Sau gần 6 năm triển khai thực hiện, Dự án hợp tác giữa Chính phủ Việt Nam và Cộng hòa liên bang Đức đã hoàn thành đúng mục tiêu đặt ra là xây dựng và vận hành một nhà máy bơm nước thí điểm, đảm bảo cung cấp nước bền vững cho khoảng 10.000 người tại thị trấn Đồng Văn và khu vực lân cận.
Đây là một dự án điển hình về hợp tác KH&CN với Cộng hòa Liên bang Đức trong việc tìm kiếm giải pháp cung cấp nước sinh hoạt bền vững ở vùng núi cao, khan hiếm nước.
Đưa KH&CN giải quyết vấn đề thực tiễn
Với mục tiêu thúc đẩy nhanh việc ứng dụng tiến bộ khoa học kỹ thuật vào phục vụ nâng cao chất lượng cuộc sống, đóng góp vào phát triển kinh tế xã hội của các địa phương, trong thời gian qua Bộ Khoa học và Công nghệ (KH&CN) luôn chú trọng tìm kiếm, hỗ trợ nghiên cứu các giải pháp KH&CN cụ thể phù hợp với điều kiện từng vùng, từng địa phương nhằm giải quyết các khó khăn trong sinh hoạt đời sống, sản xuất, trong đó có vấn đề về tìm kiếm nguồn nước, xử lý và cung cấp nước sạch trong điều kiện vùng núi cao khan hiếm nước.
Cao nguyên đá Đồng Văn nằm ở vùng núi cực Bắc của Việt Nam, có diện tích là 2356,8 km² và độ cao trung bình là khoảng 1.400 – 1.600 m. Cao nguyên Đồng Văn là một vùng núi đá có tuổi khác nhau, được bao quanh bởi các núi đất với nhiều mẫu hóa thạch của các loài đã được tìm thấy có tuổi cách đây 400 - 600 triệu năm. Đây là nơi sinh sống của khoảng 250.000 người dân thuộc 17 dân tộc thiểu số có bản sắc văn hóa dân tộc khác nhau của Việt Nam. Với đặc trưng là một trong những vùng đá vôi đặc biệt, chứa đựng những dấu ấn tiêu biểu về lịch sử phát triển vỏ quả đất, những hiện tượng tự nhiên, cảnh quan đặc sắc về thẩm mỹ, điều kiện tự nhiên về địa chất khoáng sản, tài nguyên thiên nhiên phong phú và bản sắc văn hoá các dân tộc hết sức độc đáo và ấn tượng.
Tuy nhiên, thách thức lớn nhất tại Cao nguyên đá Đồng Văn là tình trạng khan hiếm nước, kể cả trong những tháng có mưa. Ở đây có mưa từ tháng 4 đến tháng 9, nhưng thiếu nước vào mùa khô từ tháng 10 đến tháng 4. Nhất là từ khi Cao nguyên đá Đồng Văn được UNESCO công nhận là Công viên Địa chất Toàn cầu thì lượng du lịch tăng tới trên 1.000.000 lượt người/năm, đã tạo nên một áp lực lớn về nhu cầu đáp ứng đủ nước sạch. Năm 2007, Thủ tướng Chính phủ đã quyết định đầu tư cho Đồng Văn 30 hồ chứa nước (hồ treo) với tổng kinh phí 137 tỷ đồng. Tỉnh Hà Giang cũng đã xây dựng hàng nghìn bể nước mưa cùng với hệ thống dẫn nước tự chảy. Tuy nhiên, các hệ thống này mới chỉ đáp ứng một phần nhu cầu nước sạch của người dân.
Xuất phát từ nhu cầu thực tiễn trong nhiều năm qua luôn thiếu nước do tỉnh Hà Giang có địa hình hiểm trở, chia cắt mạnh trong đó khu vực vùng cao núi đá phía Bắc là nơi khó khăn nhất, đặc biệt thiếu nước cho nhu cầu sinh hoạt và sản xuất của người dân. Để góp phần giải quyết vấn đề này, Bộ KH&CN và Bộ Giáo dục và Nghiên cứu Cộng hòa Liên bang Đức đã cùng hợp tác, tìm kiếm và hỗ trợ các đơn vị nghiên cứu hai nước (Viện Khoa học và Địa chất và Khoáng sản Việt Nam, Học viện Công nghệ Karlsruhe của CHLB Đức) thực hiện. Trên cơ sở đó, năm 2013, Bộ KH&CN đã phê duyệt 01 nhiệm vụ KH&CN hợp tác quốc tế với Cộng hòa Liên bang Đức: “Nghiên cứu triển khai công nghệ khai thác, sử dụng bền vững tài nguyên nước ở các vùng núi đá vôi Việt Nam, áp dụng thử nghiệm ở khu vực thuộc Công viên Địa chất toàn cầu Cao nguyên đá Đồng Văn” (Gọi tắt là dự án Kawatech).
Dự án được thực hiện bằng nguồn vốn của Bộ Giáo dục và Nghiên cứu Cộng hoà Liên bang Đức tài trợ, vốn hỗ trợ của Bộ KH&CN cùng vốn đối ứng của tỉnh với tổng kinh phí gần 60 tỷ đồng. Tổng thể của dự án gồm các hợp phần chính là: Dự án nâng cấp hạ tầng kỹ thuật phục vụ lắp đặt hệ thống cấp nước không dùng điện theo công nghệ PAT; dự án xây dựng hệ thống phân phối nước cho thị trấn Đồng Văn và các khu lân cận; dự án xây dựng đường ống áp lực cho mo-dun cấp nước không dùng điện theo công nghệ PAT tại huyện Đồng Văn. Sau 6 năm triển khai, đến nay dự án đã hoàn thành việc lắp đặt máy và xây dựng hệ thống đường ống đến khu vực trung tâm thị trấn và một số thôn của thị trấn Đồng Văn. Các chuyên gia đã chuyển giao kỹ thuật, đào tạo ngồn nhân lực vận hành trạm bơm cho UBND huyện Đồng Văn.
Tại lễ khánh thành Dự án Kawatech do Ủy ban nhân dân tỉnh Hà Giang phối hợp với Bộ KH&CN tổ chức, Thứ trưởng Bộ KH&CN Lê Xuân Định nhấn mạnh kết quả triển khai công trình bơm nước không dùng điện tại Đồng Văn mở ra sự đột phá về cấp nước ở nước ta, là giải pháp hiệu quả, bền vững trong cung cấp nước cho Hà Giang và cả nước. Thứ trưởng Lê Xuân Định khẳng định đây là dự án trọng điểm về lĩnh vực quản lý tài nguyên nước, tận dụng thế mạnh tiên tiến của Đức ứng dụng vào Việt Nam.
Dự án Kawatech được Bộ KH&CN Việt Nam và Bộ Nghiên cứu và Phát triển Cộng hòa Liên bang Đức rất quan tâm, luôn theo sát thúc đẩy tình hình triển khai Dự án và coi đây là Dự án trọng điểm của hai bên về lĩnh vực quản lý tài nguyên nước. Nối tiếp thành công của Dự án Kawatech, Bộ KH&CN đã trao đổi, thống nhất cùng Bộ Nghiên cứu và Phát triển Cộng hòa Liên bang Đức tiếp tục triển khai pha 2 của Dự án với Dự án Nghiên cứu ứng dụng các giải pháp cấp nước sạch ở một số khu vực khan hiếm nước - Dự án Kawatech Solutions trong thời gian tới và sẽ xem xét nhân rộng mô hình này tới các tỉnh có vị trí địa lý và nhu cầu về cấp nước sạch dân sinh tương tự như Tỉnh Hà Giang.
Sử dụng công nghệ bơm không dùng điện
Thành tựu nổi bật của dự án Kawatech là áp dụng công nghệ bơm PAT (Pump and Turbine) của Đức để bơm nước từ dưới sâu lên cao tới hàng vài trăm mét mà không cần dùng điện hoặc bất cứ dạng năng lượng nào khác ngoài chính động năng của dòng nước. Hệ thống bơm ứng dụng công nghệ PAT đã đưa được nước từ bể chứa của Thủy điện Séo Hồ có độ cao 705m lên bể chứa có dung tích 2000 m3 trên đỉnh Má Ú, có độ cao 1.250 m. Nước từ bể chứa trên đỉnh Mã Ú tiếp tục được phân phối tới thị trấn Đồng Văn và các xã lân cận phục vụ cho nhân dân sinh hoạt và sản xuất.
Nguyên lý của công nghệ bơm PAT là sử dụng độ chênh áp lực của cột nước ở bể chứa có độ cao nhất định so với vị trí đặt máy bơm. Nước được tích trữ và sử dụng để làm quay hệ thống turbine, hệ thống turbine khi quay sẽ tạo ra một động năng nhất định. Nguồn năng lượng này có thể chuyển hóa thành điện năng ở các nhà máy thủy điện. Tuy nhiên, trên thực tế, động năng đó được chuyển tiếp sang hệ thống turbine khác nối trực tiếp với hệ thống máy bơm cao áp. Hệ thống máy bơm này sẽ bơm một phần nước áp lực lên vị trí có độ cao hơn vị trí bể chứa ban đầu. Công nghệ bơm PAT không dùng đến các nguồn năng lượng bên ngoài, nó còn cho phép phát điện để thắp sáng và vận hành chính hệ thống máy bơm và cấp nước có thể được áp dụng cho thủy điện. Công nghệ này sẽ thỏa mãn những tiêu chí cơ bản: Bơm nước lên cao; không sử dụng nguồn năng lượng bên ngoài phục vụ công tác bơm nước; thiết kế đơn giản, dễ vận hành.
Các đại biểu tham quan công trình bơm nước sinh hoạt không dùng điện (PAT) - thuộc dự án Kawatech tại thôn Séo Hồ, xã Thài Phìn Tủng, huyện Đồng Văn, tỉnh Hà Giang.
Công nghệ bơm PAT đã được các nhà khoa học của Viện Công nghệ Karlsruhe (Đức) triển khai và ứng dụng thành công tại một dự án do Bộ Nghiên cứu và Giáo dục (BMBF, CHLB Đức) tài trợ, áp dụng tại vùng núi đá vôi thuộc tỉnh Yogyakarta (Indonesia) từ năm 2010. Kết quả của việc ứng dụng công nghệ PAT tại dự án trên đã đưa được nước tích trong hang ngầm bơm lên độ cao 250m so với vị trí ban đầu.
Theo nghiên cứu của nhóm chuyên gia, tại khu vực cao nguyên Đồng Văn, tầng chứa nước chính và ngang với mực xâm thực địa ở độ sâu khoảng 700m so với khu vực dân sinh sống, người dân thì sinh sống ở độ cao khoảng 1.100-1.200m trong khi nước chỉ ở độ cao khoảng 250-300m, tức là có rất nhiều nước nhưng nước ở rất sâu, làm sao để lấy được lên để cung cấp cho bà con? Bình thường sử dụng bơm bằng điện thì rất nhiều dự án trước đó cũng đã đề xuất nhưng bơm được nước lên thì giá thành rất cao. Do đó, nhóm nghiên cứu mới cùng với phía Đức nghiên cứu và triển khai công nghệ bơm không dùng điện gọi là PAT (Pump as turbine – PAT).
Kết quả của dự án Kawatech đã thiết kế, chế tạo và lắp đặt thành công 2 tổ bơm, trên nguyên lý cứ tổng 80 lít/giây nước đầu vào thì bơm sẽ tự động đẩy được lên đỉnh Ma Ú 18-20 lít/giây hoàn toàn tự động dựa vào sức nước mà không dùng nguồn năng lượng nào khác. Nếu vận hành 1 tổ máy bơm sẽ cung cấp nước cho người dân 120 lít/người/ngày; 2 tổ máy sẽ bơm được 200 lít/người/ngày, mỗi tổ máy hoạt động độc lập sẽ bơm được khoảng 11 lít/s (tương đương 1 ngày được 1.555m3).
Ông Nguyễn Văn Sơn, Chủ tịch UBND tỉnh Hà Giang bày tỏ, sự thành công của dự án Kawatech đã tạo ra một bước đột phá về công nghệ khai thác nước bền vững trên vùng cao nguyên đá Đồng Văn, đó là công nghệ không dùng điện PAT, được ứng dụng duy nhất tại Việt Nam. Đây là một niềm vinh dự rất lớn đối với tỉnh Hà Giang nói riêng và cả nước nói chung.
Bải, ảnh: PV
