Nhóm nghiên cứu đã tìm một hướng đi mới, đó là tận dụng nguồn nước mưa trong các hố nước và vách núi hiểm trở để xây dựng hồ nước treo thay vì những hồ chứa truyền thống.
Vào những năm 1990 của thế kỷ XX, cùng với sự phát triển kinh tế- xã hội, nhu cầu về nước sinh hoạt ở các khu vực miền núi tăng cao. Nhiều khu vực, đặc biệt là vùng núi cao đá vôi cao nguyên đá Đồng Văn, tỉnh Hà Giang gặp rất nhiều khó khăn về nguồn nước sinh hoạt. Nhiều giải pháp từ việc tính toán bơm nước từ sông Nho Quế lên với độ chênh cao khoảng 1.000 m hay dẫn nước từ các lưu vực xa xôi về đã được tỉnh Hà Giang áp dụng nhưng đều không khả thi về mặt kỹ thuật và chi phí, đặt ra một thách thức lớn cho chính quyền địa phương.
Trước tình hình đó, nhóm các nhà khoa học gồm: Phó Giáo sư, Tiến sỹ khoa học Vũ Cao Minh thuộc Viện Các Khoa học Trái đất (Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam), cố Tiến sỹ Vũ Văn Bằng thuộc Viện Nước và và Công nghệ Môi trường (Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam) và Kỹ sư Nguyễn Chí Tôn thuộc Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn tỉnh Hà Giang (nay là Sở Nông nghiệp và Môi trường tỉnh Hà Giang) đã triển khai thực hiện đề tài trọng điểm cấp Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam: “Nghiên cứu thử nghiệm giải pháp cấp nước cho một số khu vực đặc biệt khó khăn vùng núi phía Bắc” nhằm đề xuất những phương án cấp nước khả thi, có thể áp dụng hiệu quả cho các khu vực đang đối mặt với tình trạng thiếu nước sinh hoạt nghiêm trọng. Đề tài này vừa vinh dự giành được Giải thưởng Trần Đại Nghĩa 2024 - Giải thưởng cấp quốc gia uy tín dành cho các công trình khoa học công nghệ ứng dụng mang lại hiệu quả kinh tế - xã hội rõ nét.
* Tính ứng dụng cao, tiết kiệm chi phí
Một trong những đặc điểm khí hậu của vùng cao núi đá khu vực miền núi phía Bắc, đặc biệt là tỉnh Hà Giang là vào mùa mưa thì lượng mưa rất lớn, còn mùa khô lại hầu như không có mưa. Lượng nước mưa dồi dào trong mùa mưa không thể giữ lại được. Nước nhanh chóng chảy trôi, chỉ còn lại trong các hố tự nhiên trên vách núi. Mùa khô kéo dài nửa năm trời, từ tháng 10 đến tháng 4 năm sau, thi thoảng mới có vài cơn mưa phùn. Người dân phụ thuộc hoàn toàn vào nguồn nước từ các hố nước tự nhiên và mạch nước ngầm vô cùng hiếm hoi, thường nằm ở những nơi khuất nẻo, xa khu dân cư.
Phó Giáo sư, Tiến sỹ khoa học Vũ Cao Minh, Chủ nhiệm đề tài cho biết, nhóm nghiên cứu đã tìm một hướng đi mới, đó là tận dụng nguồn nước mưa trong các hố nước và vách núi hiểm trở để xây dựng hồ nước treo thay vì những hồ chứa truyền thống vốn cần diện tích lớn, bằng phẳng, điều gần như không thể thực hiện được ở miền núi đá tai mèo. Nhóm nghiên cứu đã xây dựng hồ thực nghiệm trữ nước đầu tiên vào năm 2002 tại xã Sà Phìn, huyện Đồng Văn, với dung tích khoảng 3.000 m3. Nguyên lý hoạt động của hồ dựa vào địa hình dốc tự nhiên để thu gom nước mưa từ các phễu karst (hố chứa nước tự nhiên) qua những gờ núi đá, dẫn vào hồ qua hệ thống mương thu nước. Trước khi vào hồ, nước đi qua các bể lọc để loại bỏ tạp chất như đất, cát, rác, giúp đảm bảo chất lượng nước. Nước từ hồ được dẫn xuống khu dân cư bằng hệ thống đường ống hoặc kênh dẫn, đảm bảo cung cấp nước sinh hoạt quanh năm. Hồ treo được xây dựng trên các vách đá hoặc sườn núi, giúp giữ nước lâu dài mà không bị thất thoát.
"Khi bắt đầu đề tài, chúng tôi đã xác định được tính khả dụng của nguồn nước này. Nguồn nước có đặc điểm phân bố dân cư khá phù hợp với vùng cao, tức là phân bố trên nhiều độ cao khác nhau và đặc thù nữa là cũng dễ sử dụng do gần khu dân cư, ở các độ cao khác nhau; ngoài ra cũng dễ thi công vì sử dụng vật liệu tại chỗ", Phó Giáo sư Vũ Cao Minh chia sẻ.
Phó Giáo sư Vũ Cao Minh cho biết thêm, điểm đặc biệt của các hồ treo này chính là việc tiết kiệm chi phí và dễ dàng nhân rộng. Các hồ treo được xây dựng bằng bê tông cốt thép hoặc vật liệu composite, bám vào vách núi, giúp thu gom nước mưa và nguồn nước tạm thời từ những khe nứt nhỏ trên núi. Sau khi được dẫn qua hệ thống máng, nước sẽ được lọc qua hệ thống đơn giản và lưu trữ trong bể chứa.
“Để đảm bảo độ bền và an toàn, nhóm nghiên cứu cũng đã tính toán tỉ mỉ các yếu tố địa chất, độ dốc, áp lực nước và thử nghiệm qua nhiều mô hình thu nhỏ. Từ đó, công nghệ được hoàn thiện với chi phí xây dựng vừa phải, dễ nhân rộng, có thể duy tu bằng nhân lực địa phương”, Phó Giáo sư Vũ Cao Minh cho biết thêm.
*Khẳng định được giá trị bền vững trong thực tiễn
Với mô hình hồ treo đầu tiên được xây dựng vào năm 2002 tại xã Sà Phìn, Đồng Văn, đến nay đã có hơn 120 hồ được xây dựng tại Hà Giang, trong đó nhiều công trình tại các xã như: Tả Lủng (Mèo Vạc), Sủng Là (Đồng Văn), Lùng Tám (Quản Bạ)... cho thấy hiệu quả rõ rệt. Các hồ này không chỉ giúp cung cấp nước sạch mà còn phục vụ cho sinh hoạt, chăn nuôi và vệ sinh môi trường, đồng thời giải quyết căn bản tình trạng thiếu nước sinh hoạt vào mùa khô trên cao nguyên đá, góp phần cải thiện chất lượng cuộc sống của người dân nơi đây
Chia sẻ thêm về các giải pháp trữ nước được mở rộng từ đề tài khoa học này, Phó Giáo sư Vũ Cao Minh cho rằng, hiện Việt Nam đã xây dựng nhiều hồ cấp nước, nhưng thường xuyên trong tình trạng cạn kiệt vào cuối mùa khô, đặc biệt trong những năm hạn hán kéo dài. Để bổ sung nguồn nước cho các hồ, có nhiều giải pháp đang được xem xét như: Tiếp tục khai thác nguồn nước tại chỗ gần các hồ; dẫn nước từ các lưu vực xa hơn. Một giải pháp quy mô lớn cần được tính toán kỹ lưỡng, đó là kết nối các hồ chứa, bơm hoặc xả nước từ hồ đầy sang hồ cạn có thể tối ưu hóa lượng nước dự trữ. Ngoài ra, công nghệ thu gom nước từ sương mù ở vùng cao cũng là một ý tưởng đột phá, có thể áp dụng vào đầu mùa đông khi sương mù dồi dào. Thế giới đã có kinh nghiệm với công nghệ này và Việt Nam có thể tham khảo để triển khai.
Để công nghệ hồ treo mang lại hiệu quả lâu dài, Phó Giáo sư Vũ Cao Minh đề xuất, cần duy tu, bảo dưỡng thường xuyên, tránh tình trạng nứt đáy, rò rỉ nước, ảnh hưởng đến khả năng trữ nước; nguồn nước trong hồ cần được xử lý để tránh ô nhiễm nguồn nước. Việc bảo trì, giám sát các hồ treo cần được thực hiện đồng bộ để đảm bảo tối ưu hiệu suất. Đặc biệt, kinh phí xây dựng hồ treo không nhỏ nên rất cần những hỗ trợ từ Nhà nước và các cơ quan để mang lại nguồn nước mát lành cho bà con vùng cao nguyên đá.
Đánh giá về đề tài đạt Giải thưởng Trần Đại Nghĩa năm 2024, Giáo sư, Tiến sỹ Chu Hoàng Hà, Phó Chủ tịch Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam cho rằng, đề tài hồ treo không chỉ có giá trị kỹ thuật mà còn mang giá trị dân sinh, ý nghĩa sinh thái nhằm hạn chế xói mòn, phục hồi độ ẩm đất, góp phần làm xanh hóa vùng khô cằn. Sự thành công của đề tài này cũng mở ra hướng đi mới cho việc khai thác các nguồn nước tiềm ẩn ở những vùng địa hình hiểm trở, góp phần đảm bảo an ninh nguồn nước và phát triển bền vững cho các khu vực miền núi của Việt Nam./.
