Nghiên cứu đề xuất các mô hình, giải pháp công nghệ khai thác và bảo vệ phát triển bền vững nguồn nước Karst phục vụ cấp nước sinh hoạt tại các vùng núi cao, khan hiếm nước khu vực Bắc Bộ

Vùng núi cao karst khan hiếm nước khu vực phía Bắc là khu vực phân bố các thành tạo Carbonat có tính hòa tan cao, nên có khả năng hình thành các hệ thống khe nứt, hang hốc karst tạo điều kiện thấm nước tốt. Tuy nhiên, do có địa hình cao, phân cắt mạnh, sâu và dốc làm cho khả năng tàng trữ nước kém do bị thoát rất nhanh theo hệ thống khe nứt, hang hốc karst ra mạng lưới xâm thực địa phương tạo nên sự khan hiếm nước rất nghiêm trọng, gây khó khăn cho đời sống của nhân dân.

Trong những năm qua, Đảng và Nhà nước đã quan tâm và đầu tư thích đáng để giải quyết vấn đề cấp nước sinh hoạt cho người dân vùng núi cao thông qua nhiều Chương trình, Dự án khác nhau, do nhiều Bộ, Ngành khác nhau và các tổ chức Quốc tế thực hiện. Nhiều giải pháp khai thác sử dụng các nguồn nước được triển khai áp dụng, như xây bể, lu chứa nước mưa; xây dựng các hồ treo chứa nước, đập ngăn nước; xây dựng các công trình lấy nước tự chảy; khảo sát khoan thăm dò tìm kiếm, khai thác nước từ các giếng đào, giếng khoan… Đến nay, các công trình đó đã và đang mang lại hiệu quả nhất định, giải quyết những khó khăn trong cuộc sống thường ngày của người dân, góp phần cải thiện nâng cao chất lượng cuộc sống cho đồng bào dân tộc ở vùng núi cao. Tuy nhiên, do những tác động của quá trình phát triển kinh tế xã hội, tác động của biến đổi khí hậu, công tác vận hành, quản lý… nên các giải pháp, mô hình cấp nước chưa đáp ứng được nhu cầu thực tế, chưa đảm bảo tính bền vững, dẫn đến tình trạng thiếu nước sinh hoạt nghiêm trọng vẫn xảy ra ở nhiều nơi, nhất là vùng núi cao phát triển các thành tạo carbonat. Chính vì vậy, Thủ tướng chính phủ đã ban hành Quyết định số 264/QĐ-TTg Phê duyệt Chương trình điều tra, tìm kiếm nước dưới đất để cung cấp nước sinh hoạt ở các vùng núi cao, vùng khan hiếm nước và Bộ Khoa học Công nghệ đã giao Viện Khoa học thủy lợi Việt Nam thực hiện Đề tài “Nghiên cứu đề xuất các mô hình, giải pháp công nghệ khai thác và bảo vệ phát triển bền vững nguồn nước Karst phục vụ cấp nước sinh hoạt tại các vùng núi cao, khan hiếm nước khu vực Bắc Bộ”.

Phạm vi thực hiện Đề tài trên 95 xã thuộc 14 tỉnh miền núi phía Bắc: Cao Bằng, Bắc Cạn, Thái Nguyên, Bắc Giang, Lạng Sơn, Phú Thọ, Tuyên Quang, Hà Giang, Hòa Bình, Lào Cai, Yên Bái, Lai Châu, Điện Biên, Sơn La. Những khu vực được cấu tạo là đá trầm tích carbonat.

Đề tài đã áp dụng tổ hợp các phương pháp sau:

- Phương pháp thu thập và kế thừa truyền thống: Trong quá trình thực hiện đề tài, tập thể tác giả đã thu thập một khối lượng lớn các tài liệu, kế thừa các kết quả điều tra nghiên cứu trước đây, đặc biệt là kế thừa các công trình tìm kiếm, thăm dò và chuyển giao tài liệu, công trình của Trung tâm Quy hoạch và Điều tra Tài nguyên nước Quốc gia.

Phương pháp điều tra thực tế: Trong quá trình thực hiện, các tác giả đã tiến hành điều tra thực tế tại tất cả 95 xã thuộc khu vực nghiên cứu để đánh giá được thực trạng, hiệu quả, tình hình bảo vệ các mô hình khai thác sử dụng nguồn nước Karst, tìm hiểu phong tục tập quán của các địa phương, cách thức vận hành, quản lý các mô hình. Các tác giả đã điều tra về các nguồn nước mặt, nước dưới đất trong khu vực nghiên cứu để có cơ sở đánh giá tiềm năng các nguồn có thể sử dụng, tìm hiểu về tình trạng, những cách thức bảo vệ các nguồn nước đó. Đây là những nền tảng hết sức cần thiết để đề xuất các giải pháp phù hợp với từng xã trong khu vực nghiên cứu.

Sau thời gian nghiên cứu, đề tài đã thu được những kết quả như sau:

1. Hầu hết các xã đều đã có các mô hình khai thác nước sinh hoạt nhưng độ bền vững chưa cao. Kết quả điều tra cho thấy với các công trình được điều tra tỷ lệ xuống cấp, hư hỏng của các mô hình khai thác nước còn rất cao lên đến trên 50%, nhất là mô hình khai thác nước từ khe suối có tỷ lệ hư hỏng, xuống cấp cao nhất lên tới 70%.

2. Có hai nhóm nguyên nhân gây ra tình trạng kém bền vững là nhóm ảnh hưởng đến sự hư hỏng các hạng mục công trình và nhóm ảnh hưởng đến sự suy giảm chất lượng, trữ lượng nước.

3. Xuất phát từ tập quán, ý thức sử dụng nước không phải trả tiền nên công tác bảo vệ nguồn nước còn rất hạn chế với hầu hết mô hình chưa được quan tâm bảo vệ cả nguồn cấp lẫn công trình từ người dân và chính quyền.

4. Tổng trữ lượng nước dưới đất có thể khai thác là 184.879 m3 /ngày. So sánh trữ lượng với nhu cầu sử dụng nước cho sinh hoạt năm 2030 cho thấy hầu hết các xã có trữ lượng đủ để đáp ứng. Tuy nhiên, do nước tồn tại trong các hang hốc, khe nứt nên sự bất đồng nhất rất cao, việc xác định các vị trí có thể lấy nước khó khăn cần thăm dò, điều tra thật chi tiết.

5. Các tác giả đề tài đã xây dựng được bộ tiêu chí đánh giá mức độ bền vững của mô hình gồm 5 tiêu chí. Bộ tiêu chí này được sử dụng để đánh giá mức độ bền vững, khả năng hoạt động của các loại mô hình đang được sử dụng tại các khu vực nghiên cứu của đề tài. Áp dụng bộ chỉ số của của các tiêu chí đề tài đã đánh giá cho 95 xã và xác định thứ tự ưu tiên sử dụng từng loại mô hình cho mỗi địa phương. Đề tài đã đề xuất 7 loại mô hình với 26 công nghệ ưu tiên áp dụng cho vùng nghiên cứu cho từng xã trong vùng nghiên cứu tại bảng 5.7.

6. Trên cơ sở đề xuất thứ tự ưu tiên loại mô hình áp dụng cho các địa phương đề tài đã đề xuất áp dụng 02 mô hình tại 2 tỉnh Sơn La và Cao Bằng. Các mô hình này được đề xuất áp dụng sau khi rút ra những bài học kinh nghiệm cho những mô hình đã có và có những điểm mới như sau:

- Với mô hình mạch lộ:

(i) Thu gom các mạch lộ có lưu lượng nhỏ không đáp ứng nhu cầu khai thác.

(ii) Sử dụng phương pháp thu nước từ các mạch lộ bằng giải pháp công nghệ kết hợp giữa hào thu, bể thu, băng thu waterbelt và lớp lọc cát sỏi để loại bỏ bùn cát, tạp chất đảm bảo chất lượng nguồn nước trong, sạch và không bị tắc. (iii) Phân phối nước đến từng hộ tiêu thụ và kiểm soát việc sử dụng tiết kiệm nước bằng việc lắp đồng hồ nước cho các hộ này, đây cũng là cơ sở cho việc thu phí sử dụng nước đảm bảo tính bền vững cho mô hình.

- Với mô hình khai thác nước Karst ngầm: Đề tài đã sử dụng công nghệ chuyển đổi năng lượng inverter kết hợp sử dụng năng lượng mặt trời và các nguồn năng lượng khác để giảm chi phí và tăng độ an toàn trong cấp nước. Ngoài ra đề tài cũng kiểm soát phân phối nước bằng đồng hồ và khoanh vùng bảo vệ cho giếng khoan an toàn, ổn định.

- Đề tài đã xây dựng và khoanh định cho được các đới phòng hộ vệ sinh và đới phát triển nguồn nước gồm đới I bảo vệ nghiêm ngặt, đới II bảo vệ nguồn nước khỏi bị ô nhiễm hóa chất và vi sinh và đới III bảo vệ, phát triển nguồn bổ cập cho nước dưới đất đảm bảo việc sử dụng nước an toàn và duy trì nguồn nước ổn định cho cả 2 mô hình.

Có thể tìm đọc báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 16321/2019) tại Cục Thông tin KHCNQG.

Đ.T.V (NASATI)