Nghiên cứu các giải pháp phân bổ tài nguyên nước dưới tác động của biến đổi khí hậu và phát triển kinh tế xã hội của hệ thống thủy lợi hồ chứa nước sông Mực tỉnh Thanh Hóa (Luận văn thạc sĩ file word)
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (8.22 MB, 109 trang )
LỜI CẢM ƠN
Sau một thời gian dài thực hiện, học viên đã hoàn thành Luận văn Thạc sĩ,
chuyên ngành Kỹ thuật Tài nguyên nước với đề tài: “Nghiên cứu các giải pháp phân
bổ tài nguyên nước dưới tác động của biến đổi khí hậu và phát triển kinh tế xã hội
của hệ thống thủy lợi hồ chứa nước Sông Mực tỉnh Thanh Hóa ”. Bên cạnh sự nỗ
lực của bản thân, học viên còn được sự chỉ bảo, hướng dẫn tận tình của các thầy cơ
giáo cùng các đồng nghiệp và bạn bè.
Với lịng kính trọng và biết ơn sâu sắc, học viên xin gửi lời cảm ơn tới TS.
Ngô Văn Quận đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ và cung cấp tài liệu, thông tin cần
thiết cho học viên trong suốt q trình tìm hiểu, nghiên cứu và hồn thiện Luận văn.
Học viên xin trân trọng cảm ơn Trường Đại học Thủy lợi, các thầy giáo, cô
giáo trong Khoa Kỹ thuật Tài nguyên nước, các thầy giáo, cô giáo thuộc các bộ môn
đã truyền đạt những kiến thức chuyên mơn trong q trình học tập.
Tuy nhiên do thời gian có hạn, kinh nghiệm của bản thân cịn hạn chế nên
những thiếu sót của luận văn là khơng thể tránh khỏi. Học viên rất mong tiếp tục
nhận được sự chỉ bảo, hướng dẫn và giúp đỡ của các thầy cô giáo cũng như những ý
kiến đóng góp của bạn bè và đồng nghiệp để luận văn được hoàn thiện hơn.
Cuối cùng, học viên xin gửi lời cảm ơn chân thành đến bạn bè, đồng nghiệp
và người thân đã động viên, giúp đỡ và khích lệ học viên trong suốt quá trình học
tập và hồn thành luận văn này.
Xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày
tháng
2015 Học viên
Lê Văn Kiên
năm
BẢN CAM KẾT
Tên tác giả
:
Lê Văn Kiên
Người hướng dẫn khoa học
: TS. Ngô Văn Quận
Tên đề tài Luận văn “Nghiên cứu các giải pháp phân bổ tài nguyên nước
dưới tác động của biến đổi khí hậu và phát triển kinh tế xã hội của hệ thống thủy lợi
hồ chứa nước Sơng Mực tỉnh Thanh Hóa”.
Tơi là Lê Văn Kiên, tơi xin cam đoan đề tài luận văn của tôi là do tôi làm.
Những kết quả nghiên cứu là trung thực.Trong q trình làm tơi 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 tơi xin
hồn toàn chịu trách nhiệm.
Hà Nội, ngày tháng
Tác giả
Lê Văn Kiên
năm 2015
MỤC LỤC
PHẦN MỞ ĐẦU...................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ VÙNG NGHIÊN CỨU VÀ LĨNH VỰC NGHIÊN
CỨU LIÊN QUAN...................................................................................................................3
1.1. Tổng quan về vùng nghiên cứu:...................................................................... 3
1.1.1. Điều kiện tư nhiên:................................................................................... 3
1.1.2. Đặc điểm dân sinh, kinh tế, xã hội:.......................................................... 8
1.1.3. Khái quát về hệ thống thủy lợi và nhu cầu dùng nước trong vùng:........10
1.2. Tổng quan về lĩnh vực nghiên cứu:............................................................... 12
1.2.1. Tình hình biến đổi khí hậu trên thế giới:................................................ 12
1.2.2. Tình hình biến đổi khí hậu ở Việt Nam.................................................. 14
1.2.3. Quá trình hình thành và phát triển của các nghiên cứu về phân bổ tài
nguyên nước:.......................................................................................... 15
1.2.4. Các mơ hình thường được sử dụng trong bài tốn phân bổ tài ngun
nước........................................................................................................ 16
1.2.5. Giới thiệu mơ hình WEAP..................................................................... 23
1.2.6. Đánh giá khả năng ứng dụng của mơ hình WEAP trong bài toán phân bổ
tài nguyên nước:............................................................................................... 25
1.2.7. Sử dụng mơ hình WEAP........................................................................ 26
CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN ĐỂ TÍNH
TỐN CÂN BẰNG NƯỚC CHO HỆ THỐNG THỦY LỢI HỒ CHỨA NƯỚC
SÔNG MỰC........................................................................................................... 29
2.1. Cơ sở khoa học và thực tiễn:......................................................................... 29
2.1.1. Cơ sở khoa học:...................................................................................... 29
2.1.2. Hiện trạng các đối tượng dùng nước:..................................................... 31
2.1.3. Dịng chảy đến hồ Sơng Mực:................................................................ 34
2.2. Tính tốn nhu cầu nước của các đối tượng dùng nước trong hệ thống ở hiện
tại:................................................................................................................. 34
2.2.1. Đối tượng dùng nước trong hệ thống:.................................................... 34
2.2.2. Tính tốn nhu cầu nước trong nơng nghiệp:........................................... 34
2.2.3. Tính tốn nhu cầu nước cho các hộ dùng nước:..................................... 37
2.3. Tính tốn cân bằng nước của hồ chứa nước Sông Mực trong điều kiện hiện
tại:................................................................................................................. 39
2.3.1. Nguyên tắc chung và tài liệu tính tốn:.................................................. 39
CHƯƠNG 3: ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ PHÁT
TRIỂN KINH TẾ - XÃ HỘI ĐẾN CÂN BẰNG NƯỚC CỦA HỒ CHỨA
NƯỚC SƠNG MỰC TỈNH THANH HĨA.......................................................... 41
3.1. Tính tốn nhu cầu nước theo các kịch bản biến đổi khí hậu và kịch bản phát triển
kinh tế của vùng:.................................................................................................. 41
3.1.1. Lựa chọn Kịch bản biến đổi khí hậu....................................................... 41
3.1.2. Đối tượng dùng nước với các kịch bản biến đổi khí hậu và phát triển kinh
tế:............................................................................................................ 42
3.1.3. Nhu cầu dùng nước của các ngành trong tương lai:................................ 46
3.2. Tính tốn nguồn nước đến dưới ảnh hưởng của biến đổi khí hậu và phát triển kinh
tế: 51
3.2.1. Ảnh hưởng của biến đổi khí hậu:............................................................ 51
3.2.2. Ảnh hưởng của Phát triển kinh tế:.......................................................... 51
3.2.3. Xu thế nguồn nước đến trong tương lai:................................................. 54
3.3. Tính tốn cân bằng nước theo kịch bản Biến đổi khí hậu và Phát triển kinh tế
- xã hội:................................................................................................................ 54
3.4. Đánh giá ảnh hưởng của Biến đổi khí hậu và Phát triển kinh tế đến khả năng cung
cấp và khai thác nguồn nước của hồ chứa nước Sông Mực trong tương lai
55
CHƯƠNG 4 : ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP PHÂN BỔ TÀI NGUYÊN NƯỚC
DƯỚI TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ PHÁT TRIỂN KINH TẾ XÃ HỘI CHO HỆ THỐNG THỦY LỢI HỒ CHỨA NƯỚC SƠNG MỰC
TỈNH THANH HĨA............................................................................................. 58
4.1. Cơ sở phân bổ nguồn nước:.......................................................................... 58
4.1.1. Mục tiêu phân bổ nguồn tài nguyên nước:............................................. 58
4.1.2. Nguyên tắc phân bổ tài nguyên nước:.................................................... 58
4.2. Các giải pháp phân bổ nguồn nước:.............................................................. 61
4.2.1. Cơ sở xây dựng các giải pháp phân bổ:.................................................. 61
4.2.2. Tính tốn phân bổ tài ngun nước bằng mơ hình Weap:.......................63
4.2.3. Đề xuất các phương án phân bổ:............................................................ 72
4.3. Tính tốn các phương án đề xuất.................................................................. 73
4.3.1. Kết quả phương án 1:............................................................................. 73
4.3.2. Kết quả phương án 2:............................................................................. 74
4.3.3. Kết quả phương án 3:............................................................................. 76
4.4. Phân tích, lựa chon phương án:..................................................................... 77
4.4.1. Phân tích các phương án chọn................................................................ 77
4.4.2. Lựa chọn phương án phân bổ tài nguyên nước:...................................... 79
KẾT LUẬN............................................................................................................ 80
KIẾN NGHỊ........................................................................................................... 81
TÀI LIỆU THAM KHẢO..................................................................................... 82
PHỤ LỤC............................................................................................................... 83
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1-1. Nhiệt độ trung bình, lớn nhất, nhỏ nhất trong tháng, năm. T (0C).............5
Bảng 1-2. Độ ẩm tương đối trung bình, trung bình thấp nhất và thấp nhất tuyệt đối
tháng, năm. U (%)..................................................................................................... 6
Bảng 1-3. Lượng bốc hơi trung bình tháng, năm. X (mm)........................................ 6
Bảng 1-4. Tốc độ gió trung bình, lớn nhất tháng, năm. V (m/s)................................ 6
Bảng 1-5. Số giờ nắng trung bình tháng, năm. G (giờ).............................................. 7
Bảng 1-6. Phân phối mưa năm thiết kế. X (mm)....................................................... 8
Bảng 2-1. Diện tích gieo trồng nơng nghiệp của huyện Như Thanh........................31
Bảng 2-2. Diện tích gieo trồng nơng nghiệp của huyện Nông Cống....................... 32
Bảng 2-3. Hiện trạng chăn nuôi các vùng................................................................ 32
Bảng 2-4. Hiện trạng khai thác nước của các cơ sở................................................. 32
Bảng 2-5. Hiện trạng dân số các vùng..................................................................... 33
Bảng 2-6. Hiện trạng khai thác nước của các cơ sở................................................. 33
Bảng 2-7. Dòng chảy năm đến hồ sơng Mực (p=85%)............................................ 34
Bảng 2-11. Bảng tính nhu cầu nước trong công nghiệp........................................... 37
Bảng 2-12. Chỉ tiêu cấp nước cho nông thôn, thành thị........................................... 37
Bảng 2-13. Nhu cầu nước cho nông thôn, thành thị................................................ 38
Bảng 2-14. Chỉ tiêu cấp nước cho chăn nuôi........................................................... 38
Bảng 2-15. Nhu cầu nước cho chăn nuôi................................................................. 38
Bảng 2-16. Nhu cầu nước cho thủy sản................................................................... 39
Bảng 2-17. Nhu cầu nước cho các ngành................................................................ 39
Bảng 2-18. Tính toán cân bằng nước cho vùng....................................................... 40
Bảng 3-1. Nhiệt độ hồ Sông Mực trong các năm tương lai theo kịch bản phát thải
trung bình................................................................................................................ 41
Bảng 3-1. Diện tích gieo trồng nông nghiệp của huyện Như Thanh năm 2020.......42
Bảng 3-2. Diện tích gieo trồng nơng nghiệp của huyện Như Thanh năm 2030.......43
Bảng 3-3. Diện tích gieo trồng nơng nghiệp của huyện Nơng Cống năm 2020.......43
Bảng 3-4. Diện tích gieo trồng nơng nghiệp của huyện Nông Cống năm 2030.......43
Bảng 3-5. Dự báo dân số các vùng năm 2020......................................................... 44
Bảng 3-6. Dự báo dân số các vùng năm 2030......................................................... 44
Bảng 3-7. Dự báo chăn nuôi các vùng đến 2020..................................................... 45
Bảng 3-8. Dự báo chăn nuôi các vùng đến 2030..................................................... 45
Bảng 3-9. Dự báo diện tích thủy sản các vùng đến 2020......................................... 46
Bảng 3-10. Dự báo diện tích thủy sản các vùng đến 2030....................................... 46
Bảng 3-11. Bảng tính mức tưới tại mặt ruộng cho các loại cây trồng năm 2020.....46
Bảng 3-12. Nhu cầu nước cho ngành trồng trọt năm 2020...................................... 47
Bảng 3-13. Bảng tính mức tưới tại mặt ruộng cho các loại cây trồng năm 2030.....47
Bảng 3-14. Nhu cầu nước cho ngành trồng trọt năm 2030...................................... 47
Bảng 3-15. Nhu cầu nước cho ngành công nghiệp năm 2020.................................. 48
Bảng 3-16. Nhu cầu nước cho ngành công nghiệp năm 2030.................................. 48
Bảng 3-17. Nhu cầu nước cho đô thị và nông thôn năm 2020................................. 48
Bảng 3-18. Nhu cầu nước cho đô thị và nông thôn năm 2030................................. 49
Bảng 3-19. Nhu cầu nước cho chăn nuôi năm 2020................................................ 49
Bảng 3-20. Nhu cầu nước cho chăn nuôi năm 2030................................................ 49
Bảng 3-21. Nhu cầu nước cho thủy sản năm 2020.................................................. 50
Bảng 3-22. Nhu cầu nước cho thủy sản năm 2030.................................................. 50
Bảng 3-23. Nhu cầu nước cho các ngành năm 2020................................................ 50
Bảng 3-24. Nhu cầu nước cho các ngành năm 2030................................................ 51
Bảng 3-23. Lưu lượng nước đến tương lai.............................................................. 54
Bảng 3-24. Tính tốn cân bằng nước theo kịch bản trong năm 2020.......................54
Bảng 3-25. Tính tốn cân bằng nước theo kịch bản trong năm 2030.......................55
Bảng 4-1. Tỷ lệ yêu cầu nước đến năm 2020.......................................................... 62
Bảng 4-2. Tỷ lệ yêu cầu nước đến năm 2030.......................................................... 62
Bảng 4-3. Kết quả tính tốn phân bổ nguồn nước phương án 1............................... 73
Bảng 4-4. Kết quả tính tốn phân bổ nguồn nước phương án 2............................... 76
Bảng 4-5. Kết quả tính tốn phân bổ nguồn nước phương án 3............................... 76
DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 4-1. Sơ đồ cân bằng nước cho vùng................................................................ 63
Hình 4-2. Biễu diễn dân số và gia tăng dân số của các khu.....................................64
Hình 4-3. Nhu cầu nước cho sinh hoạt trong các năm............................................. 64
Hình 4-4. Lượng nước hồi quy sau khi cấp nước sinh hoạt..................................... 65
Hình 4-5. Nhu cầu nước cho cơng nghiệp trong các năm........................................ 65
Hình 4-6. Lượng nước hồi quy sau khi cấp nước cho cơng nghiệp.........................66
Hình 4-7. Số lượng gia súc, gia cầm trong các năm................................................ 66
Hình 4-8. Nhu cầu nước cho chăn ni cho các năm............................................... 67
Hình 4-9. Lượng nước hồi quy sau khi cấp nước cho chăn ni.............................67
Hình 4-10. Diện tích nơng nghiệp trong các năm.................................................... 68
Hình 4-11. Nhu cầu nước tưới cho nơng nghiệp trong các năm............................... 68
Hình 4-12. Lượng nước hồi quy sau khi cấp nước cho nơng nghiệp.......................69
Hình 4-13. Diện tích thủy sản trong các năm.......................................................... 69
Hình 4-14. Nhu cầu nước tưới cho thủy sản trong các năm..................................... 70
Hình 4-15. Lượng nước hồi quy sau khi cấp nước cho thủy sản..............................70
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
TNN
Tài ngun nước
TNMT
Tài ngun mơi trường
KTTV
Khí tượng thủy văn
NĐ – CP
Nghị định Chính phủ
TT
Thơng tư
KT – XH
Kinh tế - xã hội
NDĐ
Nước dưới đất
GDP
Tổng sản phẩm trong nước
KCN
Khu công nghiệp
CCN
Cụm công nghiệp
QH
Quy hoạch
GTTT
Giá trị tăng thêm
UNICEF
Quỹ nhi đồng liên hợp quốc
ADB
Ngân hàng phát triển châu Á
ODA
Nguồn vốn hỗ trợ chính thức bên ngồi
XDCB
Xây dựng cơ bản
KBTTN
Khu bảo tồn thiên nhiên
10
PHẦN MỞ ĐẦU
I. Tính cấp thiết của đề tài:
Biến đổi khí hậu (BĐKH) là một trong những thách thức lớn nhất đối với nhân
loại trong thế kỷ 21. Hiện nay trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu về BĐKH tác
động đến các lĩnh vực và đời sống của con người. Kết quả nghiên cứu đã chỉ ra rằng
BĐKH sẽ tác động nghiêm trọng tới sản xuất, đời sống và mơi trường trên phạm vi
tồn cầu, đặc biệt là lĩnh vực nông nghiệp sẽ dễ bị tổn thương nhất.
Việt Nam trong khoảng 50 năm qua, khí hậu đã và đang diễn biến theo chiều
hướng cực đoan. Cụ thể, lượng mưa tăng mạnh vào mùa lũ và giảm vào mùa kiệt
cùng với nhiệt độ trung bình năm đã tăng khoảng 0,5-0,7 0C. Từ đó làm tăng các
thiên tai lũ lụt và hạn hán ngày càng khốc liệt như hạn hán năm 2008 và lũ tháng 10
năm 2010. Hiện nay, có rất ít nghiên cứu về ảnh hưởng của BĐKH tới hệ thống
thuỷ lợi nói chung và hệ thống tưới nói riêng, đặc biệt là khu vực tỉnh Thanh Hóa
một trong những tỉnh có nền sản xuất nơng nghiệp là chủ yếu thì nghiên cứu về ảnh
hưởng của biến đổi khí hậu đến hệ thống tưới và đặc biệt là hệ thống hồ chứa đang
rất ít.
Hồ chứa nước Sơng Mực có nhiệm vụ cấp nước tưới cho hai huyện Như
Thanh và Nông Cống và kết hợp cấp nước phát điện. Hồ được xây dựng năm 1977,
khi thiết kế chưa đề cập đến yếu tố biến đổi khí hậu. Những năm gần đây biến đổi
khí hậu đã ảnh hưởng xấu đến việc điều hành của hồ chứa. Mặt khác, theo đà phát
triển của xã hội thì diện tích tưới của hồ chứa ngày càng tăng, các khu công nghiệp
mọc lên ngày càng nhiều, gây khó khăn và những thách thức cho việc cung cấp
nước của hệ thống thủy lợi hồ chứa nước Sông Mực.
Vì vậy, mục đích nghiên cứu của đề tài “Nghiên cứu các giải pháp phân bổ
tài nguyên nước dưới tác động của biến đổi khí hậu và phát triển kinh tế - xã hội
của hệ thống thủy lợi hồ chứa nước Sơng Mực tỉnh Thanh Hóa” là hết sức cần
thiết nhằm giúp cho các nhà quản lý có một cách nhìn tổng thể để đưa ra những
chính sách khai thác và sự tổng hợp nguồn nước cho các ngành để phát triển kinh tế
- xã hội trong toàn hệ thống.
II. Mục đích và phạm vi nghiên cứu của đề tài:
+ Mục đích:
Trên cơ sở phân tích, tính tốn, đánh giá các nhân tố ảnh hưởng của BĐKH và
phát triển kinh tế - xã hội tới hệ thống cơng trình thuỷ lợi thuộc hệ thống hồ chứa
Sơng Mực, qua đó tác giả đề xuất các giải pháp phân bổ sử dụng tài nguyên nước
của hệ thống để phát triển kinh tế - xã hội hệ thống thủy lợi hồ chứa Sông Mực ,
nhằm mục tiêu phát triển bền vững nền kinh tế - xã hội của vùng.
+ Phạm vi nghiên cứu:
Hai huyện Như Thanh và Nơng Cống tỉnh Thanh Hóa
III. Cấu trúc của đề tài:
Đề tài gồm 5 chương sau đây:
+ Chương 1: Tổng quan về vùng nghiên cứu và lĩnh vực nghiên cứu liên quan
+ Chương 2: Nghiên cứu cơ sở khoa học và thực tiễn để tính tốn cân bằng
nước cho hệ thống thủy lợi hồ chứa nước Sông Mực
+ Chương 3. Đánh giá tác động của BĐKH và phát triển kinh tế - xã hội đến
đến cân bằng nước của hồ chứa Sơng Mực tỉnh Thanh Hóa
+ Chương 4: Đề xuất các giải pháp phân bổ tài nguyên nước dưới tác động của
biến đổi khí hậu và phát triển kinh tế - xã hội cho hệ thống thủy lợi hồ chứa nước
Sơng Mực tỉnh Thanh Hóa
CHƯƠNG 1 :
TỔNG QUAN VỀ VÙNG NGHIÊN CỨU VÀ
LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN
1.1. Tổng quan về vùng nghiên cứu:
1.1.1. Điều kiện tư nhiên:
a) Điều kiện tự nhiên:
Sơng n (cịn gọi là sơng Mực, có nhánh được gọi là sơng Nhà Lê) là một
trong những dịng sơng lớn ở tỉnh Thanh Hóa,Việt Nam. Sơng bắt nguồn từ Bình
Lương (huyện Như Xuân) chảy qua các huyện Như Thanh, Nông Cống, Quảng
Xương và đổ ra biển Đông tại cửa Lạch Ghép ở giữa hai huyện Quảng Xương
và Tĩnh Gia. Sông dài 94,2 km, trong đó có 50 km chảy qua vùng rừng, núi và hơn
40 km chảy qua vùng đồng bằng. Diện tích lưu vực sơng n là 1.996 km² (đồng
bằng và bán sơn địa chiếm 49,5%, diện tích rừng núi chiếm 45,2%). Tổng lượng
dịng chảy của sơng n vào mùa lũ là 961×106 m³, vào mùa kiệt là 185×106 m³.
Sơng n có 4 chi lưu chính là sơng Nhơm (dài 66,9 km), sơng Hồng (81
km), sơng Thị Long (50,4 km), và sơng Lý.
Cần phải nói thêm rằng, trong bốn chi lưu của sơng n thì sơng Lý là một
trong những cơng trình thủy lợi được đào từ cuối đời Lê và đầu đời Nguyễn nhằm
cung cấp một nguồn nước đầy đủ cho hoạt động sản xuất của người dân vùng đồng
bằng hạ lưu của sơng n. Ngồi ra nó cịn có tác dụng để chia sẻ dịng nước lũ với
sơng chính để tránh thiệt hại về người và của cho nhân dân vùng ven biển chịu ảnh
hưởng trực tiếp từ sông n.
Ngồi cái tên Sơng n, người ta cịn gọi đoạn hạ lưu của con sơng này bằng
Sơng Ghép. Vì vậy cái tên sơng n chỉ có lưu trong các sử sách và những người
cao tuổi mới biết. Sông Ghép gắn liền với chiếc cầu Ghép nối liền hai thôn Nam
Châu (Xã Hải Châu) của huyện Tĩnh Gia và hai thôn Ngọc Trà xã Quảng Trung của
Huyện Quảng Xương trên tuyến quốc lộ 1A, nơi đã từng chứng kiến những đợt bom
của đế quốc Mỹ trong hai lần mở rộng phá hoại miền Bắc nước ta. Tại đoạn chuẩn
bị đổ ra biển Đơng ở Lạch Ghép, giữa dịng sơng trước đây còn lưu giữ hai xác máy
bay của Mỹ bị bắn rơi tại đây. Chỗ đó ngày nay dịng sơng tạo thành một vùngcù
lao chia đơi dịng sơng n trược khi hợp lại và đổ ra biển Đông. Cù lao này nằm
giữa một bên là thôn Yên Châu và thôn Bắc Châu của xã Hải Châu (Tĩnh Gia) và
một bên là thôn Mom (hay còn gọi là làng Mom) của xã Quảng Nham (Quảng
Xương).
Hồ chứa nước Sông Mực được xây dựng năm 1977 và đưa vào khai thác năm
1981. Sông Mực là một nhánh phần thượng nguồn Sơng n.Vị trí đập chính ở
19o31' Vĩ độ Bắc và 105o31' Kinh độ Đông thuộc địa phận xã Hải Long, Hải Vân
huyện Như Thanh, tỉnh Thanh Hóa.
Lưu vực giới hạn từ 19o28' ÷ 19o41' Vĩ độ Bắc và 105o25' ÷ 105o35' Kinh độ
Đơng
Lịng hồ nằm trong vùng đồi và núi thấp. Các dãy núi bao quanh khu vực hồ
phía Đơng và Nam có cao độ từ 200 đến 400, phía Tây có cao độ từ 150 đến 400,
một số ít chỗ đến 700m. Lưu vực 236 km 2 trong đó có 16,023 km2 thuộc vườn Quốc
Gia Bến En được bảo tồn khá tốt, các khu vực khác thuộc vùng núi Như Xuân,
Nghệ An cũng được bảo vệ đã và đang tái sinh tốt. Toàn bộ trong lưu vực khơng có
nhà máy cơng nghiệp, dân cư thuần nơng nên mơi trường tương đối ổn định.
Hồ có hơn 20 hòn đảo lớn nhỏ và cùng với Vườn quốc gia Bến En tạo nên
cảnh quan thiên nhiên tuyệt đẹp.
b) Đặc điểm khí hậu:
Khí hậu Thanh Hóa nói chung, vùng hồ Sơng Mực nói riêng mang đặc điểm
chung của chế độ khí hậu nhiệt đới gió mùa, vùng chuyển tiếp giữa khí hậu Bắc bộ
và khu 4 cũ. Trong năm khí hậu phân thành 2 mùa rõ rệt: Mùa nóng và mùa lạnh (
mùa mưa và mùa khô).
Mùa mưa từ tháng VIII đến tháng XI (4 tháng), lượng mưa chiếm (80 ÷ 85)%
lượng mưa năm. Mặt khác mùa mưa là mùa có nhiều hoạt động mạnh của nhiều
hình thế thời tiết nguy hiểm, phức tạp và rất khác nhau như Bão, ATNĐ, hội tụ
nhiệt đới, áp cao lạnh, áp thấp nóng v.v... nên thường gây ra mưa lũ lớn. Đặc biệt
khi có bão thường gây ra mưa lớn trên diện rộng với lượng mưa (200 ÷ 500)mm, gió
mạnh với tốc độ (45 ÷ 55)m/s, đặc điểm gió giật và chuyển hướng. Bình qn hàng
năm Thanh Hóa chịu trực tiếp một trận bão thường xuất hiện vào tháng IX chiếm
48% và chịu ảnh hưởng 3,3 trận bão xuất hiện vào tháng VIII, IX và tháng X. Nhìn
chung đầu mùa thường bão nhỏ hoặc áp thấp nhiệt đới; Cuối mùa thường bão lớn
hoạt động mạnh trên diện rộng.
Mùa khô từ tháng XII đến tháng VII (8 tháng). Mùa khơ dài, ít mưa, nắng
nóng, gió nhiều dẫn đến khả năng bốc hơi lớn.
Đầu mùa thường xuyên bổ sung và tăng cường áp cao lạnh từ lục địa Trung
Hoa hướng Bắc-Đơng Bắc nên khí hậu thường khơ hanh, ít mưa.
Giữa mùa do kết hợp áp cao phụ Biển đông tạo ra mưa phùn kéo dài, nên khí
hậu lạnh và ẩm ướt.
Cuối mùa do hoạt động mạnh của gió mùa Tây-Nam từ vịnh Ben-Gan qua
Lào rồi vượt dãy Trường Sơn, do thăng giáng đoạn nhiệt mất năng lượng khi lên
cao đơng tụ lại gây mưa phía Tây Trường Sơn, hơi nóng bốc lên nên khi sang
vùng Thanh Hóa tạo thành gió Tây khơ nóng.
Đặc biệt hoạt động của gió Tây xuất hiện vào tháng V đến tháng VII, cao
điểm vào cuối tháng VI và đầu tháng VII. Mỗi đợt gió Tây khơ nóng thường từ
(1 ÷ 4) ngày, có đợt (5 ÷ 7) ngày, thậm chí kéo dài 12 ngày (16 ÷ 27 / 6 / 1973)
tại Như Xuân.
Những đặc trưng khí hậu chủ yếu trong vùng đo được tại Trạm khí hậu Như
Xuân thống kê được như sau:
* Nhiệt độ khơng khí: T (0C).
Thuộc khu vực nhiệt đới gió mùa có nền nhiệt độ khá cao. Nhiệt độ trung
bình nhiều năm 23,1oC. Mùa Đơng nhiệt độ trung bình tháng giảm xuống dưới
20oC. Tháng 1 là tháng lạnh nhất trong năm. Có lúc nhiệt độ tối thấp xuống đến
3,1oC (02/01/1974). Bước sang các tháng mùa hè nhiệt độ tăng cao trung bình tháng
trên 25oC.
Từ tháng V đến tháng VII là những tháng nóng nhất trong năm, có khi nhiệt
độ tối cao lên đến 41,7oC (12/5/1966). Nhiệt độ trung bình, lớn nhất, nhỏ nhất trong
tháng, năm như bảng 1-1.
Bảng 1-1. Nhiệt độ trung bình, lớn nhất, nhỏ nhất trong tháng, năm. T (0C)
Tháng
o
T
o
T
o
T
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Năm
Bq
16,5 17,3 20,0 23,6 27,3 28,6 28,9 27,8 26,5 24,2 20,8 17,9
22,6
max
32,9 35,0 37,3 38,9 41,7 40,1 40,1 39,0 35,8 35,6 31,6 30,5
41,7
3,1
3,1
min
6,1
7,3
12,0 16,9 18,9 21,2 21,7 18,0 13,9
8,7
3,8
*Độ ẩm khơng khí: U (%).
Độ ẩm tương đối trung bình nhiều năm 85%. Ba tháng mùa Xuân là thời kỳ
ẩm ướt nhất trong năm, độ ẩm trung bình có tháng đạt 90%. Các tháng cuối mùa
Thu và đầu mùa Đông là thời kỳ khô hạn nhất trong năm. Độ ẩm tương đối thấp
nhất trung bình tháng xuống dưới 60%. Độ ẩm tương đối trung bình, thấp nhất
tháng, năm ghi trong bảng dưới đây:
Độ ẩm tương đối trung bình, trung bình thấp nhất và thấp nhất tuyệt đối tháng,
năm như bảng 1-2.
Bảng 1-2. Độ ẩm tương đối trung bình, trung bình thấp nhất và thấp nhất tuyệt đối
tháng, năm. U (%)
Tháng
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Năm
UBq (%)
86
88
90
88
84
82
81
85
86
84
83
83
85
U min (%)
68
73
75
72
59
58
57
65
67
62
59
64
57
* Bốc hơi: Z (mm).
Lượng bốc hơi đo bằng ống Piche thống kê được bình quân nhiều năm
896mm. Lượng bốc hơi được tăng cao vào các tháng V đến tháng VII và giảm thấp
vào các tháng mùa xuân từ tháng I đến tháng III. Lượng bốc hơi trung bình tháng,
năm được ghi ở bảng 1-3.
Bảng 1-3. Lượng bốc hơi trung bình tháng, năm. X (mm)
Tháng
I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
IX
X
XI
XII
Tổng
ΔZ(mm)
9,4
7,3
8,1
10,1
19,2
24,5
25,9
16,7
13,0
15,4
15,3
13,7
178,7
* Gió: V (m/s).
Hướng gió thịnh hành trong mùa Hè là gió Tây Nam và Đơng Nam, vào mùa
Đơng thường có gió Bắc và Đơng Bắc. Tốc độ gió trung bình tại trạm Như Xuân:
1,5 m/s. Tốc độ gió lớn nhất > 20 m/s. Tốc độ gió trung bình, lớn nhất tháng, năm
ghi trong bảng dưới đây.
Bảng 1-4. Tốc độ gió trung bình, lớn nhất tháng, năm. V (m/s)
Tháng
1
VBq (m/s)
1,4 1,4 1,3
Vmax (m/s) 12
2
12
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Năm
1,4
1.8
1,8
1,8
1,5
1,5
1,6
1,4
1,3
1,5
>20 >20 >20 >20 >20 >20 >20 >20 >20 >16 >20
* Nắng: G (giờ).
Số giờ nắng trung bình nhiều năm 1764,7 giờ. Các tháng mùa Hè, tù tháng 5
đến tháng 10, là những tháng nắng nhất trong năm (khoảng 160 - 200 giở mỗi
tháng). Tháng 2 và tháng 3 là các tháng rất ít nắng (chỉ đạt trên 40 - 50 giờ mỗi
tháng). Số gíở nắng trung bình tháng, năm cho trong bảng dưới đây.
Bảng 1-5. Số giờ nắng trung bình tháng, năm. G (giờ)
Tháng
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Năm
Giờ (h)
76,5
40,8
55,4
120,5
221,6
211,19
257,3
187,2
174
165,5
126,7
115
1751,69
* Mưa: X (mm).
Lân cận lưu vực hồ Sơng Mực có nhiều trạm quan trắc mưa, trong số đó trạm
Như Xuân, Yên Mỹ có số liệu tương đối đầy đủ và gần lưu vực hồ có thể dùng
trong tính tốn.
Thống kê chuỗi số liệu tại các trạm này sau khi cập nhật đến 2012, lượng mưa
bình quân tại các trạm như sau:
Lượng mưa bình quân trạm Như Xuân (1964-2012): Xtb=1702,5mm;
Lượng mưa bình quân trạm Yên Mỹ (1961-2012): Xtb=1690,8mm;
Lượng mưa trung bình 2 trạm này là 1696,7mm. Trạm Như Xuân gần lưu vực
hồ nhất do vậy có thể lấy lấy lượng mưa bình qn lưu vực theo trạm Như Xuân là
1702,5mm. Kết quả này phù hợp với bản đồ đẳng trị mưa năm khu vực (từ 16002000mm).Phân tích xu thế chuỗi lượng mưa tại trạm Như Xuân từ 1964-2012 cho
thấy tổng lượng mưa năm đang có xu hướng giảm.
Sử dụng phương pháp năm đại biểu để tiến hành phân phối lượng mưa năm
thiết kế, dựa vào chuỗi tài liệu mưa năm trạm Như Xuân từ năm 1964-2012 chọn
các năm có lượng mưa xấp xỉ bằng các năm thiết kế và có phân phối bất lợi cho
canh tác nông nghiệptương ứng với năm nhiều nước (tần suất P=25%), năm nước
trung bình (tần suất P=50%) và năm ít nước (tần suất P=75%).
Kết quả tính phân phối mưa năm thiết kế ứng với các tần suất 25%,50%,75%
được trình bày trong bảng và hình vẽ sau:
Bảng 1-6. Phân phối mưa năm thiết kế. X (mm).
Năm
ĐB
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Năm
8,2
12,4
20,4
11,7
159,7
210,6
225,3
147,5
182,8
545,5
216,6
232,7
16,1
1977,0
P=50%
1984
1999
10,0
42,8
83,7
270,0
128,8
138,9
222,2
40,1
582,7
120,1
33,7
1685,5
P=75%
1966
51,6
16,0
86,2
12,6
256,6
97,6
22,9
139,2
50,9
479,5
159,8
33,7
1406,7
Tần suất
P=25%
+ Đặc điểm thủy văn.
Dòng chảy trong năm là sản phẩm của khí hậu. Phù hợp với chế độ mưa, dòng
chảy phân thành 2 mùa (mùa mưa lũ và mùa kiệt).
Theo tài liệu thực đo dòng chảy Trạm Xuân Thượng và Xuân Cao: mùa lũ từ
tháng 8 - tháng 10 (trong 3 tháng mùa lũ) tổng lượng dòng chảy chiếm (65 - 70)%
tổng lượng dòng chảy cả năm. Tháng lớn nhất tháng 9 chiếm tới 29,4% tổng lượng
dòng chảy, tháng nhỏ nhất tháng 3 chiếm 1.4% lượng dòng chảy, dòng chảy xuất
hiện thấp nhất trong năm thường vào đầu tháng 4.
1.1.2. Đặc điểm dân sinh, kinh tế, xã hội:
Diện tích trong vùng chủ yếu là rốn nước. Hàng năm địa phương phải đối mặt
với khơng ít những khó khăn do thiên tai bão lụt, gây mất mùa cục bộ trên diện tích
chưa có các cơng trình thủy lợi để phục vụ cho tiêu úng khi lũ lụt vào mùa mưa.
Ngoài khó khăn mang tính đặc thù riêng này, vùng cịn phải đối mặt với nhiều
những khó khăn khác như: Xuất phát điểm về kinh tế còn thấp so với một số địa
phương trong tỉnh, kết cấu hạ tầng chưa được đầu tư đồng bộ, nhất là các cơng trình
thủy lợi phục vụ cho tiêu úng, tỉ lệ hộ nghèo còn cao so với các huyện đồng bằng
trong tỉnh, giá cả thị trường, tình hình suy thối kinh tế nói chung v,v..
Là một huyện thuần nơng kinh tế khó khăn, nguồn lực để xây dựng kết cấu hạ
tầng để phát triển kinh tế thì là khá lớn so với khả năng. Vấn đề làm thế nào để
người nơng dân có việc làm và tổ chức sản xuất kinh doanh có hiệu quả, tăng thu
nhập cải thiện đời sống, đây là mục tiêu vơ cùng khó khăn đối với vùng. Muốn nâng
cao được đời sống vật chất thì phải chuyển dịch được cơ cấu lao động thông qua
việc phát triển Doanh nghiệp, tiểu thủ công nghiệp gắn với đào tạo nghề cho người
lao động mà vốn dĩ nông dân chỉ quen sản xuất nông nghiệp.
Để tăng thêm thu nhập cho người dân, huyện đã tạo mọi điều kiện để phát
triển doanh nghiệp, khôi phục nghề và du nhập thêm nghề tiểu thủ công nghiệp, đào
tạo lao động vừa thực hiện phương châm "ly nông không ly hương’’ vừa vận động
nhân dân tham gia đi lao động ở nước ngoài. Sản xuất phát triển đời sống của nhân
dân được cải thiện, lãnh đạo huyện Nơng Cống đã có nhiều giải pháp tranh thủ sự
hỗ trợ các nguồn lực của tỉnh, huyện, xã, tạo ra sự đồng thuận trong nhân dân huy
động sự đóng góp của nhân dân đầu tư các cơng trình giao thơng, thủy lợi, hệ thống
đê điều, hồ đập để phục vụ cho tưới tiêu và phòng chống thiên tai, khai thác tiềm
năng lợi thế của vùng triều khi hệ thống đê điều đã được đầu tư.
Cùng với việc phát triển kinh tế thì trên lĩnh vực văn hóa xã hội, quốc phịng
an ninh được quan tâm nên thiết chế văn hóa, thể thao, mạng lưới trường lớp học,
bệnh viện, trạm y tế từng bước được chuẩn hóa.
Từ khi có hệ thống sơng Mực ra đời đã cắt giảm được lũ lụt cơ bản của vùng
Nông Cống, chủ động hoàn toàn nước tưới nên việc canh tác cây trồng được chủ
động, sản xuất nông nghiệp trong khu vực phát triển, đã tăng vụ, đa dạng cây, con
trong sản xuất, sản phẩm nông nghiệp dôi dư và được xuất ra ngồi.
Cơng nghiệp trong khu vực phát triển chậm, hiện tại có 3 nhà máy cơng
nghiệp là Nhà máy Giấy Lam Sơn, Nhà máy Đường Nông Cống, Nhà máy chế biến
hoa quả Như Thanh. Các nhà máy quy mơ cịn nhỏ, sản lượng thấp.
Hiện nay một số ngành nghề bắt đầu phát triễn, cơ sở hạ tầng ngày một mở
rộng , đời sống nhân dân dần được nâng cao. Tính đến năm 2013 tình hình kinh tế –
xã hội vẫn giữ được ổn định và đạt nhiều kết quả tốt.
Tốc độ tăng trưởng kinh tế đạt 13,5% đạt kế hoạch đề ra, tăng 1,9% so với
cùng kỳ. Cơ cấu kinh tế: nông, lâm, thủy sản 31,4%; công nghiệp, xây dựng 35,9%;
dịch vụ 32,7% (kế hoạch 31,2%; 34,9%; 33,9%). GDP bình quân đầu người đạt
13,5 triệu đồng/năm.
Sản xuất nông nghiệp đạt kết quả khá, tốc độ tăng trưởng tăng 3,9% so với
cùng kỳ. Tổng diện tích gieo trồng 8.597ha (đạt 96% kế hoạch năm, tăng 1% so với
cùng kỳ); trong đó: cây lúa diện tích gieo trồng là 7.523 ha, năng suất 57 tạ/ha, sản
lượng 42.881 tấn; cây ngô 1.074 ha, năng suất 41,5 tạ/ha, sản lượng 4.457tấn, tổng
sản lượng lương thực có hạt 47.338 tấn (đạt 96,1% kế hoạch năm. Tăng 0,7% so với
cùng kỳ)…
Sản xuất công nghiệp và tiểu thủ cơng nghiệp có bước tăng trưởng khá, các
sản phẩm chủ lực đều tăng so với cùng kỳ. Giá trị sản xuất công nghiệp năm 2013
đạt 140,99 tỷ đồng (tăng 24,1% so với cùng kỳ); trong đó giá trị sản xuất cơng
nghiệp ngồi quốc doanh ước đạt 50,38 tỷ đồng (đạt 114 kế hoạch năm, tăng 25,2%
so với cùng kỳ); các làng nghề truyền thống như nón lá, dệt chiếu, mây tre đan…
tiếp tục phát triển.
Ðặc biệt trong năm 2013, UBND huyện thực hiện tốt công tác dân vận trên
mọi lĩnh vực đạt hiệu quả tốt, thực hiện mối quan hệ giữa Thường trực UBND với
Ðảng ủy, HÐND, các ban, ngành, đoàn thể, tranh thủ sự ủng hộ, giúp đỡ của các
cấp, các ngành… Tích cực đổi mới lề lối làm việc trong chỉ đạo điều hành theo
hướng chủ động, linh hoạt, HÐH; đẩy mạnh cải cách hành chính, tăng cường vai trị
trách nhiệm của người đứng đầu, phát huy vai trò chủ động của các thành viên
UBND trong giải quyết công việc được phân công: thực hiện tốt chế độ ‘một cửa’
trong công tác xây dựng chính quyền và cải cách hành chính.
Với phương châm ‘đầu tư tập trung có trọng tâm, dứt điểm’ kết hợp ‘Nhà
nước và nhân dân cùng làm’ hệ thống điện – đường – trường – trạm, mạng lưới viễn
thông, nước sạch được đầu tư xây dựng nâng cấp và đang làm đổi thay rõ rệt bộ mặt
nông thôn theo hướng cơng nghiệp hóa, hiện đại hóa.
Với chủ trương từng bước xây dựng huyện Nông Cống hiện đại theo hướng
hiện đại hóa, cơng nghiệp hóa, Ðảng bộ và nhân dân trong huyện đồn kết, phấn
đấu vượt qua mọi khó khăn thử thách, tiếp tục lập nhiều thành tích hơn nữa trong
chặng đường mới, xây dựng quê hương ngày càng giàu đẹp, phấn đấu đưa huyện
lên tầm cao mới trong tương lai.
1.1.3. Khái quát về hệ thống thủy lợi và nhu cầu dùng nước trong vùng:
a) Khái quát về hệ thống thủy lợi:
Cơng trình đầu mối hồ chứa nước Sơng Mực gồm các hạng mục:
- Hồ chứa nước có dung tích tồn bộ 253 triệu m3.
- Đập đất ngăn sơng mái thượng lưu được bảo vệ bằng đá lát và bê tơng đổ tại
chỗ.
- Cống lấy nước chảy có áp kết hợp phát điện bằng ống thép đường kính
D=245cm dày 12mm.
- Tràn xả lũ có cửa van điều tiết gồm 2 cửa bxh = 2x(4.0x5.0) m
Cấp cơng trình đầu mối: Cấp II.
Các thơng số kỹ thuật chính cơng trình đầu mối:
Các thông số
No
14
15
16
17
18
19
20
21
I - Các thông số của hồ chứa
Mực nước dâng bình thường (MNDBT)
Mực nước chết (MNC)
Mực nước lũ thiết kế ( Hp=1%)
Dung tích tồn bộ
Dung tích hiệu ích
Dung tích chết
Diện tích mặt Hồ ứng với MNDBT
Diện tích mặt Hồ ứng với MNC
b) Hiện trạng cơng trình thủy lợi:
Đơn vị
Trị số
m
m
m
106m3
106m3
106m3
ha
ha
33.00
18.00
37.70
253
187
13
2535
375
+ Đập đất: Hiện tại đập làm việc bình thường. Mái thượng lưu đập được gia cố
bằng bê tông cốt thép từ cơ với cao trình (+28.5m) đến cao trình đỉnh đập, mặt đập
được rải nhựa qua quá trình sử dụng mặt đường bị hỏng, đã được xử lý tạm bằng
cách đắp đất cấp phối bảo đảm xe nhỏ qua lại bình thường, cấm xe trọng tải lớn đi
qua đập, mái hạ lưu bố trí đống đá thốt nước ở cao trình (+16.50m) làm việc bình
thường, nước chảy ra nhẹ và trong. Tồn bộ mái HL đập khơng phát hiện thấy tổ
mối, sạt lở, lún, thẩm lậu, hệ thống rãnh thốt nước làm việc bình thường, các cây
cỏ được dọn sạch.
+ Cống lấy nước: Được làm bằng ống thép, đoạn giữa có hiện tượng chuyển vị
khi cửa van hạ lưu đóng. Nhà tháp, máy đóng mở cửa van phẳng 2VĐ50.
+ Tràn xả lũ: Hiện tại vẫn làm việc bình thường
+ Kênh Chính: Kênh lát có tổng chiều dài là 5000m, dọc kênh có 5 đầu mối là
cống lấy nước tưới cho các hộ dùng nước.
+ Kênh Nam: Tổng chiều dài 22,3 Km và đã kiên cố được 20,3 Km, dọc kênh
có 9 đầu mối là cống lấy nước tưới cho các hộ dùng nước.
+ Kênh Bắc: Tổng chiều dài là 8,3 Km, đã kiên cố được 7,3 Km.
c) Nhu cầu dùng nước trong vùng:
Hồ chứa nước Sơng Mực có những nhiệm vụ sau:
+ Đảm bảo nước tưới 2 vụ vùng 24 xã từ hữu ngạn Sông Nhơm đến tả ngạn
sông Thị Long với tổng diện tích ruộng trồng trọt là 11.344 ha
+ Cắt giảm lũ Sơng Mực do đó giảm nhẹ một phần nước nước lũ Sơng n,
Sơng Nhơm, Sơng Hồng, Giảm diện tích bơm tiêu úng cho 4.500 ha.
+ Cấp nước cho sinh hoạt, phát điện kết hợp với nuôi trồng thủy sản.
1.2. Tổng quan về lĩnh vực nghiên cứu:
1.2.1. Tình hình biến đổi khí hậu trên thế giới:
Sự biến đổi khí hậu (BĐKH) tồn cầu đang diễn ra ngày càng nghiêm trọng.
Biểu hiện rõ nhất là sự nóng lên của trái đất, là băng tan, nước biển dâng cao; là các
hiện tượng thời tiết bất thường, bão lũ, sóng thần, động đất, hạn hán và giá rét kéo
dài… dẫn đến thiếu lương thực, thực phẩm và xuất hiện hàng loạt dịch bệnh trên
người, gia súc, gia cầm…
Có thể thấy tác hại theo hướng nóng lên tồn cầu thể hiện như sau: gia tăng
mực nước biển, băng hà lùi về hai cực, những đợt nóng, bão tố và lũ lụt, khơ hạn,
tai biến, suy thối kinh tế, xung đột và chiến tranh, mất đi sự đa dạng sinh học và
phá huỷ hệ sinh thái. Những minh chứng cho các vấn đề này được biểu hiện qua
hàng loạt tác động cực đoan của khí hậu trong thời gian gần đây như đã có khoảng
250 triệu người bị ảnh hưởng bởi những trận lũ lụt ở Nam Á, châu Phi và Mexico.
Các nước Nam Âu đang đối mặt nguy cơ bị hạn hán nghiêm trọng dễ dẫn tới những
trận cháy rừng, sa mạc hóa, cịn các nước Tây Âu thì đang bị đe dọa xảy ra những
trận lũ lụt lớn, do mực nước biển dâng cao cũng như những đợt băng giá mùa đông
khốc liệt. Những trận bão lớn vừa xẩy ra tại Mỹ, Trung Quốc, Nhật Bản, Ấn Độ...có
nguyên nhân từ hiện tượng trái đất ấm lên trong nhiều thập kỷ qua. Những dữ liệu
thu được qua vệ tinh từng năm cho thấy số lượng các trận bão không thay đổi,
nhưng số trận bão, lốc cường độ mạnh, sức tàn phá lớn đã tăng lên, đặc biệt ở Bắc
Mỹ, tây nam Thái Bình Dương, Ân Độ Dương, bắc Đại Tây Dương. Một nghiên
cứu với xác suất lên tới 90%.cho thấy sẽ có ít nhất 3 tỷ người rơi vào cảnh thiếu
lương thực vào năm 2100, do tình trạng ấm lên của Trái đất.
Sự nóng lên của Trái đất, băng tan đã dẫn đến mực nước biển dâng cao. Nếu
khoảng thời gian 1962 - 2003, lượng nước biển trung bình tồn cầu tăng
1,8mm/năm, thì từ 1993 - 2003 mức tăng là 3,1mm/năm. Tổng cộng, trong 100 năm
qua, mực nước biển đã tăng 0,31m. Theo quan sát từ vệ tinh, diện tích các lớp băng
ở Bắc cực, Nam cực, băng ở Greenland và một số núi băng ở Trung Quốc đang dần
bị thu hẹp. Chính sự tan chảy của các lớp băng cùng với sự nóng lên của khí hậu các
đại dương tồn cầu (tới độ sâu 3.000m) đã góp phần làm cho mực nước biển dâng
cao. Dự báo đến cuối thế kỷ XXI, nhiệt độ trung bình sẽ tăng lên khoảng từ 2,0 4,5oC và mực nước biển toàn cầu sẽ tăng từ 0,18m - 0,59m. Việt Nam là 1 trong 4
nước chịu ảnh hưởng nặng nề nhất của sự BĐKH và dâng cao của nước biển.
Theo thống kê, số đợt khơng khí lạnh ảnh hưởng đến Việt Nam giảm rõ rệt
trong vòng 2 thập kỷ qua. Từ 29 đợt mỗi năm (từ 1971 - 1980) xuống còn 15 - 16
đợt mỗi năm từ 1994 - 2007. Số cơn bão trên biển Đông ảnh hưởng đến nước ta
cũng ngày càng ít đi nhưng ngược lại số cơn bão mạnh có chiều hướng tăng lên,
mùa bão kết thúc muộn, quỹ đạo của bão trở nên dị thường và số cơn bão ảnh
hưởng đến khu vực Nam Trung bộ, Nam bộ ngày càng tăng. Bên cạnh đó, số ngày
mưa phùn ở miền Bắc giảm một nửa (từ 30 ngày/năm trong thập kỷ 1961 - 1970
xuống còn 15 ngày/năm trong thập kỷ 1991 - 2000). Lượng mưa biến đổi không
nhất quán giữa các vùng, hạn hán có xu hướng mở rộng, đặc biệt là ở khu vực Nam
Trung bộ (trong đó có Khánh Hịa), dẫn đến gia tăng hiện tượng hoang mạc hóa.
Hiện tượng El Nino và La Nina ảnh hưởng mạnh đến nước ta trong vài thập kỷ
gần đây, gây ra nhiều đợt nắng nóng, rét đậm rét hại kéo dài có tính kỷ lục. Dự đốn
vào cuối thế kỷ XXI, nhiệt độ trung bình nước ta tăng khoảng 30 0 C và sẽ tăng số
đợt và số ngày nắng nóng trong năm; mực nước biển sẽ dâng cao lên 1m. Điều này
dẫn đến nhiều hiện tượng bất thường của thời tiết. Đặc biệt là tình hình bão lũ và
hạn hán. Nước biển dâng dẫn đến sự xâm thực của nước mặn vào nội địa, ảnh
hưởng trực tiếp đến nguồn nước ngầm, nước sinh hoạt cũng như nước và đất sản
xuất nông - công nghiệp. Nếu nước biển dâng lên 1m sẽ làm mất 12,2% diện tích
đất là nơi cư trú của 23% dân số (17 triệu người) của nước ta. Trong đó, khu vực
ven biển miền Trung sẽ chịu ảnh hưởng nặng nề của hiện tượng BĐKH và dâng cao
của nước biển. Riêng đồng bằng sông Cửu Long, dự báo vào năm 2030, khoảng
45% diện tích của khu vực này sẽ bị nhiễm mặn cục độ và gây thiệt hại mùa màng
nghiêm trọng do lũ lụt và ngập úng. Nếu khơng có kế hoạch đối phó, phần lớn diện
tích của đồng bằng sơng Cửu Long sẽ ngập trắng nhiều thời gian trong năm và thiệt
hại ước tính sẽ là 17 tỷ USD.
BĐKH còn kéo theo sự thay đổi của thời tiết, ảnh hưởng trực tiếp đến cây
trồng, sản xuất nông, lâm, công nghiệp và nuôi trồng, đánh bắt thủy - hải sản. Đặc
biệt là sự xuất hiện của dịch bệnh và khan hiếm về lương thực, nước ngọt. Dự báo,
sẽ có khoảng 1,8 tỷ người trên thế giới sẽ khó khăn về nước sạch và 600 triệu người
bị suy dinh dưỡng vì thiếu lương thực do ảnh hưởng của BĐKH tồn cầu trong
những năm tới.
1.2.2. Tình hình biến đổi khí hậu ở Việt Nam:
Việt Nam là một trong những nước chịu ảnh hưởng nặng nề của BDDKH.
BĐKH gây nguy hại cho tất cả mọi sinh vật sống trên tồn cầu. Vì thế BĐKH là
một vấn đề hiện đang được các nước trên thế giới quan tâm sâu sắc. Để góp phần
nhỏ vào việc tuyên truyền cho người dân nhận thức rõ hơn về thảm họa của BĐKH.
a) Xu thế biến đổi khí hậu ở Việt Nam:
Nhiệt độ ở các vùng phía bắc tăng nhanh hơn các vùng phía nam, nhiệt độ ở
các vùng ven biển tăng chậm hơn các vùng sâu hơn trong lục địa. Đến cuối thế kỷ
21 nhiệt độ có thể tăng thêm từ 4 đến 4,5 0C theo kịch bản cao nhất và 2 đến 2,2 0C
theo kịch bản thấp nhất, Biên độ dâng cao mực nước biển ở nước ta là khá lớn theo
tất cả các kịch bản, mặc dù vậy cũng chỉ là tương hoặc thấp hơn chút ít so với dự
báo của IPCC năm 2007.
BĐKH kéo theo hiện tượng El Nino, làm giảm đến 20 – 25% lượng mưa ở
khu vực miền Trung – Tây Nguyên, gây ra hạn hán không chỉ phổ biến và kéo dài
mà thậm chí cịn gây khơ hạn thời đoạn ngay trong thời gian El Nino. Tác động này
ở Nam Trung Bộ lớn hơn Bắc Trung Bộ, Bắc Tây Nguyên lớn hơn Nam Tây
Nguyên.
b) Tác động tiềm tàng của biến đổi khí hậu ở Việt Nam:
Sự biến động của thời tiết nước ta không thể tách rời những thay đổi lớn của
khí hậu thời tiết tồn cầu. Chính sự biến đổi phức của hệ thống khí hậu thời tiết tồn
cầu đã và đang làm tăng thêm tính cực đoan của khí hậu thời tiết Việt Nam.
Biến đổi khí hậu tại Việt Nam ảnh hưởng lên đời sống của người dân ngày
càng rõ ràng. Nếu như năm 1990, thành phố Hồ Chí Minh (TP HCM) chỉ có 10
điểm ngập thì đến năm 2003 số điểm ngập đã tăng lên 80 điểm và hiện tại là trên
100 điểm ngập. Thạc sỹ Hoàng Phi Long, Đại học Bách Khoa dự tính, nếu mức
thủy triều đỉnh chỉ cần tăng lên 50 cm nữa thì gần như 90% diện tích đất của
TPHCM đều bị ngập. Khảo sát của Viện khoa học Khí tượng thủy văn và môi
trường cho biết, tại Bến Tre, mực nước biển đã dâng lên khoảng 20cm so với cách
đây 10 năm, hiện tượng thời tiết cực đoan xuất hiện ngày càng nhiều. Do biến đổi
khí hậu, ơ nhiễm mặn đã tăng lên khoảng 20% so với cách đây 10 năm. Thay đổi
khí hậu đã làm gia tăng thêm thiên tai ở nhiều vùng của Việt Nam. Điều này được
thể hiện rõ qua hiện tượng bão lụt xảy ra liên tiếp tại khu vực duyên hải miền trung
Việt Nam những năm gần đây. Khi mực nước biển dâng lên khoảng 1m, Việt Nam
sẽ có khoảng 22 triệu người bị mất nhà cửa
1.2.3. Quá trình hình thành và phát triển của các nghiên cứu về phân bổ tài
nguyên nước:
Từ xa xưa, nguồn nước đã được chia sẻ, phân bổ trên cơ sở các tiêu chí của xã
hội để duy trì cho cộng đồng có nước dùng cho sinh hoạt, vệ sinh và sản xuất hàng
hóa. Các cộng đồng xã hội đã xây dựng cơ sở hạ tầng và các cơng trình để duy trì
việc chia sẻ này. Tuy nhiên, sự phát triển của xã hội cùng với sự hiểu biết về phân
phối hàng hóa đã nảy sinh các vấn đề mới về chia sẻ phân bổ nước.
Trong bối cảnh đó, nước dần dần được coi như một thứ hàng hóa và người ta
đã đưa ra những nguyên tắc có thể giúp việc quản lý chia sẻ phân bổ nguồn nước
trên cơ sở coi nước là hàng hóa. Đồng thời, cũng có những nguyên tắc kinh tế áp
dụng trong tình huống thiếu nước. Bên cạnh đó, cũng có các cơng cụ và giải pháp
thực tế hỗ trợ cho việc phân bổ nước trên cơ sở nhu cầu người sử dụng, tính chi phí
thực của nước, kế hoạch phát triển kinh tế-xã hội, và thị trường về nước. Bằng cách
đưa ra các hình thức, cơ chế phân bổ thích hợp, cần thiết để đạt được sự phân bổ tối
ưu tài nguyên nước.
Phân bổ tối ưu nguồn tài nguyên nước đang là một thách thức rất lớn cho các
nhà quy hoạch và quản lý tài ngun nước. Chính vì thế vấn đề nghiên cứu các
phương pháp phân bổ nguồn tài nguyên nước đang được cả thế giới quan tâm và đã
có một số nghiên cứu về vấn đề này.
Ở Australia người ta đang ứng dụng mơ hình Mơ hình IQQM (Intergrated
Quantity and Quality Model) cho một số lưu vực sông lớn tại Queenland (
Australia) và gần đây đã được đưa vào ứng dụng cho lưu vực sông MeKong. Đây là
mơ hình mơ phỏng sử dụng nước lưu vực nhằm đánh giá các tác động của chính
sách quản lý tài ngun nước đối với người sử dụng nước. Mơ hình IQQM hoạt
động trên cơ sở phương trình liên tục, mơ phỏng diễn biến hệ thống sơng ngịi, kể
cả chất lượng nước.
Tại Canada hệ thống mơ hình GIBSI được áp dụng cho các lưu vực có hệ sinh
thái và tình hình phát triển công nghiệp, nông nghiệp, đô thị phức tạp. GIBSI là một
hệ thống mơ hình tổng hợp chạy trên máy PC cho các kết quả kiểm tra tác động của
nông nghiệp, công nghiệp, quản lý nước cả về lượng và chất đến tài ngun nước.
Mơ hình GIBSI cho khả năng dự báo các tác động của công nghiêp, rừng, đô thị,
các dự án nông nghiệp đối với môi trường tự nhiên, có tác dụng cảnh báo các hộ
dùng nước biết trước và tôn trọng các tiêu chuẩn về số lượng, chất lượng nguồn
nước dùng.
1.2.4. Các mơ hình thường được sử dụng trong bài toán phân bổ tài nguyên nước
a) Giới thiệu các mơ hình tốn hiện nay đã và đang được ứng dụng trên thế giới:
Trên thế giới việc sử dụng mơ hình tốn như các mơ hình mưa - dịng chảy và
các mơ hình cân bằng hệ thống để hỗ trợ việc nghiên cứu xây dựng phân bổ tài
ngun nước đã có nhiều thành cơng nhất định.
- Mơ hình BASINS
Được xây dựng bởi Cơ quan Bảo vệ mơi trường (Hoa Kỳ). Mơ hình được xây
dựng để đưa ra một công cụ đánh giá tốt hơn và tổng hợp hơn các nguồn phát thải
tập trung và không tập trung trong công tác quản lý chất lượng nước trên lưu vực.
Đây là một mơ hình hệ thống phân tích mơi trường đa mục tiêu, có khả năng ứng
dụng cho một quốc gia, một vùng để thực hiện các nghiên cứu về nước bao gồm cả
lượng và chất trên lưu vực. Mơ hình được xây dựng để đáp ứng 3 mục tiêu: (1)
Thuận tiện trong cơng tác kiểm sốt thơng tin mơi trường; (2) Hỗ trợ cơng tác phân
tích hệ thống môi trường; (3) Cung cấp hệ thống các phương án quản lý lưu vực.
Mơ hình BASINS là một cơng cụ hữu ích trong cơng tác nghiên cứu về chất và
lượng nước. Với nhiều mô đun thành phần trong hệ thống, thời gian tính tốn được
rút ngắn hơn, nhiều vấn đề được giải quyết hơn và các thông tin được quản lý
hiệu quả hơn trong mơ hình. Với việc sử dụng GIS, mơ hình BASINS thuận tiện
hơn trong việc biểu thị và tổ hợp các thông tin (sử dụng đất, lưu lượng các nguồn
