NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG CỦA TÀI NGUYÊN NƯỚC MẶT TRONG BỐI CẢNH BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU LƯU VỰC SÔNG BÙI

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG CỦA TÀI NGUYÊN
NƯỚC MẶT TRONG BỐI CẢNH BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
LƯU VỰC SÔNG BÙI

CHUYÊN NGÀNH: THỦY VĂN

VŨ DUY QUANG

Hà Nội, 2018


BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG CỦA TÀI NGUYÊN
NƯỚC MẶT TRONG BỐI CẢNH BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
LƯU VỰC SÔNG BÙI

VŨ DUY QUANG
CHUYÊN NGÀNH: THỦY VĂN
MÃ SỐ: 62440244

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS.TS HOÀNG NGỌC QUANG

Hà Nội, 2018

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
Cán bộ hướng dẫn chính: PGS.TS Hoàng Ngọc Quang
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị)

Cán bộ chấm phản biện 1:.PGS.TS Ngô Lê An
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị)
Cán bộ chấm phản biện 2:PGS.TS Hoàng Minh Tuyển
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị)

LUẬN VĂN THẠC SĨ được bảo vệ tại:
HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN THẠC SĨ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
Ngày 17 tháng 09 năm 2018


LỜI CAM ĐOAN
Tác giả xin cam đoan các nội dung, số liệu, kết quả nêu trong luận văn
là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác.
TÁC GIẢ LUẬN VĂN
(Ký và ghi rõ họ tên)

Vũ Duy Quang

i


LỜI CẢM ƠN

Em xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo trong Khoa Khí tượngthủy văn, Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội đã truyền thụ
kiến thức cho em trong suốt quá trình học tập vừa qua.
Đặc biệt, em xin trân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy PGS.TS
Hoàng Ngọc Quang là người đã hướng dẫn và chỉ dạy rất tận tình cho em
trong suốt quá trình hoàn thành luận văn của mình.
Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn tới những người thân cùng toàn thể các
bạn trong lớp đã luôn động viên khích lệ và là nguồn động lực to lớn giúp đỡ em
trong quá trình học tập và tạo điều kiện để em hoàn thành luận văn của mình.
Do hạn chế về thời gian cũng như khả năng của bản thân, mặc dù đã có
nhiều cố gắng nhưng luận văn không tránh khỏi những hạn chế và thiếu sót.
Vì vậy, em rất mong được sự góp ý, chỉ bảo quý báu của thầy cô và các bạn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội tháng 6 năm 2018
Sinh viên thực hiện

Vũ Duy Quang

ii


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................. i
LỜI CẢM ƠN .................................................................................................. ii
MỤC LỤC ....................................................................................................... iii
TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ................................................................. v
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT .................................. vi
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ................................................................. vii
DANH MỤC CÁC HÌNH ............................................................................ viii
MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1
1. Tính cấp thiết của đề tài ................................................................................. 1

2. Mục tiêu: ....................................................................................................... 2
3. Phạm vi nghiên cứu của đề tài: ................................................................... 2
4. Phương pháp nghiên cứu: ............................................................................ 2
5. Nội dung : ..................................................................................................... 2
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ......................... 3
1.1. Tổng quan về tình hình biến đổi khí hậu ................................................... 3
1.1.1 Khái niệm và nguyên nhân gây biến đổi khí hậu ..................................... 3
1.1.2 Tác động của biến đổi khí hậu đến toàn cầu: ........................................... 4
1.1.3 Tác động của biến đổi khí hậu đến Việt Nam .......................................... 6
1.1.4 Các nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến tài nguyên
nước .................................................................................................................. 8
1.2. Tổng quan khu vực nghiên cứu ................................................................ 16
1.2.1. Vị trí địa lý ............................................................................................ 16
1.2.2 Khí hậu ................................................................................................... 17
1.2.3 Thảm phủ thực vật ................................................................................. 19
1.2.4 Đặc điểm mạng lưới sông ngòi .............................................................. 20

iii


1.2.5 Hiện trạng tài nguyên nước mặt lưu vực sông Bùi ................................ 21
CHƯƠNG II: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ CƠ SỞ DỮ LIỆU .....24
2.1. Phương pháp nghiên cứu ......................................................................... 24
2.2.1 Số liệu khí tượng .................................................................................... 28
2.2.2 Số liệu thủy văn ...................................................................................... 28
2.3. Tác động của biến đổi khí hậu ................................................................. 29
CHƯƠNG III: ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG TÀI NGUYÊN NƯỚC TRÊN
LƯU VỰC SÔNG BÙI .................................................................................. 37
3.1. Biến động tài nguyên nước trên lưu vực sông Bùi .................................. 37
3.2. Nghiên cứu biến động tài nguyên nước lưu vực sông Bùi – trạm Lâm Sơn

trong bối cảnh BĐKH ..................................................................................... 39
3.2.1. Áp dụng mô hình NAM tính toán sự thay đổi dòng chảy lưu vực sông
Bùi – trạm Lâm Sơn ........................................................................................ 39
3.2.2. Sự thay đổi tài nguyên nước lưu vực sông Bùi – trạm Lâm Sơn trong
bối cảnh BĐKH ............................................................................................... 42
3.3. Đề xuất các giải pháp ............................................................................... 48
3.3.1. Thích ứng với sự gia tăng nhiệt độ ....................................................... 48
3.3.2. Thích ứng với sự gia tăng lượng mưa ................................................... 49
3.3.3. Thích ứng với sự gia tăng cường độ và tần suất các hiện tượng thời tiết
cực đoan, tai biến ............................................................................................ 50
3.3.4. Giải pháp hỗ trợ..................................................................................... 51
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................................... 53
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 56

iv


TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ
+ Họ và tên học viên:Vũ Duy Quang
+ Lớp:

CH2BT

Khoá:2B

+ Cán bộ hướng dẫn: PGS.TS Hoàng Ngọc Quang
+ Tên đề tài: Nghiên cứu đánh giá biến động của tài nguyên nước mặt
trong bối cảnh biến đổi khí hậu lưu vực sông Bùi.
+ Tóm tắt:
- Chương 1: Tổng quan về vấn đề nghiên cứu.

- Chương 2: Phương pháp nghiên cứu và cơ sở dữ liệu.
- Chương 3: Đánh giá biến động tài nguyên nước trên lưu vực sông Bùi.
luận văn đã thu thập, tổng hợp, phân tích số liệu lưu lượng, mực nước
trung bình ngày từ năm 1980 đến năm 2016, đánh giá được sự thay đổi tài
nguyên nước mặt sông Bùi trong quá khứ; sử dụng mô hình MIKE NAM
để tính toán sự thay đổi tài nguyên nước mặt trong tương lai theo kịch bản
Biến đổi khí hậu.Từ đó, tác giả đã đề xuất một số giải pháp thích ứng và
hỗ trợ phù hợp với tình hình biến đổi khí hậu hiện nay.

v


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
BĐKH: Biến đổi khí hậu
KHKTTV&MT: Khoa học Khí tượng thủy văn và môi trường
LVS: Lưu vực sông
TNN: Tài nguyên nước
TNNM: Tài nguyên nước mặt

vi


DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1: Thống kê diện tích khu vực hạn của Tỉnh Ninh Thuận .................... 7
Bảng 2.1. Các thông số cơ bản của mô hình NAM ........................................ 26
Bảng 2.2: Biến đổi nhiệt độ trung bình (oC) so với thời kỳ cơ sở .................. 30
Bảng 2.3: Biến đổi lượng mưa năm (%) so với thời kỳ cơ sở ........................ 33
Bảng 3.1: Danh sách các trạm khí tượng thủy văn sử dụng trong mô hình .... 40
Bảng 3.2: Trị số NASH cho quá trình hiệu chỉnh ........................................... 41
Bảng 3.3: Trị số Nash cho năm 2016 .............................................................. 41

Bảng 3.4: Bộ thông số mô hình NAM cho lưu vực sông Bùi – trạm Lâm Sơn ... 42
Bảng 3.5: Dự tính lưu lượng trung bình năm .................................................. 44
Bảng 3.6: Dự tính lưu lượng trung bình mùa lũ ............................................. 46
Bảng 3.7: Dự tính lưu lượng trung bình mùa kiệt........................................... 47

vii


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1: Nhiệt độ trung bình bề mặt của đất và đại dương toàn cầu 18502012 ................................................................................................................... 5
Hình 1.2: Thay đổi lượng mưa quan sát được hằng năm của trái đất ............... 5
Hình 1.3: Mức độ phủ băng của biển Bắc Cực vào mùa hè ............................. 6
Hình 1.4: Bản đồ lưu vực sông Bùi tính đến trạm thủy văn Lâm Sơn ........... 17
Hình 1.5: Sơ đồ các bước nghiên cứu của LUẬN VĂN THẠC SĨ ................ 23
Hình 2.1: Sơ đồ nguyên lý mô hình NAM. ..................................................... 25
Hình 2.2: Mức tăng nhiệt độ trung bình tỉnh Hòa Bình so với thời kỳ (19862005)................................................................................................................ 31
Hình 2.3: Mức tăng lượng mưa so với thời kỳ (1986-2005) .......................... 34
Hình 3.1: Đường quá trình lưu lượng nhiều năm trạm Lâm Sơn ................... 37
Hình 3.2: Đường quá trình lưu lượng mùa lũ nhiều năm trạm Lâm Sơn ....... 38
Hình 3.3: Đường quá trình lưu lượng mùa kiệt nhiều năm trạm Lâm Sơn .... 38
Hình 3.4: Quá trình lưu lượng hiệu chỉnh mô hình......................................... 40
Hình 3.5: Quá trình lưu lượng kiểm định mô hình chuỗi năm 2006 - 2016 ... 41
Hình 3.6: Dự tính lưu lượng trung bình năm trạm Lâm Sơn theo2 kịch bản
BĐKH.............................................................................................................. 45
Hình 3.7: Dự tính lưu lượng trung bình mùa lũ trạm Lâm Sơn theo 2 kịch bản
BĐKH.............................................................................................................. 46
Hình 3.8: Dự tính lưu lượng trung bình mùa kiệt trạm Lâm Sơn theo 2 kịch
bản BĐKH ....................................................................................................... 48

viii

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Biến đổi khí hậu (BĐKH) là một trong những vấn đề cấp thiết hàng
đầu, có ảnh hưởng đến toàn thế giới và Việt Nam cũng không phải ngoại lệ.
Biến đổi khí hậu toàn cầu là điều không thể tránh khỏi, hậu quả của biến đổi
khí hậu toàn cầu sẽ khôn lường và nghiêm trọng chưa thể tính toán trước hết
được.Với kịch bản biến đổi khí hậu đã được tính toán, dự báo, nhưng thực tế
xảy ra còn có thể lớn hơn rất nhiều. Biến đổi khí hậu sẽ gây ra nhiều tác động
tiêu cực đến lĩnh vực nông nghiệp, thủy sản, lâm nghiệp, du lịch, tài nguyên
nước, môi trường sinh thái, sức khỏe con người... [7]
Theo tính toán của các nhà khoa học, nếu nhiệt độ khí quyển tăng thêm
20C thì mực nước biển sẽ dâng cao hơn 1m; Việt Nam sẽ bị mất hơn 12%
diện tích đất, 23% số dân mất nơi cư trú, khoảng 22 triệu người dân sẽ bị mất
nhà. Một phần lớn diện tích của Đồng bằng sông Hồng, Đồng bằng sông Cửu
Long và vùng duyên hải miền Trung có thể bị ngập lụt. [5]
Một trong số những đối tượng có thể bị ảnh hưởng nghiêm trọng bởi
biến đổi khí hậu là khu vực đồng bằng sông Hồng của nước ta, trong đó có
lưu vực sông Bùi.Sông Bùi là một nhánh của sông Nhuệ Đáy và là một trong
những con sông có ảnh hưởng lớn tới kinh tế nông nghiệp các huyện Lương
Sơn, Xuân Mai, Mỹ Đức nói riêng và thành phố Hà Nội nói chung. Tuy
nhiên, cũng như các lưu vực sông khác, tài nguyên nước mặt lưu vực ảnh
hưởng nhiều của BĐKH. Nhận thức rõ ảnh hưởng của BĐKH, các tỉnh Hòa
Bình, Hà Nội đã thực hiện nhiều chương trình, kế hoạch bảo vệ môi trường
góp phần nhỏ để hạn chế BĐKH như Chương trình hành động thực hiện
Chiến lược quốc gia về phòng, chống và giảm nhẹ thiên tai và Chương trình
hành động thích ứng với biến đổi khí hậu đối với lưu vực sông Bùi
Tuy nhiên, vẫn chưa có kế hoạch hành động cụ thể để đảm bảo ứng phó
có hiệu quả với những tác động trước mắt và tiềm tàng của BĐKH đến lưu

vực sông Bùi. Ngoài ra, lưu vực sông Bùi nhỏ (F=30 km2), khép kín và tương
1


đối đồng nhất; trên lưu vực có trạm thủy văn Lâm Sơn quan trắc từ năm 1980.
Do vậy, luận văn “Nghiên cứu đánh giá biến động của tài nguyên nước mặt
trong bối cảnh biến đổi khí hậu lưu vực sông Bùi” là hết sức cấp thiết, có ý
nghĩa khoa học và thực tiễn.
2. Mục tiêu:
- Đánh giá được sự biến động tài nguyên nước mặt lưu vực sông Bùi
trong giai đoạn 1980-2016.
- Đánh giá biến động tài nguyên nước mặt trên lưu vực sông Bùi có
xét đến tác động của biến đổi khí hậu. Từ đó, đề xuất một số giải pháp
ứng phó với biến đổi khí hậu trong lĩnh vực tài nguyên nước.
3. Phạm vi nghiên cứu của đề tài:
Lưu vực sông Bùi tính đến trạm thủy văn Lâm Sơn (xã Lâm Sơn, huyện
Lương Sơn, tỉnh Hòa Bình).
4. Phương pháp nghiên cứu:
Các phương pháp được sử dụng trong luận văn:
 Phương pháp thống kê: thu thập, xử lý, tổng hợp, phân tích số liệu
mưa, dòng chảy và các tài liệu liên quan để đánh giá sự biến động tài nguyên
nước mặt lưu vực sông Bùi giai đoạn 1980 -2016.
 Phương pháp mô hình toán: sử dụng mô hình mưa - dòng chảy
MIKE NAM để tính toán dòng chảy từ mưa ứng với các kịch bản BĐKH trên
lưu vực.
 Phương pháp kế thừa: kế thừa các công trình nghiên cứu của các
chuyên gia và phát triển các nghiên cứu đó.
5. Nội dung :
Ngoài phần mở đầu, kết luận và kiến nghị luận văn gồm 3 chương:
Chương 1: Tổng quan về vấn đề nghiên cứu.

Chương 2: Phương pháp nghiên cứu và cơ sở dữ liệu.
Chương 3: Đánh giá biến động tài nguyên nước trên lưu vực sông Bùi.

2


CHƯƠNG I
TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Tổng quan về tình hình biến đổi khí hậu
1.1.1 Khái niệm và nguyên nhân gây biến đổi khí hậu
Biến đổi khí hậu – “Climate change” Theo định nghĩa Công ước
Khung về Biến đổi Khí hậu của Liên Hợp quốc (UNFCCC): “Biến đổi khí
hậu là một sự thay đổi trong khí hậu do tác động trực tiếp hay gián tiếp của
các hoạt động con người làm thay đổi thành phần của khí quyển toàn cầu,
bên cạnh sự biến động của khí hậu tự nhiên, được quan sát qua nhiều thời kỳ.
Biến đổi khí hậu xác định sự khác biệt giữa các giá trị trung bình dài hạn của
một tham số hay thống kê khí hậu. Trong đó, trung bình được thực hiện
trong một khoảng thời gian xác định, thường là vài thập kỷ.”[8]
Biến đổi khí hậu có thể do 2 nguyên nhân: do những quá trình tự nhiên
và do ảnh hưởng của con người dẫn đến sự gia tăng nồng độ khí nhà kính
trong khí quyển dẫn đến tăng hiệu ứng nhà kính.
● Nguyên nhân biến đổi khí hậu do những quá trình tự nhiên.
+ Do quá trình tự nhiên, sự tương tác và vận động giữa trái đất và vũ trụ.
+ Do bức xạ từ Mặt trời.
● Nguyên nhân do tác động của con người.
Phần lớn các nhà khoa học đều khẳng định rằng hoạt động của con người
đã và đang làm BĐKH toàn cầu.
- Dân số tăng đến mức báo động; phát triển kinh tế quá nóng.
- Sử dụng thái quá nhiên liệu hóa thạch
- Sử dụng phân bón, các loại hóa chất bảo vệ thực vật và sinh hoạt, thuốc

trừ sâu, khai thác sử dụng đất
- Khai thác và sử dụng tài nguyên nước, xả thải nước làm ô nhiễm ra môi
trường

3


- Các hoạt động khai thác quá mức các bể hấp thụ và bể chứa khí nhà
kính như sinh khối, rừng, các hệ sinh thái biển, ven bờ và đất liền khác.
- Do chiến tranh.
1.1.2 Tác động của biến đổi khí hậu đến toàn cầu:
Ban Liên Chính phủ về Biến đổi khí hậu (IPCC) đã tổ chức 5 lần báo
cáo đánh giá tình hình BĐKH toàn cầu vào các năm 1990, 1994, 2001, 2007
và 2014.[3]
Mỗi lần đánh giá đều có những tiến bộ mới về nguồn số liệu và phương
pháp, làm giảm đáng kể những điều chưa chắc chắn tồn tại trước đây, do đó,
nâng cao rõ rệt mức độ tin cậy của những kết luận về biến đổi khí hậu trong
quá khứ cũng như tương lai.
Theo báo cáo tổng quan lần thứ 5 của IPCC kể từ năm 1990, mọi việc đã
thay đổi kể từ đánh giá trước từ năm 2007. Các nhà khoa học đã cho rằng
khoảng 95% hoạt động của con người là nguyên nhân chính dẫn đến biến đổi
khí hậu (báo cáo đầu tiên nói rằng biến đổi khí hậu có thể không phải do
những biến đổi tự nhiên mà ra). Báo cáo lần này đã đưa ra các con số cụ thể
về sự biến đổi về khí hậu đang được diễn ra.
- Nhiệt độ trung bình của mặt đất và bề mặt nước biển đã tăng 0,85 oC
trong khoảng thời gian từ 1880 – 2012:
+ Trong ba thập kỷ vừa qua, cứ sau mỗi thập kỷ bề mặt trái đất đã liên
tục nóng lên hơn bất kỳ thập kỷ nào trước đó kể từ năm 1850. Ở Bắc bán cầu,
giai đoạn từ 1983 đến 2012 dường như là khoảng thời gian 30 năm ấm nhất
trong 1.400 năm qua.

4


Hình 1.1: Nhiệt độ trung bình bề mặt của đất và đại dương toàn cầu
1850-2012

Hình 1.2: Thay đổi lượng mưa quan sát được hằng năm của trái đất

5


+ Lượng mưa biến động mạnh mẽ và có dấu hiệu tăng lên vào mùa
mưa, giảm vào mùa ít mưa, hiện tượng mưa lớn gia tăng, hạn hán xuất hiện
thường xuyên hơn, hoạt động của bão và áp thấp nhiệt đới phức tạp hơn, hiện
tượng El Nino xuất hiện thường xuyên hơn và có biến động mạnh.
- Mực nước biển đã dâng cao 3,2mm mỗi năm trong khoảng thời gian
1993-2010, nhanh gấp đôi so với khoảng từ năm 1901-2010
- Độ axit của bề mặt đại dương đã tăng 26% kể từ cuộc cách mạng công
nghiệp.
- Các bề mặt băng ở Bắc cực đã giảm 40% trong một thập kỷ, và các
tảng băng ở Greenland và Nam Cực đã biến mất hàng loạt.

Hình 1.3: Mức độ phủ băng của biển Bắc Cực vào mùa hè
1.1.3 Tác động của biến đổi khí hậu đến Việt Nam
Theo chỉ số về mức độ tổn thương do biến đổi khí hậu (CCVI), đánh
giá mức độ tổn thương do tác động của biến đổi khí hậu trong 30 năm tới
thông qua 42 yếu tố kinh tế, xã hội và môi trường tại 193 quốc gia, Việt Nam
xếp hạng thứ 23 trong tổng số 193 quốc gia và là một trong 30 nước chịu “rủi
ro rất cao”.Các tác động của biến đổi khí hậu, như nước biển dâng, lũ lụt, hạn

6


hán, xâm nhập mặn, thời tiết cực đoan,... đang hiện hữu ngày càng nhiều hơn,
rõ rệt hơn.[3]
Thực tế tại Việt Nam, BĐKH đã và đang gây ra rất nhiều sự thay đổi:
+ Nhiệt độ trung bình năm tăng 0.5oC trong vòng 70 năm. Năm 2015
trên phạm vi toàn quốc đã xảy 17 đợt nắng nóng và các đợt nắng nóng đã xuất
hiện nhiều kỷ lục: đợt nắng nóng kéo dài lâu nhất, nhiều cực trị trong quá khứ
bị phá vỡ. Đặc biệt liên tiếp trong 3 tháng (6, 7, 8/2015), các đợt nắng nóng
đã xuất hiện giá trị nhiệt độ vượt lịch sử tại khu vực Bắc Bộ và Trung Bộ.
+ Lượng mưa biến đổi không nhất quán giữa các vùng, hạn hán có xu
hướng mở rộng nhưng lũ lụt cũng trở nên trầm trọng hơn.
Bảng 1.1: Thống kê diện tích khu vực hạn của Tỉnh Ninh Thuận
Khu vực

STT

Diện tích bị hạn hán (tính đến 24/3/2016)
Diện tích

Diện tích

tự nhiên

bị hạn

(Km2)

(Km2)

Diện
% Bị

tích bị

% Bị

hạn

hạn cao

hạn cao

(Km2)

1

Tỉnh Ninh Thuận

3362.394

991

28.7

477

13.5

2

TP. Phan Rang

80.056

17

21.5

20

25.3

3

Huyện Bác Ái

1031.966

260

25.2

126

12.2

4

Huyện Ninh Hải

253.250

23

9.8

9

3.8

5

Huyện Ninh Phước

344.087

147

43.1

34

10

6

Huyện Ninh Sơn

773.961

223

28.8

199

25.7

7

Huyện Thuận Bắc

318.609

91

28.6

7

2.2

8

Huyện Thuận Nam

560.465

230

43.6

82

15.5

+ Theo thống kê, số lượng các đợt không khí lạnh giảm đáng kể trong
vòng 2 thập kỷ qua. Từ 29 đợt mỗi năm (từ 1971 - 1980) xuống còn 10-12 đợt
7


mỗi năm (từ 2010-2015).
+ Hình thái bão thay đổi và bão với cường độ lớn xuất hiện ngày
càng nhiều.
+ Mực nước biển dâng lên khoảng 20 cm trong vòng 50 năm…
+ Sự xâm nhập mặn và thiếu nước ngọt.
1.1.4 Các nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến
tài nguyên nước
a. Trên Thế giới
Trên phạm vi toàn cầu, BĐKH có tác động tiêu cực đến nguồn TNN.
Có ý kiến cho rằng sự nóng lên làm tăng khả năng giữ ẩm của khí quyển, làm
thay đổi chế độ thủy văn và thay đổi các đặc điểm của mưa.Tuy nhiên, những
thay đổi về lượng mưa có thể tác động lớn hơn so với nhiệt độ, vì mưa tác
động đến lượng dòng chảy trong khi thay đổi nhiệt độ chủ yếu là ảnh hưởng
đến thời gian của dòng chảy. Sự biến đổi của khí hậu sẽ làm thay đổi chế độ
dòng chảy, từ đó ảnh hưởng đến năng suất phát điện của các nhà máy thủy
điện, chế độ tưới cho cây trồng, và tăng nguy cơ thiên tai do nước gây ra như
là hạn hán và lũ lụt. Biến đổi khí hậu sẽ càng làm cho tình trạng khan hiếm,

thiếu nước và căng thẳng về nước trầm trọng hơn trong mùa khô. Biến đổi khí
hậu sẽ tác động đến PTBV của hầu hết các nước đang phát triển tại Châu Á
do nó tạo áp lực đối với môi trường và tài nguyên thiên nhiên cùng với quá
trình đô thị hóa, công nghiệp hóa và phát triển kinh tế. Tất cả những điều trên
cho thấy sự cần thiết phải có sự quan tâm nghiên cứu tác động của biến đổi
khí hậu đến TNN.[3]
Mô hình hoàn lưu toàn cầu (GCMs) là một công cụ phổ biến để đưa ra
các kịch bản BĐKH, đó là cơ sở cho việc xác định tác động của BĐKH. Hầu
hết các nghiên cứu sử dụng các biến khí hậu trực tiếp từ các mô hình hoàn lưu
toàn cầu hoặc các mô hình hoàn lưu khu vực (RCMS), những mô hình này sử

8


dụng phương trình vật lý về sự quan hệ lưu thông khí quyển và đại dương để
mô phỏng sự thay đổi của khí hậu. GCM/RCMS có thể khác nhau về nguyên
lý và thông số hóa của các quá trình, cũng như ở độ phân giải, thường là
khoảng 2,50 với GCM và 0,50 với RCMS. Theo IPCC, BĐKH hiện nay và
trong thế kỷ 21 phụ thuộc chủ yếu vào mức độ phát thải khí nhà kính, tức là
phụ thuộc vào sự phát triển kinh tế - xã hội cũng như mức độ khai thác và sử
dụng các nhiên liệu hóa thạch của con người trong tương lai. Vì vậy, các kịch
bản BĐKH và nước biển dâng được xây dựng bởi IPCC dựa trên các kịch bản
phát triển KT-XH toàn cầu, và được tiến hành thông qua các nhóm kịch bản
phát thải nhà kính từ thấp đến cao như: RCP2.6 (mức thấp), RCP4.5 (mức
trung bình thấp), RCP6.0 (mức trung bình cao) và RCP8.5 (mức cao).[8]
Các biến khí hậu mô phỏng sau đó được sử dụng làm số liệu đầu vào
cho mô hình thủy văn.Khi khí hậu thay đổi, với hậu quả là sự gia tăng nhiệt
độ và thay đổi về đặc điểm mưa có thể gây nên những thay đổi trong chế độ
thủy văn.Đã có nhiều mô hình thủy văn địa phương và khu vực trên toàn thế
giới thực hiện đánh giá tác động tiềm tàng của BĐKH tới chế độ thủy văn và

TNN [137]. Những mô hình này giúp đưa ra khung nhận thức và tìm hiểu
được mối quan hệ giữa khí hậu và TNN.
Theo như Schulze (2005), mô hình mưa dòng chảy được đánh giá là
công cụ vô giá trong việc mô phỏng để cung cấp các thông tin cho việc ra
quyết định trong quy hoạch và quản lý nguồn nước, trong đó có cả việc xác
định tác động của BĐKH tới TNN. Mô hình toán đã được sử dụng rất sớm
trong việc đánh giá tác động của BĐKH tới TNN như trong các công bố của
Leavesley (1994) và Arnell (1998).Những nghiên cứu đó sử dụng giả thiết về
BĐKH ảnh hưởng tới chế độ thủy văn.Tùy thuộc vào mục đích nghiên cứu,
vào quy mô không gian, thời gian và dữ liệu sẵn có những mô hình nhận thức
và mô hình tham số hóa khác nhau được áp dụng. Gleick đã phát triển một mô

9


hình cân bằng nước hàng tháng cho lưu vực Sacramento. Nghiên cứu của
Gleick chỉ ra rằng mặc dù tăng lượng mưa năm, nhiệt độ tăng có thể gây ra sự
thay đổi dòng chảy từ mùa hè sang mùa đông. Arnell (1992) sử dụng loại mô
hình tương tự áp dụng cho các lưu vực trong phạm vi Vương quốc Anh để
ước tính sự thay đổi của dòng chảy tháng và phân tích các nhân tố chi phối
các tác động của những thay đổi này. Arnell (1998) chỉ ra rằng dòng chảy có
thể giảm ở phía Nam Vương Quốc Anh, trong khi ở phía Bắc có thể tăng lên,
đặc biệt là trong mùa đông. Kwadijk đã phát triển một mô hình cân bằng nước
tháng để so sánh các tác động thủy văn trong LVS Rhine cho các kịch bản khí
hậu khác nhau.
Bultot và nnk (1988) đã phát triển một mô hình thông số gộp (IRMB)
với bước thời gian ngày để xem xét việc chuyển từ mưa thành dòng chảy, bao
gồm cả các quy trình chẳng hạn như thấm, bốc hơi, và phân chia dòng chảy
thành những thành phần khác nhau. Mô hình này được áp dụng cho LVS ở Bỉ
và Thụy Sĩ. Kết quả cho thấy tầm quan trọng của điều kiện địa chất thủy văn

của lưu vực dưới tác động của BĐKH. Sự gia tăng về tần suất lưu lượng đỉnh
được quan sát thấy ở hầu hết các trường hợp. Mô hình tương tự đã được sử
dụng bởi Mimikou và nnk (1991) và Panagoulia (1992) ở các lưu vực Hy Lạp,
trong đó lưu vực miền núi cho thấy giảm dòng chảy năm và nghiêm trọng
hơn, là dòng chảy mùa hè. Burn (1994) sử dụng phép thử phi tham số thống
kê để nghiên cứu ảnh hưởng của BĐKH tới dòng chảy mùa xuân ở tây miền
trung của Canada. James (1994) đã sử dụng mô hình BĐKH toàn cầu để xây
dựng mô hình BĐKH vùng và ứng dụng kịch bản BĐKH vùng để đánh giá
TNN cho LVS Sacramento, California Mỹ bằng cách sử dụng mô hình thủy
văn thông số phân bố (USGS hydrological model). Tác giả phân chia lưu vực
tính toán thành nhiều tiểu lưu vực thủy văn khác nhau, và ứng với mỗi tiểu
vùng sẽ có một môđun tính toán riêng trên cơ sở các thông số đầu vào liên

10


quan của tiểu vùng đó và kiểm định kết quả đầu ra của mô hình bằng phương
pháp thực nghiệm. Mansell (1997) đã nghiên cứu ảnh hưởng của BĐKH tới
xu thế mưa và nguy cơ lũ ở miền tây Scotland bằng phương pháp nhận biết đồ
họa và thống kê cơ bản. Westmacott và Burn (1997) xác định tác động tiềm
năng của BĐKH trên bốn biến thủy văn liên quan tới mức độ và thời gian của
chế độ thủy văn trong LVS Churchil-Nelson ở phía tây miền trung Canada
bằng phép thử phi tham số.
Andersen và nnk (2006) đã sử dụng bộ mô hình tổng hợp thủy động lực
học (NAM, MIKE 11-TRANS) để mô phỏng tác động của BĐKH tới dòng
chảy và động lực học dinh dưỡng ở hạ lưu một sông nhỏ của Đan Mạch. Choi
Daegyu và nnk (2010) đã nghiên cứu sự thay đổi của phân vùng thủy văn có
tính đến chỉ số bốc hơi Horton, để khai thác tác động của yếu tố thảm phủ
thực vật với BĐKH đến trạng thái cân bằng nước. Phương pháp phân tích
đường cong dòng chảy và mô hình số được thực hiện với chỉ số bốc hơi thảm

phủ thực vật dự tính để tính toán lượng dòng chảy trên phân vùng thủy văn ở
quy mô lưu vực.Báo cáo nghiên cứu cho thấy rằng, sử dụng chỉ số bốc hơi
thảm phủ thực vật tương đối phù hợp với tính toán dòng chảy trong điều kiện
BĐKH tại các phân vùng thủy văn. Tezcan và nnk (2012) đánh giá tác động
của BĐKH đến TNN LVS Seyhan, Thổ Nhĩ Kỳ bằng cách sử dụng công nghệ
hệ thống thông tin địa lý (ArcGIS) và các mô hình toán vật lý thông số phân
bổ (MIKE-SHE) và mô hình thủy văn (MIKE-NAM), tích hợp với các kịch
bản BĐKH. Stacy Langsdale và nnk (2010) sử dụng mô hình phân phối
nguồn nước (MIKE-BASIN) kết hợp với mô hình quy hoạch hệ thống
(WEAP) và (OASIS) có tích hợp với các điều kiện BĐKH và phát triển KTXH. Tingju Zhu và Claudia Ringler (2010) nghiên cứu tác động của BĐKH
đến chế độ thủy văn và nguồn nước LVS Limpopo, Nam Phi bằng mô hình
thủy văn thông số bán phân bổ (semi-distributed hydrological model) và mô

11


phỏng nước (water simulation model), tác giả đã sử dụng 3 kịch bản BĐKH
để thực hiện tính toán cân bằng nước cho hiện tại và tương lai. Ngoài ra, hàng
loạt mô hình khác cũng được áp dụng trong việc đánh giá tác động của
BĐKH như IHACRES,, SWAT, HEC-HMS.
Nhìn chung, các nghiên cứu khoa học liên quan đến TNN trong điều
kiện BĐKH trên Thế giới có điểm chung là sử dụng mô hình thủy văn, mô
hình phân phối nguồn nước tích hợp với các kịch bản BĐKH để tính toán
TNN cho các lưu vực sông. Về cách tiếp cận nghiên cứu cơ bản giống nhau,
nhưng phương pháp luận của mỗi nghiên cứu lại không hoàn toàn giống nhau.
Với trình độ công nghệ thông tin, máy tính ngày càng phát triển, các hệ thống
máy tính ngày càng có khả năng tính toán với với số lượng phép tính khổng lồ
thì việc xây dựng và phát triển mô hình toán trong việc xây dựng kịch bản
BĐKH và mô phỏng sự thay đổi của các điều kiện thủy văn của lưu vực ngày
càng chính xác hơn. Điều đó giúp cho chúng ta có được những đánh giá toàn

diện hơn về tác động của BĐKH tới TNN trên lưu vực.
b. Việt Nam
Ở Việt Nam, BĐKH như nhiệt độ gia tăng, biến đổi của mưa, bao gồm
cả ENSO và mực nước biển dâng, cũng đã và đang ảnh hưởng đến TNNM và
chế độ dòng chảy và TNNM của các sông. Thực tế, đã có nhiều nghiên cứu
được triển khai và thực hiện nhằm đánh giá tác động của BĐKH đến TNNM
trên cơ sở các kịch bản BĐKH cho Việt Nam để chủ động thực hiện các biện
pháp thích ứng phù hợp. Kết quả của những nghiên cứu này được tóm tắt và
trình bày như sau:[7]
- Lưu vực sông Hồng-Thái Bình
Trong một nghiên cứu điển hình trên LVS Hồng – Thái Bình, Vũ Văn
Minh và nnk (2011) đã sử dụng các mô hình MIKE NAM, MIKE BASIN và
MIKE 11 để tính toán biến động dòng chảy, nhu cầu nước và cân bằng nước
12


hệ thống cho LVS Hồng – Thái Bình theo các kịch bản BĐKH. Kết quả
nghiên cứu cho thấy dòng chảy trung bình năm trên LVS Hồng – Thái Bình
có xu hướng tăng lên; đối với phân phối dòng chảy, dòng chày mùa lũ có xu
hướng tăng lên trong khi dòng chảy mùa kiệt có xu hướng giảm xuống; giai
đoạn 2080-2099, nhu cầu nước sử dụng cho nông nghiệp theo các kịch bản
B2 và A2 tăng lần lượt 0,84 triệu và 1,01 triệu m3/năm so với giai đoạn nền
1986-2005; và lượng nước thiếu hụt trên toàn lưu vực dao động từ 4,1 đến 4,7
tỷ m3/năm, chiếm 15-17% tổng lượng nhu cầu sử dụng nước.
Nguyễn Thanh Sơn và nnk (2011) sử dụng mô hình toán MIKE NAM
để tính toán biến động dòng chảy và lưu lượng lưu vực sông Nhuệ - sông Đáy
do tác động của BĐKH. Kết quả tính toán cho thấy, vào năm 2020, tại các lưu
vực thu nước bộ phận, dòng chảy trung bình năm tăng khoảng 0,9-1,3%; với
dòng chảy lũ tại các lưu vực tăng lên lớn hơn so với trung bình năm trong
khoảng từ xấp xỉ 1,3%-2,1%; lưu lượng mùa kiệt có biến động so với hiện

trạng, tuy rất nhỏ. Đến năm 2050, lưu lượng tại các tiểu lưu vực tăng 1,11,9% so với hiện trạng. Đối với mùa kiệt, lưu lượng biến động so với hiện
trạng, tuy không lớn là 0,08m3/s.
Trong nghiên cứu “Tác động của BĐKH đến tài nguyên nước lưu vực
sông Lô”, Nguyễn Hoàng Minh và nnk (2015) đã sử dụng các mô hình toán
MIKE NAM, MIKE BASIN, MIKE 11. Kết quả nghiên cứu thể hiện dòng
chảy năm ở các trạm thủy văn trên LVS Lô có xu hướng tăng nhanh trong
tương lai; dòng chảy phân phối không đồng đều trong năm, tăng nhanh vào
mùa lũ và giảm vào mùa kiệt; và nhu cầu sử dụng nước cho các ngành kinh tế
cũng có xu hướng tăng nhanh dẫn đến việc thiếu hụt nước ngày càng tăng lên;
lượng nước thiếu hụt trong giai đoạn 2080-2099 dao động trong khoảng
252,1-267,7 triệu m3, chiếm khoảng 11-12% nhu cầu nước.

13


Kết quả nghiên cứu “Quy hoạch tổng thể thủy lợi vùng ĐBSH trong
điều kiện BĐKH và nước biển dâng” do Viện Quy hoạch Thủy lợi thực hiện
đã chỉ ra nhu cầu sử dụng nước trong điều kiện xét đến kịch bản BĐKH tăng
khoảng 30-290 triệu m3 so với trường hợp không xét đến kịch bản BĐKH.
Trong bối cảnh BĐKH và nước biển dâng, lưu lượng trên các sông đều giàm
đi; mực nước giảm tại các trạm Sơn Tây, Hà Nội và Thượng Cát.
- Lưu vực sông Cả
Sử dụng mô hình MIKE NAM và MIKE BASIN, Viện KHKTTV&MT
(2010) đã chỉ ra dòng chảy năm trên toàn LVS Cả có xu hướng tăng ở cả 3
kịch bản BĐKH A2, B2, B1. Đối với phân phối dòng chảy năm, dưới tác
động của BĐKH, dòng chảy mùa lũ có xu hướng tăng lên trong khi dòng chảy
mùa kiệt có xu hướng giảm xuống; giai đoạn 2080-2099, nhu cầu nước sử
dụng cho nông nghiệp theo các kịch bản B2 và A2 tăng lần lượt 0,038 triệu và
0,04 triệu m3/năm so với giai đoạn nền 1986-2005; lượng nước thiếu hụt cho
tưới tăng nhanh theo thời gian từ 65,6 triệu m3 lên 72,7 triệu m3 trong kịch

bản A2 thời kỳ 2020 – 2039. Thời kỳ 2080 – 2099 lượng nước thiếu hụt theo
3 kịch bản A2, B2, B1 lần lượt là là 101 triệu m3 (tăng 54,6% ), 98,7 triệu m3
(50,3%) và 88,3 triệu m3 (34,4%).
Dự án “Xây dựng kế hoạch hành động ứng phó với biến đổi khí hậu
của tỉnh Hà Tĩnh” đã sử dụng mô hình MIKE NAM để tính toán sự thay đổi
của dòng chảy trong bối cảnh BĐKH. Kết quả cho thấy dòng chảy năm có xu
hướng tăng phù hợp với xu thế biến đổi của bốc hơi và lượng mưa trong các
kịch bản BĐKH; hệ số dòng chảy trên hệ thống sông giảm rất ít trong thời kỳ
tính toán.
- Lưu vực sông Hương và sông Ba
Trên LVS Hương, sử dụng mô hình MIKE NAM, Trần Thục (2010) đã
cho thấy dòng chảy năm giai đoạn 1971-2100 tăng lên từ 5 đến 9%.

14