Tổng quan nghiên cứu

Biến đổi khí hậu (BĐKH) và phát triển kinh tế - xã hội (KT-XH) đang đặt ra những thách thức nghiêm trọng đối với nguồn tài nguyên nước toàn cầu, trong đó có Việt Nam. Theo kịch bản RCP4.5, nhiệt độ trung bình năm tại Việt Nam dự kiến tăng từ 1,7°C đến 2,4°C, còn theo kịch bản RCP8.5, mức tăng có thể lên tới 4°C vào cuối thế kỷ 21. Lượng mưa năm cũng có xu hướng tăng từ 5% đến 15%, thậm chí có nơi tăng tới 20%, nhưng đồng thời mùa khô lại kéo dài và hạn hán xuất hiện thường xuyên hơn. Tỉnh Hải Dương, đặc biệt là thành phố Chí Linh, nơi có hồ chứa Láng Trẽ, chịu ảnh hưởng rõ nét của các biến động khí hậu và thiên tai như bão, lũ lụt, hạn hán. Hồ chứa Láng Trẽ có nhiệm vụ cấp nước tưới cho khoảng 340 ha đất nông nghiệp, đóng vai trò quan trọng trong phát triển kinh tế - xã hội địa phương.

Mục tiêu nghiên cứu là đánh giá ảnh hưởng của BĐKH và phát triển KT-XH đến hiệu quả cấp nước của hồ chứa Láng Trẽ, xác định mức độ thiếu hụt nước và đề xuất các giải pháp nâng cao hiệu quả cấp nước trong bối cảnh biến đổi khí hậu và phát triển kinh tế. Phạm vi nghiên cứu tập trung tại thành phố Chí Linh, tỉnh Hải Dương, với dữ liệu khí tượng thủy văn từ năm 1986 đến 2020 và các kịch bản biến đổi khí hậu đến năm 2100. Nghiên cứu có ý nghĩa thiết thực trong việc đảm bảo an ninh nguồn nước, phát triển bền vững nông nghiệp và giảm thiểu rủi ro thiên tai tại khu vực.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên hai lý thuyết chính: lý thuyết biến đổi khí hậu và lý thuyết phát triển kinh tế - xã hội bền vững. Lý thuyết biến đổi khí hậu giải thích sự thay đổi các yếu tố khí hậu như nhiệt độ, lượng mưa, tần suất thiên tai và tác động của chúng đến tài nguyên nước. Lý thuyết phát triển kinh tế - xã hội bền vững nhấn mạnh sự cân bằng giữa phát triển kinh tế, bảo vệ môi trường và nâng cao chất lượng cuộc sống.

Mô hình nghiên cứu sử dụng bao gồm mô hình phân phối dòng chảy năm thiết kế, mô hình mưa - dòng chảy TANK và mô hình cân bằng nước hồ chứa. Các khái niệm chính gồm: dung tích hữu ích hồ chứa, nhu cầu nước tưới cho các loại cây trồng, tần suất mưa thiết kế, và kịch bản biến đổi khí hậu RCP4.5 và RCP8.5. Ngoài ra, nghiên cứu áp dụng các khái niệm về tổn thất nước do bốc hơi, thấm và ảnh hưởng của phát triển KT-XH đến nhu cầu nước.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính bao gồm số liệu khí tượng thủy văn trạm Chí Linh từ năm 1986 đến 2020, số liệu về diện tích và cơ cấu cây trồng, dữ liệu kinh tế xã hội của thành phố Chí Linh, cùng các kịch bản biến đổi khí hậu do Bộ Tài nguyên và Môi trường công bố năm 2016. Cỡ mẫu nghiên cứu là toàn bộ diện tích tưới của hồ chứa Láng Trẽ với khoảng 340 ha đất nông nghiệp.

Phương pháp phân tích gồm: thống kê xác suất để xây dựng đường tần suất mưa và dòng chảy, mô hình hóa mưa - dòng chảy theo mô hình TANK, tính toán cân bằng nước hồ chứa dựa trên nhu cầu nước và nguồn nước đến. Phương pháp chọn mẫu là chọn các năm điển hình đại diện cho các kịch bản mưa thiết kế với tần suất 85%. Timeline nghiên cứu kéo dài từ năm 2020 đến 2022, bao gồm thu thập dữ liệu, phân tích mô hình, đánh giá kết quả và đề xuất giải pháp.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến nguồn nước và nhu cầu nước: Nhiệt độ trung bình năm tại khu vực Chí Linh dự kiến tăng từ 1,7°C đến 2,4°C theo kịch bản RCP4.5 và lên tới 4°C theo RCP8.5 vào cuối thế kỷ 21. Lượng mưa trung bình năm tăng từ 5% đến 15%, với mùa mưa có xu hướng tăng mạnh, mùa khô kéo dài và hạn hán gia tăng. Dòng chảy đến hồ Láng Trẽ dự kiến giảm khoảng 10-15% vào mùa khô, làm giảm dung tích hữu ích hồ từ 0,689 triệu m³ hiện tại xuống còn khoảng 0,58 triệu m³ trong giai đoạn 2046-2065.

  2. Tăng nhu cầu nước do phát triển kinh tế - xã hội: Nhu cầu nước tưới cho nông nghiệp tại khu vực tăng khoảng 20% so với giai đoạn cơ sở (1986-2005), do mở rộng diện tích cây trồng và chuyển đổi cơ cấu cây trồng sang các loại cây cần nhiều nước hơn. Nhu cầu nước sinh hoạt cũng tăng khoảng 15% do gia tăng dân số và phát triển đô thị.

  3. Sự thiếu hụt nước cấp của hồ chứa Láng Trẽ: Dưới tác động kết hợp của BĐKH và phát triển KT-XH, hồ chứa Láng Trẽ có thể thiếu hụt nước khoảng 25% trong giai đoạn 2046-2065 và lên tới 35% vào giai đoạn 2080-2099, đặc biệt trong mùa khô và các năm hạn hán nghiêm trọng.

  4. Hiệu quả các giải pháp chuyển đổi cơ cấu cây trồng: Việc chuyển đổi từ cây lúa sang cây trồng cạn có thể giảm nhu cầu nước tưới khoảng 10-15%, góp phần giảm thiếu hụt nước và nâng cao hiệu quả sử dụng nguồn nước của hồ chứa.

Thảo luận kết quả

Kết quả cho thấy biến đổi khí hậu làm tăng nhiệt độ và thay đổi lượng mưa, ảnh hưởng trực tiếp đến nguồn nước đến hồ chứa Láng Trẽ, đồng thời phát triển kinh tế - xã hội làm tăng nhu cầu nước. Sự kết hợp này làm gia tăng áp lực lên nguồn nước, dẫn đến thiếu hụt nước cấp, ảnh hưởng tiêu cực đến sản xuất nông nghiệp và sinh hoạt. So với các nghiên cứu tại các lưu vực khác như hồ chứa NamTien (Lào) hay lưu vực sông Ngàn Phố (Việt Nam), kết quả tương đồng về xu hướng giảm nguồn nước và tăng nhu cầu nước do BĐKH và phát triển KT-XH.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ so sánh dung tích hữu ích hồ chứa qua các giai đoạn và kịch bản, bảng tổng hợp nhu cầu nước các ngành theo từng kịch bản, giúp minh họa rõ ràng mức độ thiếu hụt và hiệu quả các giải pháp đề xuất. Việc áp dụng mô hình TANK và phân tích tần suất mưa giúp đánh giá chính xác các kịch bản khí hậu và nhu cầu nước, từ đó đưa ra các dự báo và giải pháp phù hợp.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Tăng cường cải tạo, nâng cấp công trình thủy lợi: Đầu tư nâng cấp hệ thống đập, cống, kênh dẫn và trạm bơm nhằm giảm thất thoát nước, nâng cao khả năng điều tiết và đáp ứng nhu cầu nước tưới. Mục tiêu giảm tổn thất nước ít nhất 10% trong vòng 5 năm, do Ban Quản lý dự án đầu tư xây dựng tỉnh Hải Dương chủ trì thực hiện.

  2. Chuyển đổi cơ cấu cây trồng phù hợp: Khuyến khích chuyển đổi từ cây lúa sang cây trồng cạn ít sử dụng nước, áp dụng kỹ thuật tưới tiết kiệm nhằm giảm nhu cầu nước tưới khoảng 15% trong 3-5 năm tới, do Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn phối hợp với các địa phương triển khai.

  3. Xây dựng hệ thống dự báo và cảnh báo hạn hán, thiếu nước: Phát triển hệ thống dự báo khí tượng thủy văn chính xác, cảnh báo sớm các đợt hạn hán để điều chỉnh kế hoạch tưới tiêu và quản lý nguồn nước hiệu quả. Mục tiêu hoàn thiện trong 2 năm, do Trung tâm Khí tượng Thủy văn tỉnh Hải Dương thực hiện.

  4. Tăng cường quản lý và bảo vệ hành lang công trình thủy lợi: Nâng cao nhận thức cộng đồng, xử lý nghiêm các vi phạm lấn chiếm hành lang bảo vệ công trình thủy lợi nhằm bảo vệ nguồn nước và công trình. Thực hiện liên tục, do UBND thành phố Chí Linh phối hợp với các đơn vị chức năng triển khai.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Cơ quan quản lý nhà nước về tài nguyên nước và thủy lợi: Giúp hoạch định chính sách, quy hoạch phát triển công trình thủy lợi và quản lý nguồn nước hiệu quả trong bối cảnh biến đổi khí hậu.

  2. Các nhà nghiên cứu và học viên ngành thủy lợi, môi trường: Cung cấp cơ sở dữ liệu, phương pháp nghiên cứu và mô hình phân tích tác động BĐKH đến tài nguyên nước, phục vụ nghiên cứu chuyên sâu.

  3. Các đơn vị quản lý và khai thác công trình thủy lợi tại địa phương: Hỗ trợ đánh giá hiện trạng, dự báo nhu cầu nước và đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả khai thác, vận hành công trình.

  4. Người dân và cộng đồng nông nghiệp vùng hạ du hồ chứa: Nâng cao nhận thức về tác động của BĐKH và phát triển KT-XH đến nguồn nước, từ đó chủ động tham gia bảo vệ và sử dụng nước tiết kiệm.

Câu hỏi thường gặp

  1. Biến đổi khí hậu ảnh hưởng như thế nào đến nguồn nước hồ Láng Trẽ?
    Biến đổi khí hậu làm tăng nhiệt độ và thay đổi lượng mưa, dẫn đến giảm dòng chảy mùa khô và tăng thất thoát nước do bốc hơi, làm giảm dung tích hữu ích hồ chứa và khả năng cấp nước.

  2. Phát triển kinh tế - xã hội tác động ra sao đến nhu cầu nước?
    Phát triển kinh tế - xã hội làm tăng diện tích cây trồng và dân số, từ đó tăng nhu cầu nước tưới và sinh hoạt, gây áp lực lên nguồn nước hiện có.

  3. Giải pháp chuyển đổi cơ cấu cây trồng có hiệu quả thế nào?
    Chuyển đổi từ cây lúa sang cây trồng cạn giúp giảm nhu cầu nước tưới khoảng 10-15%, góp phần giảm thiếu hụt nước và nâng cao hiệu quả sử dụng nguồn nước.

  4. Làm thế nào để cải thiện hiệu quả cấp nước của hồ chứa?
    Cải tạo, nâng cấp công trình thủy lợi, áp dụng kỹ thuật tưới tiết kiệm, quản lý hành lang bảo vệ công trình và xây dựng hệ thống dự báo hạn hán là các giải pháp thiết thực.

  5. Nghiên cứu này có thể áp dụng cho các khu vực khác không?
    Phương pháp và kết quả nghiên cứu có thể tham khảo để áp dụng cho các hồ chứa và lưu vực tương tự chịu ảnh hưởng của biến đổi khí hậu và phát triển kinh tế - xã hội.

Kết luận

  • Biến đổi khí hậu và phát triển kinh tế - xã hội làm tăng áp lực lên nguồn nước hồ chứa Láng Trẽ, gây thiếu hụt nước cấp trong tương lai.
  • Nhiệt độ tăng từ 1,7°C đến 4°C và lượng mưa tăng 5-15% làm thay đổi dòng chảy và dung tích hữu ích hồ chứa.
  • Nhu cầu nước tưới và sinh hoạt tăng khoảng 15-20% do phát triển KT-XH.
  • Giải pháp chuyển đổi cơ cấu cây trồng và nâng cấp công trình thủy lợi giúp giảm thiếu hụt nước và nâng cao hiệu quả cấp nước.
  • Cần triển khai đồng bộ các giải pháp kỹ thuật và quản lý trong vòng 5 năm tới để ứng phó hiệu quả với tác động của biến đổi khí hậu.

Hành động tiếp theo: Các cơ quan quản lý và đơn vị liên quan cần phối hợp triển khai các giải pháp đề xuất, đồng thời tiếp tục nghiên cứu cập nhật dữ liệu để điều chỉnh chính sách phù hợp. Đề nghị các nhà nghiên cứu và quản lý tài nguyên nước tham khảo và áp dụng kết quả nghiên cứu nhằm đảm bảo an ninh nguồn nước và phát triển bền vững khu vực.