Lưu lượng dòng chảy mặt và lưu lượng nguồn lộ nước dưới đất (NDĐ) là một trong những thông tin quan trọng cần được đo đạc, xác định ngoài thực địa trong nghiên cứu và quản lý tài nguyên nước. Trong các nghiên cứu thủy văn - địa chất thủy văn, lưu lượng là thông tin đầu vào quan trọng để xác định tương tác nước mặt - nước ngầm, tính toán cân bằng nước, mô hình thủy văn...Trong lĩnh vực quản lý tài nguyên nước, việc xác định lưu lượng dòng chảy định kỳ hoặc thường xuyên cung cấp thông tin cần thiết giúp các nhà quản lý quy hoạch, sử dụng hợp lý tài nguyên nước cho nhiều mục đích khác nhau (thủy điện, nông nghiệp, kiểm soát ô nhiễm, phòng tránh thiên tai…) đồng thời giảm thiểu suy thoái và cạn kiệt nguồn tài nguyên quan trọng này.
Để xác định lưu lượng, phương pháp xác định vận tốc dòng chảy theo tiết diện và phương pháp thiết kế đập ngăn, máng dẫn dòng chảy thường được áp dụng phổ biến [1–3]. Các phương pháp trên cần có thiết bị lưu tốc kế; hoặc cần xây dựng các đập ngăn, máng dẫn dòng chảy. Ngoài ra một số phương pháp khác cũng đòi hỏi việc đầu tư thiết bị như phương pháp đo vận tốc siêu âm, phương pháp màng điện từ. Các phương pháp vừa kể đến này phù hợp với điều kiện dòng chảy tương đối ổn định. Trong vài thập niên gần đây, phương pháp muối hòa tan đã được áp dụng thành công xác định lưu lượng dòng chảy trong các vùng núi cao hiểm trở tại nhiều nước trên thế giới [4–5]. Với ưu điểm như dễ áp dụng, đảm bảo độ tin cậy, phương pháp muối hòa tan ngày càng được sử dụng rộng rãi và rất phù hợp trong các khu vực có địa hình phức tạp [6–8].
Tại Việt Nam, quy chuẩn kỹ thuật quan trắc thủy văn nói chung và lưu lượng dòng chảy nói riêng đã được [9] ban hành. Gần đây, nghiên cứu của [10] ứng dụng công nghệ Rada quan trắc lưu lượng tự động và [11] giới thiệu một số phương pháp cụ thể tính toán dòng chảy trong điều kiện thiếu hoặc không có số liệu. Phương pháp muối hòa tan được [12] sử dụng lần đầu tiên khi xác định lưu lượng các nguồn lộ karst ở thị xã Tam Đường (nay là thành phố Lai Châu) và [13] áp dụng phương pháp dung dịch hóa học xác định lưu lượng nguồn lộ nước dưới đất tại thị xã Tam Điệp (nay là thành phố Tam Điệp, tỉnh Ninh Bình). Tuy nhiên, phương pháp muối hòa tan hiện còn rất ít được áp dụng tại Việt Nam và cần được phổ biến hơn. Đặc biệt trong các vùng núi cao hiểm trở phía Bắc Việt Nam nơi các dòng chảy thường có vận tốc lớn, chảy siết, trên bề mặt có nhiều tảng lăn và lòng sông- suối dốc và gồ ghề rất cần thiết sử dụng rộng rãi phương pháp muối hòa tan.
Bài báo này trình bày áp dụng phương pháp muối hòa tan xác định lưu lượng dòng chảy mặt và nguồn lộ trong các khu vực karst tại Phong Thổ (Lai Châu), Mèo Vạc (Hà Giang) và Hà Quảng (Cao Bằng). Đây đều là các khu vực khan hiếm nước nằm trong vùng cao biên giới có địa hình phức tạp, việc sử dụng các phương pháp đo đạc lưu lượng bằng lưu tốc kế hay đập ngăn rất khó thậm chí không khả thi. Các kết quả xác định lưu lượng dòng chảy đã cũng cấp thông tin hữu ích phục vụ nghiên cứu khai thác và quản lý tài nguyên nước ở khu vực đồng thời minh chứng cho sự phù hợp của phương pháp khi áp dụng tại Việt Nam.
Qua quá trình nghiên cứu có thể kết luận như sau: Lưu lượng dòng chảy là thông tin cơ bản cần được đo đạc, xác định trong nghiên cứu và công tác quản lý khai thác, sử dụng và quản lý bền vững tài nguyên nước. Trong các khu vực núi cao khan hiếm nước, lưu lượng dòng chảy là thông tin quan trọng và rất cần thiết trong đề xuất, xác định các giải pháp khai thác và sử dụng, tìm nguồn cấp nước bổ sung phục vụ ăn uống sinh hoạt và phát triển kinh tế - xã hội của khu vực.
Do đặc điểm tự nhiên, dòng chảy mặt tại các khu vực núi cao phía Bắc Việt Nam thường chảy rối, chảy siết, lòng suối nhiều cuội tảng lăn. Cần có phương pháp xác định lưu lượng phù hợp với đặc điểm tự nhiên của dòng chảy, dễ triển khai và đảm bảo tin cậy. Phương pháp muối hòa tan đã được áp dụng thành công xác định lưu lượng dòng chảy tại khu vực vùng núi cao huyện Phong Thổ, Mèo Vạc và Hà Quảng. Đồ thị thu hồi hàm lượng muối hòa tan theo thời gian của các điểm đo lưu lượng đều có 1 đỉnh, cân đối và hoàn chỉnh đã khẳng định việc áp dụng phương pháp thành công với trọng lượng muối phù hợp, điểm đo giá trị EC tại hạ nguồn phù hợp và toàn bộ lượng muối đã được hòa tan hoàn toàn vào dòng chảy. Mặc dù không có thông tin đối sánh kết quả đo lưu lượng của nghiên cứu này với giá trị lưu lượng đo bằng lưu tốc kế hoặc máng nhưng các kết quả đo lặp lại tại một số điểm xác định tiêu biểu tại Phong Thổ, Mèo Vạc và Hà Quảng cho thấy giá trị lưu lượng giữa hai lần đo đều tương đồng và tin cậy.
Như vậy, từ thực tế áp dụng phương pháp muối hòa tan tại các huyện Phong Thổ, Mèo Vạc và Hà Quảng cho thấy đây là phương pháp phù hợp nhất khi xác định các dòng chảy có lưu lượng nhỏ trên các vùng núi cao (Q < 1.000 L/s) nơi lòng sông hoặc suối có nhiều tảng cuội và tảng lăn, sườn dốc và dòng chảy rối không thể sử dụng lưu tốc kế hay các phương pháp đo lưu lượng khác. Phương pháp muối hòa tan, do vậy, cần được áp dụng rộng rãi trong xác định lưu lượng dòng chảy trong các khu vực vùng núi cao của Việt Nam. |