được của đề tài:
Làm rõ hiện trạng khai thác sử dụng nguồn nước vùng Tây Nguyên
Đến cuối năm 2010, vùng Tây Nguyên có 2.094 công trình thuỷ lợi lớn nhỏ, trong đó có 882 hồ chứa, 810 đập dâng, 170 trạm bơm, 232 công trình tạm. Các công trình thủy lợi có năng lực thiết kế tưới cả năm là 280.271ha, thực tế tưới được 191.110 ha, chỉ đạt 68% công suất thiết kế. Hiệu quả tưới chưa cao do phần lớn các công trình nhỏ, tưới từ vài trăm ha và sử dụng chủ yếu nguồn nước cơ bản, thiếu chủ động nguồn nước. Việc kiên cố hóa kênh mương mới đạt trên 20%. Hệ thống công trình thủy lợi xây dựng đã lâu, bị xuống cấp, kênh mương bị bồi lấp, nhiều trạm bơm đã hết hạn sử dụng, thiếu thiết bị thay thế. Ngoài ra còn do nguyên nhân việc sử dụng nước chưa tiết kiệm, phát triển cây công nghiệp toàn vùng không theo quy hoạch.
Có 34 công trình thủy điện đang vận hành, bình quân hàng năm đạt công suất lắp máy Nlm = 4.977,9MW cung cấp khoảng 20% công suất cho hệ thống điện của cả nước.
Hiện nay việc khai thác sử dụng nguồn nước dưới đất ở Tây Nguyên bao gồm các hình thức khai thác khác nhau, như khai thác nước tập trung, khai thác nước đơn lẻ (giếng đào, giếng khoan đường kính nhỏ, bể chứa, bể lọc, điểm lộ). Việc khai thác nước ngầm từ giếng khoan đa phần không tuân thủ theo quy hoạch.
Ảnh: Đoàn khảo sát hạn hán tại Đăklăk (4-2012) cùng đi có GS.VS. Nguyễn Văn Hiệu và Ban chủ nhiệm chương trình Tây Nguyên 3
Đánh giá được các mâu thuẫn và nguyên nhân gây mâu thuẫn trong việc khai thác sử dụng nguồn nước vùng Tây Nguyên
Hiện nay việc khai thác và sử dụng nước vùng Tây Nguyên chưa hợp lý, gây ra những mâu thuẫn trong khai thác và sử dụng nước. Trước hết là mâu thuẫn về điều kiện khí hậu, thủy văn gây ra sự phân hóa sâu sắc giữa mùa mưa - mùa khô, mùa lũ - mùa kiệt, mâu thuẫn giữa thượng lưu và hạ lưu lãnh thổ Campuchia, mâu thuẫn giữa thượng lưu và hạ lưu các tỉnh Nam Trung Bộ, mâu thuẫn dùng nước giữa các địa phương Tây Nguyên, mâu thuẫn giữa khai thác nước mặt và nước dưới đất, mâu thuẫn giữa các ngành dùng nước (nông nghiệp, công nghiệp, thủy sản, du lịch – dịch vụ, ngay trong ngành nông nghiệp cũng có mâu thuẫn về đảm bảo tưới cho cây công nghiệp và cây lúa), đặc biệt nổi bật nhất là mâu thuẫn giữa thủy điện và nông nghiệp, đảm bảo nguồn nước và ổn định phát triển kinh tế - xã hội môi trường phía hạ lưu đập. Công trình thủy điện giữ nước do tích nước phát điện gây thiếu nước tưới cho công trình thủy lợi phía hạ lưu và làm mực nước sông hạ lưu giảm thấp, dẫn đến các công trình lấy nước như cống, trạm bơm không hoạt động được. Ngoài ra, mực nước sông hạ lưu giảm thấp tạo điều kiện cho khai thác cát sỏi gia tăng đáng kể, làm sạt lở bờ sông, thay đổi lòng dẫn và mực nước hạ lưu, gây mất ổn định kinh tế - xã hội hạ lưu sau hồ chứa.
Có thể thấy các nguyên nhân gây ra mâu thuẫn trong khai thác sử dụng nước bao gồm: phân bố tài nguyên nước không đều theo không gian và thời gian; tốc độ phát triển kinh tế khá nóng; phần lớn là công trình thủy lợi vừa và nhỏ, khả năng điều tiết hạn chế; sử dụng nước chưa tiết kiệm; việc khoanh vùng tiêu chưa tốt; quản lý nhà nước về tài nguyên nước phân tán và chưa phù hợp, những tồn tại và bất cập về hệ thống văn bản cồng kềnh, vừa thừa vừa thiếu và chồng chéo.
Ảnh trái: Khảo sát thủy điện An Khê – KaNak (Gia Lai) chuyển nước về sông Kôn làm giảm thiểu lượng nước hạ du
Ảnh phải: Khảo sát chất lượng nước do nước thải của Xí nghiệp chế biến khoai mì An Sơn trên sông Ba (phía Bắc xã An Khê – tỉnh Gia Lai) gây ô nhiễm nguồn nước
Ảnh trái: Khảo sát khai thác cát trên sông EaKrong Ana gây sạt lở bờ sông
Ảnh phải: Khảo sát sạt lở bờ sông Đak Pô Kô tại tỉnh Kon Tum
Đánh giá được tác động của các công trình khai thác sử dụng nguồn nước đến tài nguyên môi trường vùng Tây Nguyên
Lượng dòng chảy hàng năm trên lãnh thổ Tây Nguyên tương đối lớn, nhưng phân bố rất không đồng đều theo không gian và thời gian. Với sự hình thành hệ thống bậc thang thủy điện trên các sông chính, ngoài việc phát điện với tổng công suất lắp máy 4977,9MW, các hồ chứa thủy điện vùng Tây Nguyên có các tác động tích cực: điều hòa dòng chảy, giảm đỉnh lũ, tăng cường dòng chảy mùa cạn, tham gia chuyển nước từ lưu vực có nhiều nước sang lưu vực rất ít nước. Tuy vậy, bên cạnh những lợi ích không thể phủ nhận, thủy điện cũng có nhiều tác động tiêu cực, ảnh hưởng xấu đến tài nguyên nước như: làm cho dòng sông bị chia cắt thành nhiều đoạn, chế độ thủy văn bị thay đổi, tạo ra khúc sông chết ở hạ lưu đập. Hồ chứa thủy điện Tây Nguyên đã xâm phạm đến diện tích đất rừng của các vườn quốc gia và khu bảo tồn thiên nhiên, gây ra xói lở bờ sông, ảnh hưởng đến các hoạt động ở hạ lưu, ảnh hưởng đến môi trường sinh thái, thay đổi xấu chất lượng nước, làm suy giảm đa dạng sinh học. Về tác động của việc khai thác nước dưới đất, hiện tại cho thấy đã có dấu hiệu suy giảm mực nước dưới đất, thể hiện sự cạn kiệt nguồn xuất lộ nước dưới đất, các suối nhỏ bị cạn kiệt vào mùa khô, sự hạ thấp mực nước của các giếng đào và lỗ khoan khai thác. Nguyên nhân là do việc khai thác nước dưới đất chưa hợp lý, chưa được quản lý đảm bảo kỹ thuật và do lớp phủ thực vật bị tàn phá.
Hình ảnh thủy điện Ia Krêl 2 (huyện Đức Cơ, Gia Lai) bị vỡ đập, đã gây lũ quét kinh hoàng ở vùng hạ du (năm 2013)
Việc phá rừng đầu nguồn, trong đó có những khu vực vườn quốc gia, khu bảo tồn, để xây các công trình thủy điện đã làm mất nhiều diện tích rừng, mất đi đa dạng sinh học trong khu vực.
Ảnh trái: Lưu vực sông Pô Kô mất rừng
Ảnh: Bơm nước tưới cà phê tại Đăklăk vào mùa khô (tháng 4)
Đánh giá tác động xuyên biên giới trên 2 lưu vực sông Sê San, Srêpôk phía hạ du Campuchia
Đã đánh giá được tác động xuyên biên giới về phía hạ du Campuchia trên 2 lưu vực sông Sê San và Srêpôk. Kết quả cho thấy tác động tích lũy của hệ thống 6 bậc thang hồ chứa trên sông Sê San và tác động tích lũy của hệ thống 7 bậc thang hồ chứa trên sông Srêpôk đã làm thay đổi chế độ dòng chảy, làm giảm lưu lượng trung bình các tháng mùa lũ ở hạ lưu, làm tăng lưu lượng trung bình các tháng mùa kiệt ở hạ lưu. Như vậy tác động này là tích cực, làm cho dòng chảy phía hạ lưu Campuchia điều hòa hơn và thuận lợi cho việc khai thác sử dụng nước cho tưới, sinh hoạt, giao thông thủy phía hạ lưu Campuchia
Ảnh trái: Khảo sát sạt lở bờ sông hạ lưu sông SêSan – phần thuộc địa phận Campuchia
Ảnh phải: Đoàn cán bộ khảo sát đến làm việc tại trạm thủy văn Ratanakiri - Campuchia
Tính toán dự báo hạn hán, cân bằng nguồn nước các lưu vực sông Tây Nguyên
Đến năm 2020 dưới tác động của biến đổi khí hậu, nhìn chung nhiệt độ vùng Tây Nguyên tăng khoảng 0,40C – 0,50C, trong khi đó lượng mưa vào mùa Đông và Xuân trên vùng Tây Nguyên giảm từ 1,7% đến 3,8%. Điều này khiến tình trạng khô hạn vào mùa khô càng trở lên nghiêm trọng. Theo kịch bản trung bình, so với thời lỳ 1980 -1999 mức tăng cấp độ hạn khoảng 0,3 - 0,7 cấp vào năm 2020; 1,2 - 1,9 cấp vào năm 2050 và 2,3 - 3,5 cấp vào năm 2100. Đáng lưu ý là, mức tăng cấp độ hạn nhiều nhất ở vùng rất ít hạn hiện tại - Bảo Lộc. Với mức tăng như vậy, cấp độ hạn (được chia thành 9 cấp) vào năm 2020 phổ biến là 3- 4 ở bắc Tây Nguyên, trung Tây Nguyên, cấp 2 ở nam Tây Nguyên. Năm 2050 phổ biến cấp 4 ở bắc Tây Nguyên, cấp 5 ở trung Tây Nguyên (cá biệt cấp 6 ở Ayunpa) cấp 3 ở nam Tây Nguyên, vào năm 2100, phổ biến cấp 6 ở bắc Tây Nguyên, trung Tây Nguyên; cá biệt cấp 7 ở Ayunpa; cấp 4 ở nam Tây Nguyên, kể cả trung tâm mưa Bảo Lộc.
Sự gia tăng cấp độ hạn lãnh thổ Tây Nguyên chắc chắn mở rộng thời gian của mùa hạn, độ dài mùa hạn phổ biến kéo dài thêm 10 - 22 ngày vào năm 2020, 35 -60 ngày vào năm 2050, 70 - 105 ngày vào năm 2100 so với thời kỳ 1980 - 1999.
Với sự gia tăng hạn hán như trên, sẽ không còn nơi nào hạn rất ít như Bảo Lộc tỉnh Lâm Đồng và nguy cơ hạn hán hoang mạc hóa ở Tây Nguyên, nhất là ở bắc Tây Nguyên, trung Tây Nguyên sẽ rất nghiêm trọng, không thua kém các vùng hạn hán điển hình như cực nam Trung Bộ.
Sử dụng mô hình MIKE BASIN tính toán cân bằng nước trên các lưu vực sông Tây Nguyên đến năm 2020, có xét biến đổi khí hậu, cho thấy lượng nước thiếu hụt cho các ngành dùng nước trong vùng tăng lên đáng kể so với phương án tính toán năm 2010. Với tần suất 75% thì toàn lưu vực Tây Nguyên năm 2020 thiếu 4.497x106m3 và với tần suất 85% thiếu hụt 4.540x106m3 nước. Trong đó phần lớn lượng nước thiếu hụt vẫn tập trung vào ngành trồng trọt và đảm bảo dòng chảy tối thiểu. Tổng lượng nước thiếu hụt cho trồng trọt trên toàn Tây Nguyên với tần suất 75% là 2.637x106m3, tăng 459x106m3 so với năm 2010, với tần suất 85% là 2.661x106m3, tăng 398x106m3 so với năm 2010. Tổng lượng nước thiếu hụt cho dòng chảy tối thiểu với tần suất 75% là 1.803x106m3, với tần suất 85% là 1.814x106m3, các ngành còn lại thiếu 64x106m3.
Ảnh: Bản đồ phân bố lượng nước thiếu năm 2010 trên 4 hệ thống sông vùng Tây Nguyên ứng với tần suất P = 85%
Đề xuất các giải pháp tổng thể giải quyết các mâu thuẫn nhằm giảm thiểu các tác động bất lợi của dòng chảy (lũ lụt, hạn hán)
Để giải quyết mâu thuẫn nhằm giảm thiểu các tác động bất lợi của dòng chảy (lũ lụt, hạn hán) các lưu vực sông Tây nguyên, đề tài đã đề xuất các mô hình quản lý tài nguyên nước trên các lưu vực sông Tây Nguyên, bao gồm:
Kết quả nghiệm thu
Hội đồng nghiệm thu kết luận: Đề tài đã sử dụng các phương pháp nghiên cứu phù hợp với nội dung nghiên cứu để giải quyết các mục tiêu của đề tài. Đã thực hiện đầy đủ số lượng, khối lượng, chủng loại các sản phẩm Khoa học công nghệ chính, đạt yêu cầu về chất lượng và yêu cầu khao học đã đặt ra. Đồng thời đề tài đã công bố 05 bài báo trên các tạp chí chuyên ngành trong nước và 08 bài trong kỷ yếu các hội nghị khoa học toàn quốc. Đào tạo 02 Thạc sỹ và hỗ trợ đào tạo 03 nghiên cứu sinh.
Kết quả của đề tài có tác động rất rõ nét đối với Kinh tế, Xã hội, Môi trường Tây Nguyên. Bên cạnh đó, đề tài cần làm rõ hơn giải pháp Tổ chức lưu vực sông (nguyên nhân thất bại trước đây và đề ra giải pháp khả thi hơn), cần chi tiết hơn giải pháp tưới cho cây cà phê.
Đề tài đã được Hội đồng nghiệm thu và đánh giá loại Khá.
