Tình hình hạn hán thời gian vừa qua ở lưu vực sông Hồng xảy ra trên diện rộng với mức độ khá trầm trọng ảnh hưởng đến hoạt động sản xuất ở nhiều địa phương như thiếu nước phục vụ sinh hoạt, công nghiệp, thiếu nước tưới, ảnh hưởng đến hoạt động của hệ thống hồ chứa thủy điện, suy giảm nước ngầm, tắc nghẽn giao thông thủy. Hạn cũng gây ra những ảnh hưởng xấu đến môi trường sinh thái lưu vực sông như ô nhiễm nguồn nước, xâm nhập mặn vùng cửa sông. Hạn hán xảy ra khi mưa rơi trên lưu vực thấp hơn trung bình nhiều năm, khi dòng chảy đến trong sông nhỏ hơn giá trị trung bình của chuỗi số liệu đo, ngoài ra sụt giảm nguồn nước trên lưu vực sông còn có nguyên nhân rất lớn từ các hoạt động khai thác không hợp lý của các hoạt động sản xuất  trên lưu vực. Hoạt động phát triển kinh tế xã hội trên lưu vực sông Hồng sẽ dẫn đến tình trạng rất khó phân chia tài nguyên cho các cá thể để cùng phát triển đồng thời một cách hiệu quả nhất. Từ việc cần thiết phải tìm một hướng giải quyết đã dẫn đến yêu cầu cần có một phương pháp giải quyết bài toán vận hành hệ thống chia sẻ nguồn nước một cách hợp lý đồng thời đảm bảo hài hòa với môi trường.

Từ năm 2006 TS Tô Trung Nghĩa, Viện trưởng Viện Quy hoạch Thuỷ lợi đã chủ trì thực hiện đề tài nghiên cứu cấp Bộ ”Nghiên cứu cơ sở khoa học và giải pháp công nghệ để phát triển bền vững lưu vực sông Hồng” góp phần giải quyết vấn đề trên.

Viện Quy hoạch Thuỷ lợi, là cơ quan tư vấn của Bộ Nông nghiệp và PTNT với đội ngũ cán bộ khoa học kỹ thuật có kinh nghiệm lâu năm trong công tác lập quy hoạch phát triển tài nguyên nước cùng với kinh nghiệm xây dựng, phát triển và ứng dụng phương pháp luận mới như quy hoạch chiến lược, quy hoạch quản lý cùng một loạt các mô hình toán tiên tiến hiện nay. Nghiên cứu đã đề xuất và triển khai vào ứng dựng thực tế các phương pháp luận và công nghệ mới, tiên tiến như (i) Phương pháp luận quy hoạch chiến lược, (ii) Công nghệ phân tích tối ưu hóa hệ thống GAMS , và (iii) Mô hình toán mô phỏng biến đổi hệ sinh thái nguồn nước ECOLab. Kết quả nghiên cứu của đề tài đã góp phần nâng cao hiệu quả công tác quản lý, khai thác, bảo vệ môi trường nguồn nước đáp ứng các yêu cầu của phát triển kinh tế lưu vực sông Hồng-Thái Bình.

Nghiên cứu đã xem xét tổng hợp đa ngành trong bài toán chia sẻ, phân bổ nguồn nước lưu vực sông Hồng-Thái Bình. Thông qua việc đưa vào ứng dụng xây dựng các kịch bản phát triển, phương pháp tối ưu kinh tế phân bổ nguồn nước, tính toán diễn biến môi trường nguồn nước cùng xem xét đến tác động của biến đổi khí hậu với sản phẩm là một hệ thống hỗ trợ ra quyết định phục vụ tính toán phân bổ nguồn nước sẽ phục vụ cho công tác quản lý và khai thác nguồn nước lưu vực sông Hồng-Thái Bình hiệu quả và bền vững. Qua tính toán ứng dụng công nghệ sử dụng trong nghiên cứu, gồm có công nghệ phân tích tối ưu hệ thống GAMS và công nghệ mô phỏng hệ thống môi trường sinh thái nguồn nước ECOLab, cho thấy các công nghệ này có thể phục vụ tốt cho mục tiêu quản lý khai thác để phát triển bền vững lưu vực sông Hồng-Thái Bình trong thời gian tới. Hiện hai công cụ này cũng là công cụ đang được mở rộng triển khai ứng dụng trong quản lý, khai thác và bảo vệ nguồn nước trên thế giới. Phương pháp luận được sử dụng trong nghiên cứu đặt trọng tâm vào nội dung phân tích tối ưu hệ thống sẽ phục vụ hiệu quả cho bước chuyển tiếp trong công tác quy hoạch trong thời gian tới từ quy hoạch phát triển sang quy hoạch quản lý.

Kết quả phân tích tính toán mô hình kinh tế, mô hình môi trường đã xây dựng được mô hình toán tối ưu kinh tế phân bổ nguồn nước cho giai đoạn 2010 và 2020 tìm được phương án phân bổ nguồn nước để tối đa lợi ích kinh tế đồng thời thỏa mãn các ràng buộc về môi trường theo các kịch bản phát triển lưu vực sông Hồng-Thái Bình giai đoạn 2010 và 2020. Đề tài đã xây dựng được mô hình toán môi trường nguồn nước lưu vực sông Nhuệ và đề xuất được phương án vận hành hệ thống công trình thủy lợi sông Nhuệ đảm bảo cấp đủ nước cho hệ thống công trình thủy lợi sông Nhuệ giai đoạn năm 2010 và 2020. Kết quả tính toán cũng đề xuất được biện pháp công trình đảm bảo giảm thiểu ô nhiễm phục vụ mục đích sản xuất và bảo vệ môi trường nguồn nước hệ thống công trình thủy lợi. Đặc biệt phương án lựa chọn đã khai thông dòng chảy sông Nhuệ về hạ du cho phép duy trì một lưu lượng qua đập Nhật Tựu liên tục trong mùa khô, đồng thời cũng cho phép chuyển nước từ sông Nhuệ vào sông Tô Lịch giúp pha loãng ô nhiễm nguồn nước sông Tô Lịch đoạn chảy qua khu vực nội thành Hà Nội.

Trong tương lai vấn đề chia sẻ nguồn nước trên lưu vực sông Hồng-Thái Bình vẫn là một thách thức lớn. Mặc dù hoạt động sản xuất nông nghiệp trên lưu vực sông đã góp phần đảm bảo an ninh lương thực, duy trì ổn định dân cư trong vùng nhưng trong tương lai, đặc biệt là hoạt động khai thác sử dụng nước cho tưới lúa cần thiết phải hạn chế theo hướng tưới tiết kiệm hoặc chuyển sang trồng các cây chịu hạn, chuyển sang chăn nuôi. Để giải quyết vấn đề thiếu nước, biến đổi khí hậu trong tương lai cần tiếp tục nghiên cứu và đưa vào ứng dụng phương pháp phân tích tối ưu hệ thống nhằm sử dụng hiệu quả nhất nguồn tài nguyên nước của lưu vực sông Hồng-Thái Bình.

Hiện tại phương án cải thiện môi trường nguồn nước sông Nhuệ đề xuất trong nghiên cứu là biện pháp tình thế khi khả năng về kỹ thuật và tài chính của ta chưa cho phép, về lâu dài tất cả các hoạt động xả thải đều bắt buộc phải qua xử lý. Đặc biệt với trường hợp nước thải Hà nội đổ trực tiếp ra sông Hồng như hiện đã, đang và sẽ làm ô nhiễm nguồn nước dòng chính sông Hồng về hạ du.

Trên vùng nghiên cứu lợi ích mang lại từ phát điện chiếm khoảng 8% đến 13% tổng lợi ích chung cho các mục tiêu sử dụng nước. Trường hợp tập trung cho mục tiêu phát điện thì lợi ích mang lại cho phát điện có tăng nhưng không lớn trong khi sẽ dẫn đến bất lợi lớn trong cấp nước cho các mục tiêu sử dụng nước khác như cấp nước, giao thông thủy, tưới và duy trì môi trường trên lưu vực sông Hồng-Thái Bình. Đặc biệt trong một số năm gần đây cùng với điều kiện dòng chảy có diễn biến bất thường, đôi khi công tác phối hợp vận hành điều tiết nguồn nước từ các hồ chứa lớn phục vụ đa mục tiêu đã gây ra hiện tượng thiếu nước phục vụ tưới, ảnh hưởng đến giao thông thủy và môi trường nguồn nước lưu vực sông. Để đảm bảo phục vụ cho chủ trương lớn của nhà nước về nông nghiệp, nông thôn và nông dân thì công tác thủy lợi cấp nước phục vụ phát triển nông nghiệp cần được chú ý ưu tiên trong thời gian tới, trong đó phối hợp chia sẻ nguồn nước giữa các mục tiêu sử dụng nước, phối hợp vận hành hệ thống hồ chứa lớn đa mục tiêu điều tiết nước phục vụ các mục tiêu sử dụng nước ở hạ du cần được đặc biệt quan tâm. Để hạn chế tối đa tác động xấu đến hệ thống điện các cơ quan quản lý vận hành nên có kế hoạch giảm công suất phát các loại hình phát điện ngoài thủy điện (như phát điện sử dụng than, khí đốt) trong thời gian các nhà máy thủy điện phải hoạt động với công suất lớn để điều tiết nước về hạ du thời gian đổ ải vụ đông xuân.

Hiện tại nghiên cứu chưa phân tích đánh giá cho hệ thống trong mùa lũ mặc dù vấn đề chia sẻ nguồn nước và ô nhiễm môi trường nguồn nước trong mùa lũ không nổi cộm như trong mùa cạn. Đồng thời nghiên cứu cũng chưa xem xét hiệu ích kinh tế gián tiếp đem lại của các yếu tố về xã hội và môi trường trong các phương án phân bổ nguồn nước và bảo vệ môi trường. Trong thời gian tới cần tiếp tục cập nhật bổ sung thông tin số liệu để có thể đưa vào xem xét, đánh giá định lượng hiệu ích kinh tế của các yêu cầu của xã hội và môi trường đối với nguồn nước cũng như phân tích đánh giá các phương án chia sẻ nguồn nước và bảo vệ môi trường nguồn nước trong mùa lũ. Bộ Nông nghiệp và PTNT cùng các ngành liên quan cần tiến hành các nghiên cứu để ứng phó với biến đổi khí hậu toàn cầu đặc biệt chú ý đến quản lý, khai thác và bảo vệ nguồn tài nguyên nước.

Nghiên cứu cũng đã tổ chức Khóa đào tạo ECOLab đầu tiên ở Việt Nam do chuyên gia của Viện DHI (Đan Mạch) thực hiện – hiện ECOLab đã được cán bộ Viện Quy hoạch Thủy lợi và nhóm nghiên cứu triển khai ứng dụng thành công ở Việt Nam. Tháng 9/2009 Viện Quy hoạch Thủy lợi đã thực hiện khóa đào tạo công nghệ ECOLab cho cán bộ của Bộ Tài nguyên và Môi trường. Thông qua phối hợp thực hiện đề tài Viện Quy hoạch Thủy lợi đã mở hợp tác nghiên cứu với Trường Đại học Bách khoa Milan và Viện đã cử cán bộ sang nghiên cứu sau đại học tại Cộng hòa Ý, gồm 03 nghiên cứu Thạc sỹ và 01 nghiên cứu Tiến sỹ. Đội ngũ cán bộ được đào tạo thông qua các nội dung nghiên cứu tại Viện Quy hoạch Thủy lợi đã và sẽ góp phần nâng cao hiệu quả công tác quy hoạch và quản lý nguồn nước ở Việt Nam trong thời gian tới.

TS. Tô Trung Nghĩa và TS. Lê Hùng Nam - Viện Quy hoạch Thủy lợi

Một số hình ảnh

 

Hoạt động hợp tác giữa Viện Quy hoạch Thủy lợi và Trường Đại học Bách khoa Milan - Khóa đào tạo sử dụng hệ thống PIP/TWOLe tháng 5/2008 tại Hà Nội

Khóa đào tạo sử dụng ECOLab do chuyên gia Viện Quy hoạch Thủy lợi thực hiện tại Trung tâm Tư vấn và Công nghệ môi trường - Bộ Tài nguyên và Môi trường tháng 9/2009

Hoạt động hợp tác giữa Viện Quy hoạch Thủy lợi và Viện Thủy lực Đan Mạch-Khóa đào tạo sử dụng ECOLab tháng 9/2007 tại Hà Nội