Mở đầu (tính cấp thiết, mục tiêu, nghiên cứu, phƣơng hƣớng giải quyết,…) Chƣơng 1. Tổng quan các nghiên cứu có liên quan Chƣơng 2. Phƣơng pháp nghiên cứu Chƣơng 3. Nghiên cứu ảnh hƣởng của biến đổi khí hậu đến tài nguyên nƣớc lƣu vực sông Bến Hải.
Kết luận LUAN VAN CHAT LUONG download3 : add luanvanchat@agmail.com CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Tổng quan các nghiên cứu đánh giá ảnh hƣởng của biến đổi khí hậu tới tài nguyên nƣớc 1. Các nghiên cứu ứng dụng mô hình toán để đánh giá tài nguyên nƣớc a.
Trên thế giới Tài nguyên nƣớc đƣợc coi là một trong những tài nguyên thiên nhiên quan trọng nhất. Nó là tài nguyên tái tạo đƣợc nhƣng không phải là vô hạn và phải đƣợc xem là loại hàng hoá đặc biệt. Nghiên cứu, đánh giá tài nguyên nƣớc theo lƣu vực sông đang đƣợc các nƣớc và tổ chức quan tâm. Nhiều nghiên cứu trong và ngoài nƣớc đã và đang đƣợc tiến hành dƣới các khía cạnh khác nhau đều nhằm mục tiêu là khai thác hợp lý, bảo vệ tài nguyên nƣớc và phát triển bền vững.
Quản lý và quy hoạch lƣu vực sông có thể đƣợc hiểu theo nghĩa rộng là một nỗ lực nhằm sử dụng tối ƣu nguồn nƣớc sẵn có với những áp lực về đất đai, nông nghiệp, áp lực về các công trình trong lƣu vực và áp lực xã hội. Có nhiều cách lựa chọn phát triển tài nguyên nƣớc khác nhau, do những xung đột về việc sử dụng một nguồn tài nguyên nào đó giữa các công trình riêng lẻ và cuối cùng là do sự phụ thuộc lẫn nhau giữa tài nguyên đất, nƣớc và sử dụng đất, do đó quản lý lƣu vực sông thực tế là một nhiệm vụ phức tạp. Quy hoạch, quản lý, phát triển tài nguyên nƣớc trong tƣơng lai của một lƣu vực sông dựa trên những kết quả từ nhiều nghiên cứu của các lĩnh vực riêng lẻ hợp lại và tổng hợp trong một hệ thống để đƣa ra quyết định lựa chọn phƣơng án. Hiện nay nhiều nƣớc đang phát triển đã nỗ lực áp dụng các mô hình của các nƣớc phát triển để áp dụng vào quản lý lƣu vực sông cũng nhƣ đánh giá tài nguyên nƣớc.
Nhiều bộ phần mềm nổi tiếng của Mỹ, Hà Lan, Đan Mạch. dùng để mô phỏng các vấn đề liên quan đến nƣớc nhƣ Mƣa-dòng chảy, Sử dụng nƣớc, thủy động lực, nƣớc ngầm nhƣ HEC, MIKE, SOBEK, ISIS, MODFLOW. Một số nghiên cứu trên thế giới về ứng dụng các mô hình và thuật toán để đánh giá tài nguyên nƣớc có thể đƣợc kể ra nhƣ sau: Viện Thủy lực Đan Mạch (DHI) xây dựng mô hình dự báo lũ bao gồm: Mô hình NAM tính toán và dự báo dòng chảy từ mƣa; Mô hình Mike 11 tính toán thủy lực, dự báo dòng chảy trong sông và cảnh báo ngập lụt. Mô hình này đƣợc áp dụng rộng rãi và thành công ở nhiều nƣớc trên thế giới.
Trong khu vực Châu Á, mô hình đã đƣợc áp LUAN VAN CHAT LUONG download4 : add luanvanchat@agmail.com dụng để dự báo lũ lƣu vực sông Mun-Chi và Songkla ở Thái Lan, lƣu vực sông ở Bangladesh và Indonesia. Viện Wallingford kết hợp với Hacrow đã xây dựng phần mềm ISIS cho tính toán dự báo lũ và ngập lụt. Phần mềm bao gồm các môđun: Mô hình đƣờng đơn vị tính toán và dự báo dòng chảy từ mƣa; mô hình ISIS tính toán thủy lực, dự báo dòng chảy trong sông và cảnh báo ngập lụt. Phần mềm này đã đƣợc áp dụng khá rộng rãi ở nhiều nƣớc trên thế giới, đã đƣợc áp dụng cho sông Mê Kông trong chƣơng trình Sử dụng Nƣớc do ủy hội Mê Kông Quốc tế chủ trì thực hiện.
Ở Việt Nam, mô hình ISIS đƣợc sử dụng để tính toán trong dự án phân lũ và phát triển thủy lợi lƣu vực sông Đáy do Hà Lan tài trợ. [17] Năm 2007, tác giả Edna Matthew Ruji đã sử dụng mô hình 2 chiều SOBEK tính toán ngập cho 1 nhánh sông dài 30km của Sungai Sarawak, Malaysia. Dữ liệu địa hình sử dụng là bản đồ số hóa DEM của LiDar. Kết quả tính toán thể hiện đƣợc khu vực ngập.Vanderkimpen đã tiến hành nghiên cứu mô phỏng lũ bằng ứng dụng mô hình MIKE FLOOD để kịp thời cho công tác di tản dân cƣ ở khu vực đồng bằng ven biển của Bỉ.
Bằng mô hình thủy lực MIKE FLOOD, các chuyên gia đã đánh giá đƣợc khả năng ảnh hƣởng của lũ, diện ngập có thể xảy ra qua đó ƣớc tính thiệt hại nhằm đƣa ra công tác di tản 1 cách kịp thời nhất. [21] Daniel Jilles và Matthew Moore (2010) đã sử dụng mô hình thủy lực MIKE 11 và HEC-RAS để mô phỏng lũ tại Hà Lan, Bỉ và Anh. Nghiên cứu đã ứng dụng các mô hình thủy lực để quản lý dòng chảy, duy trì mạng lƣới cảnh báo và tiến hành thành lập hệ thống dự báo lũ cấp quốc gia. Nghiên cứu đã đƣa ra kết luận cho thấy hệ thống dự báo lũ có thể sử dụng dựa trên các mô hình thủy lực đơn giản, các mô hình thủy lực 1 chiều (1D-1 Demension) là mô hình đƣợc khai thác chi tiết nhất trong công tác dự báo lũ theo thời gian thật.
[19] Năm 2011 Kwasi Appeaning Addo & nkk đã sử dụng phƣơng pháp mô hình hóa kết hợp với phần mềm GIS để xây dựng bản đồ ngập lụt theo các kịch bản nƣớc biển dâng cho vực đô thị tại vùng vịnh Guinea của Ghana, từ đó đánh giá khả năng ảnh hƣởng của nƣớc biển dâng đến các loại đất khác nhau, trong đó có đất nông nghiệp theo các kịch bản nƣớc biển dâng. [16] LUAN VAN CHAT LUONG download5 : add luanvanchat@agmail.K đã nghiên cứu hệ hỗ trợ ra quyết định phục vụ quản lý bền vững tài nguyên nƣớc lƣu vực sông Đồng Nai – Việt Nam 2005 và năm 2010 cùng tác giả đã thực hiện nghiên cứu “Ứng dụng GIS và thuật toán AHP trong nghiên cứu quản lý bền vững tài nguyên thiên nhiên vùng thƣợng nguồn lƣu vực sông Đồng Nai. Makropoulos và các cộng sự: Hỗ trợ ra quyết định trong quản lý tổng hợp tài nguyên nƣớc đô thị. Nghiên cứu này đã xây dựng công cụ hỗ trợ ra quyết định để thuận tiện cho việc lựa chọn sự phối hợp các chiến lƣợc và công nghệ tiết kiệm nƣớc và để hỗ trợ quản lý nƣớc tổng hợp và bền vững.
Công cụ dựa trên mô hình cân bằng nƣớc cho phép nghiên cứu các tác động qua lại giữa các chu trình nƣớc đô thị. Các tiêu chuẩn bền vững về chất lƣợng và số lƣợng và các chỉ thị đƣợc sử dụng để so sánh giữa các chiến lƣợc quản lý tài nguyên nƣớc trong điều kiện đảm bảo tính đa mục tiêu của vấn đề. Bộ công cụ này đã đƣợc thử nghiệm thành công đối với trƣờng hợp nghiên cứu thực nghiệm ở Anh. Nghiên cứu cũng đề xuất sử dụng công cụ này trong quy hoạch quản lý tổng hợp tài nguyên nƣớc nhằm hƣớng tới các giải pháp đảm bảo tính bền vững của tài nguyên nƣớc.
Sven Lautenbach và các cộng sự: Phân tích kịch bản và các lựa chọn quản lý nhằm quản lý bền vững lƣu vực sông. Úng dụng với lƣu vực Elbe ở Đức. Nghiên cứu đã phát triển một hệ thống hỗ trợ ra quyết định (DSS) nhằm quản lý bền vững lƣu vực sông Elbe (Đức) gọi tắt là Elbe-DSS. Nhƣ vậy, có thể thấy rằng, việc nghiên cứu xây dựng các mô hình quản lý, đánh giá tài nguyên nƣớc trên thế giới đã có nhiều thành công đáng kể b.
Tại Việt Nam Tài nguyên nƣớc (TNN): Việt Nam nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa, có lƣợng mƣa trung bình nhiều năm trên toàn lãnh thổ khoảng 1. Số sông suối có chiều dài trên 10 km là 2360 sông, trong đó có lƣu vực có diện tích trên 10.000 km2, mật độ lƣới sông trung bình vào khoảng 0,6 km/ km2. Tổng lƣợng dòng chảy năm của các sông suối chảy qua Việt Nam vào khoảng 853 km3, tƣơng đƣơng với lƣu lƣợng 27. Trong đó, lƣợng dòng chảy sinh ra trên đất Việt Nam chỉ có 317 km3/năm, chiếm 37% tổng lƣợng dòng chảy, phần còn lại 536 km3/năm chảy từ các nƣớc láng giềng vào.
Bốn lƣu vực sông lớn là Mêkông, sông Hồng, Sông Mã, Sông Cả LUAN VAN CHAT LUONG download6 : add luanvanchat@agmail.com có tổng lƣợng dòng chảy là 716,9 km3/năm, trong đó phần sinh ra trên đất Việt Nam là 189,62 km3/năm, chiếm 25,4%, phần còn lại sinh ra trên lãnh thổ các nƣớc láng giềng. Tại Việt Nam, đã có khá nhiều công trình nghiên cứu ứng dung mô hình toán thủy văn để đánh giá tài nguyên nƣớc. Một số mô hình đƣợc sử dụng phổ biến ở các cơ quan khác nhau nhƣ Viện Khí tƣợng Thủy văn, Trung tâm khí tƣợng Thủy văn Quốc gia, Viện Khoa học Thủy lợi, Viện Cơ học… có thể kể đến các mô hình: MIKE 11, NAM, MIKE-SHE, SWAT, SAC-SMA, HEC-HMS… “Đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến tài nguyên đất, nƣớc vùng Đồng bằng sông Cửu Long” Nghiên cứu đã sử dụng các mô hình toán để xây dựng hệ DSS cho vùng nghiên cứu. Phần cốt lõi của một DSS là các công cụ để tính toán, mô phỏng và phân tích tài nguyên đất và nƣớc cho toàn vùng Đồng bằng sông Cửu Long nói chung và các tỉnh nói riêng.
Các công cụ mô hình đƣợc sử dụng trong đề tài là: Mô hình mô phỏng tài nguyên nƣớc mặt, ở đây nghiên cứu sử dụng mô hình MIKE NAM, mô hình thủy động lực MIKE 11-HD, mô hình MIKE-FOOD “Ứng dụng mô hình toán đánh giá một số tác động của biến đổi khí hậu lên chất lƣợng nƣớc lƣu vực sông Nhuệ - Đáy’ của tác giả Nguyễn Mạnh Thắng và Trần Hồng Thái- Trung tâm Tƣ vấn Khí tƣợng Thủy văn Môi trƣờng đã cho thấy xâm nhập mặn không xảy ra trên lƣu vực sông Nhuệ. Đối với sông Đáy tình trạng xâm nhập mặn xảy ra lớn nhất vào cuối thế kỷ 21 với độ mặn 1% xấp xỉ 29km không ảnh hƣởng tới tài nguyên nƣớc mặt vùng nghiên cứu. Các nghiên cứu về tác động của biến đổi khí hậu tới tài nguyên nƣớc Hiện nay, vấn đề đánh giá tác động của biến đổi khí hậu tới các mặt phát triển của kinh tế - xã hội đang đƣợc quan tâm đặc biệt. Đã có rất nhiều những nghiên cứu tính toán mức độ ảnh hƣởng của biến đổi khí hậu nhƣ: Viện Khoa học Khí tƣợng Thủy văn và Môi trƣờng, Nghiên cứu tác động của BĐKH ở lƣu vực sông Hƣơng và chính sách thích nghi ở huyện Phú Vang, tỉnh Thừa Thiên Huế (2005 – 2008) thực hiện cho thấy, tài nguyên nƣớc tại lƣu vực sông Hƣơng đang biến đổi do tác động của biến đổi khí hậu.
Nhiệt độ có xu hƣớng tăng dần lên.