BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI PHẠM THỊ HỒNG YẾN
ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ
HẬU TỚI CHẾ ĐỘ THỦY VĂN CỦA LƯU VỰC
SÔNG ĐÀ
LUẬN VĂN THẠC SĨ
Hà Nội, 2013
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
PHẠM THỊ HỒNG YẾN LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI – 2013
LỜI CẢM ƠN
Trước tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc tới sự dạy dỗ tận
tình của các Thầy, Cô trong bộ môn Thuỷ văn của Khoa Thuỷ văn học trong 2
năm qua đã đã truyền thụ những kiến thức quý báu cho tôi trong suốt quá trình
học tập và tạo điều kiện cho tôi hoàn thành luận văn này.
Tác giả xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ vô cùng quý báu của các thầy cô
và các bạn đồng nghiệp và đặc biệt là TS. Ngô Lê An, người hướng dẫn khoa học
đã giúp tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn
Trong quá trình thực hiện luận văn, tác giả còn nhận được rất nhiều sự
giúp đỡ trong các lĩnh vực khác nhau kể cả trong và ngoài chuyên môn mà ở đây
không thể kể ra hết được. Tác giả xin chân thành bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc.
Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè và đặc biệt là các
bạn học viên khóa CH-18V đã tận tình trao đổi, đóng góp và động viên tôi rất
nhiều để giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này.
Hà Nội, tháng 3 năm 2013
Tác giả Phạm Thị Hồng Yến MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết và tầm quan trọng của luận văn
đặc biệt các tỉnh ở dưới hạ lưu.
Mặt khác, dưới tác động của biến đổi khí hậu, đã được tính toán, trong
khoảng 50 năm qua, nhiệt độ trung bình năm đã tăng khoảng 0,5 - 0,7P
0
PC, mực
nước biển đã dâng khoảng 20cm. Biến đổi khí hậu tác động làm cho các thiên tai,
đặc biệt là bão, lũ, hạn hán ngày càng ác liệt. Biến đổi khí hậu có thể tác động đến
nông nghiệp, gây rủi ro lớn đối với công nghiệp và các hệ thống kinh tế - xã hội
trong tương lai.
Trong những năm gần đây, ở nước ta đã có nhiều đề tài, dự án nghiên cứu
đánh giá tác động của BĐKH đến lãnh thổ Việt Nam. Song phần lớn vẫn dừng ở
những nét khái lược, định tính nhiều hơn, những tiếp cận số trị định lượng còn hạn
chế nên nhiều vấn đề cần phải tiếp tục nghiên cứu như những dự báo hay kịch bản
1
về BĐKH trong thế kỷ XXI cho các vùng cụ thể để định lượng các yếu tố khí
tượng thủy văn:
- Về khí hậu: Nhiệt độ, độ ẩm, bốc hơi, nắng, gió, mưa, bão v. v.
- Về chế độ thủy văn nguồn nước : mực nước, lưu lượng
Do mục tiêu đảm bảo sự phát triển bền vững kinh tế xã hội, sử dụng hiệu
quả và bảo vệ tài nguyên nước. Để đáp ứng yêu cầu phát triển ở trên trong thời
gian dài hạn đến năm 2020 và đến năm 2050 như cấp nước tiêu thoát nước cho
nông nghiệp, đô thị, phòng chống lũ và giảm nhẹ thiên tai, phát triển năng lượng
và an ninh quốc phòng trong điều kiện ảnh hưởng của biến đổi khí hậu toàn cầu và
nước biển dâng, đã có nhiều kịch bản biến đổi khí hậu được định hướng, để các bộ
ngành địa phương đánh giá tác động đến nguồn nước trên lưu vực, gây ảnh hưởng
tới sự phát triển kinh tế và xã hội, từ đó giúp cho công tác quản lý vĩ mô trong lãnh
đạo, chỉ đạo và điều hành lập kế hoạch đầu tư xây dựng công trình thủy lợi theo
giai đoạn từ nay tới năm 2020 và giai đoạn đến 2050 nhằm đối phó và thích ứng
với điều kiện biến đổi khí hậu.
Chính vì vậy, đánh giá tác động của BĐKH tới chế độ thuỷ văn của lưu vực
trạm thuỷ văn Hoà Bình (20
P
o
P40P
’
P đến 25P
o
P00P
’
P vĩ độ Bắc và từ 100P
o
P22P
’
P đến 105P
o
P24P
’
P độ
kinh Đông với chiều dài lưu vực 690 km).
Luận văn tính toán tác động của BĐKH tới chế độ dòng chảy sông Đà bao
gồm đánh giá sự thay đổi về dòng chảy năm, mùa kiệt, mùa lũ, sự thay đổi các giá
trị cực trị dòng chảy tháng so với chuỗi dòng chảy cơ sở.
4. Những nội dung chính của luận văn.
3
Cấu trúc, nội dung của luận văn gồm 4 chương, không kể mở đầu, kết luận,
tài liệu tham khảo và phụ lục.
Chương 1: Tổng quan về biến đổi khí hậu và phương pháp nghiên cứu: Trình bày
về các khái niệm cơ bản về BĐKH, phương pháp nghiên cứu và các nghiên cứu có
liên quan
Chương 2: Giới thiệu lưu vực nghiên cứu và vấn đề sử dụng nước: Trình bày về
phác thảo: hiệu ứng của thay đổi khí hậu thể hiện qua chu trình thuỷ văn. Những
kết luận chung từ nghiên cứu đã có xem xét tới Việt Nam:
• Sự nóng lên của toàn cầu tương quan với sự biến đổi chu trình thuỷ văn,
bao gồm sự gia tăng lượng bốc hơi, làm thay đổi lượng và tần suất mưa.
• Giữa thế kỷ 21 sự đóng góp của lượng nước trên toàn cầu có thể bị thay
đổi. Những vùng khô cằn, nửa khô cằn, và nhiệt đới sẽ ngày càng khô hạn, trong
khi dòng chảy lại gia tăng ở những vùng nhiệt đới ẩm ướt.
• Nạn lụt và sự khô hạn sẽ xuất hiện nhiều hơn với sự gia tăng tần số của
những trận mưa và thay đổi khí hậu cực đoan (bão lớn).
• Nhiệt độ nước gia tăng và sự thay đổi tới lũ lụt/hạn hán sẽ ảnh hưởng đến
chất lượng nước, làm tăng những hiệu ứng từ sự ô nhiễm của: bùn cát, chất dinh
5
dưỡng, nguồn/mầm bệnh, hóa chất diệt côn trùng (thuốc sát trùng), sự hoà tan
cacbon hữu cơ, và muối. Sẽ ảnh hưởng đến sức khỏe và kinh tế, môi trường, quan
trọng hơn là liên quan đến các hoạt động con người.
• Biến đổi khí hậu toàn cầu sẽ tác động xấu đến nguồn nước sạch hiện nay
• Sự thay đổi của chu trình thuỷ văn làm gia tăng mức độ nguy hiểm về lũ
lụt, ảnh hưởng nghiêm trọng đến người dân, nhất là những vùng lụt lội ở Châu Á.
• Những vùng trũng ở Châu Á được xác định là những vùng có thể bị tổn
thương cao, và bị ảnh hưởng rất mạnh bởi những chế độ thuỷ văn thay đổi.
Những nhân tố có thể gây ra sự lụt lội ở những dải đất ven biển và những
hòn đảo, xâm thực bờ biển, phá hủy hệ sinh thái ở những vùng đầm lầy và cây
đước. Nhiệt độ tăng thêm, mức biển dâng đó là điều đã xảy ra thông qua sự ấm
lên của nước biển và sự tan chảy của những sông băng.
Biến đổi khí hậu, với các biểu hiện chính là sự nóng lên toàn cầu và mực
nước biển dâng chủ yếu là do các hoạt động kinh tế- xã hội của con người gây phát
thải quá mức vào khí quyển các khí gây hiệu ứng nhà kính.
Theo báo cáo đánh giá lần thứ tư của Ban liên chính phủ về BĐKH (IPCC)
năm 2007, nhiệt độ toàn cầu đã tăng khoảng 0,74
P
0
PC. Năm 2007, nhiệt độ trung
bình năm cả 3 nơi trên đều cao hơn trung bình của thập kỷ 1931-1940 là 0,8-1,3
P
0
PC
và cao hơn thập kỷ 1991-2000 là 0,4-0,5
P
0
PC.
b. Lượng mưa:
Trên từng địa điểm, xu thế biến đổi của lượng mưa trung bình năm trong 9
thập kỷ vừa qua (1911-2000) không rõ rệt theo các thời kỳ và trên các vùng khác
nhau; có giai đoạn tăng lên và có giai đoạn giảm xuống. Lượng mưa năm giảm ở
các vùng khí hậu phía Bắc và tăng ở các vùng khí hậu phía Nam. Tính trung bình
trong cả nước, lượng mưa năm trong 50 năm (1958-2007) qua đã giảm khoảng
2%.
c. Không khí lạnh:
Số đợt không khí lạnh ảnh hưởng tới Việt Nam giảm đi rõ rệt trong 2 thập
kỷ qua. Tuy nhiên, các biểu hiện dị thường lại xuất hiện mà gần đây nhất là đợt
không khí lạnh gây rét đậm, rét hại kéo dài 38 ngày trong tháng 1 và tháng 2 năm
2008 ở Bắc Bộ.
7
d. Bão:
Những năm gần đây, bão có cường độ mạnh xuất hiện nhiều hơn. Quỹ đạo
bão có dấu hiệu dịch chuyển dần về phía Nam và bão kết thúc muộn hơn, nhiều
cơn bão có cường độ đi di thường hơn.
e. Mưa phùn:
Số ngày mưa phùn trung bình năm ở Hà Nội giảm dần từ thập kỷ 1981-1990
và chỉ còn gần một nửa 15 ngày/năm trong 10 năm gần đây
nhanh. Thu nhập theo đầu người và công nghệ khoa học phát triển chậm, không
cân đối.
Kịch bản B1: Điều kiện chung trên toàn cầu đồng nhất, với những thay đổi
nhanh chóng về các dịch vụ và thông tin kinh tế, khoa học công nghệ đạt hiệu quả
9
cao. Các giải pháp toàn cầu về kinh tế, xã hội, môi trường và phát triển bền vững,
cân bằng.
Kịch bản B2: Phát triển kinh tế, xã hội, môi trường bền vững theo từng
khu vực. Dân số và kinh tế tăng trưởng ở mức độ vừa phải, khoa học công nghệ
tuy phát triển nhưng không cao, và tương đối đa dạng so với A1, B1.
Các nghiên cứu trong và ngoài nước về kịch bản biến đổi khí hậu, nước biển
dâng đã được phân tích và tham khảo để xây dựng kịch bản biến đổi khí hậu cho
Việt Nam, cụ thể như sau:
Kịch bản biến đổi khí hậu được xây dựng năm 1994 trong báo cáo về biến
đổi khí hậu ở Châu Á do Ngân hàng phát triển Châu Á tài trợ.
Kịch bản biến đổi khí hậu trong thông báo đầu tiên của Việt Nam cho Công
ước khung của Liên hiệp quốc về biến đổi khí hậu (Viện KHKTTLMT năm 2003).
Kịch bản biến đổi khí hậu được xây dựng bằng phương pháp tổ hợp (phần
mềm MAGICC/SCENGEN) và phương pháp chi tiết hoá (Downscaling) thống kê
cho Việt Nam và các vùng nhỏ hơn (Viện KHKTTLMT năm 2006).
Các tiêu chí để lựa chọn phương pháp tính toán xây dựng kịch bản biến đổi
khí hậu, nước biển dâng cho Việt Nam bao gồm:
- Mức độ tin cậy của kịch bản biến đổi khí hậu toàn cầu;
- Độ chi tiết của kịch bản biến đổi khí hậu;
- Kinh tế thừa;
- Tính thời sự của kịch bản;
- Tính phù hợp địa phương;
- Tính đầy đủ của các kịch bản;
- Khả năng chủ động cập nhật .
10
2020 2030 2040 2050 2060 2070 2080 2090 2100
Tây Bắc 0.5 0.7 1 1.2 1.4 1.6 1.6 1.7 1.7
Đông Bắc 0.5 0.7 1 1.2 1.4 1.5 1.6 1.7 1.7
Đồng bằng Bắc Bộ 0.5 0.7 0.9 1.2 1.4 1.5 1.5 1.6 1.6
Bắc Trung Bộ 0.6 0.8 1.1 1.4 1.6 1.7 1.8 1.9 1.9
Nam Trung Bộ 0.4 0.6 0.7 0.9 1 1.2 1.2 1.2 1.2
11
Tây Nguyên 0.3 0.5 0.6 0.8 0.9 1 1 1.1 1.1
Nam Bộ 0.4 0.6 0.8 1 1.1 1.3 1.3 1.4 1.4
Theo kịch bản phát thải trung bình (B2): Vào cuối thế kỷ 21 nhiệt độ trung
bình năm có thể tăng lên 2,6
P
0
PC ở Tây Bắc, 2,5P
0
PC ở Đông Bắc, 2,4P
0
PC ở đồng bằng
Bắc Bộ, 2,8
P
0
PC ở Bắc Trung bộ, 1,9P
0
PC ở Nam Trung bộ, 1,6P
0
PC ở Tây Nguyên và
2,0
P
0
PC ở Nam Bộ so với trung bình thời kỳ 1980-1999.
PC ở Nam Trung Bộ, 2,1P
0
PC ở Tây Nguyên và 2,6P
0
PC ở
Nam Bộ. Bảng1.3: Mức tăng nhiệt độ trung bình năm (
P
0
PC) so với thời kỳ 1980-
1999 theo kịch bản phát thải thấp (A2)
12
Vùng
Các mốc thời gian của thế kỷ 21
2020
2030
2040
2050
2060
2070
2080
2090
2100
Tây Bắc
0.5
0.8
1
1.3
1.8
2.2
2.6
3.1
3.6
Nam Trung Bộ
0.4
0.5
0.8
1
1.2
1.5
1.8
2.1
2.4
Tây Nguyên
0.3
0.5
0.7
0.8
1
1.3
1.5
1.8
2.1
Nam Bộ
0.4
0.6
0.8
1
và từ 2-3% ở Nam Trung Bộ, Tây Nguyên và Nam Bộ so với trung bình thời kỳ
1980-1999.
Bảng 1.5: Mức thay đổi lượng mưa năm (%) so với thời kỳ 1980-1999
theo kịch bản phát thải thấp (B2)
Vùng
Các mốc thời gian của thế kỷ 21
2020 2030 2040 2050 2060 2070 2080 2090 2100
Tây Bắc 1.4 2.1 3 3.8 4.6 5.4 6.1 6.7 7.4
Đông Bắc 1.4 2.1 3 3.8 4.7 5.4 6.1 6.8 7.3
Đồng bằng Bắc Bộ 1.6 2.3 3.2 4.1 5 5.9 6.6 7.3 7.9
Bắc Trung Bộ 1.5 2.2 3.1 4 4.9 5.7 6.4 7.1 7.7
Nam Trung Bộ 0.7 1 1.3 1.7 2.1 2.4 2.7 3 3.2
Tây Nguyên 0.3 0.4 0.5 0.7 0.9 1 1.2 1.3 1.4
Nam Bộ 0.3 0.4 0.6 0.8 1 1.1 1.2 1.4 1.5
Theo kịch bản phát thải cao (A2): Vào cuối thế kỷ 21, lượng mưa năm có
thể tăng so với trung bình thời kỳ 1980-1999 khoảng từ 9-10% ở Tây Bắc, Đông
Bắc, đồng bằng Bắc Bộ, Bắc Trung Bộ, 4-5% ở Nam Trung Bộ và khoảng 2% Tây
Nguyên và Nam Bộ. Bảng1.6: Mức thay đổi lượng mưa năm (%) so với thời kỳ 1980-1999 theo
kịch bản phát thải thấp (A2)
Vùng Các mốc thời gian của thế kỷ 21
14
2020 2030 2040 2050 2060 2070 2080 2090 2100
Tây Bắc 1.6 2.1 2.8 3.7 4.5 5.6 6.8 8 9.3
Đông Bắc 1.7 2.2 2.8 2.8 4.6 5.7 6.8 8 9.3
Đồng bằng Bắc Bộ 1.6 2.3 3 3.8 5 6.1 7.4 8.7 10.1
Bắc Trung Bộ 1.8 2.3 3 3.7 4.8 5.9 7.1 8.4 9.7
Nam Trung Bộ 0.7 1 1.2 1.7 2.1 2.5 3 3.6 4.1
0
PC so với trung bình
thời kỳ 1980-1999. Mức tăng nhiệt độ dao động từ 1,6-2,8
P
0
PC ở các vùng khí hậu
khác nhau. Nhiệt độ ở các vùng khí hậu phía Bắc và Bắc Trung Bộ tăng nhanh hơn
so với nhiệt độ ở các vùng khí hậu phía Nam. Tại mỗi vùng thì nhiệt độ mùa đông
tăng nhanh hơn nhiệt độ mùa hè.
Tổng lượng mưa năm và lượng mưa mùa mưa ở tất cả các vùng khí hậu của
nước ta đều tăng, trong khi đó lượng mưa mùa khô có xu hướng giảm, đặc biệt là
ở các vùng khí hậu phía Nam. Tính chung cho cả nước, lượng mưa năm vào cuối
thế kỷ 21 tăng khoảng 5% so với thời kỳ 1980-1999. Ở các vùng khí hậu phía Bắc
mức tăng lượng mưa nhiều hơn so với phía Nam.
Vào giữa thế kỷ 21 mực nước biển có thể tăng thêm khoảng 30 cm và đến
cuối thế kỷ 21 mực nước biển có thể tăng thêm khoảng 75 cm so với thời kỳ 1980-
1999.
16
CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU LƯU VỰC NGHIÊN CỨU VÀ VẤN ĐỀ SỬ
DỤNG TÀI NGUYÊN NƯỚC
2.1. Điều kiện địa lý tự nhiên, khí tượng thủy văn trên lưu vực sông Đà
2.1.1. Vị trí địa lý và tiềm năng của lưu vực
Sông Đà là chi lưu lớn nhất của sông Hồng bắt nguồn từ dãy Ngụy Sơn
thuộc tỉnh Vân Nam Trung Quốc chảy vào Việt Nam theo hướng Tây Bắc – Đông
Nam ở độ cao trên 1500m sau đó ngoặt sang hướng đông ở Pa Vinh, khi tới thị xã
Hòa Bình thì sông chảy theo hướng Bắc đổ vào sông Hồng ở Trung Hà. Sông
Hồng có diện tích lưu vực 53.900 km
sản xuất. Kênh mương dài, địa hình, địa chất chia cắt phức tạp công trình chịu tác
17
động của mọi điều kiện thời tiết, các công trình đều có thời gian phục vụ đã lâu,
cần thiết phải đầu tư sửa chữa, nâng cấp nên các công trình chưa phát huy được
năng lực thiết kế.
Về cấp nước: Tận dụng triệt để nguồn nước, điều kiện địa hình, địa chất bố
trí các công trình thủy lợi vừa và nhỏ tưới cho lúa và cây trồng cạn, cấp nước cho
dân sinh, công nghiệp nhỏ tạo điều kiện phát triển kinh tế trong lưu vực. Xem xét
các biện pháp công trình và phi công trình để giải quyết vấn đề lũ úng trong lưu
vực đặc biệt là lũ quét. Khi xây dựng nhà máy thủy điện Sơn La, vấn đề nổi cộm
trước mắt là phải giải quyết các cơ sở hạ tầng và việc cấp nước cho nông nghiệp
và sinh hoạt để ổn định cho dân vùng tái định cư lòng hồ Sơn La. Xu thế phát
triển kinh tế xã hội của lưu vực chuyển dịch theo hướng công nghiệp, du lịch -
dịch vụ do vậy, các vấn đề về kiểm soát môi trường, chất lượng nước để đảm bảo
cho lưu vực phát triển bền vững cũng được chú ý ngay ở giai đọan quy hoạch.
Hình 2-1: Lưu vực sông Đà (phần ở Việt Nam)
2.1.2. Địa hình
18
Địa hình lưu vựu sông Đà thuộc tỉnh Tây Bắc nước ta từ biến giới Việt –
Trung, Việt – Lào tới Lai Châu, Mường Lay chủ yếu là các dãy núi cao ở đọ cao
trên 1000m. Lưu vực sông Đà nằm giữa các dãy núi cao và trung bình chạy dài
theo hướng Tây Bắc – Đông Nam. Đặc điểm nổi bật nhất của lưu vực sông Đà là
địa hình núi cao và cao nguyên đều cao và bị chia cắt theo chiều thẳng đứng rất
mạnh. Điều nhận thấy rõ rệt là địa hình núi cao và cao nguyên ở đây có sự sắp xếp
song song có ảnh hưởng lớn tới khí hậu của vùng. Có thể nói lưu vực sông Đà chia
làm 3 nhóm điah hình: Nhóm kiểu địa hình núi, nhóm kiểu địa hình cao nguyên,
nhóm kiểu địa hinh thung lũng.
2.1.3. Điều kiện địa chất
Về cấu trúc địa chất, sông Đà là vùng có cấu trúc địa chất phức tạp và chưa
mùa nóng.
Lượng mưa ở vùng lưu vực sông Đà phân bố không đều không phụ thuộc
vào đặc điểm của địa hình, giá tị trung bình năm biến đổi khá mạnh mẽ từ 1300-
3200mm. Vùng mưa lớn Hoàng Liên – Sa Pa đạt tới 2000mm, trong khi có vùng
mưa ít như Nam Sơn La chỉ đạt 1200- 1600mm.
Tương ứng với vùng mưa lớn cũng là vùng có lượng ẩm phong phú quanh
năm, đồng thời vùng mưa ít cũng có vùng thiếu ẩm, chủ yếu là trong mùa đông
Lưu vực sông Đà có độ ẩm cao và ít thay đổi. Độ ẩm tuyệt đối dao động
trong phạm vi từ 11-32mb và độ ẩm trong không khí cao trung bình năm toàn
vùng lưu vực sông Đà dao động trong khoảng 80 - 85% và không chênh lệch nhiều
giữa các vùng (mùa nóng độ ẩm không khí trung bình khoảng 84 – 87%, mùa lạnh
có khí hậu khô lạnh, độ ẩm không khí chỉ có 72 – 75%).
Lượng bốc hơi lớn nhất (đo bằng ống Piche) dao động trong phạm vi rộng từ
666 tới 1052mm/năm. Thời kỳ giữa mùa khô tới đầu mùa mưa (II - IV) có lượng
20
Copyright: Tài liệu đại học ©