Luận văn thạc sĩ: Tác động của biến đổi khí hậu đến tài nguyên nước lưu vực sông Lô

Luận văn thạc sĩ phân tích tác động của biến đổi khí hậu đến tài nguyên nước lưu vực sông Lô, cung cấp cái nhìn sâu sắc về vấn đề này.

• Tác giả: Nguyễn Hoàng Minh
• Người hướng dẫn: PGS. Trần Hồng Thái
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Thủy văn học
• Đề tài: Đánh Giá Tác Động Biến Đổi Khí Hậu Đến Tài Nguyên Nước Lưu Vực Sông Lô
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ khoa học
• Năm xuất bản: 2013
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• TÍNH CẤP THIẾT
• MỤC TIÊU CỦA LUẬN VĂN
• CÁCH TIẾP CẬN
• PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• PHẠM VI THỰC HIỆN
• NỘI DUNG LUẬN VĂN
• 1. CHƢƠNG I: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN, KINH TẾ XÃ HỘI LƢU VỰC SÔNG LÔ
• 1.1. Đặc điểm địa lý tự nhiên
• 1.2. Vị trí địa lý
• 1.3. Đặc điểm địa hình, địa mạo
• 1.4. Đặc điểm địa chất
• 1.5. Đặc điểm thảm phủ thực vật
• 1.6. Đặc điểm khí hậu
• 1.7. Đặc điểm thủy văn, chế độ thủy văn
• 1.8. Đặc điểm kinh tế xã hội
• 1.9. Đặc điểm dân cư – lao động
• 1.10. Tình hình phát triển kinh tế xã hội các tỉnh trong lưu vực sông Lô
• 2. CHƢƠNG II: TỔNG QUAN VỀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ CÁC KỊCH BẢN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU CHO LƢU VỰC SÔNG LÔ
• 2.1. Tổng quan về BĐKH trên thế giới và ở Việt Nam
• 2.2. Biểu hiện của biến đổi khí hậu trên thế giới
• 2.3. Biểu hiện của biến đổi khí hậu ở Việt Nam
• 2.4. Kịch bản biến đổi khí hậu cho Việt Nam
• 2.5. Biểu hiện của biến đổi khí hậu và kịch bản biến đổi khí hậu cho lƣu vực sông Lô
• 2.6. Biểu hiện của biến đổi khí hậu ở lưu vực sông Lô
• 2.7. Kịch bản biến đổi khí hậu cho lưu vực sông Lô
• 3. CHƢƠNG III: CÁC MÔ HÌNH SỬ DỤNG TRONG ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN TÀI NGUYÊN NƢỚC LƢU VỰC SÔNG LÔ
• 3.1. Mô hình thủy văn
• 3.2. Khái quát về mô hình NAM
• 3.3. Các thông số cơ bản của mô hình NAM
• 3.4. Các yếu tố chính ảnh hưởng đến kết quả mô hình
• 3.5. Dữ liệu đầu vào
• 3.6. Dữ liệu đầu ra của mô hình
• 3.7. Phân chia lưu vực
• 3.8. Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình
• 3.9. Mô hình thủy lực
• 3.10. Cơ sở lý thuyết mô hình MIKE 11
• 3.11. Yêu cầu số liệu đầu vào
• 3.12. Hiệu chỉnh, kiểm định mô hình thủy lực
• 3.13. Kết quả hiệu chỉnh, kiểm định mô hình thủy lực cho mùa lũ
• 3.14. Mô hình cân bằng nƣớc
• 3.15. Giới thiệu mô hình MIKE BASIN
• 3.16. Phân khu sử dụng nước
• 3.17. Số liệu đầu vào mô hình
• 3.18. Hiệu chỉnh, kiểm định mô hình
• 4. CHƢƠNG IV: ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN TÀI NGUYÊN NƢỚC LƢU VỰC SÔNG LÔ
• 4.1. Tác động của BĐKH đến chế độ dòng chảy
• 4.2. Dòng chảy mùa
• 4.3. Tác động của BĐKH đến cân bằng nƣớc hệ thống
• 4.4. Sự thay đổi nhu cầu sử dụng nước
• 4.5. Cân bằng nước hệ thống
• 4.6. Tác động của BĐKH đến dòng chảy lũ
• 4.7. Lưu lượng đỉnh lũ thiết kế
• 4.8. Sự thay đổi của mực nước đỉnh lũ
• 4.9. Tác động của BĐKH đến hạn hán
• 4.10. Phương pháp tính toán hạn hán
• 4.11. Tính toán hệ số Khạn cho giai đoạn 1980 – 1999
• 4.12. Tính toán hệ số Khạn cho lưu vực sông Lô theo các kịch bản BĐKH
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Đặc điểm địa lý tự nhiên kinh tế xã hội lưu vực sông Lô

Lưu vực sông Lô có vị trí địa lý quan trọng, nằm giữa hai quốc gia Việt Nam và Trung Quốc. Hệ thống sông Lô được hình thành từ bốn con sông chính, với tổng diện tích lưu vực lên tới 37.878 km2. Đặc điểm địa hình của lưu vực rất đa dạng, từ cao nguyên đến các dãy núi, tạo nên một hệ thống thủy văn phong phú. Đặc biệt, địa hình núi đồi chiếm tới 80% diện tích, ảnh hưởng lớn đến chế độ dòng chảy và tài nguyên nước. Theo số liệu từ Bộ Tài nguyên và Môi trường, biến đổi khí hậu đã và đang tác động mạnh mẽ đến tài nguyên nước trong khu vực này, gây ra những biến đổi về lượng mưa, nhiệt độ và dòng chảy. Điều này không chỉ ảnh hưởng đến sinh thái mà còn đến kinh tế xã hội của các tỉnh trong lưu vực sông Lô.

1.1. Đặc điểm địa lý

Lưu vực sông Lô có vị trí địa lý đặc biệt, nằm giữa hai quốc gia, với hệ thống sông chính là sông Lô, sông Chảy, sông Gâm và sông Phó Đáy. Diện tích lưu vực sông Lô không chỉ lớn mà còn đa dạng về địa hình, từ cao nguyên đến đồng bằng. Đặc điểm này tạo điều kiện cho sự phát triển của hệ sinh thái phong phú, nhưng cũng đồng thời làm tăng nguy cơ chịu ảnh hưởng từ biến đổi khí hậu. Theo nghiên cứu, biến đổi khí hậu đã làm thay đổi đáng kể chế độ thủy văn, dẫn đến sự gia tăng tần suất và cường độ của các hiện tượng thời tiết cực đoan như lũ lụt và hạn hán.

1.2. Đặc điểm kinh tế xã hội

Kinh tế xã hội trong lưu vực sông Lô chủ yếu dựa vào nông nghiệp và thủy sản. Tuy nhiên, sự phát triển này đang bị đe dọa bởi biến đổi khí hậu. Nhu cầu sử dụng nước cho sản xuất nông nghiệp ngày càng tăng, trong khi tài nguyên nước lại bị suy giảm do các yếu tố như hạn hán và lũ lụt. Các tỉnh trong lưu vực cần có những biện pháp quản lý nước hiệu quả hơn để đảm bảo nguồn nước cho sản xuất và sinh hoạt. Việc đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến tài nguyên nước là rất cần thiết để xây dựng các chính sách phát triển bền vững.

II. Tổng quan về biến đổi khí hậu và các kịch bản biến đổi khí hậu cho lưu vực sông Lô

Biến đổi khí hậu đang diễn ra với tốc độ nhanh chóng, ảnh hưởng đến mọi khía cạnh của cuộc sống. Tại Việt Nam, nhiệt độ trung bình đã tăng từ 0,5 đến 0,7°C trong 50 năm qua. Các kịch bản biến đổi khí hậu cho thấy, vào giữa thế kỷ 21, dòng chảy của các sông suối sẽ có sự thay đổi lớn, với một số khu vực có thể gia tăng dòng chảy, trong khi những khu vực khác lại bị giảm sút. Đặc biệt, lưu vực sông Lô sẽ phải đối mặt với những thách thức lớn từ biến đổi khí hậu, bao gồm sự gia tăng tần suất và cường độ của lũ lụt và hạn hán. Việc xây dựng các kịch bản biến đổi khí hậu là cần thiết để có thể dự đoán và ứng phó kịp thời với những tác động này.

2.1. Biểu hiện của biến đổi khí hậu

Biến đổi khí hậu đã thể hiện rõ rệt qua sự gia tăng nhiệt độ và thay đổi lượng mưa. Các hiện tượng thời tiết cực đoan như bão, lũ lụt và hạn hán ngày càng trở nên phổ biến. Tại lưu vực sông Lô, sự thay đổi này không chỉ ảnh hưởng đến tài nguyên nước mà còn đến sinh kế của người dân. Theo các nghiên cứu, nhiệt độ có thể tăng lên tới 3°C vào năm 2100, trong khi mực nước biển có thể dâng lên 1m, gây ra những tác động nghiêm trọng đến môi trường và kinh tế.

2.2. Kịch bản biến đổi khí hậu cho lưu vực sông Lô

Các kịch bản biến đổi khí hậu cho lưu vực sông Lô cho thấy sự thay đổi rõ rệt trong chế độ dòng chảy. Dòng chảy mùa lũ có thể gia tăng, trong khi dòng chảy mùa kiệt lại giảm sút. Điều này sẽ ảnh hưởng đến khả năng cung cấp nước cho nông nghiệp và sinh hoạt. Việc đánh giá các kịch bản này là rất quan trọng để có thể đưa ra các biện pháp ứng phó hiệu quả, đảm bảo nguồn nước cho các hoạt động kinh tế và sinh hoạt của người dân trong khu vực.

III. Đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến tài nguyên nước lưu vực sông Lô

Tác động của biến đổi khí hậu đến tài nguyên nước trong lưu vực sông Lô là rất nghiêm trọng. Sự thay đổi trong chế độ dòng chảy, nhu cầu sử dụng nước và cân bằng nước hệ thống đều bị ảnh hưởng. Dòng chảy mùa lũ có thể gia tăng, trong khi dòng chảy mùa kiệt lại giảm, dẫn đến tình trạng thiếu nước trong mùa khô. Hơn nữa, sự gia tăng tần suất và cường độ của các hiện tượng thời tiết cực đoan như lũ lụt và hạn hán sẽ gây ra những thiệt hại lớn cho sản xuất nông nghiệp và sinh kế của người dân. Việc đánh giá tác động này là cần thiết để có thể đưa ra các giải pháp ứng phó kịp thời.

3.1. Tác động đến chế độ dòng chảy

Chế độ dòng chảy của sông Lô đang bị ảnh hưởng nghiêm trọng bởi biến đổi khí hậu. Dòng chảy mùa lũ có thể gia tăng, trong khi dòng chảy mùa kiệt lại giảm sút. Điều này không chỉ ảnh hưởng đến khả năng cung cấp nước cho nông nghiệp mà còn đến sinh hoạt của người dân. Theo các nghiên cứu, sự thay đổi này có thể dẫn đến tình trạng thiếu nước trong mùa khô, gây khó khăn cho sản xuất nông nghiệp và sinh kế của người dân.

3.2. Tác động đến nhu cầu sử dụng nước

Nhu cầu sử dụng nước trong lưu vực sông Lô đang gia tăng do sự phát triển kinh tế và dân số. Tuy nhiên, tài nguyên nước lại bị suy giảm do biến đổi khí hậu. Sự gia tăng tần suất và cường độ của các hiện tượng thời tiết cực đoan như lũ lụt và hạn hán sẽ gây ra những thiệt hại lớn cho sản xuất nông nghiệp. Việc đánh giá tác động này là rất cần thiết để có thể đưa ra các biện pháp quản lý nước hiệu quả, đảm bảo nguồn nước cho sản xuất và sinh hoạt.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Biến đổi khí hậu (BĐKH) đang là thách thức toàn cầu lớn nhất trong thế kỷ 21, với biểu hiện chính là sự nóng lên toàn cầu và mực nước biển dâng. Theo Bộ Tài nguyên và Môi trường, trong 50 năm qua, nhiệt độ trung bình năm ở Việt Nam đã tăng khoảng 0,5 đến 0,7°C, mực nước biển dâng khoảng 20cm, gây ra nhiều hiện tượng thiên tai nghiêm trọng như bão, lũ và hạn hán. Lưu vực sông Lô, với diện tích 37.878 km², trong đó 40,26% thuộc Trung Quốc, là một trong những lưu vực có nguồn tài nguyên nước dồi dào nhưng cũng chịu tác động mạnh mẽ của BĐKH. Nhiệt độ trung bình năm tại lưu vực này đã tăng khoảng 0,95ºC trong 40 năm qua, trong khi lượng mưa có xu hướng giảm 18,46%.

Mục tiêu của luận văn là đánh giá định lượng tác động của BĐKH đến các đặc trưng tài nguyên nước mặt tại lưu vực sông Lô, bao gồm dòng chảy đến, nhu cầu nước, cân bằng nước hệ thống, lưu lượng đỉnh lũ và hạn hán, đồng thời dự báo xu thế thay đổi theo các kịch bản BĐKH. Phạm vi nghiên cứu tập trung trên lưu vực sông Lô thuộc Việt Nam trong giai đoạn từ 1980 đến 2100, dựa trên các kịch bản phát thải khí nhà kính A2, B2 và B1. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc hoạch định chính sách quản lý tài nguyên nước, ứng phó với biến đổi khí hậu và phát triển bền vững kinh tế - xã hội khu vực.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình khoa học về biến đổi khí hậu và thủy văn học, bao gồm:

• Lý thuyết biến đổi khí hậu toàn cầu: Mô tả sự tăng nhiệt độ, thay đổi lượng mưa và mực nước biển dâng theo các kịch bản phát thải khí nhà kính của IPCC.
• Mô hình thủy văn NAM (Nedbør - Afstrømnings - Models): Mô hình mưa-dòng chảy liên tục, mô phỏng quá trình hình thành dòng chảy trên lưu vực dựa trên các bể chứa nước mặt, tầng đất và nước ngầm.
• Mô hình thủy lực MIKE 11: Giải hệ phương trình Saint-Venant một chiều để mô phỏng dòng chảy và mực nước trên mạng lưới sông.
• Mô hình cân bằng nước MIKE BASIN: Phân tích cân bằng nước tổng thể trên lưu vực, bao gồm lượng nước đến, sử dụng và thất thoát.

Các khái niệm chính bao gồm: dòng chảy đến, cân bằng nước hệ thống, lưu lượng đỉnh lũ, hạn hán, kịch bản biến đổi khí hậu, mô hình thủy văn và thủy lực.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu sử dụng gồm số liệu quan trắc khí tượng thủy văn từ 16 trạm trên lưu vực sông Lô giai đoạn 1980-2010, số liệu lưu lượng dòng chảy từ 7 trạm thủy văn chính, các kịch bản biến đổi khí hậu A2, B2, B1 được xây dựng dựa trên mô hình khí hậu toàn cầu và khu vực như AGCM/MRI, PRECIS, kết hợp với phần mềm SDSM và SIMCLIM để chi tiết hóa và dự báo.

Phương pháp phân tích bao gồm:

• Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình thủy văn NAM với cỡ mẫu số liệu 10 năm (1980-1990) để hiệu chỉnh và 10 năm (1991-2000) để kiểm định, đạt chỉ số NASH > 0,7.
• Mô phỏng dòng chảy, mực nước và cân bằng nước theo các kịch bản BĐKH.
• Phân tích xu thế biến đổi nhiệt độ, lượng mưa, dòng chảy, lưu lượng đỉnh lũ và hạn hán trên lưu vực.
• Sử dụng GIS để phân vùng và đánh giá phạm vi ảnh hưởng.

Timeline nghiên cứu kéo dài từ năm 2011 đến 2013, tập trung vào phân tích dữ liệu lịch sử và dự báo đến năm 2100.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Tăng nhiệt độ trung bình năm: Nhiệt độ trung bình năm trên lưu vực sông Lô tăng khoảng 0,95ºC trong 40 năm qua (1970-2010). Theo kịch bản A2, nhiệt độ có thể tăng đến 2,8ºC vào cuối thế kỷ 21, trong khi kịch bản B1 và B2 dự báo mức tăng lần lượt là 1,7ºC và 2,3ºC.

2. Biến động lượng mưa: Lượng mưa trung bình năm giảm khoảng 18,46% trong giai đoạn 1970-2010, nhưng theo các kịch bản BĐKH, lượng mưa có xu hướng tăng từ 2,3% đến 4,9% vào cuối thế kỷ 21, tập trung chủ yếu vào mùa mưa, trong khi mùa khô có xu hướng giảm mạnh (giảm đến 18,7% vào tháng I theo kịch bản A2).

3. Thay đổi dòng chảy và lưu lượng đỉnh lũ: Mô hình NAM và MIKE 11 cho thấy dòng chảy mùa lũ có xu hướng tăng nhẹ, lưu lượng đỉnh lũ thiết kế 1% và 5% cũng tăng từ 5-10% theo kịch bản A2, làm tăng nguy cơ lũ lụt. Mực nước đỉnh lũ tại trạm Vụ Quang có thể tăng đến 0,5m.

4. Tác động đến hạn hán: Hệ số hạn (Khạn) tính cho mùa khô 1992/1993 và dự báo theo các kịch bản BĐKH cho thấy hạn hán có xu hướng gia tăng về cường độ và phạm vi, đặc biệt trong các kịch bản phát thải cao (A2).

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của các biến đổi trên là do sự gia tăng nhiệt độ làm tăng bốc hơi, thay đổi phân bố lượng mưa theo mùa và tăng cường các hiện tượng thời tiết cực đoan. So với các nghiên cứu quốc tế, kết quả phù hợp với xu hướng chung của các lưu vực sông ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới, nơi lượng mưa mùa mưa tăng và mùa khô giảm. Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ xu thế nhiệt độ, lượng mưa, dòng chảy trung bình năm và lưu lượng đỉnh lũ tại các trạm chính, cùng bản đồ phân vùng hạn hán để minh họa phạm vi ảnh hưởng.

Ý nghĩa của kết quả là cảnh báo rõ ràng về nguy cơ thiếu hụt nước vào mùa khô, tăng nguy cơ lũ lụt mùa mưa, ảnh hưởng đến phát triển kinh tế xã hội và đa dạng sinh học lưu vực sông Lô. Do đó, việc xây dựng các giải pháp quản lý tài nguyên nước thích ứng với BĐKH là cấp thiết.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Tăng cường giám sát và dự báo khí tượng thủy văn: Xây dựng hệ thống quan trắc tự động, nâng cao năng lực dự báo dòng chảy và lũ lụt để kịp thời cảnh báo, giảm thiểu thiệt hại. Chủ thể thực hiện: Sở Tài nguyên và Môi trường, Trung tâm Khí tượng Thủy văn. Timeline: 1-3 năm.

2. Phát triển và áp dụng công nghệ mô hình thủy văn, thủy lực hiện đại: Sử dụng mô hình NAM, MIKE 11 và MIKE BASIN để cập nhật, hiệu chỉnh thường xuyên, phục vụ quản lý tài nguyên nước và quy hoạch phát triển. Chủ thể: Viện Khoa học Thủy lợi, các trường đại học. Timeline: 2-5 năm.

3. Xây dựng chính sách quản lý nước thích ứng với biến đổi khí hậu: Điều chỉnh quy hoạch sử dụng nước, ưu tiên bảo vệ nguồn nước mùa khô, kiểm soát khai thác nước, phát triển các công trình thủy lợi đa mục tiêu. Chủ thể: Bộ Tài nguyên và Môi trường, UBND các tỉnh lưu vực. Timeline: 3-5 năm.

4. Tăng cường trồng rừng, bảo vệ thảm thực vật đầu nguồn: Giảm xói mòn, tăng khả năng điều tiết nước, hạn chế tác động tiêu cực của lũ lụt và hạn hán. Chủ thể: Ban quản lý rừng, các tổ chức bảo vệ môi trường. Timeline: liên tục.

5. Nâng cao nhận thức cộng đồng và đào tạo nguồn nhân lực: Tuyên truyền về tác động của BĐKH, kỹ năng ứng phó thiên tai, phát triển kinh tế bền vững. Chủ thể: Các tổ chức xã hội, trường học, chính quyền địa phương. Timeline: liên tục.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Nhà quản lý và hoạch định chính sách tài nguyên nước: Sử dụng kết quả nghiên cứu để xây dựng các chính sách, quy hoạch phát triển bền vững, ứng phó với biến đổi khí hậu.

2. Các nhà khoa học và nghiên cứu thủy văn, khí hậu: Tham khảo phương pháp mô hình hóa, dữ liệu phân tích và kết quả đánh giá tác động BĐKH đến tài nguyên nước.

3. Các tổ chức phát triển và bảo vệ môi trường: Áp dụng thông tin để thiết kế các chương trình bảo vệ nguồn nước, quản lý rừng đầu nguồn và giảm thiểu rủi ro thiên tai.

4. Cộng đồng dân cư và doanh nghiệp trong lưu vực sông Lô: Hiểu rõ tác động của BĐKH đến nguồn nước, từ đó điều chỉnh hoạt động sản xuất, sinh hoạt phù hợp, giảm thiểu rủi ro.

Câu hỏi thường gặp

1. Biến đổi khí hậu ảnh hưởng như thế nào đến tài nguyên nước lưu vực sông Lô?
   Biến đổi khí hậu làm tăng nhiệt độ trung bình năm khoảng 0,95ºC, thay đổi lượng mưa theo mùa, giảm lượng mưa mùa khô và tăng mùa mưa, dẫn đến biến động dòng chảy, tăng nguy cơ lũ lụt và hạn hán. Ví dụ, lưu lượng đỉnh lũ có thể tăng 5-10% theo kịch bản phát thải cao.

2. Các kịch bản biến đổi khí hậu được sử dụng trong nghiên cứu là gì?
   Nghiên cứu sử dụng ba kịch bản phát thải khí nhà kính của IPCC: A2 (phát thải cao), B2 (phát thải trung bình) và B1 (phát thải thấp), dự báo nhiệt độ tăng từ 1,7ºC đến 2,8ºC và lượng mưa tăng từ 2,3% đến 4,9% vào cuối thế kỷ 21.

3. Mô hình thủy văn NAM có ưu điểm gì trong nghiên cứu này?
   Mô hình NAM mô phỏng quá trình mưa-dòng chảy liên tục, hiệu chỉnh và kiểm định với dữ liệu thực tế đạt chỉ số NASH trên 0,7, cho phép dự báo chính xác dòng chảy trên lưu vực, phục vụ đánh giá tác động BĐKH.

4. Làm thế nào để giảm thiểu tác động tiêu cực của biến đổi khí hậu đến tài nguyên nước?
   Cần tăng cường giám sát, áp dụng công nghệ mô hình hiện đại, xây dựng chính sách quản lý nước thích ứng, bảo vệ rừng đầu nguồn và nâng cao nhận thức cộng đồng để quản lý bền vững nguồn nước.

5. Ai là người hưởng lợi trực tiếp từ nghiên cứu này?
   Nhà quản lý chính sách, nhà khoa học, tổ chức bảo vệ môi trường, cộng đồng dân cư và doanh nghiệp trong lưu vực sông Lô đều có thể sử dụng kết quả nghiên cứu để ứng phó hiệu quả với biến đổi khí hậu và phát triển bền vững.

Kết luận

• Nhiệt độ trung bình năm lưu vực sông Lô đã tăng khoảng 0,95ºC trong 40 năm qua và dự báo tiếp tục tăng đến 2,8ºC theo kịch bản phát thải cao.
• Lượng mưa có xu hướng giảm trong quá khứ nhưng dự báo tăng 2,3-4,9% vào cuối thế kỷ 21, tập trung vào mùa mưa, trong khi mùa khô giảm mạnh.
• Dòng chảy mùa lũ và lưu lượng đỉnh lũ có xu hướng tăng, làm tăng nguy cơ lũ lụt; hạn hán mùa khô cũng có xu hướng gia tăng về cường độ và phạm vi.
• Mô hình thủy văn NAM và mô hình thủy lực MIKE 11 được hiệu chỉnh, kiểm định thành công, là công cụ tin cậy để đánh giá tác động BĐKH đến tài nguyên nước.
• Cần triển khai các giải pháp quản lý nước thích ứng, bảo vệ môi trường và nâng cao nhận thức cộng đồng để ứng phó hiệu quả với biến đổi khí hậu.

Next steps: Cập nhật dữ liệu quan trắc, mở rộng nghiên cứu sang các lưu vực khác, phát triển mô hình tích hợp đa ngành và đề xuất chính sách quản lý tổng hợp.

Call to action: Các nhà quản lý, nhà khoa học và cộng đồng hãy phối hợp triển khai các giải pháp ứng phó biến đổi khí hậu nhằm bảo vệ tài nguyên nước và phát triển bền vững lưu vực sông Lô.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --------------------- NGUYỄN HOÀNG MINH ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN TÀI NGUYÊN NƯỚC LƯU VỰC SÔNG LÔ LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC Hà Nội, 2013 z ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --------------------- NGUYỄN HOÀNG MINH ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN TÀI NGUYÊN NƯỚC LƯU VỰC SÔNG LÔ Chuyên ngành: Thủy văn học Mã số: 60440224 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC Ngƣời hƣớng dẫn: PGS. Trần Hồng Thái Hà Nội, 2013 z MỤC LỤC MỤC LỤC. 1 DANH SÁCH CÁC HÌNH. 3 DANH SÁCH CÁC BẢNG.

5 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT. TÍNH CẤP THIẾT. MỤC TIÊU CỦA LUẬN VĂN. CÁCH TIẾP CẬN.

PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. PHẠM VI THỰC HIỆN. NỘI DUNG LUẬN VĂN. 10 CHƢƠNG I: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN, KINH TẾ XÃ HỘI LƢU VỰC SÔNG LÔ.

Đặc điểm địa lý tự nhiên. Vị trí địa lý. Đặc điểm địa hình, địa mạo. Đặc điểm địa chất.

Đặc điểm thảm phủ thực vật. Đặc điểm khí hậu. Đặc điểm thủy văn, chế độ thủy văn. Đặc điểm kinh tế xã hội.

Đặc điểm dân cư – lao động. Tình hình phát triển kinh tế xã hội các tỉnh trong lưu vực sông Lô. 22 CHƢƠNG II: TỔNG QUAN VỀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ CÁC KỊCH BẢN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU CHO LƢU VỰC SÔNG LÔ. Tổng quan về BĐKH trên thế giới và ở Việt Nam.

Biểu hiện của biến đổi khí hậu trên thế giới. Biểu hiện của biến đổi khí hậu ở Việt Nam. Kịch bản biến đổi khí hậu cho Việt Nam. Biểu hiện của biến đổi khí hậu và kịch bản biến đổi khí hậu cho lƣu vực sông Lô.

Biểu hiện của biến đổi khí hậu ở lưu vực sông Lô. Kịch bản biến đổi khí hậu cho lưu vực sông Lô. 28 CHƢƠNG III: CÁC MÔ HÌNH SỬ DỤNG TRONG ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN TÀI NGUYÊN NƢỚC LƢU VỰC SÔNG LÔ. Mô hình thủy văn.

Khái quát về mô hình NAM. Các thông số cơ bản của mô hình NAM. Các yếu tố chính ảnh hưởng đến kết quả mô hình. Dữ liệu đầu vào.

Dữ liệu đầu ra của mô hình. Phân chia lưu vực. Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình. Mô hình thủy lực.

Cơ sở lý thuyết mô hình MIKE 11. Yêu cầu số liệu đầu vào. Hiệu chỉnh, kiểm định mô hình thủy lực. Kết quả hiệu chỉnh, kiểm định mô hình thủy lực cho mùa lũ.

Mô hình cân bằng nƣớc. Giới thiệu mô hình MIKE BASIN. Phân khu sử dụng nước. Số liệu đầu vào mô hình.

Hiệu chỉnh, kiểm định mô hình. 56 CHƢƠNG IV: ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN TÀI NGUYÊN NƢỚC LƢU VỰC SÔNG LÔ. Tác động của BĐKH đến chế độ dòng chảy. Dòng chảy mùa.

Tác động của BĐKH đến cân bằng nƣớc hệ thống. Sự thay đổi nhu cầu sử dụng nước. Cân bằng nước hệ thống. Tác động của BĐKH đến dòng chảy lũ.

Lưu lượng đỉnh lũ thiết kế. Sự thay đổi của mực nước đỉnh lũ. Tác động của BĐKH đến hạn hán. Phương pháp tính toán hạn hán.

Tính toán hệ số Khạn cho giai đoạn 1980 – 1999. Tính toán hệ số Khạn cho lưu vực sông Lô theo các kịch bản BĐKH. 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 81 2 z DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 1: Bản đồ lƣu vực sông Lô.

10 Hình 2: Bản đồ địa hình lƣu vực sông Lô. 12 Hình 3: Bản đồ địa chất lƣu vực sông Lô. 13 Hình 4: Bản đồ mạng lƣới trạm KTTV lƣu vực sông Lô. 21 Hình 5: Diễn biến chuẩn sai nhiệt độ trung bình toàn cầu.

23 Hình 6: Diễn biến lƣợng mƣa năm ở các vùng khác nhau trên thế giới. 24 Hình 7: Xu thế biến động mực nƣớc biển tại các trạm trên toàn cầu. 24 Hình 8: Sự thay đổi của yếu tố nhiệt độ tại một số trạm trên lƣu vực sông Lô. 27 Hình 9: Sự thay đổi của yếu tố lƣợng mƣa tại một số trạm trên lƣu vực sông Lô.

28 Hình 10: Giao diện phần mềm SDSM. 29 Hình 11: Giao diện phần mềm SIMCLIM. 30 Hình 12: Hệ thống Earth Simulator và mô tả kịch bản BĐKH của mô hình AGCM/MRI. 32 Hình 13: Mô tả vị trí của mô hình PRECIS và giao diện mô hình.

32 Hình 14: Sự thay đổi của nhiệt độ theo các kịch bản BĐKH A2, B2, B1 tại các trạm. 35 Hình 15: Sự thay đổi của lƣợng mƣa theo các kịch bản BĐKH A2, B2, B1 tại các trạm. 36 Hình 16: Kết quả hiệu chỉnh mô hình tại trạm Bảo Yên. 43 Hình 17: Kết quả hiệu chỉnh mô hình tại trạm Chiêm Hóa.

43 Hình 18: Kết quả hiệu chỉnh mô hình tại trạm Đạo Đức. 44 Hình 19: Kết quả hiệu chỉnh mô hình tại trạm Hàm Yên. 44 Hình 20: Kết quả hiệu chỉnh mô hình tại trạm Ghềnh Gà. 44 Hình 21: Kết quả hiệu chỉnh mô hình tại trạm Vụ Quang.

45 Hình 22: Kết quả kiểm định mô hình tại trạm Bảo Yên. 45 Hình 23: Kết quả kiểm định mô hình tại trạm Chiêm Hóa. 45 Hình 24: Kết quả kiểm định mô hình tại trạm Đạo Đức. 46 Hình 25: Kết quả kiểm định mô hình tại trạm Hàm Yên.

46 Hình 26: Kết quả kiểm định mô hình tại trạm Ghềnh Gà. 46 Hình 27: Kết quả kiểm định mô hình tại trạm Vụ Quang. 47 Hình 28: Sơ đồ sai phân hữu hạn 6 điểm ẩn Abbott. 48 Hình 29: Sơ đồ sai phân hữu hạn 6 điểm ẩn Abbott trong mặt phằng x~t.

48 Hình 30: Nhánh sông và các điểm lƣới xen kẽ. 49 Hình 31: Cấu trúc các điểm lƣới xung quanh điểm nhập lƣu. 49 Hình 32: Cấu trúc các điểm lƣới trong mạng vòng. 49 Hình 33: Mạng lƣới sông trên mô hình MIKE 11.

51 Hình 34: Sơ đồ quá trình hiệu chỉnh bộ thông số mô hình. 52 Hình 35: Đƣờng quá trình mực nƣớc tính toán và thực đo tại trạm Vụ Quang – VII/1996. 53 Hình 36: Đƣờng quá trình mực nƣớc tính toán và thực đo tại trạm Vụ Quang – VIII/2002. 53 Hình 37: Sơ đồ mô hình MIKE BASIN.

55 Hình 38: Kết quả hiệu chỉnh mô hình tại trạm Hàm Yên. 57 Hình 39: Kết quả hiệu chỉnh mô hình tại trạm Chiêm Hóa. 57 Hình 40: Kết quả hiệu chỉnh mô hình tại trạm Ghềnh Gà. 57 Hình 41: Kết quả hiệu chỉnh mô hình tại trạm Vụ Quang.

58 Hình 42: Kết quả kiểm định mô hình tại trạm Hàm Yên. 58 Hình 43: Kết quả kiểm định mô hình tại trạm Chiêm Hóa. 58 Hình 44: Kết quả kiểm định mô hình tại trạm Ghềnh Gà. 59 Hình 45: Kết quả kiểm định mô hình tại trạm Vụ Quang.

59 Hình 46: Xu thế lƣu lƣợng trung bình năm các trạm chính trên sông Lô theo các kịch bản. 61 Hình 47: Xu thế lƣu lƣợng mùa lũ tại các trạm chính trên sông Lô theo các kịch bản. 62 Hình 48: Xu thế lƣu lƣợng mùa kiệt tại các trạm chính trên sông Lô theo các kịch bản. 63 3 z Hình 49: Sự thay đổi của nhu cầu nƣớc trên lƣu vực sông Lô qua các thời kỳ theo các KB BĐKH.

64 Hình 50: Lƣợng nƣớc thiếu hụt trên lƣu vực sông Lô qua các giai đoạn – kịch bản A2. 65 Hình 51: Lƣợng nƣớc thiếu hụt trên lƣu vực sông Lô qua các giai đoạn – kịch bản B2. 66 Hình 52: Lƣợng nƣớc thiếu hụt trên lƣu vực sông Lô qua các giai đoạn – kịch bản B1. 68 Hình 53: Bản đồ phân vùng hạn hán lƣu vực sông Lô.

75 Hình 54: Bản đồ hạn hán lƣu vực sông Lô – Tháng 11/1992. 76 Hình 55: Bản đồ hạn hán lƣu vực sông Lô – Tháng 3/1993. 76 Hình 56: Bản đồ hạn hán lƣu vực sông Lô – Tháng 11/2052. 77 Hình 57: Bản đồ hạn hán lƣu vực sông Lô – Tháng 3/2053.

77 4 z DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 1: Lƣợng mƣa trung bình tháng và năm các trạm trên lƣu vực sông Lô. 15 Bảng 2: Lƣợng bốc hơi trung bình tháng và năm các trạm trên lƣu vực sông Lô. 16 Bảng 3: Sự thay đổi của nhiệt độ trung bình năm so với thời kỳ nền tại các trạm. 34 Bảng 4: Sự thay đổi của lƣợng mƣa năm tại các trạm trên sông Lô so với thời kỳ nền.

35 Bảng 5: Các thông số của mô hình NAM. 39 Bảng 6: Danh sách các trạm khí tƣợng sử dụng trong mô hình NAM. 42 Bảng 7: Kết quả hiệu chỉnh, kiểm định mô hình NAM tại các trạm chính trên sông Lô. 43 Bảng 8: Phân chia khu sử dụng nƣớc trên lƣu vực sông Lô.

56 Bảng 9: Kết quả hiệu chỉnh, kiểm định mô hình thông qua chỉ số NASH. 59 Bảng 10: Nhu cầu sử dụng nƣớc trên lƣu vực sông Lô theo các kịch bản BĐKH. 63 Bảng 11: Lƣợng nƣớc thiếu hụt trên lƣu vực sông Lô theo kịch bản A2. 64 Bảng 12: Lƣợng nƣớc thiếu hụt trên lƣu vực sông Lô theo kịch bản B2.

66 Bảng 13: Lƣợng nƣớc thiếu hụt trên lƣu vực sông Lô theo kịch bản B1. 67 Bảng 14: Lƣu lƣợng đỉnh lũ thiết kết 1%, 5% trung bình ngày và tức thời tại một số trạm thủy văn chính trên lƣu vực sông Lô – KB A2. 68 Bảng 15: Lƣu lƣợng đỉnh lũ thiết kết 1%, 5% trung bình ngày và tức thời tại một số trạm thủy văn chính trên lƣu vực sông Lô – KB B2. 69 Bảng 16: Lƣu lƣợng đỉnh lũ thiết kết 1%, 5% trung bình ngày và tức thời tại một số trạm thủy văn chính trên lƣu vực sông Lô – KB B1.

69 Bảng 17: Sự thay đổi của mực nƣớc lớn nhất tại trạm Vụ Quang theo các KB BĐKH. 71 Bảng 18: Chỉ tiêu phân cấp mức độ hạn. 73 Bảng 19: Danh sách các trạm khí tƣợng sử dụng trên sông Lô. 74 Bảng 20: Kết quả tính hệ số hạn cho lƣu vực sông Lô mùa khô năm 1992/1993.

75 Bảng 21: Kết quả tính hệ số hạn cho lƣu vực sông Lô mùa khô năm 1952/1953 – KB A2. 76 Bảng 22: Kết quả tính hệ số hạn cho lƣu vực sông Lô mùa khô năm 1952/1953 – KB B2 .