Bài toán xâm nhập mặn trên lưu vực sông Cauto: Góc nhìn từ kinh nghiệm quản lý nước Đồng bằng sông Cửu Long

<p style="text-align: justify;">Lưu vực sông Cauto, “nguồn sống” của nông nghiệp Cuba đang rơi vào tình trạng thiếu nước nghiêm trọng khi biến đổi khí hậu và phát triển kinh tế - xã hội, tạo áp lực kép lên hệ sinh thái sông. Từ thực tiễn quản lý tài nguyên nước ở Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL), nhóm nhà khoa học Việt Nam đã ứng dụng những phương pháp hiện đại, từ dữ liệu vệ tinh đến mô hình hóa thủy văn, nhằm hỗ trợ Cuba xây dựng chiến lược chống hạn và kiểm soát xâm nhập mặn hiệu quả hơn.</p>

Với chiều dài hơn 340 km, bắt nguồn từ dãy Sierra Maestra và chảy qua các tỉnh Granma, Holguín, Santiago de Cuba và Las Tunas, sông Cauto là lưu vực nội địa lớn nhất Cuba. Dòng sông cung cấp nước tưới và sinh hoạt cho khoảng 10% dân số, đảm bảo nguồn nước thiết yếu cho canh tác lúa và cây trồng nông nghiệp chủ lực.

Tuy nhiên, trong nhiều thập kỷ gần đây, lưu vực này liên tục hứng chịu các đợt hạn hán kéo dài, đặc biệt trong mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 hàng năm. Dù có lượng mưa trung bình 1.200 mm/năm, hệ thống trữ - phân phối nước xuống cấp khiến nguồn nước mặt suy giảm mạnh. Tình trạng thiếu nước nghiêm trọng đã gây ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất cây trồng, đồng thời làm gia tăng nguy cơ xâm nhập mặn từ hạ lưu.

Trong bối cảnh dữ liệu quan trắc khí tượng tại Cuba còn hạn chế, nhóm nghiên cứu do TS. Trần Anh Phương và ThS. Trần Bảo Chung thuộc Viện Khoa học tài nguyên nước, Bộ Nông nghiệp và Môi trường (trước đây là Bộ Tài nguyên và Môi trường) đã triển khai nhiệm vụ hợp tác quốc tế mã số NĐT.100.CU/21. 

Đề tài nằm trong khuôn khổ Nghị định thư Việt Nam - Cuba, được tài trợ thông qua Văn phòng các Chương trình khoa học và công nghệ quốc gia (nay là Quỹ Phát triển khoa học và công nghệ Quốc gia, Bộ Khoa học và Công nghệ). Đây là một trong những nghiên cứu hiếm hoi tiếp cận bài toán khan hiếm nước Cauto bằng công nghệ hiện đại, kết hợp cả dữ liệu vệ tinh lẫn mô hình hóa hệ thống lưu vực.

Để mô phỏng đặc điểm hạn hán trong không gian và thời gian, nhóm đã sử dụng dữ liệu mưa vệ tinh CHIRPS có độ phân giải cao, hiệu chỉnh bằng số liệu từ các trạm đo tại chỗ. 

Chỉ số hạn SPI (Standardized Precipitation Index) được tính toán theo ba chu kỳ 3 tháng, 6 tháng và 9 tháng trong giai đoạn 1981-2023, cho thấy tần suất hạn hán trung bình toàn lưu vực dao động 15-17% tổng thời gian. 

Những năm khô hạn nghiêm trọng nhất là 1988, 1992, 1998 và đặc biệt 2004-2005, khi SPI giảm xuống dưới -2, tương ứng với trạng thái hạn cực đoan. 

Kết quả cũng cho thấy sự khác biệt rõ nét theo địa hình: Vùng đồng bằng hạ lưu chịu hạn kéo dài và cường độ cao hơn so với khu vực đồi núi thượng nguồn, yếu tố quan trọng khi xây dựng chiến lược phân bổ nước và ứng phó xâm nhập mặn.

Phân tích chuỗi dữ liệu theo phương pháp thống kê Mann-Kendall cho thấy xu hướng biến đổi khí hậu trên lưu vực Cauto không chỉ thể hiện bằng việc hạn hán xuất hiện thường xuyên hơn, mà còn có mức độ nghiêm trọng hơn trong mùa khô. Trong khi đó, các tháng mùa mưa lại có xu hướng ẩm hơn. Sự lệch pha mưa - hạn này tạo nên "bẫy thời tiết", nơi lượng nước mùa mưa không đủ bù đắp sự thiếu hụt trong mùa khô, đồng thời gây khó khăn cho việc quy hoạch cung - cầu nước, đặc biệt ở các khu vực trọng điểm trồng lúa.

Nhằm đánh giá toàn diện hiện trạng và xu thế cân bằng nước, nhóm nghiên cứu đã xây dựng mô hình tích hợp giữa SWAT (mô phỏng thủy văn) và WEAP (phân bổ và quản lý nguồn nước). 

Kết quả cho thấy tổng nhu cầu nước hiện tại của lưu vực Cauto đạt 1.194 triệu m³/năm; trong đó 96% dành cho nông nghiệp, chủ yếu là lúa và cây trồng cạn. Nước sinh hoạt chiếm 3%, còn lại 1% phục vụ chăn nuôi. 

Dự báo đến năm 2050, tổng nhu cầu nước dự báo tăng lên 1.394 triệu m³ mỗi năm, tương đương tăng 16,6% so với hiện trạng, do mở rộng diện tích sản xuất nông nghiệp theo định hướng phát triển kinh tế địa phương. Ngược lại, nguồn cung nước lại giảm khoảng 2,5% do bốc hơi gia tăng khi nhiệt độ tăng cao, đặc biệt trong mùa mưa - tác động đặc trưng của biến đổi khí hậu vùng nhiệt đới. Sự mất cân bằng giữa cung - cầu sẽ trở nên nghiêm trọng hơn: Tổng thiếu hụt tăng từ 172 triệu m³ hiện nay lên 262 triệu m³ vào năm 2050, tức tăng hơn 52%. Hai tiểu lưu vực SB3 và SB12 thuộc vùng Bayamo được xác định là khu vực có nguy cơ thiếu nước cao nhất, đồng thời là nơi tập trung sản xuất lúa gạo – cây trồng đòi hỏi nguồn nước lớn.

Từ những kết quả mô phỏng và phân tích trên, nhóm nghiên cứu đề xuất các giải pháp ứng phó dựa trên khoa học dữ liệu và kinh nghiệm quản lý nước của Việt Nam, đặc biệt từ thực tiễn ĐBSCL. 

Trước tiên, Cuba cần tiếp tục triển khai các mô hình tích hợp SWAT–WEAP sử dụng nguồn dữ liệu vệ tinh như CHIRPS, IMERG, ERA5… để xây dựng hệ thống hỗ trợ ra quyết định (Decision Support System - DSS). Hệ thống này có khả năng dự báo sớm hạn - mặn, tối ưu phân bổ nước và điều chỉnh kế hoạch mùa vụ theo thời gian thực. Đây là phương pháp đã chứng minh hiệu quả tại ĐBSCL, vùng từng chịu tác động hạn - mặn nghiêm trọng nhất lịch sử vào năm 2016 và 2020.

Bên cạnh đó, kinh nghiệm quản lý nước theo lưu vực, không theo địa giới hành chính là một bài học quan trọng. Ở ĐBSCL, phân vùng sinh thái dựa trên độ mặn và đặc điểm nguồn nước, từ vùng nước ngọt, vùng bán mặn đến vùng mặn, cho phép các địa phương điều chỉnh mô hình sản xuất phù hợp: lúa – tôm, lúa – cá, cây ăn trái chịu mặn… Việc áp dụng tư duy "sống chung với mặn" giúp giảm áp lực nước ngọt và nâng cao hiệu quả kinh tế - mô hình có thể áp dụng cho các tiểu lưu vực SB3, SB12 và SB4 tại Cauto, nơi nhu cầu nước quá lớn trong khi khả năng cung ứng hạn chế.

Hạ tầng điều tiết nước quy mô vừa cũng là hướng đi mà Cuba có thể nghiên cứu. Thay vì xây dựng các công trình lớn tốn kém, ĐBSCL triển khai hệ thống cống, kênh nội đồng và các vùng trữ nước linh hoạt. Kết hợp cảm biến và dữ liệu giám sát, các công trình này giúp điều chỉnh dòng mặn - ngọt theo mùa, tạo không gian cho các mô hình sản xuất đa dạng. Kinh nghiệm này đặc biệt phù hợp với Cuba, nơi ngân sách đầu tư cho hạ tầng nước còn hạn chế.

Không chỉ dừng lại ở giải pháp kỹ thuật, nghiên cứu của các nhà khoa học Việt Nam còn mở ra một cách tiếp cận mới cho các quốc gia đang phát triển: Thay thế mạng lưới quan trắc dày đặc bằng dữ liệu vệ tinh hiệu chỉnh, giảm chi phí và tăng độ phủ không gian. Thành công của nhiệm vụ NĐT.100.CU/21 chứng minh rằng các quốc gia thiếu dữ liệu vẫn có thể xây dựng chiến lược quản lý nước dựa trên nền tảng khoa học hiện đại, nếu biết kết hợp nguồn dữ liệu mô phỏng, thống kê và kinh nghiệm thực tế.

Từ lưu vực Mekong của Việt Nam đến sông Cauto của Cuba, bài học quan trọng nhất là quản trị nước phải dựa trên dữ liệu và tầm nhìn dài hạn, thay vì phản ứng trước từng đợt hạn hay xâm nhập mặn đơn lẻ. 

Trong bối cảnh biến đổi khí hậu ngày càng khốc liệt, sự hỗ trợ khoa học giữa các quốc gia không chỉ giúp giải quyết khó khăn trước mắt, mà còn góp phần xây dựng nền nông nghiệp bền vững và hệ sinh thái kinh tế - xã hội ổn định. Nghiên cứu của nhóm chuyên gia Việt Nam là minh chứng rõ ràng cho tiềm năng của khoa học dữ liệu trong quản lý tài nguyên nước toàn cầu, đồng thời khẳng định vai trò của Việt Nam trong những vấn đề môi trường mang tính quốc tế.