trữ nước uống trong biển mặn

sông ngòi là nước ngọt mà con người uống được
nhưng sông ngòi thường chảy về đại dương và tất cả lượng nước ngọt ấy cũng trôi ra biển mặn
có người đã nghĩ đến ý tưởng giữ lại nước ngọt không bị rò rỉ ra biển khơi bằng cách xây đập ngăn biển
phương án có vẻ kỳ cục nhưng thực tiễn đã thành hiện thực - hồ chứa nước bờ biển là một bể nước ngọt được tạo nên từ một phần của đại dương

Xây đập ngăn biển
con người đã xây đập ngăn những khúc bờ biển cả nghìn năm nay
một ví dụ nổi bật là tỉnh Chiết Giang ở đại lục từ thời đông thổ đại Đường người ta đã xây đập ngăn một phần đại dương bằng vật liệu đá để tạo thành một hồ nước ngọt
hồ chứa bờ biển ngày nay, lần đầu được ra mắt ở Zuider Zee Hà Lan năm 1932 là một vịnh trong đất liền tên là Ijsselmeer trải dài 1100 kilomet vuông
dần dần, chất lượng nước của hồ bắt đầu suy giảm vì nhận được nước chất lượng thấp từ sông Rhine và nước dần biến thành nước lợ
một hồ chứa nổi tiếng khác là Plover Cove ở Hồng Kông xây dựng năm 1960 và hoàn thiện năm 1968
chính phủ Hồng Kông xây con đập dài 2 km để ngăn vịnh khỏi đại dương, một trong những đập lớn nhất thế giới bấy giờ, và tát cạn nó [vịnh]
vịnh sau đó được rót đầy nước mưa và nước sông, ngày nay là hồ chứa lớn nhất Hồng Kông trữ 230 triệu mét khối nước ngọt
ở Ấn Độ có bể chứa ven biển Thanneermukkom bund lần đầu xây dựng năm 1974 ngăn tách hồ Vembanad bang Kerala - là hồ dài nhất Ấn Độ
mục đích để ngăn lại nước ngọt chảy ra từ 4 sông lớn
dự án mất nhiều năm xây dựng và đã đảm bảo được nguồn nước ngọt từ hồ, vốn là hồ nước lợ, cho tưới tiêu
nhưng bể chứa cũng dẫn đến một đại dịch cây hoa lan dạ hương phủ tràn mặt nước ảnh hưởng ngành ngư nghiệp
một hồ chứa ven biển lớn nữa ở Singapore nằm ngay trung tâm thành phố là đập nước Marina Barrage ngăn vịnh Marina với đại dương
mưa và nước sông sau đó đã biến vịnh thành một bể nước ngọt khổng lồ chỉ sau một năm rưỡi
ngày nay hồ cung cấp 10% nước ngọt cho quốc đảo
đại lục đã làm một số hồ chứa ven biển để cấp nước ngọt cho dân thành thị
đê hồ chứa Shanhusha Tây Hồ ở Hàng Châu trữ nước ngọt từ sông Tiền Đường để thành phố sử dụng khi cần
và hồ Qingcaosha 3.3 tỷ đôla ở Thượng Hải - dịch nghĩa đen là 'sông xanh cỏ' - rộng gần 70 kilomet vuông và cung cấp từ 50 đến 70% nước ngọt thô - nước chưa xử lý - cho vùng

Vấn đề do xây đập
nghĩ đến xây một hồ chứa thì ta nghĩ ngay đến xây đập ngăn nước
một số hồ chứa lớn nhất thế giới nằm trong những con đập lớn như đập thuỷ điện Tam Hiệp trên sông Trường Giang, đập Aswan trên sông Nile xây thập niên 1960, đập thuỷ điện Hoover ở hẻm Núi Đen trên sông Colorado biên giới giữa bang Nevada và Arizona
những đập lớn loại cũ ấy thường bị dư luận chỉ trích, phương Tây đã ngừng xây từ thập niên 1990 vì nhiều lý do:
đầu tiên: cần địa điểm lý tưởng, thường là núi cao và thung lũng sâu
một hồ chứa rộng và nông sẽ dẫn đến thất thoát nước bay hơi lớn
nhiều hồ còn sót lại ở nơi quá hẻo lánh nên phải dùng cho thuỷ điện thay vì chứa nước ngọt
nhiều địa điểm như thế cũng là nơi ở của những hệ sinh thái tự nhiên phong phú - xây đập ngăn nước sẽ nhốt cá di cư, đặc biệt những loài cá cần dòng sông chảy tự do để lấy thức ăn hoặc sinh sản
rừng bị lụt khiến cây cối thối rữa và thải ra khí methan - nếu nhà cửa bị thối rữa, chất độc và kim loại rò rỉ vào nước, đầu độc nước
hồ chứa nhân tạo cũng gây gián đoạn xã hội, như việc xây dựng đập Tam Hiệp khi nhiều người sống quanh vùng nhiều năm nay bị trục xuất khỏi chỗ ở đi nơi khác
cả lo ngại an toàn, đập lớn có rủi ro vỡ đập và lũ lụt, nguy cơ tuy nhỏ nhưng đáng kể và có thể gây hoạ lớn đến tính mạng và tài sản cho dân số quanh vùng hạ lưu

Kinh tế của hồ chứa ven biển
một đập bê tông lớn tốn nhiều tiền, đập Tam Hiệp tiêu tốn 20 năm và 37 tỷ đôla tiền xây dựng nhưng kế hoạch ngân sách ban đầu chỉ ước tính 8 tỷ đôla cho nên con đập thực sự đã bị vỡ kế hoạch
hồ Qingcaosha nhỏ hơn nhiều đập Tam Hiệp, ước tính chỉ tốn 2.5 tỷ đôla bấy giờ chi cho 45 kilomet đê, một đường ống nước và các trạm bơm/cổng nước
những đập bê tông thường là những công trình xây dứt điểm nên rất tốn kém. Hồ chứa ven biển có thể khác
người ta vẫn xây đê trên thế giới để chống thiên tai ven biển và biến đổi khí hậu
mới đây đã có nhiều cải tiến trong ngành, vật liệu mới như vải địa kỹ thuật, vữa đất sét và các cấu trúc đúc sẵn
công nhân xây dựng hồ chứa có thể tận dụng những tiến bộ này để giảm chi phí
chưa hết, ta không nên chỉ cân nhắc chi phí xây dựng mà còn phải xem xét chi phí bảo trì
chi phí bảo dưỡng đập/hồ chứa nước có thể cao đáng ngạc nhiên
ví dụ: hiện tượng nghẽn bùn/phù sa khi xói mòn đất thượng lưu để lại lắng cặn xuống đáy hồ chứa và khiến hồ giảm bớt dung tích, cho nên lượng bùn lắng ấy phải bị nạo vét
một khi việc nạo vét không hiệu quả nữa, phương án đắt đỏ hơn được tính đến, ví dụ một dự án vét bùn mới đây cho hồ chứa Tsengwen ở Đài Loan tốn 135 triệu đôla Mỹ và cần đào một đường hầm xuyên núi
các hồ chứa ven biển có thêm những vấn đề bảo dưỡng nữa [sẽ nói dưới đây] nhưng, trừ khi dòng sông đặc biệt nhiều bùn, tiến trình lắng bùn sẽ không nhanh như các đập trong nội địa - có thể lên đến 1% mỗi năm
người ta sẽ so sánh chi phí ấy với những hệ thống khử muối và lọc nước ngọt khác. Câu trả lời phụ thuộc vào nhà máy khử muối và nguồn nước
đập Marina Barrage tốn 170 triệu đôla và cung cấp 60 triệu lít nước
đập Qingcaosha tốn nửa giá nước, tương đương 123 triệu đôla mỗi 100 triệu lít nước
những nhà máy khử muối mới hoàn thiện ở Úc thập niên 2010 là Binningup ở thành phố Perth, Wonthaggi ở thành phố Melbourne và cảng Stanvac ở thành phố Adelaide rơi vào khoảng 1 đến 1.7 tỷ đôla mỗi 100 triệu lít nước
nhưng khử muối là một ngành khó đoán
năm 2012 ban phát triển nước Texas ước tính việc khử nước lợ, nếu số lượng ít, có thể tốn chỉ 47.5 triệu đôla mỗi 100 triệu lít

Vấn đề: chất lượng nước
thử thách lớn nhất của hồ chứa ven biển là duy trì chất lượng nước
nhiều nỗ lực xây dựng những hồ chứa ven biển đã thất bại vì nước mặn hoặc nước bẩn tràn vào
nước biển tràn vào là vấn đề lớn khi thuỷ triều mạnh có thể đẩy mực nước biển dềnh lên vượt qua đê hồ chứa
hoặc nước ngầm ven biển, thường khá mặn, có thể rò rỉ qua đê
lũ lụt có thể đẩy mực nước sông dâng cao và mang theo một lượng lớn muối, phân bón, vi nhựa và chất gây ô nhiễm khác bị nước mưa rửa trôi xuống, đổ vào hồ chứa ven biển, thay vì đổ về biển
dần dần lượng tạp chất ấy tích tụ cao đến mức nước trở nên không uống được nữa
ví dụ hồ Alexandrina ở Úc
thập niên 1930 chính phủ Úc đắp đập ngăn sông Murray-Darling và hồ để trữ nước ngọt, phục vụ tăng trưởng dân số
không may là hồ Alexandrina rộng và nông, sau rốt, bay hơi khiến nước hồ trở nên quá mặn không uống được
thập niên 2000 nước hồ Alexandrina đo đạc thấy còn mặn hơn nước biển
hồ Qingcaosha ở Thượng Hải có thể là niềm tự hào của đại lục nhưng nước cũng bị tích tụ phốt pho, nitơ và hợp chất với clo - tuy không trầm trọng như nguồn nước khác của Thượng Hải từ sông Hoàng Phố và hồ Chenhang ở quận Bảo Sơn - sau xử lý, nước không đáp ứng được những tiêu chuẩn quốc gia đại lục cho chất lượng nước uống
một phương án được đề xuất là những dòng chảy cho phép ta đóng hồ chứa trong mùa mưa
hoặc những hệ thống mới để liên tục lọc nước và bơm ngược vào hồ
hoặc làm giống hồ chứa nội địa và kiểm nghiệm ô nhiễm thường kỳ
không may là phần lớn những hồ chứa ấy gần với trung tâm thành phố, càng khó để giữ sạch nước

Vấn đề: môi trường
cửa sông, nơi giao lưu giữa nước mặn và nước ngọt, thường là môi trường nhiều biến động và việc chia cắt cửa sông khỏi biển chắc chắn để lại hậu quả
Nghiên cứu hồ Marina Barrage cho thấy đập đã chặn hàng chục loài cá cần nước biển để sinh sản - suy giảm số cá ấy có thể ảnh hưởng tiêu cực đến ngư dân
xây đập ngăn sông có thể hãm dòng chảy, cùng với tích tụ phân bón hoá học, chất thải sinh hoạt, chất thải công nghiệp và thuốc bảo vệ thực vật từ lưu lượng dòng sông có thể dẫn đến tảo nở hoa tràn lan giết chết cá và nhiễm độc môi trường
hồ chứa Qingcaosha mới đây đã nếm trải tăng cường hiện tượng này, mặc dù có những biện pháp thực thi để phòng tránh nước ứ đọng
hồ chứa Plover Cover của Hồng Kông từng hứng chịu nạn tảo nở hoa lớn xảy ra vào những thời điểm nhất định trong năm
năm 2001 một đợt tảo nở hoa nghiêm trọng giết chết hàng trăm cá - đội dọn dẹp hậu quả đã phải dọn xác cá và bổ sung những hệ thống sục khí để duy trì mức ôxi

Những dự án tương lai
hồ chứa nước ven biển sẽ hợp lý ở nơi mưa nhiều nhưng không liên tục, ví dụ Hồng Kông mưa nhiều chỉ vào mùa mưa, hay Úc mặc dù hồ Alexandrina thất bại nhưng vẫn nhiều đề xuất hồ chứa nước cho thủ đô các bang, chưa thấy hiện thực hoá
Ấn Độ cũng thích hợp, bán đảo nhận trung bình 1172 milimet mưa mỗi năm tập trung chỉ một số ngày, dẫn đến gió mùa và nước chảy ra biển
một dự án hồ chứa ven biển đang tiến hành ở Ấn Độ là Kalpasar 12 tỷ đôla kế hoạch xây 30 kilomet đập ngang vịnh Khambat
hồ sẽ trữ được 10 tỷ mét khối nước từ nhiều sông cho vùng Saurashtra và miền trung Gujarat
hiện tại dự án vẫn đang trong kế hoạch và giai đoạn đánh giá khả thi môi trường, chưa bắt đầu xây dựng, có lẽ sẽ mất 12 đến 15 năm để hoàn thiện

Kết
hồ chứa nước ven biển không thể là nguồn nước ngọt duy nhất
ngày nay xã hội và hệ thống nguồn nước quá lớn để chỉ phụ thuộc vào một nguồn duy nhất, dù nguồn lớn đến thế nào
hồ chứa ven biển có lợi thế và bất lợi riêng cho cung cấp nước ngọt - không cần đầu tư nhiều cho xây dựng và bảo trì - nhưng dễ bị nhiễm bẩn từ cả sông và biển
nhưng ý tưởng là một giải pháp thuyết phục để quây lấy tất cả lưu lượng nước ngọt chảy từ sông và nước mưa, tiếp tục là một phần quan trọng của nguồn nước ngọt