Hồ chứa và nguy cơ bồi lắng dưới tác động của biến đổi khí hậu

      Hồ chứa nước là công trình được hình thành bởi đập dâng nước và các công trình có liên quan để điều tiết dòng chảy, cắt, giảm lũ, cung cấp nước cho sản xuất công nông nghiệp, sinh hoạt, phát điện và cải thiện môi trường. Việc xây dựng và khai thác hồ chứa đã tạo ra các tiền đề quan trọng để phát triển sản xuất, tạo thêm việc làm, hình thành các trung tâm dân cư mới, góp phần ổn định và phát triển kinh tế - xã hội cho cả một khu vực, vùng lãnh thổ.

     Đất nước ta nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa, là khu vực có nguồn nước dồi dào và mạng lưới sông ngòi dày đặc. Bên cạnh đó, địa hình đồi núi chiếm tới gần ¾ diện tích là những điều kiện vô cùng thuận lợi cho việc phát triển và khai thác các hồ chứa nước, đáp ứng nhu cầu dân sinh kinh tế. Hiện nay, theo báo cáo về “An ninh nguồn nước phục vụ sản xuất, sinh hoạt và quản lý an toàn hồ, đập” giải trình với Quốc Hội ngày 16/09/2020, cả nước ta có cả nước có 7.570 đập, hồ chứa đã đưa vào vận hành khai thác với tổng dung tích khoảng 70,5 tỷ m3; trong đó, có 429 đập, hồ chứa thủy điện với tổng dung tích khoảng 56 tỷ m3, 7.169 đập, hồ chứa thủy lợi với tổng dung tích trên 14,5 tỷ m3.

     Các hồ chứa này sau một thời gian sử dụng đều xuất hiện bồi lắng ở các mức độ khác nhau làm giảm hiệu quả vận hành và tuổi thọ hồ. Với khí hậu nhiệt đới gió mùa, nước ta luôn phải đối mặt với các hiện tượng nắng, gió và mưa bão. Điều này dẫn đến hiện tượng xói mòn đất và chúng diễn biến ngày càng nghiêm trọng dưới tác động của BĐKH. Mặt khác, các hoạt động khai thác lưu vực vì mục đích kinh tế thuần túy càng làm tăng hiện tượng xói mòn. Hậu quả là, đất đai ngày càng bị suy thoái, năng suất trồng trọt bị suy giảm, độ đục của dòng chảy tăng dẫn đến quá trình bồi lắng cát bùn diễn ra ngày càng mãnh liệt hơn gây thiệt hại lớn cho các ngành kinh tế và đe dọa an ninh nguồn nước. Hiện nay việc tính toán, dự báo dòng chảy bùn cát đến hồ và mô tả sự phân bố của chúng trong phạm vi lòng hồ một cách chính xác là một vấn đề vô cùng cấp bách. Giải quyết được vấn đề này sẽ giúp cho công tác thiết kế, vận hành và quản lý hồ chứa được hiệu quả hơn, góp phần nâng cao tuổi thọ hồ và phát triển bền vững.

                                           

Hình 1. Dòng chảy bùn cát tại hạ lưu hồ Pleikrong

     Trong bối cảnh đó, Trường Đại học thủy lợi và Trường Đại học quốc gia Chungnam đã hợp tác thực hiện đề tài nghị định thư “Nghiên cứu dòng chảy bùn cát đến hồ chứa có xét đến các yếu tố chịu tác động của biến đổi khí hậu - áp dụng cho một hồ chứa tại Việt Nam” với những  mục tiêu chính sau i) đánh giá và dự báo lượng bùn cát đến hồ với các kịch bản khác nhau, ii) phân tích sự phân bố bùn cát trong lòng hồ chứa theo thời gian và không gian, iii) đề xuất các phương pháp giảm thiểu nhằm cân bằng giữa lượng bùn cát đến và đi khỏi hồ. Kết quả của đề tài sẽ giúp nâng cao tuổi thọ của hồ chứa, hướng tới việc sử dụng và khai hồ một cách bền vững.

                                               

Hình 2. PGS. TS Nguyễn Thu Hiền chủ nhiệm đề tài báo cáo tại hội thảo “Thực trạng và nguyên nhân gây bồi lắng hồ chứa tại Việt Nam dưới tác động của biến đổi khí hậu”

     Thời gian thực hiện đề tài từ 9/2020 đến tháng 9/2023. Hồ chứa được lựa chọn trong nghiên cứu là hồ Pleikrong, nằm trên địa bàn tỉnh Kon Tum. Sau hai năm triển khai, sơ bộ đề tài đã đạt được những thành quả nhất định sau:

  • - Xây dựng mô hình tính toán dòng chảy bùn cát đến hồ và dự báo lượng bùn cát bồi lắng trong hồ đến năm 2050 dưới tác động của BĐKH. Kết quả chi tiết được thể hiện qua bài báo khoa học “Prediction of Reservoir Sedimentation in the Long Term Period Due to the Impact of Climate Change: A Case Study of Pleikrong Reservoir” đăng trên tạp chí Journal of Disaster Research (ISI/Scopus) theo đường link sau đây https://www.fujipress.jp/jdr/dr/dsstr001700040552/.
  • - Thiết lập phương pháp phân tích khí xu thế biến động của các chỉ số khí hậu cực đoan. Kết quả áp dụng cho lưu vực sông Geum tại Hàn quốc được thể hiện qua bài báo khoa học “Detailed Trend Analysis of Extreme Climate Indices in the Upper Geum River Basin” được đăng trên tạp chí Water (SCIE) theo đường link sau https://www.mdpi.com/2073-4441/13/22/3171
  • - Phân tích và lưa chọn mô hình toán thích hợp để tính toán dòng chảy bùn cát đến hồ và bồi lắng hồ chứa. Kết quả chi tiết được thể hiện qua bài báo khoa học “Lựa chọn mô hình toán thích hợp để tính toán dòng chảy bùn cát đến hồ và bồi lắng hồ chứa” đăng trên tạp chí Khoa học Thủy lợi và môi trường theo đường link sau https://vjol.info.vn/index.php/DHTL/article/view/68360

     Ngoài các sản phẩm khoa học đã công bố kể trên, đề tài cũng đang hỗ trợ cung cấp những số liệu và phương pháp tính toán cho 1 Nghiên cứu sinh, hướng dẫn 2 luận văn thạc sỹ. Trong thời gian sắp tới, đề tài sẽ tiếp tục hoàn thiện các mô hình thủy lực 1 và 2 chiều để mô tả diễn biến bùn cát trong hồ theo không gian và thời gian, cùng với đó là đề xuất những giải pháp hiệu quả giảm thiểu bồi lắng hồ. Hy vọng với sự nỗ lực của các thành viên trong nhóm đề tài và sự tham gia giúp đỡ nhiệt tình của các nhà khoa học trong và ngoài nước đề tài sẽ tiếp tục thu được những sản phẩm khoa học tốt, có tính thực tiễn cao đáp ứng nhu cầu cấp thiết của xã hội.