Chỉ số căng thẳng cấp nước trong đánh giá khả năng nguồn nước, phục vụ quy hoạch tài nguyên nước

Hiện nay, ở nước ta việc khai thác, sử dụng và phân bổ nguồn nước đã và đang được thực hiện trên nhiều lưu vực sông đặc biệt là trên các lưu vực sông có tình hình kinh tế phát triển mạnh. Tuy nhiên, với tình hình phát triển kinh tế xã hội nhanh chóng, nhu cầu sử dụng nước tăng cao, gây tranh chấp giữa các ngành sử dụng nước dẫn đến tình trạng khai thác quá mức nguồn nước tại các lưu vực sông gây ra nguy cơ cạn kiệt, thiếu nước đặc biệt là vào mùa khô.

Một số nước trên thế giới hiện nay đã và đang sử dụng các chỉ số đánh giá tài nguyên nước phù hợp với điều kiện phát triển và yêu cầu phát triển cụ thể của từng nước để đánh giá khả năng nguồn nước của các lưu vực sông. Ở Việt Nam trong một số báo cáo như Đánh giá tổng quan ngành nước (2008), Chiến lược Quốc Gia về tài nguyên nước đến năm 2020 (2006)…, có đưa ra các chỉ số đánh giá tài nguyên nước mặt. Tuy nhiên, các chỉ số đã được đưa ra ở trên còn mang tính chủ quan chưa được nghiên cứu cụ thể cho từng lưu vực sông nên chưa phản ánh được đầy đủ và khách quan về tài nguyên nước và vấn đề khai thác sử dụng nước mặt trên các lưu vực sông ở nước ta hiện nay. Vì vậy, nghiên cứu đề xuất bộ chỉ số đánh giá tài nguyên nước mặt phù hợp với đặc điểm nguồn nước và điều kiện quản lý (các văn bản pháp luật hiện hành) để áp dụng phổ biến trong thực tế là cần thiết.

McNulty và cộng sự (2010) đã đề xuất một thuật ngữ hoàn toàn mới trong lĩnh vực thủy văn để đánh giá một cách định lượng về độ lớn tương đối về mối quan hệ cung-cầu. Khái niệm mới này là “Chỉ số căng thẳng cấp nước” (WaSSI). Phương pháp luận của chỉ số này tương tự với WTA

sp88

Trong đó, WD và WS là cung và cầu, x tượng trưng cho nhu cầu và khả năng cung cấp trong quá khứ hoặc tương lai, từ môi trường đến nhân sinh

Đánh giá khả năng cung cấp nước thông qua chỉ số căng thẳng nguồn nước

Chỉ số căng thẳng nguồn nước được phát triển bởi Smakhtin và đồng nghiệp vào năm 2005. Nhóm nghiên cứu đã xem xét nhu cầu nước cho dòng chảy môi trường như là một đại lượng quan trọng trong việc đánh giá nguồn nước ngọt sẵn có. Dòng chảy mặt trung bình năm (MAR) được sử dụng như 1 giá trị dại diện cho tổng khả năng nguồn nước, và lượng nhu cầu dòng chảy môi trường được ước lượng trước đấy sẽ được thể hiện dưới dạng phần trăm của dòng chảy mặt sông trung bình năm trong một giai đoạn dài hơi (phương trình 3). Bằng việc sử dụng dữ liệu về tổng lượng nước được khai thác trung bình năm trên toàn cầu từ FAO (tổ chức lương thực thế giới), và IWMI đối với các ngành nông nghiệp, công nghiệp, và sinh hoạt, ta có thể đánh giá được nhu cầu cho dòng chảy môi trường (bảng 1). Các kết quả này đã được so sánh với các đánh giá trước đấy về chỉ số căng thẳng nguồn nước thường được sử dụng (chỉ số này bỏ qua nhu cầu dòng chảy môi trường). Nhóm tác giả đã áp dụng chỉ số này trong phân tích của họ về bản đánh giá nguồn nươc toàn cầu thông qua việc sử dụng công cụ WaterGAP 2. Kết quả đã thể hiện một cách rõ ràng hơn về việc có nhiều lưu vực thể hiện sự căng thẳng nguồn nước ở cấp độ cao hơn với sự cân nhắc của nhu cầu nước cho hệ sinh thái, từ đó cho ra một đánh giá chính xác hơn về việc cung cấp nguồn nước trong khu vực

sp89

sp90

sp93

Những ảnh hưởng của việc sử dụng “nước tiêu hao” như là 1 hàm của tổng khả năng nguồn nước

sp91

Đây là tỉ số lượng nước thường được sử dụng và tổng khả năng nguồn nước. Trong đó, i là từng lưu vực, j là từng ngành trong sử dụng nước. Khoảng 20-40% được coi là tỉ lệ tới hạn mà tại đó sẽ xuất hiện căng thẳng nguồn nước ở cấp độ trung bình và nghiêm trọng (theo Alcamo và cộng sự, 2000). Mỗi một lưu vực sẽ có hệ số quy đổi đại diện cho sự sai khác về dòng chảy năm hoặc tháng. Giá trị WTA đã được quy đổi sau đó sẽ được thể hiện dưới dạng WTA và WSI sẽ được tính dưới dạng sau

sp92

Để đánh giá mức độ an ninh nguồn nước đối với từng yếu tố chủ đạo này, mỗi yếu tố chủ đạo được chia ra thành nhiều yếu tố thành phần và được chuẩn hóa thành các chỉ số.

– An ninh nước hộ gia đình gồm các chỉ số: Cấp nước tập trung, vệ sinh môi trường.

– An ninh nước kinh tế gồm có các chỉ số: Khả năng phục hồi (khả năng lưu trữ nguồn nước tái tạo, biến thiên lượng mưa năm), phụ thuộc vào nông nghiệp (tỉ lệ nguồn nước từ bên ngoài, mức độ tiêu thụ hàng hóa nông nghiệp) và hiệu quả sử dụng trong nông nghiệp (giá trị sản phẩm nước nông nghiệp (đô la/m3), tỉ lệ đất canh tác được tưới tiêu), sử dụng nước trong công nghiệp (năng suất nước trong công nghiệp, tiêu thụ hàng hóa công nghiệp), sử dụng nước ngành năng lượng (tiềm năng thủy điện, đóng góp của thủy điện vào năng lượng quốc gia).

– An ninh nước đô thị gồm có các chỉ số: Cấp nước đô thị, xử lí nước thải, thiệt hại do lũ đô thị, tỉ lệ đô thị hóa.

– An ninh nước môi trường gồm có các chỉ số: Sức khỏe lưu vực sông.

– Khả năng phục hồi thiên tai liên quan đến nước gồm có các chỉ số: Ngập lụt, hạn hán, ven bờ.

Như vậy, việc nghiên cứu, đánh giá khả năng nguồn nước đã được sự quan tâm của các nhà nghiên cứu khoa học từ nhiều năm trước, được thể hiện ở các chỉ số tài nguyên nước. Quá trình tổng quan tài liệu cho thấy, đã có một số nghiên cứu cho một địa phương hoặc với quy mô toàn cầu tính toán chỉ số tài nguyên nước với nhiều cách tiếp cận và xây dựng tính toán chỉ số khác nhau. Càng về những năm gần đây, việc quản lý tổng hợp tài nguyên nước nói chung và xác định đánh giá khả năng nguồn nước riêng được xem xét đa ngành và đa lĩnh vực hơn.