Quản lý lưu vực là gì? Các nghiên cứu khoa học liên quan

Giới thiệu

Quản lý lưu vực (watershed management) là phương pháp tiếp cận toàn diện nhằm cân bằng, bảo vệ và sử dụng tài nguyên nước, đất và hệ sinh thái trong phạm vi lưu vực sông hoặc hệ thống thủy văn liên kết. Phương pháp này không chỉ tập trung vào khía cạnh thủy văn mà còn kết hợp nhân tố xã hội, kinh tế và môi trường để đạt sự phát triển bền vững.

Việc quản lý lưu vực gắn kết giữa các hệ thống tự nhiên – như sông suối, rừng đầu nguồn, vùng trung lưu và hạ lưu – với hoạt động con người – nông nghiệp, đô thị, công nghiệp và du lịch. Những liên kết này tạo ra sự tương tác phức tạp, đòi hỏi thiết kế chính sách và giải pháp đồng bộ giữa nhiều ngành và cấp quản lý.

Quản lý lưu vực được xem như giải pháp quan trọng để giảm thiểu lũ lụt, hạn chế xói mòn, cải thiện chất lượng nước, bảo tồn đa dạng sinh học và tăng cường khả năng chống chịu với biến đổi khí hậu. Phương pháp này góp phần nâng cao sinh kế cộng đồng, đảm bảo an ninh tài nguyên và giảm thiểu rủi ro thiên tai.

Các thành phần của một lưu vực

Lưu vực sông là vùng địa lý mà toàn bộ nước mưa, bề mặt chảy hoặc ngầm từ khu vực đó đều đổ về một điểm thoát như sông, hồ hoặc cửa biển. Phạm vi có thể nhỏ (vùng suối) hoặc rất lớn (hệ thống sông như lưu vực Mekong).

• Thượng nguồn: thường nằm ở vùng đồi núi, có độ dốc lớn, chịu tác động của mưa, tuyết tan và kiểm soát dòng chảy đầu nguồn.
• Trung lưu: là vùng đồng bằng ven sông, nơi diễn ra hoạt động canh tác, lưu thông đường thủy và chứa nhiều đập, hồ chứa nhỏ.
• Hạ lưu: vùng cửa sông, thường gặp tệ nạn ngập lụt, xói lở và ô nhiễm trầm tích nếu không được quản lý phù hợp.

Các tiểu lưu vực và hệ thống cửa sông là phần cấp tiềm ẩn, kết nối các dòng chảy nhỏ thành hệ thống lớn hơn. Việc sử dụng đất – như rừng, nông nghiệp, đô thị – quyết định trực tiếp chất lượng và lượng dòng chảy, cũng như mức độ bảo tồn tài nguyên sinh học.

Mục tiêu và lợi ích của quản lý lưu vực

Mục tiêu chính của quản lý lưu vực bao gồm giảm thiểu thiên tai, nâng cao chất lượng nước, bảo tồn đất, phát triển kinh tế địa phương và bảo vệ hệ sinh thái. Các mục tiêu này hướng đến sự cân bằng giữa sinh kế con người và bảo tồn tự nhiên.

• Giảm xói mòn đất, duy trì độ phì nhiêu và bảo vệ đê điều.
• Giảm ngập lụt và hạn chế thiệt hại do thiên tai.
• Cải thiện nguồn nước sinh hoạt, sản xuất và thủy sản.
• Phát triển sinh kế bền vững thông qua nông nghiệp, du lịch sinh thái và kinh tế xanh.

Các nguyên tắc cơ bản

Các nguyên lý quản lý lưu vực bao gồm tính toàn diện (tích hợp yếu tố tự nhiên – xã hội), tính tham gia (cộng đồng, doanh nghiệp, cơ quan), tính thích ứng (linh hoạt theo điều kiện biến đổi) và dựa trên hệ sinh thái (giữ gìn chức năng tự nhiên).

• Toàn diện: kết nối giữa nước, đất, đa dạng sinh học và con người.
• Tham gia: cộng đồng là trung tâm trong xây dựng và thực thi chính sách.
• Thích ứng: điều chỉnh khi khí hậu, sử dụng đất thay đổi.
• Dựa trên hệ sinh thái: duy trì chức năng tự làm sạch, điều hòa dòng chảy.

Phân tích thủy văn và đặc điểm lưu vực

Phân tích thủy văn là bước nền tảng trong quản lý lưu vực, giúp xác định mưa – dòng chảy, thấm – bốc hơi và thay đổi lưu trữ. Các mô hình tin cậy bao gồm SWAT, HEC-HMS và MIKE SHE để mô phỏng các quy trình thủy văn theo thời gian thực.

Công thức cân bằng nước cơ bản mô tả như sau: $Q = P - ET - I - \Delta S$trong đó Q là dòng chảy, P lượng mưa, ET bốc hơi, I thấm và ΔS thay đổi lưu trữ. Phân tích này giúp xác định khu vực dễ ngập, bốc hơi mạnh, nước ngầm suy giảm hoặc tập trung dòng chảy bất thường.

Các biện pháp kỹ thuật trong quản lý lưu vực

Trong quản lý lưu vực, các biện pháp kỹ thuật đóng vai trò then chốt trong việc kiểm soát dòng chảy, bảo vệ đất, duy trì chất lượng nước và phục hồi hệ sinh thái. Tùy theo điều kiện địa hình và mục tiêu sử dụng, các biện pháp có thể chia thành công trình và phi công trình, với sự kết hợp giữa kỹ thuật sinh học và kỹ thuật cơ học.

Các biện pháp thường áp dụng bao gồm:

• Biện pháp công trình: xây dựng đập nhỏ, hồ chứa nước mùa mưa, hệ thống dẫn và phân phối nước; đê bao chống lũ và hệ thống mương tiêu thoát.
• Biện pháp sinh học: phủ xanh đất trống đồi trọc bằng rừng phòng hộ, trồng cỏ vetiver, nông lâm kết hợp và duy trì thảm thực vật ven suối.
• Biện pháp nông nghiệp bảo tồn: canh tác bậc thang, phủ rơm rạ sau thu hoạch, dùng cây che phủ, tối ưu hóa hệ thống tưới nhỏ giọt.

Việc kết hợp đồng bộ các biện pháp sẽ giúp kiểm soát xói mòn, giữ nước, hạn chế thoái hóa đất và nâng cao hiệu quả sử dụng tài nguyên nước.

Quản trị thể chế và chính sách

Quản trị thể chế là yếu tố quyết định sự thành công trong quản lý lưu vực. Hệ thống quản lý cần bao gồm cơ quan điều phối trung tâm (như Ủy ban lưu vực), các tổ chức địa phương (Hội đồng lưu vực, Ban quản lý tiểu lưu vực) và các cơ chế phối hợp xuyên ngành và liên vùng.

Tại Việt Nam, các văn bản pháp lý quan trọng bao gồm Luật Tài nguyên nước (2012), Nghị định 167/2018/NĐ-CP về quản lý tài nguyên nước và Thông tư 17/2021/TT-BTNMT hướng dẫn lập kế hoạch tài nguyên nước lưu vực. Các tổ chức như Bộ Tài nguyên và Môi trường, Tổng cục Thủy lợi, các Sở Nông nghiệp – Môi trường địa phương giữ vai trò điều phối kỹ thuật và chính sách.

Các công cụ chính sách hỗ trợ quản lý lưu vực hiệu quả gồm:

• Chi trả dịch vụ môi trường rừng (PES)
• Giấy phép khai thác nước và xả thải
• Thuế tài nguyên và phí bảo vệ môi trường
• Kế hoạch lưu vực dài hạn theo từng giai đoạn

Vai trò của cộng đồng và công nghệ

Cộng đồng địa phương đóng vai trò trọng tâm trong bảo vệ tài nguyên lưu vực. Sự tham gia của người dân giúp đảm bảo tính bền vững, linh hoạt và phù hợp thực tiễn. Cộng đồng có thể tham gia vào các hoạt động như:

• Giám sát chất lượng nước và dòng chảy
• Phòng chống cháy rừng và phục hồi sinh thái
• Thực hiện canh tác nông nghiệp bền vững và giảm phát thải

Các công nghệ hiện đại như hệ thống thông tin địa lý (GIS), viễn thám (remote sensing), dữ liệu vệ tinh, mô hình hóa thủy văn và cảm biến IoT giúp nâng cao năng lực dự báo, cảnh báo sớm thiên tai và giám sát biến động môi trường.

Một ví dụ điển hình là việc sử dụng bản đồ độ dốc và phân tích dòng chảy bằng phần mềm ArcGIS để xác định vùng nguy cơ sạt lở cao, từ đó ưu tiên trồng rừng phòng hộ.

Thách thức và xu hướng tương lai

Quản lý lưu vực hiện nay phải đối mặt với nhiều thách thức như:

• Biến đổi khí hậu làm thay đổi mô hình mưa – dòng chảy, gây hạn hán và lũ lụt bất thường
• Gia tăng sử dụng đất cho đô thị và nông nghiệp thâm canh gây suy giảm độ che phủ rừng
• Ô nhiễm nước do nước thải sinh hoạt, nông nghiệp và công nghiệp
• Thiếu dữ liệu, nguồn lực tài chính và cơ chế phối hợp hiệu quả giữa các ngành

Trong tương lai, xu hướng chính bao gồm: tăng cường quản lý theo lưu vực xuyên biên giới, ứng dụng chuyển đổi số, phát triển kinh tế tuần hoàn và lồng ghép yếu tố khí hậu vào kế hoạch lưu vực. Đặc biệt, các sáng kiến hợp tác quốc tế như Ủy hội sông Mekong (MRC) là mô hình cần nhân rộng.

Tài liệu tham khảo

• UNESCO IHP. Integrated Watershed Management Guidelines. https://www.unesco.org/en/intergovernmental-hydrological-programme
• FAO. Watershed Management: A Resource Book. https://www.fao.org/3/a-i2249e.pdf
• World Bank. Watershed Approaches, Policies and Operations. https://documents.worldbank.org
• MONRE. Kế hoạch quản lý tổng hợp tài nguyên nước quốc gia. https://www.monre.gov.vn/
• Vietnam Law on Water Resources (2012) and Decree 167/2018/NĐ-CP