Quỹ Phát triển khoa học và công nghệ Quốc gia

Kết quả tài trợ nổi bật

Kết quả tài trợ nổi bật

Ứng dụng kinh nghiệm quản lý tài nguyên nước ở ĐBSCL (Việt Nam) vào giải quyết bài toán xâm nhập mặn trên LVS Cauto Cộng hòa Cuba

Lưu vực sông Cauto – dòng sông dài nhất và có ý nghĩa rất lớn đối với an ninh lương thực quốc gia của Cuba – đang đối mặt với những thách thức chưa từng có do tác động kép của biến đổi khí hậu và phát triển kinh tế – xã hội. Với chiều dài hơn 340 km, bắt nguồn từ dãy Sierra Maestra và chảy qua bốn tỉnh trọng điểm nông nghiệp là Granma, Holguin, Santiago de Cuba và Las Tunas, lưu vực này cung cấp nước tưới và sinh hoạt cho khoảng 10% dân số cả nước. Tuy nhiên, trong những thập kỷ gần đây, khu vực này liên tục trải qua các đợt hạn hán nghiêm trọng, đặc biệt trong mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 hàng năm. Dù có lượng mưa trung bình lên tới 1.200 mm mỗi năm, hệ thống lưu trữ và phân phối nước xuống cấp khiến vùng này thường xuyên lâm vào tình trạng thiếu nước trầm trọng. Ảnh: Viện Khoa học tài nguyên nước, Bộ Nông nghiệp và Môi trường Trong bối cảnh dữ liệu đo đạc khí tượng tại Cuba còn rất hạn chế, nhóm nghiên cứu do TS.Trần Anh Phương và ThS.Trần Bảo Chung – Viện Khoa học tài nguyên nước, Bộ Tài nguyên và Môi trường (nay là Bộ Nông nghiệp và Môi trường) đã thực hiện “Nghiên cứu hiện trạng nguồn nước mặt và dự báo xâm nhập mặn tại lưu vực sông Cauto làm cơ sở đề xuất các giải pháp tăng cường sản xuất lúa gạo và cải thiện cấp nước cho người dân”, mã số NĐT.100.CU/21, nhiệm vụ được triển khai trong khuôn khổ Nghị định thư hợp tác với Cuba, kinh phí nhiệm vụ được tài trợ thông qua Văn phòng các Chương trình khoa học và công nghệ quốc gia, Bộ Khoa học và Công nghệ (nay là Quỹ Phát triển khoa học và và công nghệ Quốc gia, Bộ Khoa học và Công nghệ). Nhiệm vụ ứng dụng nguồn dữ liệu mưa vệ tinh CHIRPS với độ phân giải cao, kết hợp hiệu chỉnh bằng số liệu từ các trạm đo tại chỗ, để phân tích đặc điểm hạn hán trong không gian và thời gian trên toàn lưu vực. Bằng cách tính toán chỉ số hạn hán SPI (Standardized Precipitation Index) ở ba tháng thời gian 3, 6 và 9 tháng trong giai đoạn 1981–2023, nhóm nghiên cứu đã xác định rõ chu kỳ, cường độ và phạm vi ảnh hưởng của các đợt hạn. Kết quả cho thấy tần suất hạn hán trung bình trong toàn vùng dao động từ 15 đến 17% tổng thời gian, trong đó các đợt hạn nghiêm trọng nhất xảy ra vào các năm 1988, 1992, 1998 và đặc biệt là năm 2004–2005 với chỉ số SPI xuống dưới −2, phản ánh điều kiện khô hạn cực đoan. Điều đáng lưu ý là hạn hán không chỉ diễn ra thường xuyên mà còn có xu hướng gia tăng mức độ nghiêm trọng vào mùa khô. Phân tích thống kê bằng phương pháp Mann–Kendall cho thấy có dấu hiệu giảm dần của chỉ số SPI trong các tháng mùa khô, trong khi các tháng mùa mưa có xu hướng ẩm hơn – một minh chứng rõ rệt cho sự thay đổi của chế độ mưa dưới tác động của biến đổi khí hậu toàn cầu. Không chỉ dừng lại ở nhận diện các đợt hạn, nhóm nghiên cứu còn phân tích sâu sắc về sự khác biệt theo địa hình, trong đó các khu vực đồng bằng ở hạ lưu chịu hạn kéo dài và cường độ cao hơn đáng kể so với vùng đồi núi phía thượng nguồn. Để có cái nhìn toàn diện hơn về hiện trạng tài nguyên nước, nhóm tác giả đã phát triển một mô hình tích hợp giữa SWAT (mô phỏng thủy văn) và WEAP (phân bổ nguồn nước) nhằm đánh giá đầy đủ chu trình cung – cầu – cân bằng nước trên toàn lưu vực, cả trong hiện tại và theo kịch bản đến năm 2050. Các kết quả mô phỏng cho thấy tổng nhu cầu sử dụng nước hiện tại của lưu vực sông Cauto khoảng 1.194 triệu mét khối mỗi năm, trong đó 96% dành cho nông nghiệp – chủ yếu là cây lúa và cây trồng cạn. Nhu cầu nước cho sinh hoạt và chăn nuôi chỉ chiếm lần lượt 3% và 1%. Tuy nhiên, đến giữa thế kỷ 21, tổng nhu cầu nước được dự báo tăng lên 1.394 triệu mét khối mỗi năm (tăng 16,6%), do diện tích canh tác mở rộng theo định hướng phát triển kinh tế nông nghiệp, trong khi dân số có xu hướng giảm nhẹ. Ở chiều ngược lại, nguồn cung nước không những không tăng mà còn giảm nhẹ (khoảng 2,5%) do hiện tượng bốc hơi mạnh hơn, đặc biệt trong mùa mưa – hệ quả tất yếu của xu thế nhiệt độ tăng. Kết quả là tình trạng mất cân bằng nước ngày càng nghiêm trọng, với tổng lượng thiếu hụt tăng từ 172 triệu mét khối trong hiện tại lên tới 262 triệu mét khối vào năm 2050, tương đương mức tăng hơn 52%. Các vùng có nguy cơ thiếu nước cao nhất là tiểu lưu vực SB3 và SB12 thuộc vùng Bayamo – nơi tập trung sản xuất lúa gạo với nhu cầu nước rất lớn. Trên cơ sở các kết quả này, nhóm nghiên cứu đề xuất loạt giải pháp có tính ứng dụng cao cho quản lý tài nguyên nước và thích ứng với biến đổi khí hậu tại Cuba. Trước hết, cần tiếp tục mở rộng việc sử dụng các mô hình tích hợp như SWAT–WEAP kết hợp dữ liệu vệ tinh CHIRPS, IMERG, ERA5… để xây dựng hệ thống hỗ trợ ra quyết định (DSS) cho các cơ quan quản lý. Hệ thống này có

Kết quả tài trợ nổi bật

Ứng dụng kinh nghiệm quản lý tài nguyên nước ở ĐBSCL (Việt Nam) vào giải quyết bài toán xâm nhập mặn trên LVS Cauto (Cộng hòa Cuba)

Lưu vực sông Cauto – dòng sông dài nhất và có ý nghĩa rất lớn đối với an ninh lương thực quốc gia của Cuba – đang đối mặt với những thách thức chưa từng có do tác động kép của biến đổi khí hậu và phát triển kinh tế – xã hội. Với chiều dài hơn 340 km, bắt nguồn từ dãy Sierra Maestra và chảy qua bốn tỉnh trọng điểm nông nghiệp là Granma, Holguin, Santiago de Cuba và Las Tunas, lưu vực này cung cấp nước tưới và sinh hoạt cho khoảng 10% dân số cả nước. Tuy nhiên, trong những thập kỷ gần đây, khu vực này liên tục trải qua các đợt hạn hán nghiêm trọng, đặc biệt trong mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 hàng năm. Dù có lượng mưa trung bình lên tới 1.200 mm mỗi năm, hệ thống lưu trữ và phân phối nước xuống cấp khiến vùng này thường xuyên lâm vào tình trạng thiếu nước trầm trọng. Ảnh: Viện Khoa học tài nguyên nước, Bộ Nông nghiệp và Môi trường Trong bối cảnh dữ liệu đo đạc khí tượng tại Cuba còn rất hạn chế, nhóm nghiên cứu do TS.Trần Anh Phương và ThS.Trần Bảo Chung – Viện Khoa học tài nguyên nước, Bộ Tài nguyên và Môi trường (nay là Bộ Nông nghiệp và Môi trường) đã thực hiện “Nghiên cứu hiện trạng nguồn nước mặt và dự báo xâm nhập mặn tại lưu vực sông Cauto làm cơ sở đề xuất các giải pháp tăng cường sản xuất lúa gạo và cải thiện cấp nước cho người dân”, mã số NĐT.100.CU/21, nhiệm vụ được triển khai trong khuôn khổ Nghị định thư hợp tác với Cuba, kinh phí nhiệm vụ được tài trợ thông qua Văn phòng các Chương trình khoa học và công nghệ quốc gia, Bộ Khoa học và Công nghệ (nay là Quỹ Phát triển khoa học và và công nghệ Quốc gia, Bộ Khoa học và Công nghệ). Nhiệm vụ ứng dụng nguồn dữ liệu mưa vệ tinh CHIRPS với độ phân giải cao, kết hợp hiệu chỉnh bằng số liệu từ các trạm đo tại chỗ, để phân tích đặc điểm hạn hán trong không gian và thời gian trên toàn lưu vực. Bằng cách tính toán chỉ số hạn hán SPI (Standardized Precipitation Index) ở ba tháng thời gian 3, 6 và 9 tháng trong giai đoạn 1981–2023, nhóm nghiên cứu đã xác định rõ chu kỳ, cường độ và phạm vi ảnh hưởng của các đợt hạn. Kết quả cho thấy tần suất hạn hán trung bình trong toàn vùng dao động từ 15 đến 17% tổng thời gian, trong đó các đợt hạn nghiêm trọng nhất xảy ra vào các năm 1988, 1992, 1998 và đặc biệt là năm 2004–2005 với chỉ số SPI xuống dưới −2, phản ánh điều kiện khô hạn cực đoan. Điều đáng lưu ý là hạn hán không chỉ diễn ra thường xuyên mà còn có xu hướng gia tăng mức độ nghiêm trọng vào mùa khô. Phân tích thống kê bằng phương pháp Mann–Kendall cho thấy có dấu hiệu giảm dần của chỉ số SPI trong các tháng mùa khô, trong khi các tháng mùa mưa có xu hướng ẩm hơn – một minh chứng rõ rệt cho sự thay đổi của chế độ mưa dưới tác động của biến đổi khí hậu toàn cầu. Không chỉ dừng lại ở nhận diện các đợt hạn, nhóm nghiên cứu còn phân tích sâu sắc về sự khác biệt theo địa hình, trong đó các khu vực đồng bằng ở hạ lưu chịu hạn kéo dài và cường độ cao hơn đáng kể so với vùng đồi núi phía thượng nguồn. Để có cái nhìn toàn diện hơn về hiện trạng tài nguyên nước, nhóm tác giả đã phát triển một mô hình tích hợp giữa SWAT (mô phỏng thủy văn) và WEAP (phân bổ nguồn nước) nhằm đánh giá đầy đủ chu trình cung – cầu – cân bằng nước trên toàn lưu vực, cả trong hiện tại và theo kịch bản đến năm 2050. Các kết quả mô phỏng cho thấy tổng nhu cầu sử dụng nước hiện tại của lưu vực sông Cauto khoảng 1.194 triệu mét khối mỗi năm, trong đó 96% dành cho nông nghiệp – chủ yếu là cây lúa và cây trồng cạn. Nhu cầu nước cho sinh hoạt và chăn nuôi chỉ chiếm lần lượt 3% và 1%. Tuy nhiên, đến giữa thế kỷ 21, tổng nhu cầu nước được dự báo tăng lên 1.394 triệu mét khối mỗi năm (tăng 16,6%), do diện tích canh tác mở rộng theo định hướng phát triển kinh tế nông nghiệp, trong khi dân số có xu hướng giảm nhẹ. Ở chiều ngược lại, nguồn cung nước không những không tăng mà còn giảm nhẹ (khoảng 2,5%) do hiện tượng bốc hơi mạnh hơn, đặc biệt trong mùa mưa – hệ quả tất yếu của xu thế nhiệt độ tăng. Kết quả là tình trạng mất cân bằng nước ngày càng nghiêm trọng, với tổng lượng thiếu hụt tăng từ 172 triệu mét khối trong hiện tại lên tới 262 triệu mét khối vào năm 2050, tương đương mức tăng hơn 52%. Các vùng có nguy cơ thiếu nước cao nhất là tiểu lưu vực SB3 và SB12 thuộc vùng Bayamo – nơi tập trung sản xuất lúa gạo với nhu cầu nước rất lớn. Trên cơ sở các kết quả này, nhóm nghiên cứu đề xuất loạt giải pháp có tính ứng dụng cao cho quản lý tài nguyên nước và thích ứng với biến đổi khí hậu tại Cuba. Trước hết, cần tiếp tục mở rộng việc sử dụng các mô hình tích hợp như SWAT–WEAP kết hợp dữ liệu vệ tinh CHIRPS, IMERG, ERA5… để xây dựng hệ thống hỗ trợ ra quyết định (DSS) cho các cơ quan quản lý. Hệ thống này có

Kết quả tài trợ nổi bật, Tài trợ

Ô nhiễm vi nhựa trong các loài sò vẹm có ở mức đáng lo ngại?

Với sự tài trợ của NAFOSTED và Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam, nhóm các nhà khoa học ở ĐH Tài nguyên và Môi trường, Bệnh viện Phổi Trung ương, Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam… và các đồng nghiệp Pháp thực hiện nghiên cứu ở vùng duyên hải miền Bắc, trên các loài nhuyễn thể hai mảnh vỏ. Vi nhựa có thể xâm nhập vào cơ thể con người qua đường ăn uống. Nguồn: Shutterstock Hiện đã có nhiều nghiên cứu tìm hiểu về sự xuất hiện của vi nhựa ở nhiều hệ sinh thái khác nhau, ví dụ như trầm tích bờ biển Đà Nẵng, Tiền Giang, Vũng Tàu sông Sài Gòn và kênh, lõi trầm tích sông Hồng và Tiên Yên… Lo ngại về vi nhựa trên nhuyễn thể hai mảnh vỏ ở Việt Nam, đã có nghiên cứu đánh giá ở Thanh Hóa ghi nhận các nồng độ vi nhựa ở vẹm xanh châu Á (Perna viridis), nghêu Bến (Meretrix lyrata), ngao hai cồi (Tapes dorsatus)… Tuy nhiên vẫn chưa rõ ảnh hưởng của mùa (mùa khô và mùa mưa) và vùng địa lý với sự phân bố của vi nhựa. Nhóm nghiên cứu đặt giả thuyết có thể là cơ chế mùa và vùng địa lý sẽ đem lại những gợi ý về quản lý môi trường và bảo vệ sức khỏe con người. Họ đã thu thập sò huyết và vẹm xanh từ các bãi lầy triều thuộc cửa Ba Lạt, Vân Đồn, Cát Bà, nơi có liên quan trực tiếp đến những hoạt động nhân sinh rất đa dạng như nuôi trồng thủy sản, du lịch, vận tải… Mẫu được lấy trong mùa mưa (tháng 7/2020) và mùa khô (tháng 1/2021). Phân tích cho thấy, nồng độ vi nhựa ở sò huyết từ 1,25 đến 2,67 mảnh/con và từ 0,38 đến 1,48 mảnh/gam khô. Vi nhựa dạng sợi chiếm nhiều nhất trong tổng số vi nhựa với 93 % trong khi dạng mảnh chỉ 7%. Phần lớn dạng sợi có nhiều màu sắc như hồng 26 %, tía 18 %, xanh lam 17%, xám 11% và đen 10%. Dẫu không có xu hướng khác nhau về hình dạng, màu sắc vi nhựa ở ba địa điểm lấy mẫu cũng như theo mùa nhưng có một số thông tin khác như vi nhựa nhỏ nhất là 50 µm, vi nhựa lớn nhất là 2.000 µm và các vi nhựa nhỏ dưới 1 mm chiếm tới hơn 90 % vi nhựa ở mẫu sò huyết. Ở vẹm xanh, nồng độ vi nhựa từ 2,13 đến 6,75 trên một con và từ 0,33 đến 1,36 vi nhựa/gam khô. Tương tự sò huyết, không có sự khác biệt về nồng độ trên các con vẹm xanh, vi nhựa dạng sợi lấn át, chiếm 93 %, còn lại là dạng mảnh. Họ quan sát được 10 dạng màu sắc phổ biến và một nửa vi nhựa ở vẹm xanh từ 100 đến 300 µm (46 %), còn lại là 300 đến 1000 µm (43 %). Phân tích thành phần hóa học cho thấy, chủ yếu là các dạng polymer với 53 % polyethylene (PE) – loại nhựa phổ biến trong bao bì đóng gói; 35 % polypropylene (PP) – loại nhựa nhiệt dẻo thường làm đồ gia dụng, và 12 % polyvinyl chloride (PVC) – loại nhựa nhiệt dẻo trong sản xuất công nghiệp. Sự lấn át của vi nhựa dạng sợi của cả vẹm xanh lẫn sò huyết cho thấy xu hướng ô nhiễm của môi trường nước và trầm tích, từng được khẳng định trong nghiên cứu lấy mẫu ở bốn địa điểm khác nhau trên vịnh Bắc Bộ. Sự khác biệt về các dạng polymer ở hai loài có thể liên quan đến nơi sống của từng loại. Các nhà khoa học cho rằng, nguồn ô nhiễm có thể chủ yếu từ hoạt động du lịch, sinh hoạt và một phần đáng kể của nuôi trồng, đánh bắt thủy sản. Vậy lượng vi nhựa này có ảnh hưởng đến sức khỏe con người? Ước tính, việc ăn các loài sò vẹm chứng tỏ con người có thể phơi nhiễm 900 đến 11.500 vi nhựa/người/năm, không tính đến việc ăn các tạo vật của biển khác, như cá, muối… Tuy nhiên, mức độ phơi nhiễm vi nhựa qua uống nước chai và bia cao gấp 15 lần, còn hít thở, nguồn nhiễm lớn nhất cho người, gấp 3.000 lần so với uống. Nghiên cứu chỉ dấu con người đang phải đối mặt với nguy cơ rủi ro cao do phơi nhiễm vi nhựa qua ba đường chính: ăn uống, hít thở và uống nước. Do đó, họ cho rằng cần có những nghiên cứu tương lai để bổ sung thêm vào cơ sở dữ liệu về nhựa ở Việt Nam, đồng thời nhấn mạnh vào việc quản lý tốt hơn trong việc sử dụng, tái chế và quản lý chất thải nhựa ở Việt Nam để bảo vệ môi trường và sức khỏe. Trong quá trình này, có thể sử dụng các loài hai mảnh vỏ như một chỉ thị sinh học về vi nhựa. Bài báo được xuất bản trên Regional Studies in Marine Science, “Occurrence of microplastics in bivalves from the northern coast of Viet Nam”. Tin: Thanh Nhàn – Tạp chí Tia Sáng

Lên đầu trang