Nghiên cứu ứng dụng các chỉ số đánh giá tình trạng khô hạn trong đánh giá nguồn nước và giám sát tình hình thiếu hụt nguồn nước vùng sông phan cà lồ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

NGUYỄN THU HÀ

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÁC CHỈ SỐ ĐÁNH GIÁ TÌNH TRẠNG
KHÔ HẠN TRONG ĐÁNH GIÁ NGUỒN NƯỚC VÀ GIÁM SÁT TÌNH
HÌNH THIẾU HỤT NGUỒN NƯỚC VÙNG SÔNG PHAN – CÀ LỒ

LUẬN VĂN THẠC SĨ

HÀ NỘI, NĂM 2019


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

NGUYỄN THU HÀ

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÁC CHỈ SỐ ĐÁNH GIÁ TÌNH TRẠNG
KHÔ HẠN TRONG ĐÁNH GIÁ NGUỒN NƯỚC VÀ GIÁM SÁT TÌNH
HÌNH THIẾU HỤT NGUỒN NƯỚC VÙNG SÔNG PHAN – CÀ LỒ

Chuyên ngành: Kỹ thuật tài nguyên nước
Mã số: 8580212

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC 1:

TS. NGUYỄN QUANG PHI

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC 2:

PGS.TS. NGUYỄN VĂN TUẤN

HÀ NỘI, NĂM 2019


LỜI CAM ĐOAN
Tôi là Nguyễn Thu Hà, tôi xin cam đoan đề tài luận văn của tôi là do tôi làm. Những
kết quả nghiên cứu là trung thực. Trong quá trình làm tôi có tham khảo các tài liệu liên
quan nhằm khẳng định thêm sự tin cậy và cấp thiết của đề tài. Các tài liệu trích dẫn rõ
nguồn gốc và các tài liệu tham khảo được thống kê chi tiết. Những nội dung và kết quả
trình bày trong Luận văn là trung thực, nếu vi phạm tôi xin hoàn toàn chịu trách
nhiệm.

Hà Nội, ngày

tháng 3 năm 2019

TÁC GIẢ

Nguyễn Thu Hà

i


LỜI CẢM ƠN
Sau một thời gian nghiên cứu, đến nay luận văn thạc sĩ với đề tài: “Nghiên cứu ứng
dụng các chỉ số đánh giá tình trạng khô hạn trong đánh giá nguồn nước và giám

sát tình hình thiếu hụt nguồn nước vùng sông Phan - Cà Lồ” đã được hoàn thành tại
Trường Đại học Thủy lợi Hà Nội với sự nỗ lực của bản thân và sự giúp đỡ, chỉ bảo,
hướng dẫn nhiệt tình của các thầy giáo, cô giáo, của các đồng nghiệp và bạn bè.
Để hoàn thành quá trình nghiên cứu và hoàn thiện luận văn này, lời đầu tiên tôi xin
chân thành cảm ơn sâu sắc đến PGS,TS. Nguyễn Văn Tuấn và TS. Nguyễn Quang Phi,
người đã trực tiếp chỉ bảo và hướng dẫn tôi trong suốt quá trình nghiên cứu để tôi hoàn
thiện luận văn này. Ngoài ra tôi xin chân thành cảm ơn các Thầy, Cô trong Khoa Kỹ
thuật Tài nguyên nước đã đóng góp những ý kiến quý báu cho luận văn.
Nhân dịp này, tôi cũng xin cảm ơn Khoa Kỹ thuật tài nguyên nước Trường đại học
Thủy lợi, lãnh đạo và các anh chị đang công tác tại Viện quy hoạch Thủy lợi đã giúp
đỡ, tạo điều kiện và dành thời gian cho tôi trong suốt quá trình nghiên cứu.
Cuối cùng, tôi xin cảm ơn những người thân, bạn bè đã luôn bên tôi, động viên tôi
hoàn thành khóa học và bài luận văn này.
Trân trọng cảm ơn!.
Hà Nội, ngày

tháng 3 năm 2019
TÁC GIẢ

Nguyễn Thu Hà

ii


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1
1. Tính cấp thiết của đề tài .............................................................................................. 1
2. Mục đích và phạm vi nghiên cứu của đề tài................................................................ 2
3. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu đề tài ....................................................... 3
4. Các kết quả dự kiến đạt được ......................................................................................3

5. Cấu trúc của luận văn ..................................................................................................4
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ HẠN HÁN VÀ
TỔNG QUAN VÙNG NGHIÊN CỨU.........................................................................5
1.1 Khái niệm về hạn hán ............................................................................................. 5
1.1.1 Định nghĩa hạn hán .................................................................................................5
1.1.2 Phân loại hạn hán ....................................................................................................6
1.2 Tình hình hạn hán và các nghiên cứu về hạn hán trên thế giới .............................. 7
1.2.1 Tình hình hạn hán trên thế giới ...............................................................................7
1.2.2 Các nghiên cứu về hạn hán trên thế giới............................................................... 10
1.3 Tình hình hạn hán và các nghiên cứu về hạn hán ở Việt Nam ............................. 12
1.3.1 Tình hình hạn hán ở Việt Nam .............................................................................12
1.3.2 Một số nghiên cứu liên quan.................................................................................15
1.4 Tổng quan vùng nghiên cứu .................................................................................17
1.4.1 Tổng quan vùng nghiên cứu .................................................................................17
1.4.2 Tình hình hạn hán vùng nghiên cứu .....................................................................27
CHƯƠNG 2: CÔNG CỤ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................ 31
2.1 Thu thập, phân tích số liệu khí tượng ...................................................................31
2.2 Xây dựng công thức tính toán chỉ số SPI ............................................................. 38
2.3 Xây dựng công cụ tính toán chỉ số Kappa ............................................................ 42
2.4 Phân tích lựa chọn công cụ GIS để phân tích tình trạng thiếu hụt nguồn nước ...43
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................. 45
3.1. Kết quả tính toán chỉ số Kappa...............................................................................45
3.2. Kết quả tính toán chỉ số SPI ...................................................................................48
3.3. So sánh kết quả đánh giá hạn bằng chỉ số Karpa và SPI ........................................55

iii


3.4. Xây dựng bản đồ hạn SPI và đánh giá diện tích hạn ..............................................57
3.5. Đề xuất một số giải pháp ứng phó, khắc phục thiếu hụt nguồn nước lưu vực sông

Phan - Cà Lồ .................................................................................................................60
3.5.1. Một số giải pháp công trình .................................................................................60
3.5.2. Một số giải pháp phi công trình ...........................................................................61
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................................................... 63
I)Kết luận ....................................................................................................................... 63
II) Kiến nghị ..................................................................................................................64
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................... 65

iv


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1 Đặc điểm địa hình lưu vực sông Phan – Cà Lồ .............................................19
Bảng 1.2 Lượng mưa trung bình tháng tại các trạm vùng nghiên cứu .......................... 20
Bảng 1.3 Tổng hợp số lượng công trình trên hệ thống sông chính ............................... 23
Bảng 1.4 Diện tích sử dụng đất của vùng nghiên cứu năm 2015 ..................................26
Bảng 2.1 Lượng bốc hơi trạm Vĩnh Yên giai đoạn năm 1985-2010 ............................. 37
Bảng 2.2 Lượng bốc hơi trạm Tam Đảo giai đoạn năm 1985-2008 ............................ 38
Bảng 2.3 Ngưỡng các giá trị phân loại tình trạng khô hạn theo chỉ số SPI ..................41
Bảng 2.4. Ngưỡng các giá trị phân loại tình trạng khô hạn theo chỉ số K ....................42
Bảng 3.1 Kết quả tính chỉ số Kappa trạm Vĩnh Yên ....................................................45
Bảng 3.2 Kết quả tính chỉ số Kappa trạm Tam Đảo...................................................... 47
Bảng 3.3: Tỷ lệ diện tích hạn của vùng nghiên cứu ...................................................... 60

v


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1 Bản đồ ví trí vùng nghiên cứu ........................................................................18
Hình 2.1 Bản đồ mạng lưới trạm đo mưa vùng nghiên cứu ..........................................31

Hình 2.2 Lượng mưa năm tại các trạm vùng nghiên cứu ..............................................35
Hình 2.3 Diễn biến lượng mưa năm và lượng mưa mùa khô tại 1 số trạm đo ..............36
Hình 3.1 Kết quả tính Kappa trạm Vĩnh Yên T1 đến T3 .............................................46
Hình 3.2 Kết quả tính Kappa trạm Vĩnh Yên T12 đến T5 ............................................46
Hình 3.3 Kết quả tính Kappa trạm Tam Đảo T2 đến T4 ...............................................48
Hình 3.4 Kết quả tính Kappa trạm Tam Đảo T12 đến T5 .............................................48
Hình 3.5 Diễn biến hạn hán vùng nghiên cứu tại các trạm theo chỉ số SPI1 ................49
Hình 3.6 Diễn biến hạn hán vùng nghiên cứu tại các trạm theo chỉ số SPI3 ................53
Hình 3.7 Diễn biến hạn hán vùng nghiên cứu theo chỉ số SPI6 ...................................55
Hình 3.8 Bản đồ hạn theo chỉ số SPI 3 lưu vực sông Phan – Cà Lồ năm 1988 ............57
Hình 3.9 Bản đồ hạn theo chỉ số SPI 3 lưu vực sông Phan – Cà Lồ năm 1995 ............58
Hình 3.10 Bản đồ hạn theo chỉ số SPI 3 lưu vực sông Phan – Cà Lồ năm 2005 ..........58
Hình 3.11 Bản đồ hạn theo chỉ số SPI 3 lưu vực sông Phan – Cà Lồ năm 2010 ..........59
Hình 3.12 Bản đồ hạn theo chỉ số SPI 3 lưu vực sông Phan – Cà Lồ năm 2015 ..........59

vi


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Hạn hán là hiện tượng lượng mưa thiếu hụt nghiêm trọng kéo dài, làm giảm hàm lượng
ẩm trong không khí và hàm lượng nước trong đất, làm suy kiệt dòng chảy sông suối,
hạ thấp mực nước ao hồ, mực nước trong các tầng chứa nước dưới đất gây ảnh hưởng
xấu đến sự sinh trưởng của cây trồng, làm môi trường suy thoái gây đói nghèo dịch
bệnh… Hạn hán được phân loại thành 04 nhóm bao gồm: Hạn khí tượng, hạn nông
nghiệp, hạn thủy văn và hạn kinh tế xã hội. Bốn loại hạn hán này đều có liên quan tới
sự thiếu hụt lượng mưa kéo dài qua các năm; tuy nhiên, các yếu tố khác nhau của chu
trình thủy văn sẽ phản ánh các loại hạn hán khác nhau. Vùng cực Nam Trung bộ,
Đông Nam Bộ, Trung Bộ, miền núi Trung du Bắc Bộ, Tây Nguyên,...là những khu vực
thường xuyên bị hạn hán với mức độ nghiêm trọng nhất.

Mưa rất ít, lượng mưa không đáng kể trong thời gian dài hầu như quanh năm, đây là
tình trạng phổ biến trên các vùng khô hạn và bán khô hạn. Lượng mưa trong khoảng
thời gian dài đáng kể thấp hơn rõ rệt mức trung bình nhiều năm cùng kỳ. Tình trạng
này có thể xảy ra trên hầu khắp các vùng, kể cả vùng mưa nhiều. Mưa không ít lắm,
nhưng trong một thời gian nhất định trước đó không mưa hoặc mưa chỉ đáp ứng nhu
cầu tối thiểu của sản xuất và sinh hoạt của con người. Đây là tình trạng phổ biến trên
các vùng khí hậu gió mùa, có sự khác biệt rõ rệt về mưa giữa mùa mưa và mùa khô.
Ngoài ra nguyên nhân dẫn đến hạn hán còn do yếu tố con người. Trước hết là do tình
trạng phá rừng bừa bãi làm giảm khả năng điều tiết nước mặt, hạ thấp mực nước ngầm
dẫn đến cạn kiệt nguồn nước; việc trồng cây không phù hợp, vùng ít nước cũng trồng
cây cần nhiều nước (như lúa) làm cho việc sử dụng nước quá nhiều, dẫn đến việc cạn
kiệt nguồn nước; thêm vào đó công tác quy hoạch sử dụng nước, bố trí công trình
không phù hợp, làm cho nhiều công trình không phát huy được tác dụng.
Hạn hán có tác động to lớn đến môi trường, kinh tế, chính trị xã hội và sức khoẻ con
người. Hạn hán là nguyên nhân dẫn đến đói nghèo, bệnh tật thậm chí là chiến tranh do
xung đột nguồn nước. Hạn hán tác động đến môi trường như huỷ hoại các loài thực
vật, các loài động vật, quần cư hoang dã, làm giảm chất lượng không khí, nước, làm

1


gia tăng nguy cơ cháy rừng, xói lở đất. Các tác động này có thể kéo dài và không khôi
phục được. Hạn hán tác động đến kinh tế xã hội như giảm năng suất cây trồng, giảm
diện tích gieo trồng, giảm sản lượng cây trồng, chủ yếu là sản lượng cây lương thực.
Tăng chi phí sản xuất nông nghiệp, giảm thu nhập của lao động nông nghiệp. Tăng giá
thành và giá cả các lương thực. Giảm tổng giá trị sản phẩm chăn nuôi. Các nhà máy
thuỷ điện gặp nhiều khó khăn trong quá trình vận hành.
Nghiên cứu về hiện tượng hạn hán từ lâu đã thu hút được rất nhiều sự quan tâm của
các nhà khoa học trong và ngoài nước. Dữ liệu quan trắc, chủ yếu là các yếu tố khí
tượng như lượng mưa, nhiệt độ không khí gần bề mặt, tốc độ gió, lượng hơi nước

trong khí quyển, độ ẩm tương đối và sự bốc thoát hơi nước... là những thông tin đầu
vào quan trọng để theo dõi, đánh giá và định lượng mức độ hạn hán cũng như các tác
động của hạn hán đến môi trường sinh thái, đến cuộc sống của con người.
Tỉnh Vĩnh Phúc là tỉnh thuộc khu vực trung du có bốn con sông chính chảy qua gồm:
sông Hồng, sông Lô, sông Đáy và sông Cà Lồ. Lượng nước hằng năm của các sông
cung cấp nước tưới cho 38.200 ha đất canh tác nông nghiệp, được chia làm hai hệ
thống sông chính: hệ thống sông Hồng và hệ thống sông Cà Lồ. Nhưng những năm
gần đây lượng mưa của tỉnh Vĩnh Phúc giảm đáng kể dẫn đến tình trạng thiếu hụt
nguồn nước ở các con sông. Vì vậy, để giám sát tình hình thiếu hụt nguồn nước và có
giải pháp ứng phó với hạn hán thì đề tài:" Nghiên cứu ứng dụng các chỉ số đánh giá
tình trạng khô hạn trong đánh giá nguồn nước và giám sát tình hình thiếu hụt nguồn
nước vùng sông Phan - Cà Lồ" là rất cần thiết.
2. Mục đích và phạm vi nghiên cứu của đề tài


Mục đích của đề tài

- Xác định các chỉ số đánh giá tình trạng khô hạn trong đánh giá nguồn nước và giám
sát tình hình thiếu hụt nước vùng sông Phan – Cà Lồ.
- Đề xuất một số giải pháp ứng phó với tình trạng hạn hán trên lưu vực sông Phan- Cà
Lồ.

2




Phạm vi nghiên cứu của đề tài

- Phạm vi nghiên cứu: Lưu vực sông Phan – Cà Lồ

- Đối tượng nghiên cứu: Các đặc điểm khí tượng như lượng mưa, bốc hơi.
3. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu đề tài


Cách tiếp cận

- Tiếp cận thực tế: khảo sát, thu thập, nghiên cứu các số liệu cần thiết.
- Tiếp cận kết quả của các nghiên cứu trong và ngoài nước về vấn đề hạn hán.
- Tiếp cận theo mô hình: Các mô hình liên quan đến tính toán các chỉ số hạn và xây
dựng bản đồ phân vùng


Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp kế thừa: Luận văn sử dụng, kế thừa quả nghiên cứu, đề tài, dự án trên
thế giới cũng như tại Việt Nam về các vấn đề về hạn hán, dự báo, cảnh báo hạn hán và
quản lý hạn hán. Kế thừa, sử dụng có chọn lọc số liệu.
- Phương pháp điều tra, khảo sát thu thập số liệu: Nhằm đánh giá hiện trạng, thu thập
số liệu phục vụ công tác tính toán, đánh giá, xây dựng công cụ dự báo cũng như đề
xuất các giải pháp ứng phó.
- Phương pháp thống kê phân tích: Thống kê và phân tích các số liệu đo đạc, thu thập
được để phục vụ tính toán phân tích và dự báo.
- Phương pháp ứng dụng mô hình: Luận văn sử dụng các mô hình liên quan đến tính
toán các chỉ số hạn và xây dựng bản đồ phân vùng.
4. Các kết quả dự kiến đạt được
- Xây dựng bộ chỉ số hạn và mức độ hạn cho từng vùng
- Thành lập bản đồ thể hiện vùng hạn hán và mức độ hạn
- Các giải pháp ứng phó với hạn hán đối với vùng nghiên cứu
3

5. Cấu trúc của luận văn
Nội dung bao gồm phần mở đầu, phần kết luận kiến nghị và 3 chương:
Chương 1: Tổng quan các nghiên cứu đánh giá hạn hán và tổng quan vùng nghiên cứu
Chương 2: Công cụ và phương pháp nghiên cứu
Chương 3: Kết quả và thảo luận

4


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ HẠN HÁN
VÀ TỔNG QUAN VÙNG NGHIÊN CỨU
1.1

Khái niệm về hạn hán

1.1.1 Định nghĩa hạn hán
Hạn hán là một phần tự nhiên của khí hậu, hạn hán hình thành do một hoặc nhiều
nguyên nhân khác nhau, bao gồm sự thiếu hụt mưa, lượng bốc hơi lớn và việc khai
thác quá mức nguồn tài nguyên nước. Hạn hán xuất hiện trên khắp thế giới có thể xảy
ra ở tất cả các vùng khí hậu, với các đặc tính của hạn biến đổi đáng kể từ vùng này
sang vùng khác. Hạn hán là một sự sai khác theo thời gian, rất khác với sự khô hạn.
Bởi khô hạn bị giới hạn trong những vùng có lượng mưa thấp, nhiệt độ cao và là một
đặc trưng lâu dài của khí hậu. So với các thảm họa tự nhiên khác như: xoáy, lũ lụt,
động đất, sự phun trào núi lửa và sóng thần có sự khởi đầu nhanh chóng, có ảnh hưởng
trực tiếp và có cấu trúc, thì hạn hán lại ngược lại. Hạn hán khác với các thảm họa tự
nhiên khác theo các khía cạnh quan trọng sau:
 Không tồn tại một định nghĩa chung về hạn hán.
 Hạn hán có sự khởi đầu chậm, là hiện tượng từ từ, dẫn đến khó có thể xác định
được sự bắt đầu và kết thúc một sự kiện hạn.

 Thời gian hạn dao động từ vài tháng đến vài năm, vùng trung tâm và vùng xung
quanh bị ảnh hưởng bởi hạn hán có thể thay đổi theo thời gian.
 Không có một chỉ thị hoặc một chỉ số hạn đơn kẻ nào có thể xác định chính xác sự
bắt đầu và mức độ khắc nghiệt của sự kiện hạn cũng như các tác động tiềm năng
của nó.
 Phạm vi không gian của hạn hán thường lớn hơn nhiều so với các thảm họa khác,
do đó ảnh hưởng của hạn thường trải dài trên nhiều vùng địa lý lớn.
 Các tác động của hạn nhìn chung không theo cấu trúc và khó định lượng. Các tác
động tích lũy lại và mức độ ảnh hưởng của hạn sẽ mở rộng khi các sự kiện hạn tiếp
tục kéo dài từ mùa này sang mùa khác hoặc sang năm khác.

5


 Mặt khác, hạn hán ảnh hưởng đến nhiều lĩnh vực kinh tế và xã hội nên các định
nghĩa về hạn sẽ được đưa ra theo nhiều cách tiếp cận khác nhau: như các ngưỡng
sử dụng, theo mục đích sử dụng, khu vực, địa phương....Hơn nữa, hạn hán xảy ra
với tần suất thay đổi gần như ở tất cả các vùng trên toàn cầu, các tác động của hạn
đến nhiều lĩnh vực cũng khác nhau theo không gian và thời gian. Như vậy để có
được một định nghĩa chung nhất về hạn thì rất khó.
D.A.Wilhite cho rằng mặc dù các nhân tố khí hậu (nhiệt độ cao, gió mạnh, độ ẩm
tương đối thấp) thường gắn liền với hạn hán ở nhiều vùng trên thế giới và có thể làm
nghiêm trọng thêm mức độ hạn, song lượng mưa vẫn là nhân tố ảnh hưởng chính gây
ra hạn hán và tác giả cũng đã đưa ra một định nghĩa về hạn hán: “hạn hán là kết quả
của sự thiếu hụt lượng mưa tự nhiên trong một thời kỳ dài, thường là một mùa hoặc
lâu hơn”. Chính vì vậy, hạn hán thường gắn liền với các khoảng thời gian (mùa hạn
chính, sự khởi đầu muộn của mùa mưa, sự xuất hiện mưa trong mối liên hệ với các
giai đoạn sinh trưởng chính của cây trồng) và đặc tính của mưa (cường độ mưa, các
đợt mưa). Với các thời điểm hạn xuất hiện khác nhau sẽ dẫn đến các sự kiện hạn khác
nhau về tác động, phạm vi ảnh hưởng cũng như các đặc tính khí hậu của hạn khác

nhau.
1.1.2 Phân loại hạn hán
Theo tổ chức Khí tượng Thế giới (WMO), hạn hán được phân thành 4 loại là: (1) Hạn
khí tượng; (2) Hạn thủy văn; (3) Hạn nông nghiệp; (4) Hạn kinh tế- xã hội.
(1)

Hạn khí tượng (Meteorological Drought): hạn khí tượng là hiện tượng thiếu hụt

nước trong suốt một thời gian nào đó do sự mất cân bằng giữa lượng giáng thủy và bốc
hơi, hạn khí tượng phản ánh đặc trưng vật lý hạn hán. Hạn khí tượng không phản ánh
được sự ảnh hưởng của sự thiếu hụt dòng chảy nhưng lại phản ánh tốt sự thiếu hụt
nước thực tế.
(2)

Hạn nông nghiệp (Agricultural Dought): hạn nông nghiệp thường xảy ra ở nơi độ

ẩm đất không đáp ứng đủ nhu cầu của một cây trồng cụ thể ở một thời gian nhất định
và cũng ảnh hưởng đến vật nuôi và các hoạt động nông nghiệp khác. Mối quan hệ giữa
lượng mưa thấm vào đất thường không được chỉ rõ. Sự thẩm thấu lượng mưa vào

6


trong đất sẽ phụ thuộc vào các điều kiện ẩm trước đó, độ dốc của đất, loại đất, cường
độ mưa. Hạn nông nghiệp xảy ra sau hạn hán khí tượng, bởi vì hận khí tượng có ảnh
hưởng đến lượng nước có trong đất, khả năng giữ nước trong đất thấp thì khả năng xảy
ra hạn nông nghiệp sẽ cao và ngược lại. Ví dụ, một số loại đất có khả năng giữ nước
tốt hơn thì các loại đất đó ít bị hạn hơn.
(3)

Hạn thủy văn (Hydrological Drought): hạn thủy văn liên quan đến sự thiếu hụt

nguồn nước mặt và nguồn nước ngầm. Nó được lượng hóa bằng dòng chảy, tuyết, mực
nước hồ, hồ chứa và nước ngầm. Hạn thủy văn xuất hiện trễ hơn hạn khí tượng và
nông nghiệp, sau khi kết thúc một đợt hạn khí tượng và hạn nông nghiệp thì hạn thủy
văn phải mất một thời gian dài mới kết thúc. Cũng giống như hạn nông nghiệp, hạn
thủy văn không chỉ ra được mối quan hệ rõ ràng giữa lượng mưa và trạng thái cung
cấp nước bề mặt trong các hồ, bể chứa, tầng ngập nước, dòng suối. Bởi vì quá trình
hình thành dòng chảy rất phức tạp và phụ thuộc vào nhiều thành phần trong hệ thống
thủy văn, như sự tưới tiêu, kiểm soát lũ lụt, vận chuyển nước, phát điện, cung cấp
nước sinh hoạt và bảo tồn môi trường.
(4)

Hạn kinh tế - xã hội khác hoàn toàn với các loại hạn khác. Bởi nó phản ánh mối

quan hệ giữa sự cung cấp và nhu cầu hàng hóa kinh tế (ví dụ như cung cấp nước, thủy
điện), nó phụ thuộc vào lượng mưa. Sự cung cấp đó biến đổi hàng năm như là một
hàm của lượng mưa và nước. Nhu cầu nước cũng dao động và thường có xu thế dương
do sự tăng dân số, sự phát triển của kinh tế và các nhân tố khác.
1.2 Tình hình hạn hán và các nghiên cứu về hạn hán trên thế giới
1.2.1 Tình hình hạn hán trên thế giới
Trong những thập kỷ gần đây hạn hán xảy ra nhiều nơi trên thế giới, gây nhiều thiệt
hại về kinh tế, ảnh hưởng đến đời sống con người và môi trường sinh thái. Hàng năm
có khoảng 21 triệu ha đất biến thành đất không có khả năng suất kinh tế do hạn hán.
Trong gần ¼ thế kỉ vừa qua, số dân gặp rủi ro về hạn hán trên những vùng khô cằn đã
tăng 80%. Hơn 1/3 đất đai thế giới đã bị khô cằn mà trên đó có 17,7% dân số thế giới
sinh sống. Đồng hành với hạn hán, hoang mạc hoá + sa mạc hoá trên thế giới cũng
ngày càng lan rộng từ các vùng đất khô hạn, bán khô hạn đến cả một số vùng bán ẩm

7

ướt. Diện tích hoang mạc hoá đã lên đến 39,4 triệu km2, chiếm 26,3% đất tự nhiên thế
giới và 100 quốc gia chịu ảnh hưởng. Nguy cơ đói và khát do hạn hán uy hiếp 250
triệu con người, kèm theo đó còn ảnh hưởng tới môi trường khí hậu chung toàn cầu
(WMO [1]) Một số ví dụ điển hình về hạn hán tại các quốc gia:
-

Tại Trung Quốc, từ năm 1876 đến 1879, hạn hán và lũ lụt đã gây ra nạn đói lịch

sử, làm chết khoảng 9 đến 13 triệu người. Năm 1985 đến 1961, mưa lũ diễn ra ở nhiều
vùng, sau đó là các đợt hạn hán nghiêm trọng và kéo dài đã gây mất mùa khiến sản
lượng ngũ cốc giảm khoảng từ 25-30%, khiến khoảng 16,5 triệu người thiệt mạng và
đây được coi là nạn đói khủng khiếp nhất trong lịch sử nước này, trong các năm 1994
và 1995, mỗi năm có khoảng 27 đến 55 triệu ha đất nông nghiệp bị ảnh hưởng do thiên
tai có liên quan đến hạn, chỉ tính riêng năm 1994 đã làm tổn thất khoảng 25 triệu tấn
lương thực [2]. Mùa xuân năm 1995, hạn hán lan rộng khắp nơi, tại phần lớn các tỉnh
phía Bắc Trung Quốc có lượng mưa giảm từ 50-80% so với bình thường, một số vùng
không có mưa hoặc tuyết. Thêm vào đó, gió mạnh và nhiệt độ cao đã góp phần làm
cho hạn hán càng thêm nặng nề. Kết quả là nhiều vùng thuộc tỉnh Hà Bắc, phía Bắc
tỉnh Sơn Tây và Thiểm Tây, phía Đông tỉnh Cam Túc, phía Tây vùng Nội Mông, miền
Trung và Đông tỉnh Sơn Đông, một số vùng tại tỉnh Giang Tây, tỉnh An Huy tại miền
Đông Trung Quốc đều bị hạn nặng. Đến đầu tháng 5/1995 đã có hơn 10 triệu người và
hơn 5 triệu gia súc thiếu nước sinh hoạt. Mùa hè năm 2000, hạn hán kéo dài 3 tháng
liên tục tại nhiều địa phương đã làm cho tổng sản lượng lương thực ở Trung Quốc
giảm 9% [3]
-

Ở Indonexia, từ năm 1982 đến 1983, hiện tượng El Nino xảy ra đồng thời với

hạn hán và làm cho 420.000 ha ruộng lúa bị ảnh hưởng do thiếu nước, 158.000 ha bị
mất trắng và 3,7 ha rừng gỗ tái sinh bị cháy trụi. Năm 1991, hiện tượng El Nino cùng
với nắng nóng đã gây ra hạn hán nghiêm trọng nhất trong lịch sử, gây tổn thất lớn đến
sản xuất nông nghiệp làm 483.000 ha trong đó có 190.000 ha lúa bị huỷ hoại hoàn
toàn, buộc chính phủ phải nhập khẩu khẩn cấp 600.000 tấn lương thực. Hạn hán cũng
là nguyên nhân gây ra cháy rừng, tại Kalimantan ở Indonexia 88.000 ha rừng bị cháy.
Đây là vụ cháy rừng lớn nhất trong lịch sử tại quốc gia này, cháy lớn đến nỗi lớp khói
dày đặc do nó tạo ra đã bao phủ toàn bộ đảo Kalimantan, lan tới tận các nước láng
giềng là Singapore và Malaixia trong tháng 9 và tháng 10 năm 1991 và cháy rừng âm ỉ
8


kéo dài đến tận 29/4/1992. Trong những năm 1997-1998, do ảnh hưởng của hiện
tượng El Nino, các nước trong khu vực Đông Nam Á (trong đó có Việt Nam) hầu như
không có mưa, nhiệt độ không khí cao đã gây cháy rừng ở nhiều nơi, trong đó cháy
rừng xảy ra nghiêm trọng nhất là ở Indonexia và Malaixia. [4,5]
-

Ở Châu Phi, một trong những khu vực điển hình thường xuyên xảy ra hạn hán và

cũng vì hạn hán xảy ra triền miên đã là nguyên nhân gây ra nghèo đói và chiến tranh,
trong đó có nhiều cuộc chiến tranh chỉ đơn thuần xuất phát từ việc tranh dành nguồn
nước. Do nguồn nước phân bố không đều, nên nhiều vùng tại Châu Phi, hạn hán mang
tính thường xuyên đã gây nên sự suy giảm nguồn lương thực, năng lượng và nước rất
phổ biến [6]. Những thông báo về sự suy giảm của nền kinh tế và môi trường tại châu
lục này đang gây mối lo ngại cho nhiều quốc gia trên thế giới. Theo OTA (Office of
Technology Assessment), do hạn hán kéo dài, sản xuất lương thực trong thời kì từ
1975 đến 1985 tại Tây Phi đã giảm sút 25%, khiến cộng đồng quốc tế đã phải trợ giúp
15 tỷ USD nhưng vẫn không cải thiện nổi nền kinh tế bị sa sút của các nước ở khu vực
này. Nơi điển hình chịu tác động nghiêm trọng nhấ của hạn hán tại châu lục này là

nước Cộng hoà Sudan vào mùa xuân năm 1984, mất mùa làm nạn đói lan rộng, trong
đó ba tỉnh Kordofan và Darfur ở miền Tây và tỉnh Red Sea (Biển Đỏ) ở miền Đông
Sudan la bị đói nghèo nặng nề nhất. Tình trạng thiếu đói đã ảnh hưởng đến một nửa
dân số, khoảng 20-15 triệu người và làm chết khoảng 3% dân số trong vòng một
tháng. Khoảng 2,5 triệu người phải di cư ra thành phố hoặc đến các khu vực phía Nam.
Hạn hán kéo dài tại tỉnh Kordofan đã làm sa mạc đã tiến về hướng Nam khoảng 90100 km trong vòng 17 năm, trung bình mức sa mạc hoá từ 5 đến 6 km hằng năm. Đợt
hạn tại Sahel năm 1974 đã làm chết tới 300.000 người và ảnh hưởng đến 150 triệu
người do bị đói và suy dinh dưỡng. Trước đó, những đợt hạn liên tiếp trong thời gian 6
năm (1968-1974) đã làm số người chết ước tính từ 100.000 đến 300.000 người. Tại
Mali, hạn hán kéo dài đã làm cho sa mạc Shara mở rộng xuống phía Nam khoảng
350km trong vòng 20 năm, kết quả là đã có 1,5 tỷ ha vốn là đất canh tác biến thành
hoang mạc.
-

Tại Hoa Kỳ, sản xuất công, nông nghiệp và dịch vụ phát triển cao, đồng thời

cũng là quốc gia sử dụng nhiều nước nhất trên thế giới. Do vậy, những năm bị hạn
hán, thiệt hại về kinh tế ở nước này là rất nghiêm trọng. Hoa Kỳ cũng là nước quan
9


tâm nhiều đến vấn đề hạn hán và có nhiều cơ quan nghiên cứu về hạn hán. Theo kết
quả thống kê về những thiệt hại do bão, lũ lụt và hạn hán gây ra là lớn nhất, từ 6-8 tỷ
USD, tiếp sau đó là do lũ lụt khoảng 2,41 tỷ USD và sau cùng là do bão khoảng từ 1,2
đến 4,8 tỷ USD. Cũng theo số liệu thống kê, thiệt hại về kinh tế do hạn hán gây ra, cao
nhất là vào năm 1988, khoảng 39,4 tỷ USD, gần tương đương với mức thiệt hại năm
1998 cũng do hạn bao gồm mất mát về nông nghiệp, năng lượng, nước, sinh thái và
các vấn đề khác,...chiếm hơn 39 tỷ USD. Về thời gian, hạn hán cũng hết sức dai dẳng,
có thể kéo dài hàng tháng, hàng năm, thậm chí hàng thập kỷ. Theo tài liệu thống kê
của cơ quan Quản lý lưu vực sông và khí quyển đại dương quốc gia Hoa Kỳ cho thấy,

tại một số nơi liên tục có hạn trong cả 100 năm, lưu vực sông Missouri có đến 90 năm
bị hạn có ở mức độ khác nhau. [7]
-

Thiệt hại do hạn hán gây ra ở nhiều nước trên thế giới là rất nghiêm trọng, kể cả

về người và tài sản. Thực tế, các con số thiệt hại đó rất khó có thể thống kê một cách
chính xác do số liệu thống kê chưa đầy đủ hoặc giá cả trong quá khứ và hiện tại là
khác nhau.
1.2.2 Các nghiên cứu về hạn hán trên thế giới
Trên thế giới, có rất nhiều tác giải nghiên cứu về hạn hán. Nhưng do tính phức tạp của
hiện tượng này, đến nay vẫn chưa có một phương pháp chung cho các nghiên cứu về
hạn hạn. Trong việc xác định, nhận dạng, giám sát và cảnh báo hạn hán, các tác giả
thường sử dụng công cụ chính là các chỉ số hạn hán. Việc theo dõi sự biến động của
giá trị các chỉ số hạn hán sẽ giúp ta xác định được sự khởi đầu, thời gian kéo dài cũng
như cường độ hạn. Chỉ số hạn hán là hàm của các biến đơn như lượng mưa, nhiệt độ,
bốc thoát hơi, dòng chảy... hoặc là tổng hợp của các biến. Mỗi chỉ số đều có ưu nhược
điểm khác nhau và mỗi nước đều sử dụng các chỉ số phù hợp với điều kiện của nước
mình. Việc xác định hạn hán bằng các chỉ số hạn không chỉ áp dụng với bộ số liệu
quan trắc mà còn áp dụng với bộ số liệu sản phâm của mô hình khí hậu khu vực và mô
hình khí hậu toàn cầu. Trong quá trình nghiên cứu hạn, việc xác định các đặc trưng của
hạn là hết sức cần thiết, như xác định sự khởi đầu và kết thúc hạn, thời gian kéo dài
hạn, phạm vi mở rộng của hạn, mức độ hạn, tần suất và mối liên hê giữa những biến
đổi của hạn với khí hậu [8].

10


Các phân tích về hạn hán trên quy mô toàn cầu của Aiguo Dai và cộng sự [9], theo khu
vực và địa phương của Benjamin Lloyd-Hughes & Mark A.Saunders [10]; Michael

J.Hayes và cộng sự [11] đã thông qua cấc chỉ số hạn dựa trên số liệu mưa, nhiệt độ và
độ ẩm quan trắc trong quá khứ cho thấy số đợt hạn, thời gian kéo dài hạn, cũng như
tần suất và mức độ của nó ở một số nơi đã tăng lên đáng kể. Nổi bật lên nghiên cứu
hạn trên quy mô toàn cầu là nghiên cứu của Nico Wanders và cộng sự [12], trong
nghiên cứu của mình tác giả đã phân tích ưu điểm, nhược điểm của 18 chỉ số hạn hán
bao gồm cả chỉ số hạn khí tượng, chỉ số hạn thủy văn, chỉ số độ ẩm, rồi lựa chọn ra các
chỉ số thích hợn để áp dụng phân tích các đặc trưng của hạn hán trong năm vùng khí
hậu khác nhau trên toàn cầu: vùng xích đạo, vùng khô hạn cực, vùng nhiệt độ ẩm,
vùng tuyết, vùng địa cực. Nhiều nghiên cứu cho thấy sự giảm lượng mưa đáng kể đi
kèm với sự tăng nhiệt độ sẽ làm tăng quá trình bốc hơi, gây ra hạn hán nghiêm trọng
hơn (A.V.Meshcherskaya & V.G Blazhevich [13], A.Loukas & L.Vasiliades [14]).
Cùng với xu thế nóng lên trên toàn cầu giai đoạn (1980-2000), tần suất và xu thế hạn
tăng lên và xảy ra nghiêm trọng hơn vào bất cứ mùa nào trong năm, như ở Cộng Hòa
Séc cứ khoảng 5 năm lại xảy ra đợt hạn hán nặng trong suốt mùa đông hoặc mùa hè
với mức độ nặng và tần suất lớn nhất vào tháng IV và tháng VI (xảy ra trên toàn bộ
lãnh thổ với tổng diện tích là 95%) [15]; hạn hán xảy ra vào các tháng mùa hè ở Hy
Lạp ảnh hưởng nghiêm trọng đến hoa màu và sự cung cấp nước trong thành phố
(A.Loukas & L.Vasiliades [14]; ở Cộng hòa Moldova, cứ 2 năm thì lại có một đợt hạn
nặng vào mùa thu [15]. Bên cạnh sự gia tưng về tần suất và mức độ hạn, thời gian kéo
dài các đợt hạn cũng tăng lên đáng kể, thời gian xảy ra hạn có thể kéo vào tháng đến
vài năm ở nhiều quốc gia. Nghiên cứu hạn dựa trên bộ số liệu mưa và nhiệt độ tháng
quan trắc với bước lưới 0,5o trên toàn lãnh thổ Châu Âu 35o-70oN và 35oE-10oW
(Benjamin Lloyd-Hughes & Mark A.Saunders [10]) đã chỉ ra rằng thời hạn hạn hán
lớn nhất trung bình trên mỗi ô lưới ở Châu Âu là 48±17 tháng, tần suất hạn hán cao
hơn xảy ra ở lục địa Châu Âu, thấp hơn ở bờ biển phía đông bắc Châu Âu, bờ biển Địa
Trung Hải, thời gian hạn kéo dài nhất thì xảy ra ở Italya, đông bắc Pháp, đông bắc
Nga, với thời gian kéo dài là 40 tháng. Xukai Zou, và cộng sự [16] đã chỉ ra rằng hạn
hán ở phía bắc Trung Quốc có xu thế tăng lên kể từ sau những năm 1990, đặc biệt có
vài vùng hạn hán kéo dài 4-5 năm từ năm 1997 đến năm 2003. Vì vậy, có thể nói hạn
11

hán trên thế giới đã có rất nhiều các nghiên cứu và đi đến kết luận: Hạn hán là hiện
tượng hết sức phức tạp mà sự hình thành là do cả hai nguyên nhân: tự nhiên và con
người; Các yếu tố tự nhiên gây hạn như sự dao dộng của các dạng hoàn lưu khí quyển
ở phạm vi rộng và các vùng xoáy nghịch, hoặc các hệ thống áp thấp, áp cao, sự biến
đổi khí hậu, sự thay đổi nhiệt độ mặt nước biển như EL Nino; Các nguyên nhân do con
người như nhu cầu nước ngày càng gia tăng, phá rừng, ô nhiễm môi trường ảnh hưởng
tới nguồn nước, quản lý đất và nước kém bền vững, gây hiệu ứng nhà kính...[17]. Hiện
nay, rất nhiều chỉ số/ hệ số hạn hán khác nhau đã được phát triển và ứng dụng ở các
nước trên thế giới như: Chỉ số ẩm Ivanov (1948), Chỉ số khô Budyko (1950), Chỉ số
khô Penman, Chỉ số gió mùa GMI, Chỉ số mưa chuẩn hóa SPI, Chỉ số chuẩn hóa lượng
mưa và bốc hơi SPEI, Chỉ số Sazonov, Chỉ số Koloskov (1925), Hệ số khô, Hệ số cạn,
Chỉ số Palmer (PDSI), Chỉ số độ ẩm cây trồng (CMI), Chỉ số cấp nước mặt (SWSI),
Chỉ số RDI (Reclamation Drought Index)...Kinh nghiệm trên thế giới cho thấy hầu
như không có một chỉ số nào có ưu điểm vượt trội so với các chỉ số khác trong mọi
điều kiện. Do đó, việc áp dụng các chỉ số/hệ số hạn phụ thuộc vào điều kiện cụ thể của
từng vùng cũng như hệ thống cơ sở dữ liệu quan trắc sẵn có ở vùng đó [18].
Nhằm mục đích giảm nhẹ tác hại của hạn hán, ở một số nước phát triển trên thế giới đã
thành lập các trung tâm giám sát, dự báo, cảnh báo hạn hán. Nhiệm vụ chính của các
trung tâm này là:
1. Theo dõi, giám sát, dự báo và cảnh báo hạn hán;
2. Phối hợp với các ban ngành có liên quan để đề xuất và tiến hành các hoạt động ngăn
ngừa, phòng tránh và giảm nhẹ tác hại của hạn hán;
3. Phối hợp với các cơ quan nghiên cứu khoa học xây dựng các phương pháp dự báo
và cảnh báo hạn hán.
1.3 Tình hình hạn hán và các nghiên cứu về hạn hán ở Việt Nam
1.3.1 Tình hình hạn hán ở Việt Nam
Ở Việt Nam, hạn hán xảy ra ở vùng này hay vùng khác với mức độ và thời gian khác
nhau, gây ra những thiệt hại to lớn đối với kinh tế-xã hội, đặc biệt là nguồn nước và

12


sản xuất nông nghiệp. Trong những năm qua, nhà nước đã ưu tiên thực hiện nhiều giải
pháp phòng chống hạn hán diễn biến ngày càng phức tạp, đặc biệt do biến đổi khí hậu
toàn cầu đã làm thiên tai hạn hán gay gắt hơn. Có thể nêu các ví dụ điển hình về thiệt
hại do hạn hán gây ra những năm gần đây ở Việt Nam như sau [19]
Năm 1992, hạn nặng ở miền Trung và đồng bằng Nam Bộ đã làm cho 6.000 ha

-

rừng đặc dụng ở Quảng Nam – Đà Nẵng bị cháy, 300.000ha lúa hè thu ở Nam Bộ bị
hại, mất trắng 10.000 ha. Ước tính thiệt hại trên 50 tỷ đồng.
-

Mùa hè thu năm 1993 ở Bắc Trung Bộ, do lượng mưa thiếu hụt suốt trong 7-8

tháng, đặc biệt là các tháng VI, VII, VIII với nhiệ độ cao 38- 40 độ, nắng nóng gay
gắt, hạn đã xảy ra hết sức nghiêm trọng. Đồng ruộng nứt nẻ, lúa bị chết, hầu hết các hồ
đập bị cạn nước, ngay cả nước sinh hoạt cũng khó khăn. Đó là đợt hạn hiếm thấy trong
vòng 50-60 năm gần đây ở khu vực này, làm cho trên 26.000 ha lúa không cấy được
hoặc bị chết và trên 35.000 ha hạn nặng, 500ha rừng bị cháy. Thiệt hại ước tính trên 42
tỷ đồng.
-

Hạn đông xuân 1994 – 1995, hạn xảy ra gay gắt ở một số tỉnh thuộc cao nguyên

Trung Bộ, trong đó Đak Lak đã bị hạn chưa từng thấy trong 50 năm qua ảnh hưởng rất
lớn đến cây trồng, đặc biệt là cafe – nguồn kinh tế lớn của nhân dân địa phương, nước

sinh hoạt hàng ngày bị thiếu nghiêm trọng. Thiệt hại cho sản xuất khoảng 600 tỷ
đồng.
-

Hạn đông xuân 1995 - 1996 đã xảy ra ở nhiều nơi trên phạm vi toàn quốc. Ở

trung du miền núi Bắc Bộ diện tích bị hạn là 13.380 ha, ở đồng bằng Bắc Bộ là
100.000 ha.
-

Đặc biệt hạn trên diện rộng vào đông xuân 1997-1998. Với ảnh hưởng của

ElNino hoạt động mạnh từ tháng 5 năm 1997 đến tháng 4 năm 1998 làm cho nhiều
nước trên thế giới bị hạn nghiêm trọng, gây tổn thất lớn cho nền kinh tế và sự phát
triển của xã hội. Tính riêng thiệt hại về vật chất trong nông nghiệp ở Việt Nam đã tới
5.000 tỷ.

13


-

Năm 2002, hạn nghiêm trọng đã diễn ra ở vùng Duyên hải Nam Trung Bộ, Tây

Nguyên và Đông Nam Bộ gây thiệt hại về mùa màng, gây cháy rừng trên diện rộng,
trong đó có cháy rừng lớn ở các khu rừng tự nhiên U Minh thượng và U Minh hạ.
-

Những tháng trước mùa mưa năm 2003, hạn hán bao trùm hầu khắp Tây Nguyên,

gây thiệt hại cho khoảng 300 ha lúa ở Kon Tum, 3000 ha lúa ở Gia Lai và 50.000 ha
đất canh tác ở Đắk Lắc; thiếu nước cấp cho sinh hoạt của 100.000 hộ dân. Chỉ tính
riêng cho Đắk Lắc, tổng thiệt hại ước tính khoảng 250 tỷ đồng.
-

Hạn hán thiếu nước năm 2004-2005 xảy ra trên diện rộng nhưng không nghiêm

trọng như năm 1997-1998. Ở Bắc Bộ, mực nước sông Hồng tại Hà Nội vào đầu tháng
3 xuống mức 1,72m thấp nhất kể từ năm 1963 đến năm 2005. Ở Miền Trung và Tây
Nguyên, nắng nóng kéo dài, dòng chảy trên các sông suối ở mức thấp hơn trung bình
nhiều năm cùng kỳ, một số suối cạn kiệt hoàn toàn; nhiều hồ hết khả năng cấp nước.
-

Trong năm 2006, những tháng đầu năm cho đến những tháng cuối năm, do lượng

mưa bị thiếu hụt so với trung bình nhiều năm nên tại nhiều nơi tình trạng thiếu nước
dẫn đến khô hạn rồi hạn hán cục bộ xảy ra liên tục, rải rác ở một số tỉnh trong cả nước.
-

Trong 4 tháng đầu năm 2007, hạn hán cục bộ đã xảy ra ở nhiều nơi trên cả nước

từ tháng VII đến đầu tháng VIII hạn hán cục bộ cũng xảy ra tại các tỉnh từ Nghệ An
đến Khánh Hòa
-

Năm 2008, các tháng IV-VI, hạn hán cục bộ xảy ra ở nhiều nơi trên phạm vi cả

nước,trong đó nặng nề nhất là các tỉnh thuộc Tây Nguyên và Nam Trung Bộ.
-

Ninh Thuận là địa phương bị hạn hán thiếu nước khốc liệt nhất trong vòng 20

năm qua, chủ yếu do mưa ít, lượng mưa trong 4 tháng (từ tháng 11/2004 đến tháng
2/2005) chỉ bằng khoảng 41% TBNN; các sông suối, ao hồ đều khô cạn, chỉ có hồ Tân
Giang còn khoảng 500.000 m3 nước nhưng ở dưới mực nước chết, hồ thuỷ điện Đa
Nhim- nguồn cung cấp nước chủ yếu cho Ninh Thuận, cũng chỉ còn 1/3 dung tích so
với cùng kỳ năm trước. Toàn tỉnh có 47.220 người thiếu nước sinh hoạt.
-

Mùa khô năm 2009 - 2010 là năm rất nhiều khu vực trên thế giới, trong đó có

Việt Nam. Trên các hệ thống sông , suối toàn quốc, dòng chảy đều thiếu hụt nhiều so
với trung bình nhiều năm, có nơi tới 60-90%; mực nước nhiều nơi đạt mức tháp nhất

14


lịch sử như sông Hồng, Thái Bình, mực nước xuống mức thấp nhất lịch sử nên đã gây
thiếu nước cho sản xuất nông nghiệp, không mưa, nhiều nơi còn nghiêm trọng hơn
năm 1998.
-

Năm 2011, từ tháng II-IV, hạn hán đã xảy ra tại một số tỉnh Yên Bái, Đà Nẵng,

Kon Tum, Đắc Lắc và Bình Phước; khô hạn đã làm 14.300 ha cây trồng, 1000 ha lúa
bị hạn, hàng chục héc ta rừng bị cháy, thiệt hại khoảng 363 tỷ đồng.
-

Năm 2013, do tác động của hạn hán, khu vực Nam Trung Bộ có đến 17.277ha

cây trồng bị thiếu nước và xâm nhập mặn, gồm 15.627 ha lúa, 300ha cà phê, 1.350ha
cây trồng khác. Khu vực Tây Nguyên có 51.403ha cây trồng cũng lâm vào cảnh tương
tự.
-

Năm 2014-2016 từ cuối năm 2014, hiện tượng El Nino đã ảnh hưởng đến Việt

Nam làm cho nền nhiệt độ tăng cao, thiếu hụt lượng mưa là nguyên nhân gây ra hạn
hán, xâm nhập mặn, gây thiệt hại nặng nề đã đe dọa nghiêm trọng đến sản xuất và dân
sinh. Theo thông tin tổng hợp của Ban chỉ đạo Trung ương về phòng, chống thiên tai,
tính đến ngày 22/04/2016, thiệt hại do hạn hán và xâm phập mặn ở khi vực Nam
Trung Bộ, Tây Nguyên và ĐBSCL như sau: thiệt hại về lúa: 240.215 ha; về hoa màu:
18.335 ha; cây ăn quả: 55.651ha; cây công nghiệp:104.106 ha; thủy sản: 4.641 ha; gây
thiếu nước sinh hoạt: khoảng 400.000 hộ. Tổng thiệt hại ước tính là 5.572 tỷ VNĐ.
Nhưng điều nghiêm trọng hơn là 1.5 triệu người dân (của 400.000 hộ) thiếu nước sinh
hoạt hợp vệ sinh với những rủi ro lớn đến sức khỏe và sinh hoạt.
1.3.2 Một số nghiên cứu liên quan
Đối với Việt Nam, nơi có tiềm năng nguồn nước phong phú nhưng do tính chất phân
mùa sâu sắc nên thường xuyên xuất hiện hạn hán. Cũng như các nghiên cứu trên thế
giới, các nghiên cứu về hạn hán ở Việt Nam chủ yếu tập trung đến hạn khí tượng, hạn
thủy văn và hạn nông nghiệp. Các đề tài, dự án nghiên cứu hạn hán ở Việt Nam đã
được triển khai trong những năm gần đây, chủ yếu tập trung vào 2 vấn đề chính:
(1) Các nghiên cứu cơ bản về hạn hán và tác động tới dân sinh, kinh tế, xã hội.
(2) Các giải pháp, phòng chống và giảm nhẹ hạn hán bao gồm:

15


- Giải pháp công trình xây dựng các công trình thu trữ, điều tiết nước;
- Các giải pháp phi công trình như: nghiên cứu xây dựng các hệ thống dự báo, cảnh

báo sớm; các giải pháp về thể chế chính sách để giảm nhẹ thiệt hại do hạn hán, sử
dụng tài nguyên nước hiệu quả, hợp lý...
-

Năm 2001, Nguyễn Đức Hậu [20] đã nghiên cứu xác định chỉ tiêu hạn, ứng dụng

chỉ tiêu hạn để đánh giá tác động của hiện tượng ENSO đến tình hình hạn và xây dựng
một loạt các phương trình hồi quy dự báo hạn cho 7 vùng khí hậu ở Việt Nam: Tây
Bắc, Đông Bắc, đồng bằng Bắc Bộ, Bắc Trung Bộ, Nam Trung Bộ, Tây Nguyên và
Nam Bộ bằng chỉ số hạn SPI. Năm 2006, Nguyễn Trọng Yêm [21] đã nghiên cứu đánh
giá những đặc điểm cơ bản về hạn hán ở Việt Nam, các kết quả được phân tích, đúc
kết dựa trên các đặc trưng hạn bằng chỉ số khô hạn tháng, năm và tần suất hạn tháng.
Đến năm 2007, Nguyễn Văn Thắng [19] đã đánh giá được mức độ hạn hán ở các vùng
khí hậu và chọn được các chỉ tiêu xác định hạn hán phù hợp với từng vùng khí hậu ở
Việt Nam, đồng thời xây dựng được công nghệ dự báo và cảnh báo sớm hạn hán cho
các vùng khí hậu ở Việt Nam bằng các số liệu khí tượng thuỷ văn và các tư liệu viễn
thám để phục vụ phát triển kinh tế xã hội, trọng tâm là sản xuất nông nghiệp và quản
lý tài nguyên nước trong cả nước. Năm 2010, Nguyễn Lập Dân [22] đã xây dựng hệ
thống quản lý hạn hán vùng đồng bằng sông Hồng (ĐBSH), hệ thống quản lý sa mạc
hóa vùng Nam Trung Bộ và đề xuất các giải pháp chiến lược và tổng thể quản lý hạn ở
cấp Quốc gia, phòng ngừa, ngăn chặn và phục hồi các vùng hoang mạc hóa, sa mạc
hóa. Năm 2015, Vũ Thị Thu Lan [23] đã xây dựng được bản đồ hạn KT-XH phù hợp
với vùng hạ du sông Hồng đến năm 2020; đề xuất các giải pháp giảm thiểu hạn KTXH cũng như giải pháp ứng phó khi xuất hiện hạn KT-XH phù hợp cho vùng hạ du
sông Hồng. Năm 2015, Nguyễn Văn Thắng [24] đã xây dựng được bộ chỉ tiêu hạn phù
hợp để thực hiện giám sát, cảnh báo hạn hán; xây dựng công nghệ, quy trình mô hình
thống kê tổ hợp dự báo hạn khí tượng cho toàn quốc theo chỉ số hạn SPI; xây dựng
được công nghệ, quy trình ứng dụng sản phẩm dự báo của 8 mô hình toàn cầu trong
cảnh báo hạn ở Việt Nam hạn đến 6 tháng; đã ứng dụng thành công các mô hình khí
hậu khu vực RSM và CWRF vào dự báo các trường khí hậu trung bình phục vụ dự báo
hạn thủy văn, nông nghiệp ở ĐBSH hạn đến 6 tháng; xây dựng công nghệ, quy trình

16


dự báo hạn thủy văn, nông nghiệp cho vùng ĐBSH theo chỉ số hạn SWSI và PDSI;
xây dựng và đưa vào ứng dụng nghiệp vụ hệ thống giám sát hạn hán thời gian thực
bằng công nghệ viễn thám và nhóm nghiên cứu cũng đã xây dựng được các hướng
dẫn, quy trình thực hiện trong dự báo nghiệp vụ.
-

Còn đối với vùng nghiên cứu thì năm 2000 Nguyễn Trọng Hiệu [25] và 2001,

Nguyễn Văn Cư [26] đã nghiên cứu xác định chỉ tiêu hạn, đánh giá tác động của hạn
hán (hạn khí tượng và hạn thuỷ văn) đến tình hình hạn, nguyên nhân hoang mạc hoá
và các giải pháp phòng chống hạn hán, hoang mạc hoá ở 4 tỉnh Quãng Ngãi, Bình
Định, Ninh Thuận và Bình Thuận. Cũng trong năm 2001, Đào Xuân Học [27] đã sử
dụng chỉ số khô hạn Sazonop để khảo sát, đánh giá hạn hán cho các tỉnh DHMT. Kết
quả nghiên cứu cho thấy chỉ số Sazonop tương đối phù hợp với diễn biến hạn thực tế,
đặc biệt trong những năm hạn nặng. Đồng thời, nghiên cứu này cũng đã phân tích xác
định nguyên nhân gây ra hạn hán, phân loại và phân cấp hạn. Dựa trên các nguyên
nhân gây hạn hán, đã đưa ra các biện pháp phòng chống và giảm nhẹ hạn hán. Năm
2005, Nguyễn Quang Kim [28] đã nghiên cứu hiện trạng hạn hán, thiết lập cơ sở khoa
học cho quy trình dự báo hạn cho vùng NTB và Tây nguyên, cơ sở dữ liệu khu vực
nghiên cứu để lập trình các phần mềm tính toán chỉ số hạn và phần mềm dự báo hạn
khí tượng bằng chỉ số SPI. Việc dự báo hạn được dựa trên nguyên tắc phân tích mối
tương quan giữa các yếu tố khí hậu, các hoạt động ENSO và các điều kiện thực tế
vùng nghiên cứu. Năm 2008, Trần Thục [29] đã đánh giá được mức độ hạn hán và
thiếu nước sinh hoạt ở 9 tỉnh Nam Trung Bộ và Tây Nguyên. Trên cơ sở đó đã xây
dựng được bản đồ hạn hán thiếu nước sinh hoạt trong vùng nghiên cứu. Tuy nhiên, ở
đây cũng chỉ xét đến hạn khí tượng, hạn thủy văn và hạn nông nghiệp. Năm 2014,

Nguyễn Lương Bằng [30] đã sử dụng chỉ số SPEI trong nghiên cứu ảnh hưởng của
ENSO tới diễn biến hạn khí tượng ở lưu vực sông Cái. Kết quả nghiên cứu cho thấy
chỉ số SPEI đánh giá diễn biến hạn hán ở lưu vực sông Cái là phù hợp hơn so với chỉ
số SPI và trong công thức tính toán có sử dụng yếu tố nhiệt độ không khí để tính toán
lượng bốc hơi.
1.4 Tổng quan vùng nghiên cứu
1.4.1 Tổng quan vùng nghiên cứu
17