Một nghiên cứu mới trên tạp chí Science từ các nhà khoa học Đại học Massachusetts Amherst và Đại học Cincinnati đã lập bản đồ sự thay đổi của sông trên toàn cầu trong 35 năm qua. Kết quả cho thấy, 44% các con sông lớn nhất ở hạ lưu chứng kiến sự giảm lưu lượng nước, trong khi 17% các con sông nhỏ ở thượng nguồn lại tăng. Các thay đổi này ảnh hưởng lớn đến lũ lụt, hệ sinh thái, thủy điện và nguồn cung nước ngọt.
Dongmei Feng – tác giả chính của nghiên cứu, phó giáo sư tại Đại học Cincinnati và cựu trợ lý giáo sư nghiên cứu tại phòng thí nghiệm Fluvial@UMass do đồng tác giả Colin Gleason – Giáo sư Phát triển Chuyên môn ngành kỹ thuật dân dụng và môi trường tại Đại học Massachusetts Amherst điều hành, giải thích rằng các nỗ lực trước đây nhằm định lượng sự thay đổi của các con sông theo thời gian chỉ tập trung vào các đoạn sông cụ thể hoặc một phần lưu vực phía sau của một con sông.
“Nhưng như chúng ta đã biết, các con sông không tồn tại một cách cô lập,” bà nói. “Vì vậy, ngay cả khi chúng ta quan tâm đến một địa điểm cụ thể, chúng ta cũng phải xem xét cách nó bị ảnh hưởng bởi cả thượng nguồn lẫn hạ nguồn. Chúng tôi nhìn nhận hệ thống sông như một tổng thể, một hệ thống kết nối một cách hữu cơ”.
Colin Gleason, đồng tác giả, giải thích rằng phương pháp truyền thống đo lưu lượng sông bằng cách kéo dụng cụ đo trên mặt nước chỉ cung cấp dữ liệu hạn chế tại một điểm cụ thể. Ông ước tính, hiện nay chỉ có dữ liệu lưu lượng của khoảng 10-15.000 đoạn sông trên toàn thế giới.
Để giải quyết hạn chế này, Feng và Gleason sử dụng dữ liệu vệ tinh và mô hình máy tính để đo lưu lượng của 3 triệu đoạn sông trên toàn cầu, liên tục trong 35 năm. Gleason nhận định: “Một số sông thay đổi tới 5-10% mỗi năm, một tốc độ rất nhanh. Giờ đây, chúng ta có thể biết rõ những con sông nào không còn như trước.”
Nhiều sông lớn ở hạ lưu chứng kiến sự giảm lưu lượng nước, gây thiếu hụt nước uống và tưới tiêu. Gleason đặt câu hỏi: “Các cộng đồng dựa vào sông để lấy nước có thể duy trì bền vững không? Sông có thể hỗ trợ mở rộng đô thị và sản xuất nông nghiệp không?”
Lưu lượng giảm còn làm giảm khả năng vận chuyển trầm tích ở lòng sông, ảnh hưởng đến việc hình thành đồng bằng châu thổ. Điều này đặc biệt nghiêm trọng khi các đập thủy điện hiện đại đã hạn chế trầm tích di chuyển, làm suy yếu vai trò chống lại nước biển dâng của các đồng bằng này.
Ngược lại, 17% sông thượng nguồn, thường gần núi, lại chứng kiến sự gia tăng lưu lượng. Tuy nhiên, điều này không đồng đều vì 10% sông nhỏ đang giảm. Lưu lượng tăng dẫn đến lũ lụt lớn hơn, với số lượng trận lũ lớn tăng 42%. Gleason nhấn mạnh, những lũ lụt này, như đã xảy ra ở Vermont, Mỹ gây thiệt hại nghiêm trọng cho con người nhưng lại mang lại lợi ích cho hệ sinh thái như bổ sung chất dinh dưỡng và hỗ trợ cá di cư.
Sự gia tăng lưu lượng ở thượng nguồn cũng đặt ra thách thức cho thủy điện, đặc biệt ở các nước như Nepal hay Bhutan. Feng chỉ ra, “Lưu lượng tăng mạnh gây xói mòn và vận chuyển trầm tích nhiều hơn, dễ làm tắc nghẽn các nhà máy thủy điện.”
Biến đổi khí hậu và hoạt động của con người là nguyên nhân chính gây ra những thay đổi này. Lượng mưa gia tăng và tuyết tan nhanh hơn ở vùng núi cao góp phần vào hiện tượng trên. Các hoạt động như khai thác nước sông để tưới tiêu hay xả thải cũng ảnh hưởng không nhỏ.
Gleason cho rằng nghiên cứu này là bước tiến quan trọng để hiểu rõ hơn và đưa ra quyết định sáng suốt về quản lý tài nguyên nước và các dự án hạ tầng. “Nếu không biết sông đang thay đổi như thế nào, chúng ta không thể giải thích nguyên nhân hay đối phó.”
Ông chia sẻ: “Tất cả dữ liệu đã tồn tại từ thập niên 80, nhưng trước đây không thể khai thác vì thiếu công nghệ. Nghiên cứu này là đỉnh cao của sự nghiệp tôi và sự kết hợp của nhiều thế hệ nghiên cứu.”□
Kim Dung lược dịch
Nguồn: https://www.umass.edu/news/article/floods-insufficient-water-sinking-river-deltas-hydrologists-map-changing-river
Bài đăng Tia Sáng số 24/2024
