Bằng cách tiếp cận mới Nước - Năng lượng - Lương thực, các nhà nghiên cứu đã xây dựng công cụ cho phép theo dõi phân bố dòng chảy, từ đó đề xuất giải pháp điều phối nguồn nước phù hợp, hiệu quả hơn giữa các ngành và các địa phương.

Từ bài toán thiếu nước

Lưu vực sông Ba nằm ở khu vực Nam Trung Bộ, trải dài qua các tỉnh Gia Lai và Đắk Lắk với dòng sông chính chảy từ vùng núi cao Trường Sơn xuống đồng bằng và đổ ra biển tại Tuy Hòa. Địa hình lưu vực có sự phân hóa rõ rệt: thượng nguồn là vùng núi cao, trong khi hạ lưu là đồng bằng ven biển, khiến lượng mưa và dòng chảy biến đổi mạnh theo mùa.

Lưu vực sông Ba và các tiểu vùng.

Bên cạnh yếu tố tự nhiên, trên lưu vực còn có nhiều hồ chứa và công trình thủy điện, giữ vai trò quan trọng trong điều tiết nước phục vụ nông nghiệp, phát điện và sinh hoạt. Tuy nhiên, thực tế vận hành cho thấy sự điều phối nguồn nước chưa thực sự hợp lý: vào mùa khô, các hồ thường ưu tiên tích nước và phát điện, làm giảm dòng chảy về hạ du; trong khi mùa mưa, việc xả lũ kết hợp với mưa lớn có thể làm gia tăng nguy cơ ngập lụt. Chính những đặc điểm tự nhiên và cách thức vận hành này khiến việc phân bổ và sử dụng nước trong lưu vực sông Ba trở nên phức tạp.

Trong bối cảnh đó, đề tài: “Nghiên cứu phân bổ tài nguyên nước mặt dưới tác động của biến đổi khí hậu ở quy mô lưu vực sông bằng phương pháp tiếp cận mối liên kết Nước - Năng lượng - Lương thực (WEF) (Trường hợp nghiên cứu ở lưu vực sông Ba)” (mã số: KHCBTĐ.01/24-25) đã được triển khai. Đề tài do PGS.TS. Phan Thị Thanh Hằng và nhóm nghiên cứu Viện Các Khoa học Trái đất - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam thực hiện, góp phần mở ra hướng tiếp cận mới trong quản lý tài nguyên nước. Không chỉ dừng lại ở việc mô phỏng và dự báo dòng chảy, nghiên cứu còn làm rõ mối liên kết chặt chẽ giữa Nước - Năng lượng - Lương thực, qua đó góp phần định hình lại cách con người khai thác, sử dụng và bảo vệ nguồn tài nguyên này theo hướng bền vững hơn.

Mối liên kết Nước - Năng lượng - Lương thực trong mục tiêu phát triển bền vững.

Đến cách tiếp cận tổng thể

Trong khuôn khổ nghiên cứu, nhóm đã xây dựng được “bức tranh tổng thể” về tài nguyên nước trên lưu vực sông Ba bằng cách kết hợp nhiều loại thông tin khác nhau: từ mưa, dòng chảy, đặc điểm đất đai, đến nhu cầu nước của cây trồng và cách vận hành các hồ chứa. Trên cơ sở đó, các nhà nghiên cứu đã phát triển mô hình tính toán tích hợp giữa Nước - Năng lượng - Lương thực, cho phép theo dõi toàn bộ “hành trình của nước” từ khi hình thành dòng chảy, được sử dụng cho sản xuất, đến khi được phân chia giữa các ngành như nông nghiệp, thủy điện và sinh hoạt.

Thiết lập bộ mô hình đánh giá mối quan hệ Nước - Năng lượng - Lương thực.

Hiểu một cách đơn giản, công cụ này giúp trả lời những câu hỏi thực tế như nước đang có bao nhiêu, được dùng vào đâu và nếu thay đổi cách sử dụng thì điều gì sẽ xảy ra? Đây cũng là lần đầu tiên cách tiếp cận tổng thể, xem xét đồng thời mối quan hệ giữa Nước - Năng lượng - Lương thực được áp dụng đầy đủ cho một lưu vực sông nhiệt đới như sông Ba, giúp việc ra quyết định không còn dựa trên từng ngành riêng lẻ mà trở nên toàn diện hơn.

Chia sẻ về quá trình triển khai, PGS.TS. Phan Thị Thanh Hằng cho biết: Khó khăn lớn nhất không chỉ nằm ở dữ liệu hay mô hình mà là sự phức tạp của thực tiễn. Mạng lưới quan trắc trên lưu vực còn thưa, dữ liệu thiếu và không đồng nhất.

PGS.TS. Phan Thị Thanh Hằng (thứ hai từ bên trái) trao đổi cùng nhóm nghiên cứu.

Các nhà khoa học còn xây dựng các kịch bản biến đổi khí hậu mới nhất đến cuối thế kỷ 21. Kết quả cho thấy nguồn nước trên lưu vực sẽ tiếp tục biến động mạnh, đặc biệt là xu hướng thiếu nước vào mùa khô ngày càng rõ rệt. Điều này đồng nghĩa với việc các xung đột trong sử dụng nước vốn đã tồn tại giữa nông nghiệp, thủy điện và sinh hoạt có nguy cơ gia tăng trong tương lai.

Một điểm đáng chú ý là nghiên cứu đã chỉ ra “bài toán thiếu nước” khi ưu tiên phát điện, lượng nước thiếu ở hạ du tăng cao; khi không có thứ tự ưu tiên, tình trạng thiếu nước vẫn diễn ra. Ngược lại, nếu ưu tiên cho nông nghiệp, đặc biệt là nước tưới, thì mức thiếu nước giảm đáng kể. Phần lớn lượng thiếu này lại tập trung vào mùa khô, thời điểm kéo dài phần lớn trong năm.

PGS.TS. Phan Thị Thanh Hằng cho biết thêm: Từ các kết quả tính toán, nhóm đã đề xuất xác lập thứ tự ưu tiên sử dụng nước trên toàn lưu vực. Theo đó, nước cho sinh hoạt và các nhu cầu thiết yếu được đặt lên hàng đầu, tiếp đến là nông nghiệp, trong khi hoạt động phát điện cần được điều chỉnh linh hoạt theo lượng nước thực tế. Việc “ưu tiên” này không mang tính cắt giảm đơn thuần mà được xác định dựa trên các kịch bản tính toán cụ thể: nếu giữ nước để phát điện thì hạ du sẽ thiếu bao nhiêu, nếu tăng cấp nước cho tưới tiêu thì ảnh hưởng đến điện ra sao. Nhờ đó, việc vận hành hồ chứa có thể được điều chỉnh theo từng thời điểm, thay vì cố định như trước. Đây không chỉ là giải pháp kỹ thuật mà còn là sự chuyển đổi trong tư duy quản lý, từ cách làm riêng lẻ theo từng ngành sang điều phối tổng thể ở quy mô toàn lưu vực.

Giá trị thực tiễn từ mô hình tích hợp

Trên cơ sở đó, nghiên cứu đưa ra nhiều đề xuất có thể áp dụng ngay trong thực tế. Trong đó có việc rà soát và nâng cấp hệ thống công trình thủy lợi nhằm đảm bảo ổn định diện tích tưới, đồng thời khuyến khích các phương pháp tưới tiết kiệm để giảm áp lực lên nguồn nước. Trong khi, việc vận hành các hồ chứa cần gắn với yêu cầu duy trì dòng chảy tối thiểu cho hạ du, qua đó vừa hạn chế xâm nhập mặn, vừa cải thiện chất lượng môi trường nước. Những giải pháp này cho thấy, thay vì thiếu nước tuyệt đối, vấn đề của lưu vực sông Ba nằm ở cách phân bổ và hoàn toàn có thể cải thiện nếu được điều phối hợp lý.

Hồ Ayun Pa - Lưu vực sông Ba.

PGS.TS. Phan Thị Thanh Hằng nhấn mạnh: Điều quan trọng nhất không nằm ở việc xây dựng được bao nhiêu mô hình mà là những kết quả đó có thể được sử dụng trong thực tế hay không. Khi các địa phương có thể dựa vào kết quả nghiên cứu để lập quy hoạch, điều phối nguồn nước hay giải quyết các vấn đề cụ thể, đó mới là giá trị thực sự của khoa học.

Hội đồng nghiệm thu cấp Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đánh giá cao các kết quả mà đề tài đã đạt được, đặc biệt là việc cung cấp cách tiếp cận mới trong quản lý tài nguyên nước theo hướng tích hợp. Nghiên cứu cho phép xem xét đồng thời nhu cầu của nhiều ngành và xây dựng các phương án điều phối nguồn nước phù hợp theo từng thời điểm, qua đó tạo cơ sở khoa học quan trọng phục vụ công tác quy hoạch và vận hành hệ thống công trình trên lưu vực sông Ba.

Bên cạnh giá trị về phương pháp, đề tài đã xây dựng được hệ thống sản phẩm có tính ứng dụng cao, bao gồm báo cáo đánh giá hiện trạng khai thác và sử dụng nước, bộ dữ liệu phục vụ các mô hình tích hợp (SWAT, CROPWAT, WEAP) cùng các kịch bản khí hậu mới và báo cáo đề xuất giải pháp phân bổ tài nguyên nước theo tiếp cận Nước - Năng lượng - Lương thực. Kết quả nghiên cứu cũng được công bố trên các tạp chí khoa học trong nước và quốc tế, trong đó có các bài báo thuộc danh mục SCI-E và ESCI, góp phần khẳng định giá trị khoa học và khả năng hội nhập quốc tế của đề tài.

Hội đồng nhận định các kết quả này có tính thực tiễn cao, có thể được các Sở khoa học và công nghệ, Sở nông nghiệp và môi trường tại các địa phương trong lưu vực sông Ba sử dụng trong công tác quản lý. Đồng thời, đây là tài liệu tham khảo hữu ích cho các cơ sở nghiên cứu, đào tạo trong lĩnh vực khoa học Trái đất.