Thông tin kết quả nhiệm vụ KH&CN

Xác định tỷ lệ đóng góp của các nguồn nước từ thượng lưu về đồng bằng sông Cửu Long bằng kỹ thuật thủy văn đồng vị (06/07/2026)

Trong khoảng hai thập niên gần đây, hiện tượng hạn hán và xâm nhập mặn ngày càng diễn biến phức tạp, gây ra tình trạng thiếu nước nghiêm trọng tại đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL), đe dọa trực tiếp sinh kế của gần 20 triệu người dân và cản trở đáng kể sự phát triển kinh tế - xã hội của toàn vùng. Khi nguồn nước mặt ngày càng suy giảm cả về trữ lượng lẫn chất lượng, áp lực khai thác nguồn nước dưới đất gia tăng mạnh mẽ để đáp ứng nhu cầu sinh hoạt, sản xuất và nông nghiệp. Tuy nhiên, việc khai thác quá mức kéo dài gần ba thập kỷ đã dẫn đến nhiều hệ quả tiêu cực như sụt lún nền đất, suy giảm mực nước ngầm và cạn kiệt trữ lượng, làm gia tăng rủi ro thiếu nước ngọt nghiêm trọng trong bối cảnh biến đổi khí hậu và xâm nhập mặn ngày càng khốc liệt.

Sự biến động bất thường của tài nguyên nước tại ĐBSCL bắt nguồn từ ba nhóm nguyên nhân chính: tác động nhân sinh ở thượng lưu sông Mê Kông, đặc biệt là việc xây dựng và vận hành hàng loạt đập thủy điện trên dòng chính và các chi lưu thuộc Trung Quốc, Thái Lan, Lào và Campuchia làm thay đổi chế độ dòng chảy, giảm lượng nước về hạ lưu; các dự án chuyển nước liên lưu vực, đặc biệt từ sông Mê Kông sang vùng Đông Bắc Thái Lan; và hoạt động phát triển kinh tế - xã hội thiếu bền vững trong nội vùng, bao gồm san lấp, thu hẹp vùng trữ nước tự nhiên, suy thoái vùng bổ cập, ô nhiễm nguồn nước cùng tác động của biến đổi khí hậu với các hiện tượng hạn hán kéo dài, mưa cực đoan, phân bố không đồng đều theo thời gian và không gian.

Trong bối cảnh đó, việc bảo vệ, duy trì và phục hồi trữ lượng nước dưới đất, đồng thời đảm bảo chất lượng nguồn nước để đáp ứng nhu cầu cấp nước cơ bản cho dân sinh và phát triển bền vững, đã trở thành nhiệm vụ cấp bách. Để đạt được mục tiêu này, cần có hiểu biết đầy đủ và định lượng rõ ràng về mối liên hệ giữa các nguồn nước - bao gồm nước mưa, nước mặt và nước dưới đất - đặc biệt là vị trí, quy mô và cơ chế bổ cập giữa chúng. Trước thực tế cấp thiết đó, đề tài độc lập cấp quốc gia "Nghiên cứu xây dựng đường đặc trưng nước khí tượng, nước mặt, nước dưới đất để xác định tỷ lệ đóng góp của các nguồn nước từ thượng lưu về đồng bằng sông Cửu Long" (mã số ĐTĐL.CN-54/22) đã được Bộ Khoa học và Công nghệ giao cho Phân hiệu Trường Đại học Thủy lợi tại tỉnh Bình Dương chủ trì thực hiện, với mục tiêu ứng dụng kỹ thuật thủy văn đồng vị kết hợp phân tích địa hóa và mô hình thủy động lực để truy nguyên nguồn gốc, xác định tỷ lệ đóng góp và cơ chế bổ cập giữa các nguồn nước, qua đó cung cấp cơ sở khoa học cho công tác quản lý, khai thác và bảo vệ tài nguyên nước vùng hạ lưu sông Mê Kông.

Vị trí lấy mẫu nước mưa bổ sung, nước mặt và nước ngầm trong khu vực nghiên cứu (ĐBSCL) giai đoạn 2023

Nhóm nghiên cứu đã triển khai cách tiếp cận liên ngành, tích hợp giữa thủy văn, địa chất và kỹ thuật đồng vị, kết hợp phân tích các đồng vị bền và đồng vị phóng xạ (δ18O, δ2H, tritium, carbon-14), hóa học nước và mô hình hòa trộn đa nguồn EMMA (Endmember Mixing Analysis). Dữ liệu quan trắc, lấy mẫu được thực hiện trong giai đoạn 2023-2025 cho nước mưa, nước mặt và nước dưới đất tại các vị trí đại diện dọc tuyến từ thượng lưu, nội đồng đến ven biển; riêng nước dưới đất được phân tích theo 7 tầng chứa nước chính, gồm các tầng qh, qp3, qp2-3, qp1, n22, n21 và n13.

Một trong những kết quả nổi bật đầu tiên là việc xây dựng thành công đường đặc trưng nước khí tượng địa phương (LMWL) dựa trên dữ liệu đồng vị bền thu thập tại năm trạm quan trắc gồm Thành phố Hồ Chí Minh, Tây Ninh, An Giang, Kiên Giang và Sóc Trăng trong giai đoạn 2023-2025. Các đường LMWL có hệ số góc dao động từ 6,55 đến 7,16, hệ số chặn từ 1,22 đến 3,39, giá trị d-excess trung bình từ 8,44‰ đến 11,10‰, phản ánh rõ nét điều kiện khí hậu nhiệt đới gió mùa ẩm của vùng, đồng thời chịu ảnh hưởng đáng kể của quá trình bốc hơi thứ cấp. So với đường nước khí tượng toàn cầu, các đường LMWL của ĐBSCL có độ dốc thấp hơn, phù hợp với đặc điểm chung của khu vực Đông Nam Á, nơi nguồn ẩm từ Ấn Độ Dương và Vịnh Thái Lan chi phối mùa mưa.

Đối với nước mặt, nghiên cứu xây dựng đường đặc trưng đồng vị bền cho hai trạm quan trắc trọng điểm là Tân Châu và Châu Đốc, dựa trên chuỗi dữ liệu kéo dài từ năm 2003 đến 2025. Kết quả hồi quy tuyến tính bằng cả hai phương pháp bình phương tối thiểu thông thường và hồi quy có trọng số theo lưu lượng cho thấy các đường đặc trưng tại cả hai trạm đều nằm dưới đường nước khí tượng toàn cầu, với độ dốc thấp và hệ số chặn âm, phản ánh ảnh hưởng mạnh mẽ của quá trình bốc hơi thứ cấp, tái bay hơi nội địa và sự pha trộn đa nguồn giữa nước mưa, nước từ thượng nguồn Kratie, nước từ Biển Hồ Tonle Sap và nước ngầm ven sông. Đáng chú ý, kết quả phân tích cho thấy hai trạm này đóng hai vai trò bổ sung nhau trong hệ thống: Tân Châu phản ánh trực tiếp động lực dòng chính thượng nguồn với biên độ dao động đồng vị lớn, trong khi Châu Đốc thể hiện vai trò điều hòa của Biển Hồ và vùng ngập lũ Campuchia, giúp làm giảm biên độ dao động.

Về thành phần và tỷ lệ đóng góp của các nguồn nước, kết quả phân tích đồng vị bền kết hợp dữ liệu chất lượng nước giai đoạn 2001-2024 cho thấy hệ thống sông Tiền - sông Hậu chịu sự chi phối của năm nhóm nguồn nước chính, gồm nước thượng lưu sông Mê Kông (đặc trưng bởi giá trị đồng vị nghèo, độ dẫn điện thấp, đóng vai trò quyết định trong mùa lũ), nước mưa nội vùng (mang tín hiệu đồng vị trung gian, chi phối rõ ở các vùng nội đồng như Đồng Tháp Mười, U Minh và bán đảo Cà Mau), nước từ hồ Tonle Sap (đóng vai trò điều tiết tự nhiên giữa thượng và hạ lưu thông qua cơ chế trữ - xả theo mùa), nước ngầm ven sông (thể hiện dấu vết bốc hơi rõ, duy trì dòng chảy cơ sở trong mùa kiệt), và nước mặn xâm nhập từ biển (chi phối mạnh vùng cửa sông ven biển như Trà Vinh, Sóc Trăng, Bến Tre, đặc biệt gia tăng trong các năm El Nino).

Về mặt định lượng, tính trung bình năm, dòng nước từ thượng lưu Kratie chiếm tỷ lệ 60-70% tổng lượng nước về Việt Nam; Biển Hồ và vùng trữ lũ Campuchia đóng góp 20-30%; trong khi lượng mưa tại chỗ và bổ cập nước ngầm chỉ chiếm 5-10%. Đáng chú ý, trong mùa lũ, tỷ lệ đóng góp của Biển Hồ tăng mạnh, có thể lên đến 35-40%, nhờ cơ chế xả - rút giúp duy trì dòng chảy cơ bản kéo dài đến tháng 11-12; ngược lại, trong mùa kiệt (tháng 1-4), vai trò của nguồn nước mưa nội địa giảm xuống dưới 10% do chịu chi phối chủ yếu bởi điều tiết hồ chứa thượng nguồn và xâm nhập triều. Nghiên cứu cũng ghi nhận hệ số tương quan cao giữa Kratie và Tân Châu (r = 0,93) cũng như giữa Kratie và Biển Hồ (r = 0,88), khẳng định mối liên kết thủy động học chặt chẽ xuyên biên giới, đồng thời chỉ ra nguy cơ về một trạng thái "ổn định giả tạo" do sự điều tiết nhân tạo từ chuỗi hồ chứa thượng nguồn, khi biên độ lũ giảm và dòng chảy nền tăng nhưng hệ thống mất dần tính xung năng tự nhiên vốn có.

Phân tích biến động theo các pha thủy văn trong giai đoạn 2023-2025 cũng cho thấy rõ bốn pha đặc trưng gồm mùa kiệt, tiền lũ, lũ chính và hậu lũ, với sự chuyển dịch rõ rệt về động lực dòng chảy và tỷ lệ đóng góp của từng nguồn nước, phản ánh sự khác biệt về vai trò giữa hai trạm Tân Châu (đại diện trực tiếp cho dòng chính thượng nguồn) và Châu Đốc (chịu ảnh hưởng điều hòa mạnh của Biển Hồ và vùng Tứ giác Long Xuyên). Những phát hiện này không chỉ làm sáng tỏ cơ chế vận hành, trao đổi nước phức tạp trong hệ thống ĐBSCL mà còn cung cấp cơ sở khoa học quan trọng để đề xuất các giải pháp bổ cập nhân tạo, phục hồi trữ lượng và quản lý bền vững nguồn nước ngọt trong bối cảnh biến đổi khí hậu.

Từ toàn bộ kết quả nghiên cứu, nhóm thực hiện đề tài đã đề xuất một hệ thống khuyến nghị quản lý tương đối toàn diện, bao gồm: thiết lập và hoàn thiện hệ thống giám sát đồng vị - địa hóa theo chuỗi thời gian nhằm cung cấp tín hiệu sớm phục vụ vận hành; xây dựng cơ chế vận hành theo tín hiệu sớm liên quan đến hiện tượng ENSO và nhịp lũ hằng năm; bảo vệ và phục hồi không gian trữ lũ tự nhiên vốn đang bị thu hẹp; quản lý khai thác nước ngầm theo từng tầng chứa nước và theo mức độ rủi ro cụ thể; tích hợp các mô hình truy nguyên nguồn nước vào công tác điều hành thực tế; xây dựng chiến lược tổng thể "trữ - đẩy - giữ" nước ngọt cùng danh mục các giải pháp công trình và phi công trình đi kèm; đồng thời tăng cường hợp tác liên quốc gia và xây dựng cơ chế đồng quản trị dữ liệu giữa các nước trong lưu vực sông Mê Kông.

Đề tài độc lập cấp quốc gia "Nghiên cứu xây dựng đường đặc trưng nước khí tượng, nước mặt, nước dưới đất để xác định tỷ lệ đóng góp của các nguồn nước từ thượng lưu về đồng bằng sông Cửu Long", mã số ĐTĐL.CN-54/22, do Phân hiệu Trường Đại học Thủy lợi tại tỉnh Bình Dương chủ trì thực hiện, dưới sự chủ nhiệm của PGS.TS. Trần Đăng An. Với cách tiếp cận khoa học liên ngành, kết hợp kỹ thuật thủy văn đồng vị hiện đại cùng bộ dữ liệu quan trắc dài hạn và có hệ thống, đề tài đã cung cấp một bức tranh toàn diện và định lượng về nguồn gốc, cấu trúc cũng như cơ chế vận động của tài nguyên nước vùng đồng bằng sông Cửu Long, tạo nền tảng khoa học vững chắc cho công tác quản lý, quy hoạch và ứng phó với tình trạng hạn hán, xâm nhập mặn của khu vực trong dài hạn.

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu tại Trung tâm Công nghệ thông tin và Truyền thông Hải Phòng./.