Dùng nước biển để 'cứu' ĐBSCL thoát ngập không khả thi?

Ngập nước ở thành phố Cần Thơ. Ảnh: T.N

Sau khi Thanh Niên đăng bài Dùng nước biển ‘cứu’ ĐBSCL thoát ngập do GS-TS Nguyễn Văn Đạt, nguyên Trưởng khoa Kỹ thuật Xây dựng, Trường đại học Bách khoa TP.HCM (Trường cao đẳng Công chánh, Trung tâm Quốc gia Kỹ thuật Phú Thọ, Sài Gòn trước năm 1975), đề xuất, kỹ sư công chánh chuyên nghiệp (Professional Civil Engineer) của tiểu bang Florida và California (Mỹ) Nguyễn Minh Quang đã có bài phản hồi cũng như đề xuất các giải pháp chống ngập lụt cho vùng đất được mệnh danh là "vựa lúa" của cả nước.

Sụt lún là không thể đảo ngược

Hiện tượng sụt lún mặt đất do khai thác nước ngầm thiếu kiểm soát xảy ra từ thành thị đến nông thôn ở nhiều nơi trên thế giới. Ví dụ ở thung lũng San Joaquin, California; thành phố Long Beach, California; thành phố News Orleans, Louisiana; thành phố Mexico, Mexico; thành phố Jakarta, Indonesia và thành phố Bangkok, Thái Lan. Nhưng nổi tiếng nhất có lẽ là thung lũng San Joaquin với bức ảnh chụp cây cột đèn đánh dấu cao độ của mặt đất trong các năm 1925, 1955 và 1977.

Nước ngầm là nước nằm trong khoảng trống (pore spaces) giữa các hạt sạn hoặc cát ở trong lòng đất. Nước nằm trong các lớp sạn hoặc cát, che phủ bên trên lẫn bên dưới bởi các lớp cát mịn hoặc đất sét, được gọi là tầng nước ngầm kín (unconfined aquifer) và thường có áp suất rất cao. Nếu tầng nước ngầm không có lớp che phủ bên trên, nó được gọi là tầng nước ngầm hở (unconfined aquifer) và chịu áp suất của khí quyển cộng với cột nước ở bên trên. Ngoài sạn và cát, các tầng nước ngầm còn có những lớp cát mịn hoặc đất sét nằm ở giữa và chúng chính là nguyên nhân khiến cho mặt đất bị sụt lún khi các tầng nước ngầm bị khai thác quá mức. Những lớp cát mịn và đất sét được cấu tạo bởi các hạt dài và dẹp, được sắp xếp một cách “lộn xộn” khi lắng đọng nên còn nhiều khoảng trống để chứa nước.

Khi nước được bơm ra khỏi các tầng nước ngầm, áp suất của tầng nước ngầm kín hoặc cột nước bên trên tầng nước ngầm hở sẽ giảm, các lớp cát mịn hoặc đất sét bị nén xuống vì các hạt sắp xếp lại một cách “có lớp lang” khiến cho mặt đất bị sụt lún. Sự sụt lún mặt đất do khai thác nước ngầm quá mức thì vĩnh viễn và không thể đảo ngược, cao độ mặt đất không thể phục hồi như xưa cho dù các tầng nước ngầm có được làm đầy trở lại. Cho đến nay, giải pháp có hiệu quả duy nhất có thể ngăn chặn hiện tượng sụt lún mặt đất do khai thác nước ngầm là giảm việc khai thác.

Trả nước biển sẽ khiến tầng ngầm nhiễm mặn

Nhưng giải pháp trả nước biển lại cho các tầng nước ngầm không khả thi về mặt kỹ thuật vì các tầng nước ngầm được khai thác thường là các tầng nước ngầm kín ở rất sâu, có áp suất nước rất cao, và được che phủ bởi các lớp đất sét rất dày. Do đó, nước biển ở trên mặt đất không thể tự chảy hay ngấm xuống các tầng nước ngầm ở dưới sâu mà phải dùng bơm có công suất cao để đẩy. Chưa kể, dùng nước biển trả cho các tầng nước ngầm sẽ làm nhiễm mặn và giúp cho nước mặn xâm nhập sâu hơn vào các tầng nước ngầm này.

Chi phí ngọt hóa nước biển rất cao

Giải pháp ngọt hóa nước biển cũng không khả thi về mặt kinh tế vì giá thành rất cao nếu dùng kỹ thuật thẩm thấu ngược đang thông dụng. Hiện nay, kỹ thuật để “ngọt hóa nước biển” thông dụng nhất trên thế giới là kỹ thuật thẩm thấu ngược (reverse osmosis), trong đó áp suất được dùng để đẩy chất lỏng qua một màn bán thấm (semipermeable membrane) theo hướng ngược lại với hiện tượng thẩm thấu tự nhiên (chất lỏng di chuyển từ nơi có nồng độ thấp đến nơi có nồng độ cao). Kết quả là chất hòa tan (muối) bị giữ lại bên phía có nồng độ cao và chất lỏng nguyên chất (nước) di chuyển qua phía có nồng độ thấp ở bên kia màn bán thấm.

Nếu dùng kỹ thuật thẩm thấu ngược, giải pháp “ngọt hóa nước biển” có lẽ không khả thi về mặt kinh tế vì chi phí xây cất và điều hành một nhà máy lọc nước biển bằng kỹ thuật thẩm thấu ngược rất cao. Ví dụ như nhà máy lọc nước biển có công suất 50 triệu gallons/ngày (190.000 m³/ngày) ở thành phố Carlsbad, California, hoàn tất vào tháng 12.2015 với chi phí tổng cộng khoảng 1 tỉ USD. Giá thành của nước thành phẩm thay đổi từ 1,63 đến 1,83 USD/m³ (2.014 đến 2.257 USD/acre-foot) theo thời giá năm 2012. Để so sánh, giá thành của nước mặt trong hồ chứa thay đổi từ 0,82 đến 0,85 USD/m³ (1.014 đến 1.057 USD/acre-foot) và giá thành trung bình của việc khai thác nước ngầm là 0,02 USD/m³.

Lớp cát mịn hay đất sét bị nén khiến mặt đất sụt lún. Ảnh: USGS

Giảm khai thác nước ngầm để ngăn sụt lún

Như đã trình bày ở trên, mặt đất sụt lún là do việc khai thác nước ngầm quá mức. Hiện tượng sụt lún này là vĩnh viễn và không thể đảo ngược vì cao độ của mặt đất không thể phục hồi như xưa cho dù các tầng nước ngầm có được làm đầy trở lại. Giải pháp có hiệu quả duy nhất có thể ngăn chặn mặt đất tiếp tục sụt lún là giảm việc khai thác nước ngầm. Điểm then chốt ở đây là phải giảm việc khai thác nước ngầm như thế nào để tránh ảnh hưởng tiêu cực đến việc phát triển, vì nước ngầm là một nguồn tài nguyên quan trọng và đáng kể của ĐBSCL.

Trả nước biển cho tầng nước ngầm

Tùy theo điều kiện thủy học tự nhiên của từng vùng, việc khai thác nước ngầm ở ĐBSCL có thể được ấn định như sau: Thứ nhất, nước ngầm không được khai thác để canh tác lúa trong toàn thể ĐBSCL. Thứ hai, ở vùng không bị nước mặn xâm nhập, việc khai thác nước ngầm phải được giới hạn tối đa. Tận dụng nguồn nước mặt để cung cấp nước gia dụng và canh tác. Thứ ba, ở vùng bị nước mặn xâm nhập theo mùa, tận dụng nguồn nước mặt trong mùa mưa. Chỉ sử dụng nước ngầm để cung cấp nước gia dụng và canh tác hoa màu cần ít nước trong mùa khô. Thứ tư, ở vùng bị nước mặn xâm nhập quanh năm, chỉ khai thác nước ngầm để cung cấp nước gia dụng cho các thành phố và đô thị. Thứ năm, thiết lập một hệ thống quan trắc để theo dõi tình trạng sụt lún và mức độ khai thác nước ngầm trong toàn thể ĐBSCL.