Penyelidikan tentang penyelesaian masalah pencerobohan air masin di lembangan sungai

Para saintis dari Institut Sains Sumber Air baru sahaja menyelesaikan kajian tentang menilai sumber air permukaan dan meramalkan pencerobohan air masin di lembangan Sungai Cauto (Cuba). Keputusan kejayaan ini menunjukkan kuasa sains data dan mengesahkan tanda pasukan pakar Vietnam dalam pengurusan sumber air antarabangsa.

Lembangan Sungai Cauto (Republik Cuba). (Foto: TL)

Tingkatkan pengeluaran, tingkatkan bekalan air untuk rakyat

Lembangan Sungai Cauto - sungai terpanjang di Cuba dan mempunyai kepentingan yang besar kepada keselamatan makanan negara - menghadapi cabaran yang belum pernah berlaku sebelum ini disebabkan oleh dua kesan perubahan iklim dan pembangunan sosio-ekonomi . Dengan panjang lebih daripada 340 km, berasal dari julat Sierra Maestra dan mengalir melalui empat wilayah pertanian utama: Granma, Holguin, Santiago de Cuba dan Las Tunas, lembangan ini menyediakan pengairan dan air domestik untuk kira-kira 10% penduduk negara itu. Namun, sejak beberapa dekad kebelakangan ini, kawasan ini berulang kali mengalami kemarau yang teruk terutama pada musim kemarau dari bulan November hingga April setiap tahun. Walaupun hujan purata sehingga 1,200 mm setahun, sistem penyimpanan dan pengagihan air yang terdegradasi telah menyebabkan rantau ini sering mengalami kekurangan air yang teruk.

Dalam konteks data pengukuran meteorologi yang sangat terhad di Cuba, pasukan penyelidik yang diketuai oleh Dr. Tran Anh Phuong dan Master Tran Bao Chung, Institut Sains Sumber Air, Kementerian Sumber Asli dan Alam Sekitar (kini Kementerian Pertanian dan Alam Sekitar ) telah menjalankan "Penyelidikan mengenai status semasa sumber air permukaan dan ramalan pencerobohan masin di lembangan Sungai Cauto sebagai asas untuk meningkatkan pengeluaran air dan kod rakyat", NDT.100.CU/21. Tugas itu dilaksanakan dalam rangka Protokol Kerjasama dengan Cuba. Pembiayaan tugas itu ditaja melalui Pejabat Program Sains dan Teknologi Negara, Kementerian Sains dan Teknologi (kini Tabung Pembangunan Sains dan Teknologi Negara, Kementerian Sains dan Teknologi).

Misi ini menggunakan data hujan satelit CHIRPS resolusi tinggi, ditentukur dengan data dari stesen di tapak, untuk menganalisis ciri spatial dan temporal kemarau di seluruh lembangan. Dengan mengira indeks tekanan kemarau (SPI) pada selang tiga, enam dan sembilan bulan sepanjang tempoh 1981–2023, pasukan telah menentukan kekerapan, keamatan dan tahap kejadian kemarau.

Keputusan menunjukkan bahawa purata kekerapan kemarau di seluruh wilayah adalah antara 15 hingga 17% daripada jumlah masa, di mana kemarau paling teruk berlaku pada tahun 1988, 1992, 1998 dan terutamanya pada tahun 2004–2005 dengan indeks SPI jatuh di bawah -2, mencerminkan keadaan kemarau yang melampau.

Perlu diperhatikan bahawa kemarau bukan sahaja kerap berlaku tetapi juga cenderung meningkat dalam keterukan semasa musim kemarau. Analisis statistik menggunakan kaedah Mann-Kendall menunjukkan penurunan secara beransur-ansur dalam indeks SPI semasa bulan-bulan kering, manakala bulan-bulan hujan cenderung lebih lembap - demonstrasi yang jelas tentang perubahan dalam rejim hujan di bawah kesan perubahan iklim global.

Bukan sahaja berhenti pada mengenal pasti kemarau, pasukan penyelidik juga menganalisis secara mendalam perbezaan mengikut rupa bumi, di mana kawasan dataran hilir mengalami kemarau yang berlarutan lebih lama dan jauh lebih sengit daripada kawasan pergunungan di hulu.

Untuk mendapatkan pandangan yang lebih komprehensif tentang keadaan semasa sumber air, penulis membangunkan model bersepadu antara SWAT (simulasi hidrologi) dan WEAP (peruntukan sumber air) untuk menilai sepenuhnya kitaran imbangan bekalan - permintaan - air merentasi lembangan, kedua-dua pada masa kini dan di bawah senario sehingga 2050.

Keputusan simulasi menunjukkan bahawa jumlah permintaan air semasa Lembangan Sungai Cauto adalah kira-kira 1,194 juta meter padu setahun, di mana 96% adalah untuk pertanian - terutamanya padi dan tanaman tanah tinggi. Permintaan air untuk kegunaan domestik dan ternakan masing-masing hanya 3% dan 1%. Namun, menjelang pertengahan abad ke-21, jumlah permintaan air diramalkan meningkat kepada 1,394 juta meter padu setahun (peningkatan 16.6%), berikutan perluasan kawasan bercucuk tanam selaras dengan perkembangan ekonomi pertanian, manakala populasi cenderung berkurangan sedikit.

Delegasi Cuba yang diketuai oleh Encik Javier Toledo Tapanes, Naib Presiden Agensi Sumber Air Cuba, melawat dan bekerja dengan Kementerian Sumber Asli dan Alam Sekitar (kini Kementerian Pertanian dan Alam Sekitar).

Sebaliknya, bekalan air bukan sahaja tidak meningkat tetapi juga berkurangan sedikit (kira-kira 2.5%) disebabkan oleh penyejatan yang lebih kuat, terutamanya semasa musim hujan - akibat yang tidak dapat dielakkan daripada trend kenaikan suhu. Akibatnya, ketidakseimbangan air akan menjadi lebih serius, dengan jumlah defisit meningkat daripada 172 juta meter padu pada masa ini kepada 262 juta meter padu pada tahun 2050, bersamaan dengan peningkatan lebih daripada 52%. Kawasan yang paling berisiko kekurangan air ialah sub-lembangan SB3 dan SB12 di wilayah Bayamo - di mana pengeluaran beras tertumpu dan permintaan air sangat tinggi.

Menggunakan data satelit yang ditentukur untuk menggantikan rangkaian ukuran yang jarang

Berdasarkan keputusan ini, pasukan penyelidik mencadangkan satu siri penyelesaian yang sangat sesuai untuk pengurusan sumber air dan penyesuaian perubahan iklim di Cuba. Pertama sekali, adalah perlu untuk terus mengembangkan penggunaan model bersepadu seperti SWAT-WEAP yang digabungkan dengan data satelit CHIRPS, IMERG, ERA5... untuk membina sistem sokongan keputusan untuk agensi pengurusan. Sistem ini boleh membantu meramalkan kemarau awal, mengoptimumkan peruntukan air dan melaraskan rancangan tanaman mengikut kapasiti bekalan sebenar dalam masa nyata. Di samping itu, mengutamakan air domestik dan ternakan dalam peruntukan sumber mesti dipastikan dalam semua senario. Struktur tanaman juga perlu dikaji semula, mengehadkan penanaman tanaman yang memerlukan jumlah air yang banyak di kawasan yang berpotensi tinggi untuk kekurangan, terutamanya padi di sub-lembangan SB3, SB12, SB4 wilayah Bayamo.

Salah satu sorotan kajian adalah kejayaan penggunaan data satelit yang ditentukur untuk menggantikan rangkaian pengukuran yang jarang, dengan itu membuka pendekatan yang cekap dan kos rendah untuk negara membangun seperti Cuba. Keputusan ini bukan sahaja membantu mengurus sumber air Cuba sendiri dengan lebih baik, tetapi juga boleh digunakan pada banyak lembangan sungai lain di seluruh dunia yang menghadapi cabaran serupa.

Penyelidikan terobosan ini sekali lagi menunjukkan potensi besar sains data dan pemodelan dalam menyelesaikan masalah alam sekitar global, dan mengiktiraf sumbangan cemerlang saintis Vietnam dalam bidang pengurusan sumber air antarabangsa.

BICH LIEN

Sumber: https://nhandan.vn/nghien-cuu-giai-bai-toan-xam-nhap-man-tren-cac-luu-vuc-song-post925040.html