Nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến nhu cầu nước cho nông nghiệp hệ thống thủy nông xuân thủy tỉnh nam định

LÊ NGỌC SƠN

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI

LÊ NGỌC SƠN

*

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA BIẾN ĐỔI
LUẬN VĂN THẠC SĨ

KHÍ HẬU ĐẾN NHU CẦU NƯỚC NÔNG NGHIỆP HỆ
THỐNG THỦY NÔNG XUÂN THỦY
TỈNH NAM ĐỊNH

*

LUẬN VĂN THẠC SĨ
(8 QUYỂN - M58 - 120 TRANG )

HÀ NỘI - 2016

Hà Nội - 2016


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI

LÊ NGỌC SƠN

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA BIẾN ĐỔI
KHÍ HẬU ĐẾN NHU CẦU NƯỚC CHO NÔNG NGHIỆP
HỆ THỐNG THỦY NÔNG XUÂN THỦY
TỈNH NAM ĐỊNH

CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT TÀI NGUYÊN NƯỚC
MÃ SỐ: 60 – 58 – 02 - 12

LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
HD1 : TS NGUYỄN QUANG PHI
HD2 : PGS.TS TRẦN VIẾT ỔN

Hà Nội 2016


3


LỜI CẢM ƠN
Sau hơn 6 tháng thực hiện, dưới sự hướng dẫn tận tình của TS. Nguyễn
Quang Phi và PGS.TS.Trần Viết Ổn, được sự ủng hộ động viên của gia đình, bạn
bè, đồng nghiệp, cùng với sự nỗ lực phấn đấu của bản thân, tác giả đã hoàn thành

luận văn thạc sỹ kỹ thuật chuyên ngành Kỹ thuật Tài nguyên nước đúng thời hạn và
nhiệm vụ với đề tài: “Nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến
nhu cầu nước cho Nông nghiệp hệ thống thủy nông Xuân Thủy, tỉnh Nam Định”
Trong quá trình làm luận văn, tác giả đã có cơ hội học hỏi và tích lũy thêm
được nhiều kiến thức và kinh nghiệm quý báu phục vụ cho cơng việc của mình.
Tuy nhiên do thời gian có hạn, trình độ cịn hạn chế, số liệu và công tác xử lý
số liệu với khối lượng lớn nên những thiếu sót của Luận văn là khơng thể tránh
khỏi. Do đó, tác giả rất mong tiếp tục nhận được sự chỉ bảo giúp đỡ của các thầy cô
giáo cũng như những ý kiến đóng góp của bạn bè và đồng nghiệp.
Qua đây tác giả xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới TS. Nguyễn
Quang Phi và PGS.TS. Trần Viết Ổn, những người đã trực tiếp tận tình hướng dẫn,
giúp đỡ và cung cấp những tài liệu, những thông tin cần thiết cho tác giả hoàn thành
Luận văn này.
Tác giả xin chân thành cảm ơn Trường Đại học Thủy lợi, các thầy giáo, cô
giáo Khoa Kỹ thuật Tài nguyên nước, các thầy cô giáo các bộ môn đã truyền đạt
những kiến thức chuyên môn trong suốt quá trình học tập.
Tác giả cũng xin trân trọng cảm ơn các cơ quan, đơn vị đã nhiệt tình giúp đỡ
tác giả trong quá trình điều tra thu thập tài liệu cho Luận văn này.
Cuối cùng, tác giả xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới gia đình, cơ quan, bạn bè và
đồng nghiệp đã động viên, giúp đỡ, tạo điều kiện và khích lệ tác giả trong suốt q
trình học tập và hồn thành Luận văn.
Xin chân thành cảm ơn./.
Hà Nội, ngày 20 tháng 08 năm 2015
Tác Giả

Lê Ngọc Sơn


BẢN CAM KẾT
Tên tác giả: Lê Ngọc Sơn

Học viên cao học CH22Q11
Người hướng dẫn: 1. TS. Nguyễn Quang Phi
2. PGS.TS. Trần Viết Ổn
Tên đề tài Luận văn: “Nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của biến đổi khí
hậu đến nhu cầu nước cho Nông nghiệp hệ thống thủy nông Xuân Thủy, tỉnh
Nam Định”
Tác giả xin cam đoan đề tài Luận văn được làm dựa trên các số liệu, tư liệu
được thu thập từ nguồn thực tế, được công bố trên báo cáo của các cơ quan nhà
nước…để tính tốn ra các kết quả, từ đó đánh giá và đưa ra một số nhận xét. Tác giả
không sao chép bất kỳ một Luận văn hoặc một đề tài nghiên cứu nào trước đó.
Tác giả

Lê Ngọc Sơn


MỤC LỤC
DANH MỤC BẢNG BIỂU .........................................................................................
DANH MỤC HÌNH VẼ ..............................................................................................
MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1
1. Tính cấp thiết của đề tài ..................................................................................... 1
2. Mục đích của đề tài ............................................................................................ 2
3. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu ...................................................... 2
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ..................................................................... 3
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU .......................................................... 4
1.1. Tổng quan tình hình nghiên cứu ở nước ngoài ............................................ 4
1.1.1. Các nghiên cứu Biến đổi khí hậu ở nước ngồi.........................................4
1.1.2. Tác động của biến đổi khí hậu đến Nơng nghiệp trên thế giới ..................6
1.2. Tổng quan tình hình nghiên cứu trong nước ................................................ 7
1.2.1 Các nghiên cứu Biến đổi khí hậu ở trong nước ..........................................7
1.2.2. Tác động của biến đổi khí hậu đến nền Nơng nghiệp Việt Nam .............10

1.3. Tổng quan về khu vực nghiên cứu ............................................................... 12
1.3.1. Vị trí ranh giới, địa lý hành chính ............................................................12
1.3.2. Đặc điểm địa hình ....................................................................................13
1.3.3. Đặc điểm đất đai, thổ nhưỡng ..................................................................14
1.3.4. Đặc điểm khí hậu .....................................................................................14
1.3.5. Đặc điểm thủy văn ...................................................................................16
1.3.6. Đánh giá về điều kiện tự nhiên, những mặt thuận lợi và khó khăn đối với
quy hoạch phát triển thủy lợi. ............................................................................19
1.3.7. Hiện trạng và quy hoạch phát triển đô thị. ..............................................20
1.3.8. Hiện trạng và quy hoạch phát triển cơ sở hạ tầng. ..................................20
1.3.9. Hiện trạng và tỷ lệ tăng dân số nông thôn. ..............................................21
1.3.10. Những mâu thuẫn và xu hướng dịch chuyển cơ cấu sử dụng đất trong
q trình cơng nghiệp hóa và nền kinh tế thị trường. ........................................21
1.3.11. Hiện trạng cơng trình thủy lợi cấp nước tưới ........................................22
1.4. Nhận xét chung ............................................................................................. 32
CHƯƠNG II. CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN TRONG NGHIÊN CỨU
ẢNH HƯỞNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN NHU CẦU NƯỚC CHO
NÔNG NGHIỆP ...................................................................................................... 34


2.1. Cơ sở khoa học .............................................................................................. 34
2.1.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến nhu cầu cấp nước ..........................................34
2.1.2. Các yếu tố khí tượng, thủy văn ................................................................37
2.2. Kịch bản biến đổi khí hậu và nước biển dâng ............................................. 38
2.3. Tính tốn xác định nhu cầu nước Nông nghiệp giai đoạn hiện tại và tương
lai. .......................................................................................................................... 41
2.3.1. Giai đoạn hiện tại .....................................................................................41
2.3.2. Giai đoạn tương lai ..................................................................................50
2.4. Tính tốn cân bằng nước cho giai đoạn hiện tại và tương lai .................... 54
2.4.1. Mục đích, ý nghĩa ....................................................................................54

2.4.2. Phương pháp tính tổng lượng nước lấy qua cống ....................................54
2.4.3. Tài liệu tính tốn ......................................................................................58
2.4.4. Kết quả tính tốn ......................................................................................59
2.5. Tính tốn xác định nhu cầu nước Nơng nghiệp giai đoạn trong tương lai
có xét đến yếu tố biến đổi khí hậu ....................................................................... 64
2.5.1. Phân tích ảnh hưởng của các yếu tố khí tượng đến nhu cầu nước cho
Nơng nghiệp. ......................................................................................................64
2.5.2. Tính tốn nhu cầu nước Nông nghiệp trong tương lai ứng với các kịch
bản biến đổi khí hậu ...........................................................................................67
2.5.3. Tính tốn cân bằng nước của hệ thống theo các kịch bản BĐKH...........70
2.6. Kết luận .......................................................................................................... 72
CHƯƠNG III. ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP ỨNG PHÓ ............................................. 73
3.1. Đề xuất giải pháp nhằm giảm thiểu ảnh hưởng của BĐKH cho hệ thống.73
3.1.1. Giải pháp cơng trình ................................................................................73
3.1.2. Giải pháp phi cơng trình ..........................................................................79
3.2. Phân tích, đánh giá hiệu quả của giải pháp đề xuất. .................................. 81
3.2.1. Giải pháp cơng trình ................................................................................81
3.2.2. Giải pháp phi cơng trình ..........................................................................83
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................ 85
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 87


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1: Các yếu tố khí tượng đặc trưng của vùng ................................................. 16
Bảng 1.2: Bảng tổng hợp diện tích canh tác từng lưu vực thuộc hệ thống ............... 25
Bảng 1.3: Phân vùng tưới hệ thống thủy nông Xuân Thủy ...................................... 26
Bảng 2.1: Tỷ lệ diện tích của một số loại cây trồng so với tổng diện tích ................ 35
đất nông nghiệp trên hệ thống năm 2020 .................................................................. 35
Bảng 2.2: Số lượng đàn gia súc, gia cầm năm 2015 và dự kiến năm 2020 .............. 35
Bảng 2.3: Mức tăng nhiệt độ trung bình (oC) so với thời kì 1980 – 1999 ở vùng đồng

bằng Bắc Bộ theo kịch bản phát thải trung bình (B2) ............................................... 41
Bảng 2.4: Mức thay đổi lượng mưa (%) so với thời kì 1980 – 1999 ở vùng đồng
bằng Bắc Bộ theo kịch bản phát thải trung bình (B2) ............................................... 41
Bảng 2.5: Thời vụ và công thức tưới lúa vụ Đông xuân ........................................... 43
Bảng 2.6: Thời vụ và công thức tưới lúa vụ Mùa ..................................................... 44
Bảng 2.7: Thời vụ và công thức tưới cho lạc vụ Đông Xuân ................................... 44
Bảng 2.8: Thời vụ và công thức tưới đậu tương vụ thu đông ................................... 45
Bảng 2.9: Các chỉ tiêu cơ lý của đất ......................................................................... 45
Bảng 2.10: Yêu cầu nước lúa Vụ Đông Xuân........................................................... 45
Bảng 2.11: Yêu cầu nước lúa Vụ Mùa ...................................................................... 46
Bảng 2.12: Yêu cầu nước cây lạc Đông Xuân .......................................................... 46
Bảng 2.13: Yêu cầu nước cây đậu tương vụ Đông ................................................... 46
Bảng 2.14: Tổng hợp nhu cầu nước của từng loại cây trồng theo từng tháng .......... 46
Bảng 2.15: Tổng hợp nhu cầu nước của từng loại cây trồng cả năm........................ 46
Bảng 2.16: Kết quả tính tốn nhu cầu nước cho chăn ni cho hiện tại................... 47
Bảng 2.17: Lượng nước, lưu lượng nước cần cấp cho thủy sản cho ........................ 49
hiện tại ....................................................................................................................... 49
Bảng 2.18: Định mức nước cho sinh hoạt và khu công nghiệp ................................ 49
Bảng 2.19: Lưu lượng nước cần cấp cho sinh hoạt, công nghiệp hiện tại .................... 50
Bảng 2.20: Tổng hợp nhu cầu nước của từng loại cây trồng cả năm........................ 51
Bảng 2.21: Dự báo lưu lượng nước cần cấp cho chăn nuôi trong tương lai ............. 51


Bảng 2.22: Dự báo lượng nước, lưu lượng nước cần cấp cho thủy sản .................... 52
trong tương lai 2020 .................................................................................................. 52
Bảng 2.23: Định mức nước cho sinh hoạt và khu công nghiệp ................................ 52
Bảng 2.24: Lưu lượng nước cần cấp cho sinh hoạt, công nghiệp 2020 .................... 53
Bảng 2.25: Khả năng cấp nước của các cống và lượng nước được cấp trong các
vùng (trong thời đoạn 5 tháng) ................................................................................. 60
Bảng 2.26: Cân bằng nước tại thời điểm hiện tại (thời đoạn 5 tháng) ..................... 62

Bảng 2.27: Cân bằng nước tại thời điểm tương lai 2020 (thời đoạn 5 tháng) .......... 63
Bảng 2.28: Mức tăng nhiệt độ trung bình năm (oC) ứng với năm 2020 ................... 64
Bảng 2.29: Mức thay đổi lượng mưa năm (%) ứng với năm 2020 ........................... 66
Bảng 2.30: Mức tăng nhiệt độ trung bình (°C) so với thời kỳ 1980-1999 ở các vùng
khí hậu của Việt Nam theo các kịch bản phát thải trung bình B2 ............................ 67
Bảng 2.31: Nhiệt độ vùng vào năm 2020 theo kịch bản phát thải B2 (°C): ............. 67
Bảng 2.32: Mức thay đổi lượng mưa (%) so với thời kỳ 1980-1999 ở các vùng khí
hậu của Việt Nam theo các kịch bản phát thải trung bình (B2) ................................ 68
Bảng 2.33: Lượng mưa ở vùng năm 2020 theo kịch bản phát thải B2 ..................... 68
Bảng 2.34: Yêu cầu nước lúa Vụ Đông Xuân........................................................... 69
Bảng 2.35: Yêu cầu nước lúa Vụ Mùa ...................................................................... 69
Bảng 2.36: Yêu cầu nước cây lạc Đông Xuân .......................................................... 69
Bảng 2.37: Yêu cầu nước cây đậu tương vụ Đông ................................................... 69
Bảng 2.38: Tổng hợp nhu cầu nước của từng loại cây trồng theo từng tháng .......... 69
Bảng 2.39: Tổng hợp nhu cầu nước của từng loại cây trồng cả năm........................ 70
Bảng 2.40: Cân bằng nước tại thời điểm tương lai 2020 có xét đến biến đổi khí hậu .... 71
Bảng 3.1: Bảng tổng hợp các cơng trình tới đầu mối xây mới ................................. 76
Bảng 3.2: Bảng tổng hợp các công trình tới đầu mối cần nâng cấp ......................... 76
B¶ng 3.3: Tổng hợp hạng mục kiên cố hóa kênh tới cấp 1, 2 ................................... 78


DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1-1: Bản đồ hệ thống thủy nơng Xn Thủy.................................................... 23
Hình 1-2: Sơ đồ phân vùng tưới hệ thống thủy nơng Xn Thủy ............................ 26
Hình 1-3: Hiện trạng cống Ngơ Đồng ...................................................................... 30
Hình 2 – 1: Đường tấn suất lý luận mưa năm ứng với tần suất 85% ........................ 38
Hình 2 - 2: Đường mực nước tại cống lấy nước trên triền sông Hồng .................... 55


1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Biến đổi khí hậu được coi là có tác động mạnh mẽ đối với nền nông nghiệp.
Các nhà khoa học cho rằng các hiện tượng khí hậu cực đoan với tần suất và cường
độ ngày càng tăng đã xảy ra trên hầu hết các vùng miền của Việt Nam đều do
nguyên nhân của Biến đổi khí hậu. Hiện tượng tăng nhiệt độ tồn cầu có tác
động lớn đối với sự bốc hơi, điều đó ảnh hưởng đến lưu trữ nước trong khí
quyển và do đó cũng ảnh hưởng đến cường độ, tần suất và cường độ mưa cũng
như sự phân phối mưa theo mùa và vùng địa lý cũng như sự biến thiên hàng
năm của nó. Do đó trong q trình ra quyết định, các nhà quản lý thủy lợi đặc
biệt phải đối mặt với thách thức trong việc kết hợp tính khơng chắc chắn các tác
động biến thiên của khí hậu và biến đổi khí hậu để thích ứng. Điểm mấu chốt là
các vấn đề thực tế họ sẽ phải đối mặt (hiện tại và tương lai) trong lĩnh vực thủy
lợi phục vụ cho nơng nghiệp. Hiện tượng biến đổi khí hậu có thể hiểu được bằng
cách đánh giá hiện trạng khí hậu (quá khứ đến hiện tại) để xem xét các tác động
của nó đến sự phát triển trong tương lai, bao gồm cả những thay đổi từ từ và đột
ngột đến nhu cầu tưới .
Hệ thống thuỷ lợi Xuân Thuỷ nằm ở phía Nam tỉnh Nam Định, giới hạn bởi
sơng Ninh Cơ ở phía tây, sơng Hồng ở phía bắc, tỉnh lộ 51B và sơng Sị ở phía tây
nam, gồm 39 xã và 3 thị trấn của hai huyện Xuân Trường và Giao Thuỷ. Tổng diện
tích tự nhiên 35.376,62 ha trong đó đất nơng nghiệp có khoảng 20.902,5 ha.
Tồn bộ hệ thống đều sử dụng tưới tự chảy nên phụ thuộc nhiều vào thiên
nhiên. Nguồn nước tưới chính của hệ thống là sông Hồng và sông Ninh Cơ. Đây là
hai con sơng có nguồn nước tưới rất dồi dào và thuận lợi, đồng thời là nguồn phù sa
vô tận bổ sung chất màu cho đồng ruộng, tuy nhiên hiện nay nguồn nước lấy được
trên sơng Ninh Cơ khá ít do hiện tượng bồi lắng cửa vào sông Ninh. Đặc biệt hiện
nay do ảnh hưởng của nước biển dâng nên mặn xâm nhập vào 30 km kể từ cửa Ba
Lạt, làm cho số giờ mở cửa cống lấy nước phục vụ tưới từ sông Hồng không được
như trước.

Do ảnh hưởng của biến đổi khí hậu tồn cầu , trong những năm gần đây đặc
biệt vào thời điểm vụ Đông Xuân, mực nước và lưu lượng trên các triền sông xuống
rất thấp, mặn tiến sâu vào các cửa sông, nồng độ mặn tăng mạnh, số cống và số giờ
mở cống lấy nước giảm, mặc dù một số thời điểm mực nước đảm bảo nhưng nước
có độ mặn cao nên các cống khơng thể mở lấy nước. Hiện nay do thay đổi cơ cấu


2
cây trồng, giống lúa ngắn cây, ngắn ngày nên khả năng tưới tiêu cũng thay đổi, khả
năng chịu ngập kém hơn trước. Một số cơng trình đầu mối đã bị xuống cấp nghiêm
trọng nhưng không được sửa chữa nâng cấp kịp thời và triệt để, vì vậy hiệu quả cấp
nước bị hạn chế, nhất là khi dịng chảy sơng Hồng xuống thấp về mùa cạn. Vì vậy
ảnh hưởng rất lớn đến sản xuất và phát triển nông nghiệp của hệ thống.
Trước những thực trạng và biến động thời tiết khó lường như vậy, vấn đề đặt
ra là chúng ta phải đánh giá được những ảnh hưởng của BĐKH, đồng thời phải có
kế hoạch dài hạn nhằm trước hết là phịng ngừa, giảm thiểu các thiên tai, lũ lụt sau
đó là có biện pháp ứng phó kịp thời trợ giúp ngành nơng nghiệp của vùng khắc phục
các ảnh hưởng của BĐKH.
Chính vì vậy, đề tài : “Nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của Biến đổi khí
hậu đến nhu cầu nước cho Nông nghiệp hệ thống thủy nông Xuân Thủy, tỉnh
Nam Định” sẽ tập trung giải quyết được một phần các vấn đề nêu trên. Việc nghiên
cứu ảnh hưởng của BĐKH tới nhu cầu nước cho Nơng nghiệp có ý nghĩa rất lớn đối
với hệ thống thủy nông Xuân Thủy. Với kết quả của luận văn, chúng ta sẽ có biện
pháp, kế hoạch cụ thể cho ngành sản xuất nông nghiệp, chủ động trước những ảnh
hưởng của BĐKH hiện nay cũng như các kịch bản BĐKH trong tương lai.
2. Mục đích của đề tài
- Đánh giá được ảnh hưởng của BĐKH đến nhu cầu nước cho Nông nghiệp
hệ thống thủy nông Xuân Thủy ở hiện tại và ứng với các kịch bản BĐKH khác nhau
trong tương lai.
- Đề xuất các giải pháp nhằm giảm thiểu ảnh hưởng của BĐKH đến nhu cầu

nước cho Nông nghiệp hệ thống thủy nông Xuân Thủy, tỉnh Nam Định.
3. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
* Cách tiếp cận:
- Tiếp cận tổng hợp và liên ngành: Dựa trên định hướng Phát triển kinh tế xã
hội của khu vực hệ thống thủy nông Xuân Thủy, hiện trạng và định hướng phát
triển kinh tế các ngành từ đó rút ra các giải pháp cơng trình và phi cơng trình phù
hợp.
- Tiếp cận kế thừa: Cũng đã có một số các dự án quy hoạch, các quy hoạch
về tài nguyên nước, các đề tài nghiên cứu, đánh giá khả năng và hiện trạng sử dụng
nước trên lưu vực. Việc kế thừa có chọn lọc các kết quả nghiên cứu này sẽ giúp đề
tài có định hướng giải quyết vấn đề một cách khoa học hơn.
- Tiếp cận thực tiễn: Tiến hành khảo sát thực địa, tổng hợp số liệu nhằm nắm
rõ chi tiết hiện trạng và định hướng phát triển kinh tế - xã hội của vùng, hiện trạng
khai thác sử dụng nước, hiện trạng cơng trình thủy lợi, các ảnh hưởng của cơng
trình thủy lợi và việc chuyển nước đến nguồn nước cấp cho các hộ dùng nước.


3
* Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết, kế thừa: dựa trên việc nghiên cứu các
tài liệu, văn bản lý luận và kế thừa các tài liệu, các kết quả tính tốn của các nghiên
cứu đã thực hiện trên địa bàn vùng nghiên cứu. Việc kế thừa có chọn lọc các kết quả
nghiên cứu sẽ giúp đề tài có định hướng giải quyết vấn đề một các khoa học hơn.
Áp dụng trong nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng đến nhu cầu nước, và tính tốn cân
bằng nước cho vùng nghiên cứu.
- Phương pháp điều tra, thu thập: điều tra thực tế, thu thập số liệu về điều
kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội; tài liệu khí tượng, thuỷ văn và kịch bản BĐKH của hệ
thống thủy nông Xn Thủy.
- Phương pháp ứng dụng mơ hình hiện đại: Ứng dụng các mơ hình, cơng cụ
tiên tiến phục vụ tính tốn như mơ hình tốn CROPWAT giúp tính tốn nhu cầu

nước của các loại cây trồng trong vùng nghiên cứu ở hiện tại, tương lai có xét đến
yếu tố biến đổi khí hậu.
- Phương pháp thống kê, phân tích tổng hợp, xử lý số liệu: Thống kê các số
liệu, dữ liệu liên quan, phân tích kết quả tính tốn… Áp dụng trong đánh giá nhu
cầu nước, khả năng đáp ứng của nguồn nước, tác động của việc khai thác nguồn
nước…
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: Nghiên cứu xác định nhu cầu nước cho Nông
nghiệp hệ thống thủy nông Xuân Thủy trong hiện tại, và trong tương lai có xét đến
yếu tố biến đổi khí hậu.
- Phạm vi nghiên cứu: là các cơ sở khoa học và thực tiễn trong nghiên cứu
ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến nhu cầu nước cho Nơng nghiệp hệ thống thủy
nông Xuân Thủy, làm giảm ảnh hưởng của biến đỏi khí hậu đến nhu cầu nước cho
Nơng nghiệp.


4

CHƯƠNG I
TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
1.1. Tổng quan tình hình nghiên cứu ở nước ngồi
1.1.1. Các nghiên cứu Biến đổi khí hậu ở nước ngồi
Hiện nay khái niệm “biến đổi khí hậu” và sự nóng lên tồn cầu khơng cịn xa
lạ nữa, ngược lại nó được nhìn nhận như là sự tiềm ẩn của nhiều nguy cơ do hậu
quả tác động của nó. Nhiệt độ tồn cầu gia tăng cùng với sự thay đổi trong phân bố
năng lượng trên bề mặt Trái đất và bầu khí quyển đã dẫn đến sự biến đổi của các hệ
thống hồn lưu khí quyển và đại dương mà hậu quả của nó là sự biến đổi các cực trị
thời tiết và khí hậu. Nhiều bằng chứng đã chứng tỏ rằng, thiên tai và các hiện tượng
cực đoan có nguồn gốc khí tượng ngày càng gia tăng ở nhiều vùng trên Trái đất mà
nguyên nhân của nó là do sự biến đổi bất thường của các hiện tượng thời tiết, khí

hậu cực đoan. Điều đó đã thu hút sự quan tâm nghiên cứu của cộng đồng các nhà
khoa học trên thế giới. Một cách tương đối có thể phân chia các cơng trình nghiên
cứu này thành ba hướng:
● Nghiên cứu xu thế biến đổi và tính biến động của các hiện tượng thời tiết
và khí hậu cực đoan trong mối liên hệ với sự biến dổi khí hậu dựa trên số liệu quan
trắc từ mạng lưới trạm khí tượng.
● Nghiên cứu ứng dụng các mơ hình khí hậu tồn cầu và khu vực để mơ
phỏng khí hậu hiện tại, qua đó đánh giá khả năng nắm bắt các hiện tượng khí hậu
cực đoan của các mơ hình.
● Nghiên cứu dự báo hạn mùa (season forecasting) và dự tính (projection)
khả năng xuất hiện các hiện tượng khí hậu cực đoan trong tương lai với các qui mô
thời gian khác nhau.
Xét trên quy mơ tồn cầu, số ngày đông giá giảm đi ở hầu khắp các vùng vĩ
độ trung bình, số ngày cực nóng (10% số ngày hoặc đêm nóng nhất) tăng lên và số
ngày cực lạnh (10% số ngày hoặc đêm lạnh nhất) giảm đi. Nhiều bằng chứng đã
chứng tỏ tần suất và thời gian hoạt động của sóng nóng tăng lên ở nhiều địa phương
khác nhau nhất là thời kỳ đầu của nửa cuối thế kỷ 20. Hiện tượng ENSO và tính dao
động thập kỷ được cho là nguyên nhân gây nên sự biến động trong số lượng xoáy
thuận nhiệt đới, dẫn đến sự phân bố lại số lượng và quỹ đạo của chúng. Chẳng hạn,
trong thời kỳ 1995 – 2005 đã có 9 năm trong đó số lượng bão ở Bắc Đại Tây Dương
đã vượt quá chuẩn so với thời kỳ 1981 – 2000. Hạn hán nặng hơn và kéo dài hơn đã
được quan trắc thấy trên nhiều vùng khác nhau với phạm vi rộng lớn hơn, đặc biệt ở
các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới từ sau những năm 1970. Nền nhiệt độ cao và
giáng thủy giảm trên các vùng lục địa là một trong những nguyên nhân của hiện
tượng này.


5
Mặc dù rất khó khăn để đánh giá sự biến đổi và xu thế của những cực trị khí
hậu, Kattenberg và cộng sự (1996) đã kêt luận rằng xu thế ấm lên sẽ dẫn đến làm

tăng những hiện tượng liên quan đến nhiệt độ cao trong thời kỳ mùa hè và làm giảm
những hiện tương lên quan đến nhiệt độ thấp trong những ngày mùa đông. Tuy
nhiên, sự tăng lên của các cực trị nhiệt độ là khác nhau đối với từng khu vực.
Bonsal va cộng sự (2001) đã phân tích sự biến đổi theo khơng gian và thời gian của
nhiệt độ cực trị ở Canada trong thời kỳ 1950 – 1998 và thấy rằng có sự khác biệt
lớn giữa các khu vực theo mùa. Theo Manton và cộng sự (2001) có sự tăng lên đáng
kể của những ngày nóng, đêm ấm và giảm đi đáng kể của những ngày lạnh, đêm
lạnh kể từ năm 1961 trên khu vực Nam Á và Nam Thái Bình Dương.
Liên quan tới bài tốn biến đổi khí hậu, nhiều nghiên cứu đã kết hợp mơ hình
khí hậu tồn cầu với các mơ hình thủy văn quy mô lớn. Feddes và cộng sự (1989)
đã đề cập đến khả năng sử dụng mơ hình khí quyển – cây trồng – nước – đất 1 chiều
như một cơ sở cho việc thơng số hóa trong các mơ hình thủy văn. Với cách tiếp cận
này, mơ hình thủy văn được xây dựng có thể phù hợp với quy mơ lưới của mơ hình
khí hậu tồn cầu (30x30km), khác một cách cơ bản so với quy mô lưới được sử
dụng trong đa số các mơ hình thủy văn hiện tại. Nó cho phép thể hiện q trình
tương tác giữa khí tượng và thủy văn, dẫn tới kết quả tính tốn các đặc trưng khí
hậu và thủy văn đáng tin cậy hơn. Tuy nhiên, để thực hiện bài toán hiệu chỉnh và
các thông số là những hàm chưa biết của khí hậu, đất, thực vật, địa lý, sử dụng đất
và địa mạo nên khối lượng dữ liệu được yêu cầu là rất lớn. Hướng tiếp cận này
không thể thực hiện cho các lưu vực quy mơ nhỏ vì độ phân giải lưới thơ. Vì thế,
các mơ hình thủy văn quy mô dưới lưới vẫn cần thiết để giải quyết bài tốn biến đổi
khí hậu liên quan đến các hiện tượng thủy văn trên quy mô nhỏ.
Một số nghiên cứu thông qua phân tích sự biến đổi trong thời gian dài của số
liệu thủy văn và khí tượng quan trắc để đánh giá tác động biến đổi khí hậu. Labat D.
và cộng sự (2004), tập trung vào tác động của biến đổi khí hậu lên vịng tuần hồn
thủy văn trên quy mơ tồn cầu, dựa trên dữ liệu quan trắc chứng minh mối liên kết
giữa hiện tượng ấm lên và sự gia tăng của vịng tuần hồn thủy văn trên tồn cầu.
Mặc dù đã cung cấp một cái nhìn tổng quan về xu hướng biến đổi dịng chảy tồn
cầu, dịng 14 chảy tăng 4% với 1oC tăng lên của nhiệt độ; thực tế phần lớn các
nghiên cứu theo hướng này lại được thực hiện trên quy mơ khu vực, vì thế vấn đề

cần chuỗi số liệu dài và tương đối đầy đủ là bức thiết. Hướng tiếp cận này có khả
năng cung cấp những thơng tin hữu ích về các đặc tính thủy văn trong điều kiện khí
hậu tương lai.
Trong nghiên cứu của Andersen H.E. và các cộng sự, sử dụng dữ liệu biến
đổi khí hậu được dự đốn bằng mơ hình ECHAM4/OPYC và được chi tiết hóa động
lực bằng mơ hình khí hậu khu vực HIRHAM với độ phân giải lưới 25 km và sử
dụng số liệu này làm đầu vào 15 cho mơ hình thủy văn Mike 11 – TRANS với cố


6
gắng cải thiện kết quả từ mơ hình khí hậu khu vực bằng hệ số tỉ lệ thay đổi giá trị
mưa, nhiệt độ và bốc hơi theo tháng. Mặc dù nghiên cứu có đề cập đến giá trị cực
đoan, nhưng chỉ mới dừng lại ở dịng chảy trung bình mùa lũ và mùa kiệt. Ngồi ra
cịn dùng chỉ số dịng chảy cơ sở và thấy xu hướng tăng dòng chảy lũ và giảm dòng
chảy kiệt mặc dù nước ngầm vẫn giữ xu hướng tăng.
1.1.2. Tác động của biến đổi khí hậu đến Nơng nghiệp trên thế giới
Biến đổi khí hậu đang là một hiểm họa nghiêm trọng đối với toàn thể nhân
loại, nhất là những người nghèo - những người khơng gây ra biến đổi khí hậu nhưng
lại là đối tượng đầu tiên phải chịu những thiệt hại nghiêm trọng nhất. Biến đổi khí
hậu tác động tới mơi trường tồn cầu nhưng rõ rệt nhất là tới đời sống dân cư, hủy
hoại sản xuất nơng nghiệp và làm suy thối đa dạng sinh học và tài nguyên nước.
Theo báo cáo đánh giá lần thứ tư của IPCC thì các hiện tượng thời tiết cực đoan
đang có khuynh hướng tăng lên một cách đáng kể về cả cường độ và tần xuất, ảnh
hưởng nghiêm trọng đến hầu hết các quốc gia trên thế giới.
Cây trồng ở Hoa Kỳ rất quan trọng cho việc cung cấp thực phẩm ở nội địa và
khắp nơi trên thế giới. Xuất khẩu của Mỹ cung cấp hơn 30% tất cả lúa mì, ngơ, và
lúa gạo trên thị trường toàn cầu. Những thay đổi về nhiệt độ, lượng carbon dioxide
(CO2), và tần số, cường độ của thời tiết khắc cực đoan có thể có tác động đáng kể
đến năng suất cây trồng. Nhiệt độ cực cao và lượng mưa tăng lên có thể ngăn chặn
các loại cây trồng phát triển. Thời tiết cực đoan, đặc biệt là lũ lụt và hạn hán có thể

gây hại cho cây trồng, giảm sản lượng. Ví dụ, trong năm 2008, sơng Mississippi
tràn ngập trước giai đoạn thu hoạch của nhiều loại cây trồng, gây thiệt hại ước tính
khoảng 8 tỷ USD cho nông dân.
Ở Mỹ ngành thủy sản đánh bắt hoặc thu hoạch 5.000.000 tấn cá và tơm, cua,
sị, hến mỗi năm. Những loại thủy sản này đóng góp hơn 1,4 tỷ USD cho nền kinh
tế hàng năm (như năm 2007). Nhiều nhà thủy sản đã phải đối mặt với nhiều áp lực,
bao gồm cả đánh bắt quá mức và ô nhiễm nguồn nước. Biến đổi khí hậu có thể làm
trầm trọng thêm những căng thẳng này. Đặc biệt, sự thay đổi nhiệt độ có thể dẫn
đến tác động đáng kể.
Sự biến động của nhiều loài cá và các loài động vật có vỏ có thể thay đổi.
Nhiều lồi sinh vật biển có phạm vi nhiệt độ nhất định mà ở đó chúng có thể sống
sót. Ví dụ, cá tuyết ở Bắc Đại Tây Dương yêu cầu nhiệt độ nước dưới 54°F
(100oF=37.8oC). Ngay cả nước dưới đáy biển nhiệt độ trên 47°F có thể làm giảm
khả năng sinh sản và cá tuyết con để tồn tại. Trong thế kỷ này, nhiệt độ trong khu
vực có khả năng sẽ vượt quá cả hai ngưỡng.
Một số bệnh ảnh hưởng đến đời sống thủy sinh có thể trở nên phổ biến hơn
trong nước ấm. Ví dụ, ở miền nam New England, sản lượng đánh bắt tơm hùm đã
giảm đáng kể. Vi khuẩn ngồi vỏ nhạy cảm với nhiệt độ có thể gây ra chết hàng loạt
đã dẫn đến sự suy giảm. Thay đổi về nhiệt độ và mùa có thể ảnh hưởng đến thời


7
gian sinh sản và di cư. Nhiều bước trong vòng đời của một động vật thủy sản được
điều khiển bởi nhiệt độ và thay đổi của các mùa. Ví dụ, ở Tây Bắc ấm hơn nhiệt độ
của nước có thể ảnh hưởng đến vòng đời của cá hồi và tăng khả năng gây bệnh. Kết
hợp với các tác động khí hậu khác, những hiệu ứng này được dự đoán sẽ dẫn đến sự
suy giảm lớn trong các quần thể cá hồi.
Theo “Tạp chí Kinh tế châu Phi” (Journal of African Economies) Malawi,
nước đang phát triển ở phía nam châu Phi chủ yếu dựa vào nông nghiệp, và là nước
đứng thứ 7 trong top 10 nước chịu ảnh hưởng nặng nề nhất do biến đổi khí hậu,

đang gánh chịu mối nguy trước những đợt hạn hán diễn ra tần suất dày đặc hơn và
khắc nghiệt hơn. Malawi đã hứng chịu 2 đợt hạn hán nghiêm trọng trong 20 năm
qua và một đợt khô hạn kéo dài trong năm 2004. Năng suất nông nghiệp của nước
này cũng giảm sút đáng kể và cơ sở hạ tầng đường xá có thể bị hư hại nghiêm trọng
trong 30 năm tới nếu phát thải CO2 toàn cầu tiếp tục tăng.
Theo Ngân hàng Phát triển Thế giới (WDB), ba ngành chủ chốt của Fiji đang
chịu mối nguy từ hiện tượng ấm lên toàn cầu – đánh bắt thủy sản, xuất khẩu đường
và du lịch, Trong báo cáo năm 2013, WDB cho biết “Trong viễn cảnh phát thải khí
hiệu ứng nhà kính ở mức trung bình, nhiệt độ tại Fiji có thể tăng thêm 2-3 độ C vào
năm 2070, dẫn đến sự sụt giảm sản lượng mùa vụ phụ thuộc vào lượng mưa, sản
lượng đánh bắt thủy sản giảm, diện tích san hơ mất màu ngày một tăng và lượng
khách du lịch giảm mạnh”. Đặc biệt, WDB dự báo năng suất mía đường của Fiji sẽ
giảm 7-21% vào năm 2070....
Tổng thống Mỹ Barack Obama đã đưa vấn đề biến đổi khí hậu vào chương
trình nghị sự tồn cầu hồi tháng trước với đề xuất chính phủ sẽ cung cấp khoản tín
dụng 4 tỷ USD cho các dự án phịng tránh và cắt giảm khí phát thải gây hiệu ứng
nhà kính.
Động thái này phản ánh sự thừa nhận của Washington và các nước khác trên
thế giới rằng hiện tượng nóng lên tồn cầu đang diễn ra và sẽ cản trở tăng trưởng
kinh tế trừ phi có biện pháp giải quyết. Tổ chức Hợp tác và Phát triển Kinh tế
(OECD) dự báo thiệt hại hàng năm do biến đổi khí hậu có thể lên đến 1,5-4,8% kinh
tế tồn cầu vào cuối thế kỷ này.
1.2. Tổng quan tình hình nghiên cứu trong nước
1.2.1 Các nghiên cứu Biến đổi khí hậu ở trong nước
Việt Nam với hơn 3000 km bờ biển, nằm trong khu vực châu Á gió mùa,
hàng năm phải đối mặt với sự hoạt động của bão, xoáy thuận nhiệt đới trên khu vực
Tây bắc Thái Bình dương và biển Đơng, chịu tác động của nhiều loại hình thế thời
tiết phức tạp. Các hiện tượng thiên tai khí tượng xảy ra hầu như quanh năm và trên
khắp mọi miền lãnh thổ. BĐKH và nước biển dâng dường như đã có những tác

8
động tiêu cực đến nhiều lĩnh vực tự nhiên, kinh tế, xã hội, mơi trường. Làm rõ được
khí hậu Việt Nam đã và sẽ biến đổi như thế nào, từ đó đánh giá được tác động của
BĐKH làm cơ sở cho việc đề ra các giải pháp, chiến lược và kế hoạch thích ứng với
BĐKH và giảm thiểu BĐKH sẽ góp phần phục vụ phát triển bền vững đất nước.
Nghiên cứu BĐKH ở Việt Nam đã được tiến hành từ những thập niên 90 của
thế kỷ trước bởi các nhà khoa học đầu ngành như GS. Nguyễn Đức Ngữ, GS.
Nguyễn Trọng Hiệu. Tuy nhiên, vấn đề này chỉ thực sự được quan tâm chú ý từ sau
năm 2000 đặc biệt từ năm 2008 đến nay. Các cơng trình nghiên cứu cũng đã dần
dần đi vào chiều sâu về bản chất vật lý và những bằng chứng của sự BĐKH. Kết
quả của những nghiên cứu này cho thấy khí hậu Việt Nam đã có những dấu hiệu
biến đổi rõ rệt. Trong 50 năm qua, nhiệt độ trung bình năm tăng khoảng 0.5ºC trên
phạm vi cả nước và lượng mưa có xu hướng giảm ở phía Bắc và tăng ở phía Nam
lãnh thổ. Mặc dù vậy, nói chung trong các cơng trình này phương pháp để nhận
được kết quả chưa được nêu cụ thể, cũng như chưa có kiểm nghiệm thống kê.
Về sự biến đổi của các yếu tố và hiện tượng khí hậu cực đoan, từ những kết
quả nghiên cứu, có thể rút ra một số nhận định như sau:
● Nhiệt độ cực đại (Tx) trên tồn Việt Nam nhìn chung có xu thế tăng, điển
hình là vùng Tây Bắc và vùng Bắc Trung Bộ.
● Nhiệt độ cực tiểu (Tm) cũng có xu thế tăng nhưng với tốc độ nhanh hơn
nhiều so với Tx và phù hợp với xu thế chung của biến đổi khí hậu tồn cầu.
● Phù hợp với sự gia tăng của nhiệt độ cực đại và cực tiểu, số ngày nắng
nóng có xu thế tăng lên và số ngày rét đậm có xu thế giảm đi ở các vùng khí hậu.
● Độ ẩm tương đối cực tiểu có xu thế tăng lên trên tất cả các vùng khí hậu
nhất là trong thời kỳ 1961-1990.
● Lượng mưa ngày cực đại tăng lên ở hầu hết các vùng khí hậu, nhất là trong
những năm gần đây. Số ngày mưa lớn cũng có xu thế tăng lên tương ứng và biến
động mạnh, nhất là ở khu vực Miền Trung.
● Hạn hán, bao gồm hạn tháng và hạn mùa có xu thế tăng nhưng với mức độ

không đồng đều giữa các vùng và giữa các nơi trong từng vùng khí hậu.
● Tần số bão trên Biển Đơng có dấu hiệu tăng lên trên các vùng biển phía
nam. Tần số bão trên vùng bờ biển Việt Nam cũng có xu thế tăng lên, nhất là trên
dải bờ biển Bắc Bộ, Thanh Nghệ Tĩnh và Nam Trung Bộ.
● Tốc độ gió cực đại không thể hiện xu thế rõ ràng và không nhất quán giữa
các vùng khí hậu.
Trong nghiên cứu đánh giá BĐKH, Việt Nam cũng đã có những hợp tác chặt
chẽ với các nhà khoa học của nhiều nước, trong đó có thể kể đến vương quốc Anh,
Na Uy, Đan Mạch, Australia, Nhật Bản, Cộng hịa Liên bang Đức,… Thơng qua
những hợp tác đó phía Việt Nam đã nhận được sự hỗ trợ, giúp đỡ về kỹ thuật,
chuyển giao công nghệ, được cung cấp mơ hình, và số liệu tồn cầu phục vụ nghiên


9
cứu mơ phỏng khí hậu khu vực và xây dựng các kịch bản BĐKH cho Việt Nam.
Chẳng hạn, hiện tại các nhà khoa học của CSIRO (Commonwealth Scientific and
Industrial Research Organisation), Australia đang hợp tác chặt chẽ với các nhà khoa
học của Viện Khoa học Khí tượng Thuỷ văn và Môi trường (Viện KTTV) và
Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội (ĐHKHTN HN) trong dự án “Dự tính
BĐKH phân giải cao cho Việt Nam” dựa trên các sản phẩm dự tính khí hậu mới
nhất của các mơ hình tồn cầu từ dự án “so sánh đa mơ hình khí hậu” CMIP5
(Climate Model Intercomparison Project 5).
Gần đây hơn và dưới hình thức khác, vào tháng 8/2012 tại Trường
ĐHKHTN HN, một số nhà khoa học trong khu vực Đông Nam Á – các nước đang
phát triển, trong đó Việt Nam đóng vai trị chủ chốt, đã đưa ra “sáng kiến khí hậu
khu vực Đơng Nam Á” SEARCI (SouthEast Asia Regional Climate Initiative) nhằm
thúc đẩy mạnh mẽ hơn nữa sự hợp tác sâu rộng trong khu vực.
Các kịch bản BĐKH của Việt Nam đã được cơng bố. Khách quan mà nói,
các kịch bản này mới chỉ dựa trên một lượng thông tin ít ỏi nhận được từ việc hạ qui
mơ thống kê (là chính) và 1-2 mơ hình động lực. Do đó, chắc chắn cịn tiềm ẩn tính

bất định cao, nghĩa là chưa bảo đảm đầy đủ cơ sở khoa học để dựa vào đó mà đánh
giá tác động của BĐKH. Đấy là một thách thức lớn mà chúng ta đang phải đối mặt.
Bởi vậy, để giảm bớt tính bất định, với cùng một kịch bản phát thải, sản
phẩm dự tính của nhiều mơ hình khác nhau được sử dụng để xây dựng các kịch bản
BĐKH. Việc sử dụng tổ hợp (ensemble) các mơ hình quy mơ tồn cầu và khu vực
đã được triển khai tại nhiều trung tâm tính tốn cũng như nhiều khu vực trên thế
giới ở các quy mô thời gian từ mùa đến nhiều năm và thế kỷ. Cách tiếp cận tổ hợp
có nhiều ưu điểm nhưng lại rất phụ thuộc vào năng lực tính tốn của hệ thống máy
tính cũng như địi hỏi sự đầu tư theo chiều sâu về nhân lực và thiết bị. Điều này lý
giải việc hầu như chưa có một chương trình tổ hợp nhiều mơ hình nào được thực
hiện để xây dựng các kịch bản BĐKH cũng như ước lượng độ bất định của các mơ
hình số ở khu vực Đơng Nam Á, mặc dù vấn đề này đã được ứng dụng rộng rãi trên
thế giới.
Ở Việt Nam việc sử dụng phương pháp tổ hợp trong việc xây dựng các kịch
bản BĐKH hầu như vẫn còn mới mẻ. Việc xây dựng một hệ thống tổ hợp dự tính
khí hậu địi hỏi phải có hệ thống máy tính mạnh và phải tiến hành một khối lượng
tính tốn khổng lồ. Một trong những hệ thống như vậy đã được xây dựng và hiện
đang được vận hành tại Bộ mơn Khí tượng, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên,
Đại học Quốc gia Hà Nội.
Ở nước ta, mặc dù đã có khá nhiều các cơng trình nghiên cứu, hoặc dưới
dạng các đề tài, dự án trong nước và hợp tác quốc tế, hoặc dưới dạng các nhiệm vụ
thường xuyên của một số cơ quan, tổ chức có liên quan. Tuy nhiên các kết quả nhận
được vẫn cịn khá khiêm tốn và thiếu tính hệ thống. Hạn chế lớn nhất có thể nói với


10
các cơng trình này là tính phổ biến về mặt truyền thơng của chúng. Nhiều cơng trình
sau khi nghiên cứu không được công bố một cách rộng rãi, hoặc không được đăng
tải dưới dạng các bài báo khoa học, mà chỉ dành để lưu hành nội bộ trong các cơ
quan, tổ chức chủ quản dẫn đến tình trạng thiếu thơng tin đới với những người

muốn quan tâm, và tình trạng thiếu tính kế thừa, chồng chéo về nội dung giữa các
cơng trình.
(Nguồn: P.V. Tân, N.Đ. Thành / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Các Khoa học Trái
đất và Môi trường, Tập 29, Số 2 (2013) 42-55)
1.2.2. Tác động của biến đổi khí hậu đến nền Nơng nghiệp Việt Nam
Dựa theo Báo cáo đánh giá tác động của mực nước biển dâng đối với 84
nước đang phát triển được công bố bởi Ngân hàng Thế giới (WB), Việt Nam là một
trong năm nước sẽ bị ảnh hưởng nghiêm trọng của BÐKH và nước biển dâng, trong
đó vùng đồng bằng sơng Hồng và sơng Cửu Long bị ngập chìm nặng nhất, và Nơng
nghiệp Việt Nam sẽ là ngành chịu ảnh hưởng nặng nề nhất từ Biến đổi khí hậu.
Hầu hết các dự báo đều cho thấy, đến năm 2100, vựa lúa đồng bằng sơng
Cửu Long có nguy cơ mất đi 7,6 triệu tấn/năm, tương đương với 40,52% tổng sản
lượng lúa của cả vùng, do tác động của BĐKH.
Ngành trồng trọt sẽ là ngành chịu ảnh hưởng nặng nề nhất.. Nhiệt độ cực cao
và lượng mưa tăng lên có thể ngăn chặn các loại cây trồng phát triển. Thời tiết cực
đoan, đặc biệt là lũ lụt và hạn hán có thể gây hại cho cây trồng, giảm sản lượng ,
tổng sản lượng sản xuất từ trồng trọt có thể giảm 1-5%, năng suất cây trồng chính
có thể giảm đến 10%, trường hợp thời tiết cực đoan có thể mất mùa hồn tồn làm
giảm diện tích đất canh tác, gây ra tình trạng hạn hán và sâu bệnh, gây áp lực lớn
cho sự phát triển của ngành trồng trọt nói riêng và ngành nơng nghiệp nói chung.
Khơng những thế, biến đổi khí hậu cịn làm thay đổi điều kiện sống của các loài
sinh vật, làm gia tăng một số loài dịch hại mới và các đợt dịch bùng phát trên diện
rộng. Đơn cử, trong khoảng 3 năm trở lại đây, dịch rầy nâu và vàng lùn, lùn xoắn lá
trên cây lúa đã làm giảm đáng kể sản lượng lúa ở khu vực đồng bằng sông Cửu
Long. Đặc biệt, trong năm 2010, tại đồng bằng sông Cửu Long đã xảy ra dịch sâu
cuốn lá nh ỏ gây thi ệt hại kho ảng 400.000 ha lúa, khiến năng suất lúa giảm từ 3070%. Nước biển dâng cao làm xâm nhập mặn sâu hơn vào nội địa, có thể làm cho
khoảng 2,4 triệu ha đất bị nước biển xâm nhập. Và khi mực nước biển dâng cao 1m
thì nhiều diện tích chun trồng lúa 2 vụ/năm sẽ khơng thể sản xuất được do nước
mặn tràn vào. Thực tế thì hiện nay, tại khu vực Đồng bằng Sơng Cửu Long, mức độ
nhiễm mặn trên 0,4% đã lấn sâu vào 30-40 km tại một số nơi. Diện tích bị mặn trên

0,4% hiện nay là khoảng 1.303 nghìn ha. Diện tích này sẽ tăng lên 1,493 triệu ha
ứng với kịch bản nước biển dâng 0,69 m và 1,637 triệu ha với kịch bản nước biển
dâng 1m.


11
Cịn với vùng núi Tây Bắc và Đơng Bắc, sẽ phải đối mặt với nguy cơ tăng
cường độ hạn hán do biến đổi khắc nghiệt của thời tiết trong những năm tới. Tại
Bắc Trung Bộ, trong tháng 5,6 có thể trở thành các tháng khơ nóng thường xun
như ở Nam Trung Bộ, mưa phùn trở nên hiếm hoi.
Riêng với khu vực miền Trung, Tây Nguyên, tính bất ổn trong chế độ mưa
cũng tăng lên khiến vùng này có khả năng đối mặt với nguy cơ hạn hán bất thường.
Và sự thực thì thời gian qua, trong vụ Đơng Xn 2012-2013, vụ Hè thu năm 2013,
vùng này đã thiếu nước trầm trọng và buộc phải chuyển đổi hàng trăm nghìn ha
trồng lúa sang trồng các loại cây con khác.
Sóng nhiệt, được dự kiến sẽ tăng dưới sự biến đổi khí hậu, có thể đe dọa trực
tiếp chăn ni. Ứng suất nhiệt ảnh hưởng đến các loài động vật cả trực tiếp và gián
tiếp. Theo thời gian, ứng suất nhiệt có thể tăng nguy cơ bị bệnh, làm giảm khả năng
sinh sản và giảm sản xuất sữa. Hạn hán có thể đe dọa các đồng cỏ và nguồn cung
cấp thức ăn cho chăn nuôi. Hạn hán làm giảm lượng thức ăn cho gia súc chất lượng
có sẵn để chăn thả gia súc. Một số khu vực có thể trải nghiệm dài, hạn hán khốc liệt
hơn, do nhiệt độ mùa hè cao hơn và lượng mưa giảm. Đối với động vật mà sống dựa
vào lương thực thì những thay đổi trong sản xuất cây trồng do hạn hán cũng có thể
trở thành một vấn đề. Biến đổi khí hậu có thể làm tăng tỷ lệ ký sinh trùng và các
bệnh ảnh hưởng đến hoạt động chăn nuôi. Mùa xuân bắt đầu sớm hơn và mùa đơng
ấm hơn có thể cho phép một số ký sinh trùng và các mầm bệnh để tồn tại một cách
dễ dàng hơn. Trong khu vực có lượng mưa tăng, độ ẩm - tác nhân gây bệnh phụ
thuộc có thể phát triển mạnh.
Biến đổi khí hậu tác động đến các hệ sinh thái ven biển, làm biến động đến
nguồn lợi cá biển. Vì vậy ảnh hưởng trực tiếp đến đến cộng đồng ngư dân ven biển.

Ngoài ra, nguy cơ chịu ảnh hưởng của bão và áp thấp nhiệt đới nhiều hơn.
Kết quả bảng dưới đây cho thấy thiệt hại do thiên tai của ngành nơng
nghiệp nước ta trung bình năm trong giai đoạn 1995-2007 là 781.74 tỷ đồng tương
đương 54,9 triệu đô la Mỹ. Thiệt hại do thiên tai trung bình năm đối với sản xuất
nơng nghiệp chiếm 0.67% giá trị GDP ngành, trong khi tổng thiệt hại tất cả các
ngành chiếm 1,24%. Kết quả này cho thấy cơ cấu thiệt hại do thiên tai trong giá trị
ngành nông nghiệp thấp hơn so với cơ cấu tổng thiệt hại trong GDP. Tuy nhiên, do
giá trị nông nghiệp chiếm tỷ trọng thấp trong GDP và lại là nguồn sống của trên
71.41% dân số, do vậy bất cứ thiệt hại nào do thiên tai đối với nông nghiệp sẽ
mang tổn thương nhiều hơn đối với nông dân nghèo và khả năng phục hồi sẽ khó
khăn vì cần có thời gian dài hơn.


12
Thiệt hại do thiên tai đối với nông nghiệp tại Việt Nam (1995-2007)
Lĩnh vực NN
Triệu
Năm
Triệu đồng USD
1995
58.369,0
4,2
1996
2.463.861,0 178,5
1997
1.729.283,0 124,4
1998
285.216,0
20,4
1999

564.119,0
40,3
2000
468,239.0
32,2
2001
79.485,0
5,5
2006
954.690,0
61,2
2007
432.615,0
27,7
Thiệt hại TB/năm 781.764,11 54,9
Cơ cấu thiệt hại trong
0.67
GDP

Tất cả các lĩnh vực
Triệu
Triệu đồng
USD
1.,129.434,0
82,1
7.798.410,0
565,1
7.730.047,0
556,1
1.797.249,0

128,4
5.427.139,0
387,7
5.098.371,0
350,2
3.370.222,0
231,5
18.565.661,0 1.190,1
11.513.916,0 738,1
6.936.716,6
469,9

Tỉ lệ thiệt
hại (%)
5,2
31,6
22,4
15,9
10,4
9,2
2,4
5,1
3,8
11,6

1.24

(Nguồn: Tổng hợp từ nguồn của MARD, 1995-2007)

Chính vì thế ngành nơng nghiệp sẽ cần phải tính tốn tái cơ cấu sản xuất

trồng trọt theo hướng chiến lược lâu dài ứng phó với BĐKH, đó là các hiện tượng:
mất đất, nhiễm mặn, thời tiết cực đoan và các đe dọa bất lợi của ngành sản xuất
lúa nước trong tương lai. Đối với quy mô địa phương, các lực lượng cơ sở cần
tăng cường các biện pháp canh tác, các phương thức sản xuất nông nghiệp đa mục
tiêu như an ninh lương thực, tăng thu nhập cho nơng hộ và giảm phát thải khí nhà
kính. Ngồi ra, việc áp dụng khoa học cơng nghệ vào sản xuất nơng nghiệp, tiến
hành cơng nghiệp hóa, hiện đại hóa nơng nghiệp nơng thơn kết hợp với quy hoạch
tổng thể vùng sản xuất cũng những giải pháp nhằm phát triển bền vững cho nền
nông nghiệp trước thách thức của BĐKH.
1.3. Tổng quan về khu vực nghiên cứu
1.3.1. Vị trí ranh giới, địa lý hành chính
Hệ thống thuỷ lợi Xuân Thuỷ nằm ở phía Nam tỉnh Nam Định, gồm 39 xã
và 3 thị trấn của hai huyện Xuân Trường và Giao Thuỷ có tọa độ địa lý từ
20o10’27” đến 20o22’32” vĩ độ Bắc và từ 106o17’44” đến 106o36’22” kinh độ
Đông. Được giới hạn bởi:
- Phía Bắc giáp Sơng Hồng.
- Phía Tây giáp Sơng Ninh Cơ.
- Phía Đơng & Nam giáp Biển Đông.


13
- Phía Tây nam giáp huyện Hải Hậu.
1.3.2. Đặc điểm địa hình
rệt:

Đặc điểm địa hình hệ thống thủy lợi huyện Xuân Thủy được chia làm 3 vùng rõ

1. Vùng phía Bắc sơng Ngơ Đồng (sơng Sị): bao gồm tồn bộ phần đất
huyện Xn Trường nằm phía trong đê có cao trình bình qn (+0,6) đến (+0,7).
Trong vùng khu vực lịng chảo thấp, cao trình (+0,3m) đến (+0,4) nằm ở các xã

Xuân Thủy, Xuân Ngọc, Xuân Bắc, Xuân Đài, Xuân Tân… Những vùng cao nằm
ven sông Hồng và sông Ninh Cơ cao trình (+0,9) đến (+1,1) gồm các xã Xuân
Châu, Xuân Hồng, Xuân Thành, Xuân Phong, Xuân Ninh…
2. Vùng phía Nam sơng Ngơ Đồng: bao gồm tồn bộ diện tích huyện Giao
Thủy (phần nằm trong đê): hướng dốc địa hình thoải dần từ Tây Bắc xuống Đơng
Nam cao trình phổ biến (+0,7) ÷ (+0,8). Vùng cao ven thượng lưu sơng Ngơ Đồng,
sơng Hồng, kênh Cồn Nhất có cao trình (+0,9) đến (+1,0) gồm các xã Hoành Sơn,
Giao Tiến, một phần Giao Hà, Giao Nhân, Giao Châu… Đặc biệt có một số khu vực
Cồn Cát nằm ở phía nam huyện có cao trình (+2,0) đến (+2,5) gồm các xã Giao
Lâm, Giao Phong, Giao Tiến. Những vùng thấp nằm sát biển có cao trình (+0,2) đến
(+0,4) gồm một phần các xã Giao Châu, Giao Long, Giao Hải, Giao An và Giao
Thiện.
3. Vùng bãi sơng, bãi biển nằm ngồi đê: gồm có bãi sơng Sị có diện tích
132ha thuộc các xã Giao Tiến, Giao Tân, Giao Thịnh, Xn Hịa, Xn Vinh có cao
trình tự nhiên trung bình (+0,8) đến (+1,0). Vùng bãi Cồn Lu – Cồn Ngạn cao trình
trung bình (+0,7).
Nhìn chung. Cao trình đất phân bố không đều, xu thế thấp dần từ ven đê sơng
Hồng, sơng Ninh Cơ về sơng Sị và Biển. Ngồi ra, ở xa đầu mối tưới có một số vùng
cao ở xã Giao Phong, Giao Thịnh và một số vùng ven kênh Cồn Nhất, Cồn Năm, Cồn
Giữa.
Nếu lấy mực nước triều cao trung bình nhiều năm 2,5 m tại Vịnh Bắc Bộ (vị
trí trạm thuỷ văn Ba Lạt, cách cửa sơng Hồng 8 km) để so sánh thì phần lớn diện
tích các huyện Giao Thuỷ sẽ ngập chìm trong nước biển. Do vậy ngay từ thời Lý,
cha ông ta đã phải đắp đê sông, biển để bảo vệ cho hầu hết các khu vực thuộc đồng
bằng để chống lũ trong mùa lũ và chống xâm nhập triều, mặn vào trong đồng trong
mùa cạn.


14
1.3.3. Đặc điểm đất đai, thổ nhưỡng

Đại bộ phận đất đai thuộc hệ thống thủy lợi Xuân Thủy là đất phù sa cổ do
sông Hồng và sông Ninh Cơ bồi đắp. Trải qua quá trình canh tác lâu đời, dưới tác
dụng của con người và thiên nhiên nên có phần thay đổi về bản chất:
1) – Về thành phần cơ lý: chủ yếu là đất thịt nặng và đất thịt trung bình, một số
vùng cao ven sơng là đất cát và cát pha.
Tỷ lệ so với diện tích canh tác của toàn huyện (%)
- Đất thịt nặng chiếm 57%
- Đất thịt trung bình chiếm 37%
- Đất thịt nhẹ chiếm 2,5%
- Đất cát và cát pha chiếm 3,5%
2) – Độ chua:
- Diện tích có độ PH > 5,5 chiếm 84%
- Diện tích có độ PH = 4,5 chiếm 9,6%
- Diện tích có độ PH < 4,5 chiếm 6,4%
3) – Độ mặn:
- Diện tích đất khơng mặn chiếm 67,4%
- Diện tích đất mặn vừa chiếm 24% (% CL- từ 0,15 đến 0,25)
- Diện tích đất mặn (% CL- từ 0,25 đến 0,35) chiếm 6,6%
4) – Hàm lượng lân trong đất:
- Đất nghèo lân (5 ÷10 mg P2O5/100 g đất) chiếm 13,2%
- Đất trung bình (10 ÷ 15 mg P2O5/100 g đất) chiếm 19,8%
- Đất nhiều lân (>15mg P2O5/100 g đất) chiếm 67%
5) – Hàm lượng đạm trong đất:
- Đất nghèo đạm (<5mg NH4 / 100 g đất) chiếm 39%
- Đất trung bình (5 ÷ 10 mg NH4 / 100 g đất) chiếm 34,6%
- Đất giàu đạm (> 10 mg NH4 / 100 g đất) chiếm 26,4%
Nhìn chung ruộng đất Xuân Thủy thuộc loại đất trung bình ít chua, khá về lân,
nghèo về đạm, dễ tiêu. Vì vậy phải bồi dưỡng cải tạo thường xuyên bằng các biện
pháp kỹ thuật nông nghiệp, thau chua, rửa mặn, tăng độ phì nhiêu trong đất đồng
thời đáp ứng yêu cầu tưới và tiêu nước để đáp ứng yêu cầu phát triển ngày càng cao

của sản xuất nơng nghiệp.
1.3.4. Đặc điểm khí hậu
1.3.4.1. Nhiệt độ
Nhiệt độ trung bình năm dao động trong khoảng 23,6oC. Tổng nhiệt độ tồn
năm khoảng 8.620oC. Hàng năm có 4 tháng (từ tháng 12 đến tháng 3 năm sau) nhiệt
độ trung bình dưới 20oC. Tháng 1 là tháng lạnh nhất có nhiệt độ trung bình 16,7oC.


15
Mùa hạ có 6 tháng (từ tháng 5 đến tháng 10), nhiệt độ trung bình trên 250C, tháng
nóng nhất là tháng 7 với nhiệt độ trung bình là 29.40C.
1.3.4.2. Độ ẩm
Độ ẩm khơng khí tương đối trung bình năm ở vùng nghiên cứu đạt 85,8%.
Ba tháng mùa xuân (từ tháng 2 đến tháng 4) là thời kỳ ẩm ướt nhất, độ ẩm trung
bình tháng đạt 89- 92% hoặc cao hơn. Hai tháng đầu mùa đông là thời kỳ khô hanh
nhất, độ ẩm trung bình đạt 82%, nhiều ngày dưới 80%. Độ ẩm ngày cao nhất có thể
đạt tới 98% và thấp nhất có thể xuống dưới 64%.
1.3.4.3. Bốc hơi
Lượng bốc hơi bình quân năm khá cao, đạt 1.118mm. Từ tháng 4 đến tháng 8
là các tháng có lượng bốc hơi lớn nhất trong năm. Các tháng mùa đông (từ tháng 11
năm trước đến tháng 1 năm sau) có lượng bốc hơi nhỏ nhất.
1.3.4.4. Mưa
Tổng lượng mưa bình quân nhiều năm ở khu vực nghiên cứu là 1.640,8mm.
Số ngày mưa trung bình năm khoảng 130 đến 140 ngày. Các tháng từ tháng 12 năm
trước đến tháng 4 năm sau là những tháng ít mưa hoặc có lượng mưa rất nhỏ, lượng
mưa trung bình tháng đạt từ 20mm đến 40mm, thậm chí có những năm hàng tháng
trời khơng mưa làm ảnh hưởng đến sản xuất và đời sống của nhân dân.
1.3.4.5. Gió, bão
Hướng gió thịnh hành trong mùa hè là gió Nam và Đơng nam cịn mùa Đơng
thường là gió Bắc và Đơng bắc. Tốc độ gió trung bình khoảng 1,9m/s. Các tháng từ

tháng 7 đến tháng 9 có nhiều bão nhất. Các cơn bão đổ bộ vào đất liền thường gây
mưa lớn trong vài ba ngày, gây thiệt hại về người và của cho các huyện ven biển.
Tốc độ gió lớn nhất có thể lên tới 40m/s.
1.3.4.6. Mây
Lượng mây trung bình năm chiếm khoảng 75% bầu trời. Tháng u ám nhất cớ
lượng mây cực đại chiếm 90% bầu trời. Tháng 10 là quang đãng nhất, lượng mây
trung bình chỉ chiếm 60% bầu trời.
1.3.4.7. Nắng
Số giờ nắng trung bình năm khoảng 1.400 giờ. Các tháng mùa hè từ tháng 5
đến tháng 10 có nhiều nắng nhất, trên 150 giờ mỗi tháng. Các tháng 2, tháng 3 trùng
với những tháng u ám là tháng rất ít nắng, chỉ đạt 34 đến 38 giờ mỗi tháng.
1.3.4.8. Các hiện tượng thời tiết khác