Quốc gia khan hiếm nước ngọt nhất thế giới: Sử dụng nhiều công nghệ cao để nuôi sống 30 triệu người

Ả Rập Xê Út gần như không có sông ngòi và là nơi sinh sống của 30 triệu dân. Bài viết sẽ hé lộ những phương thức độc đáo mà quốc gia này sử dụng để cung cấp nước cho người dân và phát triển nông nghiệp.

Sông ngòi - cội nguồn của sự sống

Sông ngòi đóng vai trò vô cùng quan trọng trong lịch sử loài người. Có thể nói, toàn bộ quá trình phát triển của nhân loại gắn liền với các dòng sông. Nếu thiếu sông ngòi và nguồn nước, sẽ không có nền văn minh ra đời, con người cũng không thể sinh tồn và phát triển. Hầu hết các nền văn minh cổ đại trên thế giới đều bắt nguồn từ các con sông. Ban đầu, con người tập trung định cư quanh các con sông, dần dần học cách sử dụng nguồn nước để phát triển nông nghiệp và chăn nuôi.

Nền văn minh nông nghiệp ra đời chính là nhờ vào nguồn nước dồi dào từ sông ngòi. Người xưa không còn phải mạo hiểm săn bắt thú rừng mà học cách chăn nuôi và thuần hóa động vật. Điều này không chỉ giúp nâng cao khả năng sinh tồn mà còn thúc đẩy nền văn minh nhân loại tiến lên một tầm cao mới. Sông ngòi cũng đóng vai trò thiết yếu trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta. Nước ngọt là tài nguyên không thể thiếu đối với con người, và sông ngòi chính là nguồn cung cấp nước ngọt tự nhiên duy nhất.

Các vùng hạ lưu của sông thường xuyên bị xói mòn, hình thành nên các đồng bằng phù sa. Theo dòng chảy, phù sa và đất giàu dinh dưỡng lắng đọng, tạo thành những vùng đất màu mỡ. Các đồng bằng phù sa này bằng phẳng, hầu như không có núi, nguồn nước dồi dào, đất đai phì nhiêu, trở thành vùng đất lý tưởng cho nông nghiệp. Trong thời cổ đại, khi giao thông chưa phát triển, lợi thế giao thông đường thủy của sông ngòi càng trở nên nổi bật. So với đường bộ, vận chuyển đường thủy có thể chở được lượng hàng hóa lớn hơn, tốc độ nhanh hơn, thúc đẩy mạnh mẽ sự phát triển của thương mại. 

Tóm lại, sông ngòi luôn đóng một vai trò không thể thiếu trong xã hội loài người và cho đến nay vẫn là điều kiện cơ bản quan trọng cho sự phát triển kinh tế - xã hội. Tuy nhiên, một số khu vực trên Trái Đất lại gần như không có sông ngòi, thậm chí hoàn toàn không có. Ví dụ như Ả Rập Xê Út là một quốc gia gần như không có sông.

Quốc gia không sông ngòi

Khi nhắc đến Ả Rập Xê Út, nhiều người thường nghĩ ngay đến nguồn tài nguyên năng lượng dồi dào của quốc gia này, nhưng ít ai biết rằng, Ả Rập Xê Út gần như không có dòng sông hay hồ nước ngọt tự nhiên lâu dài trên lãnh thổ. Vậy người dân ở đây sinh sống như thế nào?

Theo Staging, lượng nước ngọt tái tạo nội địa bình quân đầu người ở nước này ước tính chưa tới 100 m³/người/năm, chỉ khoảng 68–90 m³ tùy năm, thấp hơn rất nhiều so với ngưỡng "khan hiếm tuyệt đối" 500 m³/người/năm. Con số này cũng nhỏ bé khi so với các quốc gia giàu nước: ví dụ, mỗi người Canada có trung bình khoảng 73.000 m³ nước/năm, người Nga khoảng 31.000 m³/năm.

Do nguồn nước tái tạo quá ít, Ả Rập Xê Út từ lâu đã phải khai thác mạnh nước ngầm không tái tạo (nước "hóa thạch"). Tốc độ rút nước ngầm vượt xa tốc độ bổ cập tự nhiên, dẫn đến mực nước ngầm suy giảm nghiêm trọng – tức là nước ngầm đang bị "đào mỏ" dần cạn kiệt. Chẳng hạn, tầng chứa nước Al-Ahsa ở miền Đông đã tụt mực nước tới 150 m chỉ trong 25 năm, và đến năm 2012 quốc gia này đã sử dụng khoảng 80% trữ lượng nước ngầm hóa thạch từng tích tụ từ hàng nghìn năm trước.

Rõ ràng, nước ngọt tự nhiên tại Ả Rập Xê Út cực kỳ khan hiếm, buộc nước này phải tìm kiếm các giải pháp phi truyền thống để đáp ứng nhu cầu nước của dân số ngày càng tăng.

Nguyên nhân chính khiến Ả Rập Xê Út gần như không có sông ngòi trên mặt đất là do điều kiện khí hậu. Ả Rập Xê Út có khí hậu sa mạc nhiệt đới, nóng và khô hạn. Thêm vào đó, địa hình cao nguyên khiến hơi nước từ biển khó xâm nhập vào nội địa, không thể hình thành mây mưa, do đó không có đủ nguồn nước để nuôi dưỡng sông ngòi.

Do đường Bắc chí tuyến đi qua Ả Rập Xê Út nên khí hậu nơi đây cực kỳ nóng bức. Hầu hết các nguồn nước hiện có đều bị bốc hơi hết và không được bổ sung nguồn nước mới, dẫn đến sông ngòi gần như cạn kiệt. Gió mùa hè ở bán đảo Ả Rập bị lục địa châu Phi chắn lại, không thể nhận được hơi nước từ gió mùa. Khi lượng bốc hơi vượt quá lượng mưa, Ả Rập Xê Út không thể hình thành các dòng sông ổn định trên bề mặt. Tuy nhiên, Ả Rập Xê Út không phải là hoàn toàn không có sông ngòi. Các con sông ở khu vực này là sông theo mùa, chỉ xuất hiện vào mùa mưa.

Khác với suy nghĩ của nhiều người, mặc dù diện tích sa mạc chiếm hơn một nửa Ả Rập Xê Út, nhưng mỗi năm vẫn có khoảng một tuần tuyết rơi. Ngoài ra, Ả Rập Xê Út có từ 2 đến 3 tháng mỗi năm có lượng mưa tương đối. Những cơn mưa theo mùa này chính là nguồn cung cấp nước cho các con sông theo mùa. Vào mùa tuyết rơi và mùa mưa lạnh giá, nhiệt độ giảm, lượng bốc hơi giảm đáng kể, lượng mưa tăng lên, Ả Rập Xê Út sẽ xuất hiện một số sông ngòi trên mặt đất trong thời gian ngắn.

Tìm giải pháp cho bài toán nước ngọt

Nguồn nước ngọt của Ả Rập Xê Út chủ yếu đến từ 4 nguồn chính: nước ngầm khai thác từ các tầng chứa nước hóa thạch sâu (không tái tạo), nước biển được khử mặn thành nước ngọt, nước mặt từ lượng mưa (được trữ qua các đập), và nước ngầm nông (có khả năng tái tạo hạn chế).

Vào những mùa không có mưa, khí hậu khô nóng, Ả Rập Xê Út thực tế không hề thiếu nước. Bởi vì Ả Rập Xê Út sở hữu nguồn nước ngầm cực kỳ phong phú, được lưu trữ dưới lòng đất. Do nằm trên bán đảo, được bao quanh bởi Địa Trung Hải, Biển Đỏ và Vịnh Ba Tư, nên nguồn nước ngầm của Ả Rập Xê Út rất dồi dào. Ả Rập Xê Út sử dụng các thiết bị bơm nước để khai thác nguồn nước ngầm này cho nông nghiệp.

Ả Rập Xê Út còn xây dựng các căn cứ nông nghiệp chuyên dụng trên sa mạc, sử dụng thiết bị bơm nước ngầm lên và tưới tiêu định điểm. Cách làm này không chỉ giúp giảm bớt tình trạng thiếu lương thực trong nước mà còn tận dụng hiệu quả nguồn nước ngầm, tránh lãng phí tài nguyên. Đồng thời, việc này cũng góp phần cải thiện môi trường sa mạc, ngăn chặn xói mòn do gió cát.

Về nước uống, do Ả Rập Xê Út được bao quanh bởi nước biển, không thể uống trực tiếp, nên quốc gia này đã áp dụng công nghệ khử mặn nước biển. Hiện nay, công nghệ khử mặn nước biển phổ biến nhất là phương pháp chưng cất, chuyển nước biển thành nước ngọt. Nước biển được đưa vào thiết bị chuyên dụng, thông qua nguyên lý bay hơi và ngưng tụ, hơi nước ngưng tụ thành các giọt nước, cuối cùng tạo ra nước ngọt.

Đối với Ả Rập Xê Út, việc sử dụng nguồn nước biển dồi dào để chuyển hóa thành nước ngọt chắc chắn là giải pháp tối ưu cho vấn đề nước. Tuy nhiên, nhược điểm của công nghệ chưng cất này là tiêu tốn rất nhiều năng lượng. Cho dù Ả Rập Xê Út sở hữu nguồn tài nguyên dầu mỏ phong phú, cũng khó có thể duy trì mức tiêu thụ này trong thời gian dài.

Do đó, Ả Rập Xê Út đã cải tiến thiết bị khử mặn nước biển, sử dụng màng lọc trong diện rộng, áp dụng năng lượng bên ngoài để tạo áp lực chuyển hóa nước biển, đồng thời trang bị pin dự trữ để giảm thiểu mức tiêu thụ năng lượng. Thiết bị mới này giúp quá trình xử lý nước biển hiệu quả hơn, đáp ứng hơn một nửa nhu cầu nước ngọt của cả quốc gia này.

Ả Rập Xê Út phụ thuộc rất lớn vào công nghệ khử mặn để cung cấp nước ngọt cho người dân. Hiện nước này dẫn đầu thế giới về sản lượng nước khử mặn. Năm 2011, hệ thống 27 nhà máy khử mặn của Ả Rập Xê Út đã cung cấp khoảng 1,2 tỷ m³ nước/năm (tương đương khoảng 50% lượng nước uống của cả nước).

Công suất khử mặn còn tiếp tục tăng nhanh: tính đến năm 2021, quốc gia này vận hành 33 nhà máy với tổng công suất khoảng 7,6 triệu m³/ngày (khoảng 2,77 tỷ m³ nước ngọt mỗi năm). Nhờ đó, khoảng 2/3 nhu cầu nước sinh hoạt đô thị hiện nay được đáp ứng bằng nước biển khử mặn. Sự phụ thuộc vào khử mặn cũng đồng nghĩa với phụ thuộc năng lượng: quá trình khử mặn tiêu tốn năng lượng rất lớn, ước tính chiếm tới 9% lượng điện quốc gia (điện ở Ả Rập Xê Út chủ yếu sản xuất từ dầu khí).

Để đảm bảo nguồn nước, chính phủ phải chấp nhận chi phí cao bao gồm tiền điện và vận hành và duy trì trợ giá mạnh để nước khử mặn đến với người dân với giá rẻ. Trong tương lai, Ả Rập Xê Út dự kiến tiếp tục mở rộng công suất khử mặn nhưng đồng thời đầu tư vào các công nghệ khử mặn hiệu suất cao (ít tốn năng lượng hơn) nhằm giảm gánh nặng chi phí và môi trường.

Nguyệt Phạm (Theo Nature, Staging, Worldpopulationreview)