Lời giải cho 'cơn khát' trên cao nguyên đá

Công trình hồ treo thu giữ nước trên núi ở Hà Giang (cũ).

Trăn trở với câu hỏi hóc búa ấy, TSKH Vũ Cao Minh và cộng sự đã tìm câu trả lời giải cơn khát nước sạch cho đồng bào vùng cao.

Trăn trở với tình trạng thiếu nước sạch

PGS.TSKH Vũ Cao Minh sinh năm 1957, tại Hà Nội. Ông tốt nghiệp chuyên ngành Địa chất Thủy văn tại Đại học Tổng hợp Hà Nội năm 1980. Sau thời gian làm nghiên cứu viên, ông nhận bằng Tiến sĩ tại Đại học Greifswald (Đức) và trở lại Việt Nam công tác tại Viện Địa chất, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.

Trong hơn 50 năm gắn bó với địa chất thủy văn và môi trường, PGS.TSKH Vũ Cao Minh, nguyên cán bộ Viện Địa chất, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam chưa từng vợi đi trăn trở về bài toán nước sạch cho người dân miền núi. Trước khi bắt tay vào nghiên cứu giải bài toán khó ấy, ông và các cộng sự đã đứng trước một thách thức, đó là đồng bào vùng cao núi đá đang thiếu nước sinh hoạt gay gắt.

Đầu những năm 2000, cao nguyên đá Hà Giang chìm trong cơn đại hạn theo đúng nghĩa đen. Nước trở thành một thứ xa xỉ, đẩy cuộc sống và sức khỏe của người dân vào tình thế vô cùng khó khăn.

Tại các xã như Giàng Chu Phìn, Cán Chứ Phìn, Lũng Pù, Sủng Máng, Sủng Chà, Tả Lủng, Thượng Phùng, Sơn Vĩ của huyện Mèo Vạc (cũ), hình ảnh người dân, từ già trẻ lớn bé, phải vượt hàng chục cây số xuống tận sông Nho Quế hay sang huyện Yên Minh để cõng từng can nước về dùng đã trở thành một ám ảnh.

Mỗi khi trời ngưng mưa, cuộc sống dường như cũng ngưng lại, bởi không có nước cho cả sinh hoạt lẫn chút diện tích canh tác ít ỏi.

PGS.TSKH Vũ Cao Minh.

Từ thực tế ấy, một câu hỏi lớn nảy sinh: Liệu có thể “giữ” được nước trên núi? Câu trả lời dần hình thành sau những khảo sát thực địa, ông và nhóm nghiên cứu nhận thấy hiện tượng nước mưa tập trung theo dòng chảy nhỏ, men theo các nếp gãy và vách đá. Vậy nếu có thể thu giữ dòng chảy ấy vào các bể chứa được gia cố an toàn, đặt đúng chỗ, thì sẽ có “hồ nước” trên núi.

Phải trải qua gần một năm khảo sát và qua học tập kinh nghiệm của đồng bào địa phương, qua theo dõi, phân tích số liệu, ông và nhóm nghiên cứu mới xác định được nguồn nước phù hợp với đặc điểm phân bố dân cư vùng cao.

PGS.TSKH Vũ Cao Minh nhận thấy có các điểm xuất lộ nước, khởi phát từ độ cao 1.150m đến 1.200m chảy về và hợp lưu tại bản Nà Phạ, dưới độ cao 900m thành suối Nà Phạ. Suối đổ vào hang cacxtơ chảy ngầm trong núi khoảng 1km và thoát ra ở sườn thấp, rồi đổ vào sông Nhiệm. Nguồn nước thường xuyên có lưu lượng 2m3/s.

Lưu vực suối Nà Phạ trước khi chảy vào hang rộng gần 1,2km3, mặt đệm là đất đá ít thấm nước, lưu lượng nước thay đổi theo mùa. Tổng lượng nước ước tính khoảng 1 triệu m3/năm, chất lượng nước có thành phần hóa lý đảm bảo cho nhu cầu sinh hoạt.

Các hàm lượng nitrat, nitrit, amoniăc, nguyên tố vi lượng đều rất nhỏ so với tiêu chuẩn cho phép… Từ những dữ kiện trên có thể đi đến kết luận: Với trữ lượng nước gần 1 triệu m3/năm, việc xây dựng hồ đập chứa nước ngay tại nguồn, có thể khai thác hết công suất nước, cung cấp nước sinh hoạt cho khoảng 2 đến 3 vạn người ở mức bình quân 150 lít nước/người/ngày...

“Thực ra, việc tích trữ nước mưa vào hồ chứa là việc làm kinh điển như hồ Suối Hai, Suối Ba, Trị An, Sông Đà. Tuy nhiên, những công trình này thi công với chi phí rất lớn, yêu cầu kỹ thuật phức tạp, trình độ và thiết bị đòi hỏi ở mức cao và phần lớn những hồ chứa ấy lại nằm ở vị trí thấp nhất của một tổ hợp nhiều quả núi nên gần như không hỗ trợ cho việc chống hạn, chống cháy rừng và tưới tiêu trên đồi cao”, PGS.TSKH Vũ Cao Minh chia sẻ.

Hồ nước hình trái tim đẹp kỳ ảo

PGS.TSKH Vũ Cao Minh cho biết, đối với công nghệ hồ treo, cách làm mới là xây nhiều hồ nhỏ trên núi, đơn giản và tiết kiệm. Phương pháp là chọn những vị trí thuận lợi, những chỗ thắt của các con suối để xây hồ. Thấy rõ những thế mạnh của công nghệ hồ treo, tỉnh Hà Giang (cũ) đã triển khai thăm dò và xây dựng thử nghiệm “hồ treo” Xà Phìn, tại bản Xà Phìn B, xã Xà Phìn, huyện Đồng Văn.

Hồ có dung tích khoảng 3.000m3, được xây bằng các giải pháp kỹ thuật đáy và thành hồ được gia cố, đảm bảo không bị đục hoặc thẩm thấu. Hồ được xây dựng ngay cạnh đường đi Đồng Văn, có hình trái tim được thiết kế rất thẩm mỹ và hiệu quả.

Tháng 5/2002, một “trái tim” chứa nước đầu tiên - hồ treo với sức chứa 3.000m³ - đã được xây dựng thành công tại xã Sà Phìn, huyện Đồng Văn. Còn tại huyện Mèo Vạc, hồ treo Tà Lủng (có quy mô lớn gấp 10 lần hồ “trái tim” tiếp tục được xây ở độ cao 1.200m). Hồ có dung tích 3 vạn mét khối.

Để tạo mặt bằng của đáy hồ, những người xây dựng đã phá, nổ hơn 1.000m3 đá vôi, hàng chục giếng, hang ngầm có đường kính từ 0,5 - 1m, sâu từ 5 - 10m được san lấp và gia cố bằng vật liệu chống thấm.

Từ những “trái tim” đầu tiên đó, sau này Chính phủ, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn (nay là Bộ Nông nghiệp và Môi trường) đã đồng ý cho ra đời hàng chục hồ treo trên cao nguyên đá Hà Giang. Hồ treo giữa lưng chừng núi thu nước ngầm trong vách đá giúp người dân khắc phục “cơn khát nước” vốn kéo dài 6 - 8 tháng mỗi năm trên cao nguyên có độ cao hơn 1.000m so với mực nước biển.

Đặc điểm của công nghệ hồ treo là xác định nguồn nước trong núi, sau đó tiến hành “khai sơn phá thạch” bằng công nghệ khoan đào hoặc nổ mìn đưa nước vào hồ chứa. Đây là công nghệ tạo nguồn và quan trọng nhất đối với hồ treo để “mở cửa” kho nước núi. Vùng núi đá vôi có hiện tượng karst hòa tan, xâm thực và bào mòn đá vôi mạnh tạo thành những hang hốc để nước thấm sâu vào. Những phễu sụt karst có đường kính miệng tới 300 - 400m, sâu 50 - 70m được các nhà khoa học chọn làm hồ chứa.

Xử lý phễu karst là công nghệ quan trọng quyết định mức độ trữ nước của hồ treo. Việc gia cố nền hồ chứa là một công việc gian nan đối với các nhà khoa học và kỹ sư xây dựng. Bên cạnh áp dụng những kỹ thuật thông dụng như san lấp, nổ mìn phá đá, đầm nện, đổ bê tông cốt thép..., các nhà khoa học đã ứng dụng những tiến bộ công nghệ như vật liệu địa kỹ thuật tổng hợp bao gồm vải lọc và màng chống thấm có tác dụng tránh rửa trôi, xói mòn ngầm, chống thấm.

Vì đặc điểm hồ treo được xây dựng ở độ cao có cao trình cao hơn khu vực dân cư sinh sống nhằm thuận tiện cho những nơi chưa có điện lưới, buộc các nhà khoa học phải sử dụng công nghệ khoan ngang tạo đường dẫn nước từ phễu karst, qua những gờ núi đá tới khu vực dân cư. Khoan ngang là một công nghệ khó và mới được triển khai trong các ngành mỏ và nước ngầm giúp các kỹ sư không phải nổ mìn phá đá đào kênh.

Bên cạnh những khó khăn về địa hình, địa chất, các nhà khoa học còn gặp phải những khó khăn do tập tục, nhận thức của người dân bản. TS.TSKH Vũ Cao Minh chia sẻ: “Khu vực núi đá vôi có rất nhiều phễu karst và vì vậy phải chọn những phễu thích hợp để làm hồ chứa. Nhưng có một số phễu bà con trồng ngô ở đó và không thể thuyết phục bà con nhổ cây ngô đi để làm hồ chứa”.

Theo tính toán của các nhà khoa học, nếu tận dụng tất cả các điều kiện tự nhiên, đặc điểm thành phần vật chất của các địa tầng, các tầng cấu trúc địa chất, địa hình, thủy văn, địa chất công trình, bằng công nghệ hồ treo có thể cung cấp nước cho tất cả người dân sống trên các vùng thiếu nước.

Theo tính toán công nghệ hồ treo có thể cung cấp cho mỗi người dân trên cao nguyên 150 lít nước/người/ngày. Lên cao nguyên đá mỗi mùa khô, hình ảnh ấn tượng nhất là bên những bể nước ven đường, tấp nập người gánh nước, người giặt giũ, trẻ em vui đùa, tắm gội.

Nếu công nghệ này được ứng dụng trên toàn quốc, những chiếc hồ treo trên núi có thể chứa và thấm được lượng nước mưa rất lớn, góp phần chống lũ lụt cho vùng đồng bằng. Nếu được nhân rộng trên quy mô toàn quốc, công nghệ này không chỉ giải quyết nhu cầu nước sinh hoạt của người dân, mà còn góp phần hạn chế nguy cơ về lụt lội, hạn hán, xói mòn, cháy rừng…

Tính đến đầu năm 2025, 125 hồ treo được xây dựng và còn 31 hồ đang tiếp tục được thi công. Các công trình cho thấy hiệu quả rõ rệt. Nhiều gia đình lần đầu tiên có nước sạch quanh năm.

Hồ treo tích nước gần bãi đá Mặt trăng - cao nguyên đá Đồng Văn.

Kêu gọi nhà đầu tư

Việc sản xuất nông nghiệp nhỏ lẻ (rau xanh, vật nuôi) được phục hồi và mở rộng. Không chỉ mang giá trị dân sinh, hồ treo còn có ý nghĩa sinh thái hạn chế xói mòn, phục hồi độ ẩm đất, góp phần làm xanh hóa vùng khô cằn. Nhiều địa phương đã đưa công nghệ này vào kế hoạch phát triển bền vững.

Đối với vùng cao Hà Giang (nay là các xã thuộc tỉnh Tuyên Quang), những chiếc hồ treo đã trở thành nguồn “cứu sinh” giữ chân bà con dân bản ở lại với vùng đất đầy khắc nghiệt, là một nét đẹp văn hóa, đồng thời cũng là nơi kết dính và gặp gỡ của những cộng đồng vùng cao.

Việc xây dựng hồ treo không chỉ giải quyết tình trạng khan hiếm nước ở các tỉnh miền núi phía Bắc, thay đổi tập quán dùng nước của đồng bào dân tộc thiểu số, mà còn góp phần cải thiện, ổn định đời sống đồng bào dân tộc. Nguồn nước hồ treo trên vùng cao tác động mạnh đến cơ cấu mùa vụ và sắc thái kinh tế cho vùng này đồng thời thúc đẩy các hoạt động du lịch.

Nhóm tác giả công nghệ hồ treo thu trữ nước vách núi nhận giải thưởng Trần Đại Nghĩa năm 2025.

Theo PGS.TSKH Vũ Cao Minh, để hình thành nên một giải pháp khoa học công nghệ, có thể chỉ cần một vài nhà khoa học. Song để đưa một giải pháp được kiểm chứng thực tế rồi nhân rộng ra thực tiễn sản xuất thì cần có sự đóng góp của nhiều người. Cụ thể trong công trình này đã có sự đóng góp tích cực của nhiều nhà chuyên môn.

Công nghệ hồ treo thu trữ nước vách núi dù đã được đưa vào thực tiễn 20 năm vẫn thể hiện được giá trị tích cực của nó. Các kết quả khảo nghiệm của các nhà khoa học quốc tế vào những năm sau này cũng đã chứng minh được khả năng cấp nước tốt của loại nguồn nước này. Trước nhu cầu về nước sinh hoạt, trong đó có nước để phát triển chăn nuôi ngày một tăng cao và trong bối cảnh biến đổi khí hậu toàn cầu.

“Chúng tôi mong rằng, Nhà nước sẽ luôn quan tâm tới các công nghệ tăng cường nước cho các hồ trên vùng cao như công nghệ chống bốc hơi, công nghệ bổ cập nước. Đồng thời, chúng tôi cũng mời gọi các nhà tài trợ, đầu tư cùng Chính phủ hỗ trợ thêm cho các dự án nước vùng cao”, TSKH Vũ Cao Minh bày tỏ.

Nhật Phong