Vu Gia - Thu Bồn là một hệ thống sông lớn nhất ở khu vực Trung Trung Bộ với diện tích lưu vực 10.350km². Lưu vực này chiếm khoảng 2,5% nguồn nước quốc gia, sản xuất khoảng 1,5% GDP và khoảng 2% sử dụng cho tưới tiêu. Hệ thống sông Vu Gia - Thu Bồn, gồm hai nhanh sông chính là Vu Gia và Thu Bồn. Sông Vu Gia bắt nguồn từ vùng núi cao phía Tây Nam tỉnh Quảng Nam, bao gồm nhiều nhánh sông lớn hợp thành. Sông Thu Bồn bắt nguồn từ vùng biên giới 3 tỉnh Quảng Nam, Quảng Ngãi và Kon Tum.

Những năm gần đây, kinh tế - xã hội trong vùng có những bước phát triển mạnh mẽ và để đáp ứng nhu cầu năng lượng ngày càng gia tăng, địa phương cùng với các nhà đầu tư đã tiến hành lập quy hoạch và xây dựng hàng loạt các nhà máy thủy điện lớn nhỏ trên lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn. Sự phát triển “nóng” và thiếu bền vững các nhà máy thủy điện với mật độ dày trên thượng nguồn lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn đã phát sinh nhiều tác động tiêu cực đến môi trường, sinh thái và sinh kế của các cộng đồng dân cư không chỉ ở lưu vực sông mà còn xuống vùng bờ biển và biển. Mẫu thuẫn trong sử dụng và phân bổ nguồn nước giữa các ngành và giữa các vùng đã nảy sinh mâu thuẫn đặc biệt giữa thủy điện và các ngành dùng nước khác như nông nghiệp, nước cho sinh hoạt, môi trường đã nảy sinh; giữa các vùng thượng nguồn và hạn nguồn tại lưu vực. Do đó, việc xác định số lượng, nhu cầu và định hướng phân bổ tài nguyên là hết sức quan trọng, giúp người hoạch định chính sách có cái nhìn rõ nét về và đưa ra vấn đề phân bổ ở khu vực đã đảm bảo các mục tiêu phân bổ về chia sẻ công bằng giữa các đối tượng sử dụng nước, đảm bảo kết hoạch ngắn hạn cũng như kế hoạch dài hạn trong việc sử dụng nước của các đối tượng nước nhất là trong thời điểm hiện nay khi mà hiện tượng han hiếm nước gia tăng trên lưu vực, đặc biệt là vào mùa khô.

Viễn thám được định nghĩa là khoa học thu thập thông tin về một đối tượng, khu vực hay hiện tượng thông qua việc phân tích các dữ liệu thu được từ cảm biến mà không tiếp xúc trực tiếp với các mục tiêu điều tra. Viễn thám mạnh mẽ trong việc quan trắc thành lập bản đồ và quản lý nguồn tài nguyên trên trái đất. Ưu điểm chính của công nghệ viễn thám là khả năng quan sát khu vực rộng lớn và các khu vực khó tiếp cận. Việc sử dụng công nghệ viễn thám liên quan đến quản lý dữ liệu không gian rộng lớn và đòi hỏi một hệ thống xử lý dữ liệu hiệu quả, hệ thống thông tin địa lý (GIS) với khả năng phân tích không gian, tích hợp các lớp thông tin trong nhiều định dạng khác và được cho là hệ thống phù hợp cho quản lý hiệu quả cơ sở dữ liệu lớn và phức tạp. Việc tích hợp viễn thám và công nghệ GIS tạo ra một công cụ hiệu quả trong quan trắc, giám sát và quản lý tài nguyên trên trái đất trong đó có tài nguyên nước. Xuất phát từ lý do đó, TS. Trịnh Thị Hoài Thu và nhóm nghiên tại Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội - Bộ Tài nguyên và Môi trường đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS xác định số lượng, nhu cầu sử dụng và phân bổ tài nguyên nước mặt phục vụ quy hoạch tài nguyên nước lưu vực sông liên tỉnh: Áp dụng thử nghiệm cho lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn”.

Các nội dung nghiên cứu bao gồm:

1. Điều tra, thu thập số liệu và tài liệu.

2. Tổng quan các vấn đề nghiên cứu

3. Nghiên cứu cơ sở khoa học ứng dụng viễn thám và GIS vào xác định tiểu lưu vực sông và phân vùng quy hoạch phục vụ xác định số lượng nước, nhu cầu và phân bổ tài nguyên nước mặt

4. Nghiên cứu cơ sở khoa học ứng dụng viễn thám và GIS xây dựng bản đồ phân vùng hiện trạng sử dụng nước mặt

5. Nghiên cứu cơ sở khoa học ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS vào đánh giá, xác định số lượng nước mặt phục vụ quy hoạch tài nguyên nước lưu vực sông liên tỉnh

6. Nghiên cứu cơ sở khoa học ứng dụng viễn thám và GIS xác định nhu cầu sử dụng nước mặt phục vụ quy hoạch tài nguyên nước lưu vực sông liên tỉnh

7. Nghiên cứu cơ sở khoa học ứng dụng công nghệ GIS định hướng phân bổ tài nguyên nước mặt phục vụ quy hoạch tài nguyên nước lưu vực sông liên tỉnh

8. Xây dựng quy trình ứng dụng công nghệ viễm thám và GIS xác định số lượng, nhu cầu và định hướng phân bổ tài nguyên nước mặt phục vụ quy hoạch tài nguyên nước lưu vực sông liên tỉnh.

Sau khi thực hiện các nội dung của đề tài, nhóm nghiên cứu rút ra một số kết luận như sau:

- Về cách nghiên cứu tiếp cận nước dựa trên quan điểm quản lý tổng hợp nguồn nước theo quy mô lưu vực từ thượng nguồn xuống hạ nguồn, tích hợp tài nguyên đất và nước.

- Xây dựng được cách tích hợp viễn thám và GIS xác định được số lượng nước, từ đó xác định nhu cầu và phân bổ tài nguyên nước cho lưu vực.

- Từ liệu viễn thám cung cấp dữ liệu DEM và ảnh phục vụ cho việc xác định dòng chảy, xác định phạm vi lưu vực và dữ liệu lớp phủ/ sử dụng đất. Các phương pháp phân loại bao gồm: phương pháp phân loại đối tượng ảnh Google earth, phân loại RF trên GEE tập hợp dữ liệu ảnh Landsat đã được sử dụng cho ra kết quả 11 loại hình lớp phủ/ sử dụng đất tại lưu vực với độ chính xác sai số tổng thể là 0.77.

 - Xác định được lưu lượng dòng chảy tại các tiểu lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn thông qua phương trình SCS-CN, kết quả đã đánh giá được lưu lượng đo tại 2 trạm Nông Sơn và Thành Mỹ được đánh giá là tốt và tương đồng cao với lưu lượng đo thực tế.

- Nghiên cứu phân ra 5 vùng quy hoạch sử dụng nước dựa trên sự tương đồng về điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội và dựa trên chính sách của các địa phương trong lưu vực bao gồm: vùng Hạ lưu sông Thu Bồn, vùng hạ lưu sông Vu Gia, vùng trung lưu sông Vu Gia - Thu Bồn, vùng thượng lưu sông Thu Bồn và vùng thượng lưu sông Vu Gia.

- Nhu cầu nước được xác định thông qua dữ liệu lớp phủ/ sử dụng đất được chiết tách từ viễn thám kết hợp với dữ liệu thống kê vê dân số, vật nuôi cho từng vùng.

- Thiết lập mô hình phân bổ phù hợp với thực tế với mức tương quan theo 5 vùng quy hoạch. Kết quả cho thấy nhu cầu sử dụng nước cho từng vùng, 22 cũng như lượng nước cung cấp hay phân bổ cho từng vùng. Trong 5 vùng quy hoạch theo cho thấy thiếu nước xảy ra ở 3 vùng đó là vùng 1, vùng 3 và vùng 5. Các tháng thiếu nước gồm có tháng 4, tháng 5 và tháng 9, trong đó thiếu nhiều nhất ở tháng 4 và 5 tại vùng 3. Các tháng này là tháng mùa khô, đồng thời tháng 5 là tháng mà sử dụng nước nhiều nhất trong toàn lưu vực.

Nghiên cứu mới chỉ xác định nghiên cứu phân bổ cho thời điểm hiện tại do đó cần xây dựng các kịch bản phân bổ tối ưu hóa, đặc biệt là liên kết phân bổ với vận hành các hồ chứa, biến động tài nguyên đất cho tương lai. Ngoài ra, trong nghiên cứu này mới chỉ sử dụng đơn thuần một loại viễn thám giám sát môi trường, cần có những nghiên cứu tích hợp giữa viễn thám giám sát môi trường và viễn thám khí tượng.

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 19494/2021) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.

P.T.T (NASATI)