Nguồn nước ngầm trên toàn cầu đang suy giảm nhanh chóng, với tốc độ ngày càng tăng. Các nhà khoa học đã nghiên cứu và đề xuất một số biện pháp hiệu quả để giải quyết tình trạng cạn kiệt nguồn nước ngầm này.
Các nhà nghiên cứu của Đại học California Santa Barbara (UC Santa Barbara) ở Mỹ, UCL ở Anh và ETH ở Đức, đã công bố một đánh giá lớn nhất về mực nước ngầm trên toàn thế giới, trải rộng trên gần 1.700 tầng ngậm nước ở hơn 40 quốc gia trên toàn thế giới, trong đó có Mỹ, Ấn Độ, Chile, Tây Ban Nha, Mexico, Thái Lan và các quốc gia khác, được đăng trên tạp chí Nature.
Ngoài việc đưa ra cảnh báo về tình trạng suy giảm tài nguyên nước, công trình này còn đưa ra những ví dụ mang tính hướng dẫn về những cách giải quyết tình trạng cạn kiệt nguồn nước ngầm.
Nghiên cứu này mang lại lợi ích cho các nhà khoa học, nhà hoạch định chính sách và nhà quản lý tài nguyên đang nỗ lực tìm hiểu về động lực học của hệ thống nước ngầm toàn cầu.
Đồng tác giả Debra Perrone, phó giáo sư tại Chương trình Nghiên cứu Môi trường của UC Santa Barbara, cho biết: “Chúng tôi muốn hiểu rõ hơn về tình trạng nước ngầm trên toàn cầu bằng cách thực hiện hàng triệu phép đo mực nước ngầm”.
Tình trạng suy giảm nguồn nước ngầm đang gia tăng khắp thế giới
Nhóm nghiên cứu đã tổng hợp dữ liệu từ hồ sơ các quốc gia và địa phương cũng như của các cơ quan khác trên toàn thế giới. Nghiên cứu kéo dài ba năm, trong đó hai năm chỉ dành cho việc thu thập, phân loại và tổng hợp dữ liệu. Đó là những điều cần thiết để hiểu được 300 triệu phép đo mực nước từ 1,5 triệu giếng trong 100 năm qua.
Tiếp theo là nhiệm vụ chuyển lượng dữ liệu khổng lồ thành những hiểu biết thực tế về xu hướng nước ngầm toàn cầu. Sau đó, các nhà nghiên cứu đã tìm kiếm hơn 1.200 ấn phẩm để xây dựng lại ranh giới tầng ngậm nước trong các khu vực điều tra và đánh giá xu hướng mực nước ngầm ở 1.693 tầng ngậm nước.
Những phát hiện của họ cung cấp những phân tích toàn diện nhất về mực nước ngầm toàn cầu cho đến nay và chứng minh mức độ phổ biến của tình trạng cạn kiệt nước ngầm.
Nghiên cứu cho thấy nước ngầm đang giảm ở 71% tầng chứa nước. Sự cạn kiệt này đang gia tăng ở nhiều nơi: tốc độ suy giảm nước ngầm trong những năm 1980 - 1990 đã tăng nhanh hơn từ năm 2000 đến nay; họ phát hiện 36% tầng ngậm nước đã giảm đáng kể từ năm 2000 - 2022. Tốc độ giảm trung bình ít nhất 10,16cm/năm. Điều này cho thấy vấn đề tồi tệ thậm chí còn trở nên tồi tệ hơn như thế nào. Sự suy giảm ngày càng gia tăng đang xảy ra ở nhiều nơi với số lượng gần gấp ba lần số lượng mà các nhà khoa học mong đợi.
-
- Bản đồ thể hiện xu hướng mực nước ngầm trên toàn cầu. Màu đậm hơn biểu thị sự thay đổi từ 10cm/năm trở lên. Nguồn hình ảnh: Jasechko và cộng sự.
Tác giả chính Scott Jasechko, phó giáo sư tại Trường Quản lý & Khoa học Môi trường Bren của UC Santa Barbara cho biết, việc khai thác nước ngầm chỉ có thể thực hiện ở mức độ sâu hơn phổ biến hơn ở những vùng có khí hậu khô hơn, với tốc độ suy giảm nhanh chóng, đặc biệt phổ biến ở những vùng đất khô cằn và bán khô hạn đang được canh tác – đây là “một phát hiện trực quan”.
Ông nói: “Nhưng phát hiện một thứ gì đó có tính trực quan là một chuyện. Việc chứng minh rằng điều đó đang xảy ra với dữ liệu trong thế giới thực lại là một việc hoàn toàn khác.”
Một số nơi mực nước ngầm có xu hướng gia tăng
Mặt khác, vẫn còn có những nơi mà mức độ đã ổn định hoặc phục hồi. Sự suy giảm nước ngầm trong những năm 1980 - 1990 đã đảo ngược ở 16% hệ thống tầng chứa nước mà các tác giả có dữ liệu lịch sử. Tuy nhiên, những trường hợp này chỉ xảy ra tại một nửa số địa phương so với dự kiến của các nhà khoa học.
Một số giải pháp
Jasechko cho biết: “Nghiên cứu này cho thấy con người có thể xoay chuyển tình thế bằng những nỗ lực có chủ ý và tập trung”.
Lấy các bang Tucson, Arizona ở Mỹ làm ví dụ. Nguồn nước từ sông Colorado được sử dụng để bổ sung tầng ngậm nước ở Thung lũng Avra gần đó - một dự án lưu trữ nước để sử dụng trong tương lai. Jasechko giải thích: “Nước ngầm thường được xem như một ngân hàng cung cấp nước. Việc chủ động lưu trữ và nạp lại các tầng ngậm nước cho phép chúng tôi dự trữ lượng nước đó cho đến lúc cần thiết.”
Chính phủ các quốc gia có thể chi rất nhiều tiền để xây dựng những cơ sở hạ tầng khổng lồ để giữ nước trên mặt đất và cung cấp trở lại cho tầng ngậm nước. Nhưng nếu bất cứ địa phương nào có địa chất phù hợp, họ hoàn toàn có thể lưu trữ một lượng lớn nước dưới lòng đất, rẻ hơn nhiều, ít gây rối loạn cho hạ tầng và ít nguy hiểm hơn.
Nước ngầm được lưu trữ theo phương pháp này còn có thể mang lại lợi ích cho hệ sinh thái của khu vực. Trên thực tế, trong một bản tóm tắt nghiên cứu vào năm 2014, Perrone đã phát hiện ra rằng việc nạp lại tầng ngậm nước theo phương pháp này có thể lưu trữ lượng nước rẻ hơn sáu lần so với phương pháp sử dụng các hồ chứa trên bề mặt.
Việc bổ sung nước ngầm ở Tucson là một lợi ích cho tầng chứa nước địa phương; tuy nhiên, việc rút nước đã khiến dòng sông hùng vĩ cạn kiệt trên mặt đất. Nước từ Colorado hiếm khi đến vùng đồng bằng ở Vịnh California nữa. Jasechko thừa nhận: “Những biện pháp can thiệp vào nước ngầm này có thể có sự đánh đổi”.
Một lựa chọn khác là tập trung vào việc giảm nhu cầu sử dụng nước ngầm. Perrone giải thích: Thông thường, điều này liên quan đến các quy định, giấy phép và phí sử dụng nước ngầm. Vì mục đích này, cô hiện đang nghiên cứu luật về nước ở miền Tây Hoa Kỳ để hiểu rõ những biện pháp can thiệp đa dạng này. Nghiên cứu tiết lộ, bất kể đến từ cung hay cầu, việc phục hồi tầng ngậm nước dường như cần có sự can thiệp của Chính phủ.
Các tác giả đã bổ sung các phép đo từ việc giám sát các giếng bằng dữ liệu từ Thí nghiệm Khí hậu và Phục hồi Trọng lực (GRACE). Nhiệm vụ GRACE sử dụng các hệ thống vệ tinh đôi để đo chính xác khoảng cách giữa chúng khi chúng quay quanh Trái đất. Bằng cách này, các vệ tinh có thể phát hiện những biến động nhỏ trong lực hấp dẫn của hành tinh, từ đó có thể tiết lộ động lực học của tầng ngậm nước ở quy mô lớn.
Perrone cho biết: “Cái hay của GRACE là nó cho phép chúng tôi khám phá điều kiện nước ngầm mà chúng tôi không có dữ liệu tại chỗ”. “Đánh giá của chúng tôi bổ sung cho GRACE. Khi chúng tôi có dữ liệu tại chỗ, chúng tôi có thể khám phá các điều kiện nước ngầm tại địa phương, đây là một biện pháp giải quyết quan trọng để quản lý tình trạng cạn kiệt nguồn nước ngầm hiện nay”. Biện pháp xử lý cục bộ này rất quan trọng, như các tác giả đã phát hiện ra, bởi vì các tầng ngậm nước liền kề có thể hiển thị các xu hướng khác nhau.
Điều đó nói lên rằng, xu hướng mực nước ngầm không thể hiện toàn bộ bức tranh. Ngay cả khi các tầng ngậm nước vẫn ổn định, việc hút nước ngầm vẫn có thể ảnh hưởng đến các dòng suối và nước mặt gần đó, khiến chúng rò rỉ xuống tầng dưới bề mặt, như Perrone và Jasechko đã trình bày chi tiết trong một bài báo khác trên Nature vào năm 2021.
Các tác giả cũng phân tích sự biến đổi lượng mưa trong bốn thập kỷ qua đối với 542 tầng ngậm nước. Họ phát hiện ra rằng 90% tầng ngậm nước có tốc độ suy giảm ngày càng gia tăng nằm ở những nơi có điều kiện khô hạn hơn trong 40 năm qua.
Jasechko nói: “Sự suy giảm nước ngầm là không thể tránh khỏi. Với các biện pháp mạnh mẽ, các nghiên cứu toàn cầu sẽ cho phép các nhà khoa học và cơ quan quản lý hiểu được động lực của nguồn tài nguyên tiềm ẩn này.
Theo Đại học UC Santa Barbara
