Tài nguyên nước luôn giữ vai trò đặc biệt quan trọng trong quá trình phát triển kinh tế – xã hội của mỗi quốc gia đặc biệt trong thời kỳ công nghiệp hóa và hiện đại hóa như nước ta hiện nay. Mặc dù là tài nguyên có thể tái tạo, song tài nguyên nước của mỗi quốc gia vẫn chỉ là hữu hạn. Trong những năm gần đây, tài nguyên nước diễn biến ngày càng phức tạp theo những chiều hướng bất lợi. Do chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố như biến đổi khí hậu, khai thác quá mức, chặt phá rừng đầu nguồn… nên các vấn đề về hạn hán, xâm nhập mặn xuất hiện ở nhiều nơi và xảy ra thường xuyên hơn.
Những vấn đề này ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống, sinh hoạt, sản xuất của cộng đồng và là vấn đề của toàn xã hội. Có thể nói, công tác dự báo tài nguyên nước có tầm quan trọng đối với sự nghiệp phát triển kinh tế xã hội, an ninh quốc phòng và đặc biệt trong công tác chủ động phòng tránh thiên tai do nước gây ra.
Việc xác định và dự báo được diễn biến tài nguyên nước (nước mặt và nước dưới đất) cả về số lượng và chất lượng nước theo tháng, mùa, năm để thông báo và xây dựng kế hoạch phân bổ nguồn nước cho các hộ khai thác sử dụng là một bài toán khó mang tính chất liên hoàn và phức tạp thể hiện mối liên quan chặt chẽ giữa các yếu tố khí tượng, khí hậu, hải văn, khai thác sử dụng nước với nguồn nước mặt, nước dưới đất.
Hiện nay, vấn đề dự báo tài nguyên nước (nước mặt và nước dưới đất) đã được nhiều quốc gia trên thế giới quan tâm như Mỹ, Nhật, Trung Quốc, Pháp, Đan Mạch, Trung Quốc, Hà Lan, các quốc gia đã ứng dụng thành công các công cụ mô hình như: NAM, TANK, TOPMDEL, SWAT(Mỹ), DIMOSOP (Italia), HBV (Thụy điển); mô hình thủy động lực học như HEC, các mô hình họ Mike; mô hình cân bằng nước MIKE BASIN, MITSIM, IQQM; mô hình dự báo nước dưới đất: ANN, WETSPA (Bỉ), mô hình MT3D, Modflow…. để dự báo diễn biến tài nguyên nước.
Tuy nhiên, hiện tại chưa có một bộ công cụ nào hoàn chỉnh để dự báo tài nguyên nước mặt, nước dưới đất cho lưu vực sông:
– Trong dự báo các đặc trưng số lượng tài nguyên nước mặt, các nghiên cứu trước đây chủ yếu tập trung vào vấn đề dự báo đỉnh lũ năm tại các trạm hạ lưu các sông chính, đối với dự báo mực nước dưới đất thì chưa thực hiện mà chỉ thông báo cực trị của mực nước. Đặc biệt các dự báo trước đây chưa xét đến ảnh hưởng của khai thác sử dụng nguồn nước trên lưu vực sông.
– Trên lưu vực sông hoặc mỗi một đoạn sông, nguồn nước có thể có nhiều hộ khai thác sử dụng nước khác nhau. Vì vậy việc lựa chọn vị trí dự báo chung cho các hộ là cần thiết, tuy nhiên nhiều đoạn sông, nguồn nước chưa xác định được vị trí này, trước đây chủ yếu vị trí dự báo ở các trạm thủy văn.
Dự báo tài nguyên nước là dự báo diễn biến cả về số lượng (Wtb,Max,Min, Htb,Max,Min) và chất lượng nước (độ mặn, BOD5, COD, N-NH4, P-PO4, TSS, độ đục, Tổng Coliform…) theo thời gian và không gian trên lưu vực sông, nhằm cung cấp thông tin cho các hộ khai thác sử dụng nước có kế hoạch khai thác và cho cơ quan quản lý tài nguyên nước phân bổ nguồn nước hợp lý cho các hộ khai thác sử dụng trong tình trạng nguồn nước bị khan hiếm, thiếu hụt.
Hiện nay, công tác dự báo tài nguyên nước ở nước ta chỉ tập trung vào dự báo HMax,Min, QMax, Min, để phục vụ cho phòng chống lũ, lụt, hạn hán và các vấn đề về nông vụ, nuôi trồng thuỷ sản, chưa dự báo được tổng lượng nước (W) tại các vị trí là bao nhiêu, chất lượng nước, độ mặn là như thế nào, có đảm bảo cung cấp cho các hộ khai thác sử dụng hay không? Chính vì vậy, việc nghiên cứu lựa chọn được bộ công cụ mô hình toán để dự báo tài nguyên nước (cả lượng và chất) phù hợp với từng điều kiện lưu vực sông chính ở Việt Nam là cần thiết. Đặc biệt trong thời gian 5 năm đến 10 năm tới bài toàn dự báo tài nguyên nước, về thời đoạn dự báo cần tiếp cận tới thời gian thực, yếu tố dự báo cần dự báo được cả về số lượng và chất lượng nước mặt, nước dưới đất.
Vì vậy, cần phân tích lựa chọn bộ công cụ mô hình toán phù hợp để dự báo được diễn biến tài nguyên nước cả về số lượng (Wtb,Max,Min, Htb,Max,Min) và chất lượng nước (độ mặn, BOD5, COD, N-NH4, P-PO4, TSS, độ đục, Tổng Coliform…) theo không gian và thời gian ứng với từng lưu vực sông chính ở Việt Nam. Khi áp dụng thử nghiệm cho lưu vực sông điển hình, đề tài tập trung vào việc ứng dụng bộ công cụ đã được lựa chọn để dự báo diễn biến về số lượng tài nguyên nước mặt (Wtb,Max,Min, Htb,Max,Min) theo tháng, mùa, năm tại các vị trí dự báo, còn diễn biến về chất lượng nước mặt, nước dưới đất và diễn biến dòng chảy, mực nước dưới đất thì chưa có điều kiện để thử nghiệm ở lưu vực sông điển hình.
Việc nghiên cứu có ý nghĩa khoa học và thiết thực nhằm đưa ra được những cơ sở khoa học để lựa chọn những mô hình toán phù hợp để dự báo tài nguyên nước ở các lưu vực sông chính của Việt Nam và là công cụ để cảnh báo, dự báo về diễn biến tài nguyên nước theo tháng, mùa, năm phục vụ điều hành hợp lý hệ thống hồ chứa, xây dựng kế hoạch khai thác sử dụng nước của các ngành kinh tế và giúp các nhà quản lý điều hành nguồn nước hợp lý trên các lưu vực sông, đặc biệt là trong tình hình hạn hán, thiếu nước, nhằm giải quyết các mâu thuẫn ngày càng gay gắt giữa các hộ khai thác sử dụng nước trong mùa cạn.
