Luận văn: Tác động của biến đổi khí hậu đến tài nguyên nước tỉnh Hà Giang và giải pháp

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu hus đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến tài nguyên nước tỉnh hà giang và đề xuất giải pháp, khảo sát thực trạng, phân tích nguyên nhân, đề xuất

• Tác giả: Nguyễn Long Biên
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Văn Thắng
• Trường học: Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên
• Chuyên ngành: Khoa học môi trường
• Đề tài: Đánh Giá Tác Động Của Biến Đổi Khí Hậu Đến Tài Nguyên Nước Tỉnh Hà Giang Và Đề Xuất Giải Pháp Ứng Phó
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2012
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• MỞ ĐẦU
• 1. TỔNG QUAN VỀ BIỂU HIỆN, TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI TỈNH HÀ GIANG
• 1.1. Biểu hiện và tác động của biến đổi khí hậu
• 1.1.1. Khái niệm biến đổi khí hậu và các nghiên cứu trước đây
• 1.1.2. Biểu hiện, diễn biến và xu thế diễn biến khí hậu
• 1.1.2.1. Biểu hiện khí hậu
• 1.1.2.2. Diễn biến và xu thế biến đổi khí hậu
• 1.1.3. Tác động của BĐKH đến nguồn nước
• 1.2. Điều kiện tự nhiên, kinh tế – xã hội tỉnh Hà Giang
• 1.2.1. Điều kiện tự nhiên
• 1.2.1.1. Vị trí địa lý
• 1.2.1.2. Địa hình, địa mạo
• 1.2.2. Điều kiện kinh tế - xã hội
• 1.2.2.1. Thực trạng phát triển một số ngành kinh tế
• 1.2.2.2. Tình hình xã hội
• 1.2.3. Tài nguyên thiên nhiên
• 1.2.3.1. Tài nguyên nước
• 1.2.3.2. Tài nguyên đất
• 1.2.3.3. Tài nguyên rừng
• 1.2.3.4. Tài nguyên khoáng sản
• 1.2.3.5. Tài nguyên du lịch
• 1.2.4. Một số chỉ tiêu phát triển kinh tế - xã hội tỉnh Hà Giang đến năm 2015 và định hướng đến năm 2020
• 1.2.4.1. Chỉ tiêu chủ yếu
• 1.2.4.2. Phương hướng thực hiện
• 2. MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Đối tượng nghiên cứu
• 2.2. Mục tiêu nghiên cứu
• 2.3. Nội dung nghiên cứu
• 2.4. Phương pháp nghiên cứu
• 2.4.1. Phương pháp chọn lọc, kiểm định tài liệu, số liệu có liên quan
• 2.4.2. Phương pháp ứng dụng GIS
• 2.4.3. Phương pháp chuyên gia
• 2.4.4. Phương pháp thống kê, tổng hợp số liệu, kế thừa các nghiên cứu đã công bố
• 2.4.5. Phương pháp đánh giá tác động của BĐKH
• 3. ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN TÀI NGUYÊN NƯỚC TỈNH HÀ GIANG VÀ ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP ỨNG PHÓ
• 3.1. Tác động của biến đổi khí hậu đến tài nguyên nước tỉnh Hà Giang
• 3.1.1. Tác động đến lượng mưa
• 3.1.2. Tác động đến dòng chảy và nguồn nước mặt
• 3.1.3. Tác động đến lũ quét, lũ ống
• 3.1.4. Tác động đến bốc hơi nước và hạn hán
• 3.2. Đề xuất một số giải pháp ứng phó trong lĩnh vực tài nguyên nước
• 3.2.1. Thích ứng với sự gia tăng nhiệt độ
• 3.2.2. Thích ứng với sự gia tăng lượng mưa
• 3.2.3. Thích ứng với sự gia tăng cường độ và tần suất các hiện tượng thời tiết cực đoan, tai biến
• 3.2.4. Giải pháp hỗ trợ
• KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về tác động biến đổi khí hậu đến tài nguyên nước tỉnh Hà Giang

Biến đổi khí hậu (BĐKH) đã trở thành một trong những thách thức lớn nhất đối với tài nguyên nước tại tỉnh Hà Giang. Tỉnh miền núi này đang phải đối mặt với những biến đổi rõ rệt về lượng mưa, dòng chảy và các hiện tượng thời tiết cực đoan. Việc đánh giá tác động của BĐKH đến tài nguyên nước không chỉ giúp hiểu rõ hơn về tình hình hiện tại mà còn là cơ sở để đề xuất các giải pháp ứng phó hiệu quả.

1.1. Biểu hiện của biến đổi khí hậu tại Hà Giang

Tại Hà Giang, BĐKH thể hiện qua sự gia tăng nhiệt độ trung bình, thay đổi lượng mưa và tần suất các hiện tượng thời tiết cực đoan. Theo số liệu từ các trạm khí tượng, nhiệt độ trung bình đã tăng lên đáng kể trong những năm gần đây, trong khi lượng mưa lại có sự biến động lớn, gây ra tình trạng lũ quét và hạn hán.

1.2. Tác động của biến đổi khí hậu đến tài nguyên nước

BĐKH đã ảnh hưởng trực tiếp đến tài nguyên nước tại Hà Giang. Sự thay đổi lượng mưa dẫn đến sự biến động trong dòng chảy của các sông suối, làm gia tăng nguy cơ lũ quét và hạn hán. Điều này không chỉ ảnh hưởng đến nguồn nước sinh hoạt mà còn tác động đến sản xuất nông nghiệp và đời sống của người dân.

II. Vấn đề và thách thức trong quản lý tài nguyên nước ở Hà Giang

Quản lý tài nguyên nước tại Hà Giang đang gặp nhiều thách thức do tác động của BĐKH. Các vấn đề như thiếu nước vào mùa khô, lũ lụt vào mùa mưa và sự ô nhiễm nguồn nước đang ngày càng trở nên nghiêm trọng. Việc nhận diện và giải quyết những vấn đề này là rất cần thiết để bảo vệ tài nguyên nước.

2.1. Thiếu nước vào mùa khô

Mùa khô ở Hà Giang thường kéo dài và khắc nghiệt, dẫn đến tình trạng thiếu nước nghiêm trọng. Nguồn nước ngầm và nước mặt đều bị suy giảm, ảnh hưởng đến sinh hoạt và sản xuất nông nghiệp của người dân.

2.2. Nguy cơ lũ quét và sạt lở đất

Vào mùa mưa, Hà Giang thường xuyên phải đối mặt với lũ quét và sạt lở đất. Những hiện tượng này không chỉ gây thiệt hại về người và tài sản mà còn làm ô nhiễm nguồn nước, ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng.

III. Phương pháp nghiên cứu tác động của biến đổi khí hậu đến tài nguyên nước

Để đánh giá tác động của BĐKH đến tài nguyên nước, nhiều phương pháp nghiên cứu đã được áp dụng. Các phương pháp này bao gồm phân tích số liệu khí hậu, khảo sát thực địa và mô hình hóa dòng chảy. Việc sử dụng các công nghệ hiện đại như GIS cũng giúp nâng cao độ chính xác trong việc đánh giá.

3.1. Phân tích số liệu khí hậu

Phân tích số liệu khí hậu từ các trạm quan trắc giúp xác định xu hướng biến đổi nhiệt độ và lượng mưa. Những dữ liệu này là cơ sở để dự báo các hiện tượng thời tiết cực đoan trong tương lai.

3.2. Mô hình hóa dòng chảy

Mô hình hóa dòng chảy giúp dự đoán sự biến động của nguồn nước trong các điều kiện khí hậu khác nhau. Phương pháp này cho phép đánh giá tác động của BĐKH đến tài nguyên nước một cách chi tiết và chính xác.

IV. Đề xuất giải pháp ứng phó với biến đổi khí hậu tại Hà Giang

Để ứng phó với tác động của BĐKH đến tài nguyên nước, cần có những giải pháp đồng bộ và hiệu quả. Các giải pháp này không chỉ giúp bảo vệ tài nguyên nước mà còn nâng cao khả năng thích ứng của cộng đồng.

4.1. Tăng cường quản lý tài nguyên nước

Cần có các chính sách quản lý tài nguyên nước chặt chẽ hơn, bao gồm việc bảo vệ nguồn nước, kiểm soát ô nhiễm và khuyến khích sử dụng nước tiết kiệm.

4.2. Nâng cao nhận thức cộng đồng

Giáo dục và nâng cao nhận thức của cộng đồng về tác động của BĐKH và tầm quan trọng của việc bảo vệ tài nguyên nước là rất cần thiết. Các chương trình truyền thông có thể giúp người dân hiểu rõ hơn về cách ứng phó với các hiện tượng thời tiết cực đoan.

V. Kết luận và hướng đi tương lai cho tài nguyên nước tỉnh Hà Giang

Tác động của BĐKH đến tài nguyên nước tại Hà Giang là một vấn đề nghiêm trọng cần được giải quyết. Việc đánh giá đúng mức độ tác động và đề xuất các giải pháp ứng phó kịp thời sẽ giúp bảo vệ tài nguyên nước và nâng cao chất lượng cuộc sống của người dân. Hướng đi tương lai cần tập trung vào việc phát triển bền vững và thích ứng với BĐKH.

5.1. Tầm quan trọng của nghiên cứu liên tục

Nghiên cứu liên tục về tác động của BĐKH đến tài nguyên nước là cần thiết để cập nhật thông tin và điều chỉnh các chính sách quản lý. Việc này sẽ giúp đảm bảo tài nguyên nước được bảo vệ và sử dụng hiệu quả.

5.2. Hợp tác quốc tế trong ứng phó với biến đổi khí hậu

Hợp tác quốc tế trong nghiên cứu và ứng phó với BĐKH sẽ mang lại nhiều lợi ích cho Hà Giang. Các chương trình hợp tác có thể giúp chia sẻ kinh nghiệm và công nghệ, từ đó nâng cao khả năng ứng phó với BĐKH.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Tỉnh Hà Giang sở hữu tổng diện tích tự nhiên 7.914,89 km² với hơn 90% địa hình là đồi núi cao hiểm trở và độ dốc lớn. Đây là địa bàn sinh sống của 737.311 cư dân, trong đó cơ cấu kinh tế phụ thuộc lớn vào nông - lâm nghiệp. Biến đổi khí hậu đang tạo ra những áp lực chưa từng có lên an ninh tài nguyên nước tại vùng cực Bắc Việt Nam. Nghiên cứu tập trung giải quyết nghịch lý thủy văn sâu sắc tại địa phương: tình trạng thiếu nước sinh hoạt và sản xuất trầm trọng vào mùa khô tại 4 huyện cao nguyên đá vôi gồm Quản Bạ, Yên Minh, Đồng Văn, Mèo Vạc diễn ra song hành cùng hiểm họa lũ quét, sạt lở đất khốc liệt trong mùa mưa bão.

Mục tiêu cốt lõi của công trình là phân tích, định lượng các tác động của biến đổi khí hậu đến hệ thống tài nguyên nước mặt tỉnh Hà Giang, bao gồm các thông số về lượng mưa, chế độ dòng chảy, bốc thoát hơi tiềm năng, nguy cơ hạn hán và hiểm họa lũ quét - lũ ống. Nghiên cứu thực hiện đánh giá toàn diện trên địa bàn 10 huyện và 01 thành phố thuộc tỉnh, tập trung vào mạng lưới thủy văn lưu vực sông Lô, sông Gâm và sông Chảy. Khung thời gian phân tích bao gồm chuỗi số liệu quan trắc khí tượng thủy văn giai đoạn 1980 - 2010 và các mốc mô phỏng dự báo tương lai đến năm 2020, 2050 và 2100 theo kịch bản phát thải trung bình B2.

Kết quả nghiên cứu mang ý nghĩa khoa học và thực tiễn quan trọng, trực tiếp đóng góp cơ sở dữ liệu phục vụ các chương trình mục tiêu quốc gia về ứng phó biến đổi khí hậu. Công trình cung cấp luận cứ khoa học để hoàn thiện quy hoạch phân bổ nguồn nước, bảo đảm an sinh xã hội cho hơn 55.627 người dân vùng khan hiếm nước, đồng thời giảm thiểu tổn thất kinh tế do thiên tai vốn gây thiệt hại hàng chục tỷ đồng mỗi năm cho địa phương.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu xây dựng trên nền tảng khung đánh giá tính dễ bị tổn thương và khả năng thích ứng với biến đổi khí hậu do Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi Khí hậu (IPCC) ban hành. Mô hình phát thải khí nhà kính toàn cầu theo kịch bản phát thải trung bình B2 được áp dụng để lượng hóa xu thế biến đổi nhiệt độ và lượng mưa địa phương trong các thập kỷ của thế kỷ 21.

Về mặt thủy văn học, luận văn áp dụng lý thuyết cân bằng nước lưu vực sông và nguyên lý chuyển hóa mưa thành dòng chảy trong điều kiện địa hình miền núi chia cắt mạnh. Các khái niệm học thuật then chốt được chuẩn hóa bao gồm:

• Biến đổi khí hậu do con người gây ra làm thay đổi thành phần khí quyển toàn cầu.
• Dòng chảy mặt đặc trưng qua lưu lượng dòng chảy mùa kiệt và mùa lũ.
• Bốc thoát hơi tiềm năng phản ánh nhu cầu bốc hơi của khí quyển dưới tác động của nhiệt độ gia tăng.
• Chỉ số nguy cơ lũ quét - lũ ống tổng hợp từ các yếu tố lượng mưa, độ dốc, địa mạo và lớp phủ thực vật.
• Tính dễ bị tổn thương của hệ sinh thái và cộng đồng trước sự phân hóa cực đoan của nguồn nước.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng nguồn dữ liệu khí tượng thủy văn đa tầng từ mạng lưới quan trắc gồm 18 trạm đo mưa và trạm thủy văn thuộc khu vực tỉnh Hà Giang cùng vùng phụ cận, tiêu biểu là các trạm Hà Giang, Bắc Mê, Bắc Quang, Hoàng Su Phì, Hàm Yên và Chiêm Hóa. Chuỗi số liệu thủy văn liên tục 20 năm từ 1991 đến 2010 được thu thập, xử lý và kiểm định độ tin cậy. Dữ liệu kinh tế - xã hội, hiện trạng sử dụng đất và tai biến thiên tai được tổng hợp đồng bộ từ niên giám thống kê và báo cáo hành chính của 11 đơn vị cấp huyện.

Phương pháp chọn mẫu dữ liệu được thực hiện theo nguyên tắc bao phủ không gian lưu vực và đại diện cho các tiểu vùng khí hậu đặc thù từ vùng núi cao đá vôi phía Bắc, vùng đồi núi đất phía Tây đến vùng đồi thấp phía Nam. Nghiên cứu tích hợp hệ thống thông tin địa lý (GIS) trên nền tảng ArcGIS để mô hình hóa không gian, nội suy đường đẳng trị lượng mưa và tích hợp các lớp bản đồ chuyên đề nhằm phân vùng rủi ro lũ quét và hạn hán. Phương pháp thống kê toán học thủy văn được lựa chọn để thiết lập phương trình tương quan giữa lượng mưa nhiều năm và mô đun dòng chảy bề mặt. Timeline nghiên cứu đánh giá hiện trạng trên cơ sở chuỗi dữ liệu 1980 - 2010 và ngoại suy dự báo tác động theo các lát cắt thời gian 2020, 2050 và 2100.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Lượng mưa tại Hà Giang có sự phân hóa không gian vô cùng sâu sắc và diễn biến ngày càng phức tạp. Lượng mưa trung bình nhiều năm tại trạm Bắc Quang đạt mức kỷ lục 4.899,8 mm, trong khi tại Hoàng Su Phì chỉ đạt 1.600,7 mm và Bắc Mê là 1.612,0 mm. Dưới tác động của biến đổi khí hậu theo kịch bản B2, lượng mưa có xu hướng giảm từ 5% đến hơn 10% trong các tháng mùa cạn và gia tăng tập trung đột biến trong 1 - 2 tháng cao điểm mùa lũ.

Chế độ dòng chảy sông ngòi biến động tương ứng với độ chênh lệch cực đoan giữa hai mùa. Tại trạm thủy văn Hà Giang trên sông Lô, lưu lượng dòng chảy trung bình nhiều năm đạt 213 m³/s, nhưng lưu lượng đỉnh lũ cực đại từng vọt lên mức 2.627 m³/s, trong khi lưu lượng kiệt mùa khô xuống thấp kỷ lục ở mức 24,4 m³/s. Tại trạm Đạo Đức trên sông Lô, lưu lượng dòng chảy trung bình đạt 176 m³/s với biên độ dao động giữa mùa lũ và mùa kiệt chênh lệch nhau trên 15 lần.

Nguy cơ tai biến lũ quét, sạt lở bờ sông gia tăng rõ rệt ở các sườn núi dốc trên 25° thuộc huyện Hoàng Su Phì và Vị Xuyên do các trận mưa lớn cường suất cao xuất hiện dày đặc hơn. Ngược lại, tình trạng hạn hán và thiếu nước ngọt ngày càng khốc liệt tại 4 huyện vùng cao núi đá phía Bắc. Do hiện tượng tăng nhiệt độ trung bình năm từ 0,5°C đến 0,6°C trong 50 năm qua kết hợp cùng quá trình karst hóa, lượng nước mặt bị suy giảm nhanh chóng, khiến nguy cơ hoang mạc hóa cục bộ gia tăng vào mùa khô.

Thảo luận kết quả

Sự phân cực dòng chảy bắt nguồn từ tính chất địa chất kết hợp với hình thái thời tiết dị thường. Cấu trúc địa hình đồi núi dốc đứng làm thời gian tập trung dòng chảy ngắn, biến các trận mưa cực đoan thành lũ ống, lũ quét tàn phá hạ lưu. Trong khi đó, địa mạo karst tại cao nguyên đá Đồng Văn khiến nước mưa nhanh chóng thấm sâu vào các tầng nứt nẻ ngầm ở độ sâu lớn, làm triệt tiêu nguồn nước mặt phục vụ sinh hoạt.

Dữ liệu thủy văn được mô hình hóa hiệu quả qua các biểu đồ tương quan mưa - dòng chảy và bản đồ phân vùng hạn hán, lũ quét theo tỷ lệ 1:100.000. So sánh với các nghiên cứu thủy văn tại vùng núi Tây Bắc, Hà Giang chịu mức độ tổn thương nguồn nước cao hơn do mạng lưới sông ngòi có độ dốc lòng suối lớn và hạ tầng trữ nước còn sơ khai. Kết quả chỉ ra rằng biến đổi khí hậu không chỉ đơn thuần làm thay đổi tổng lượng nước hàng năm mà chủ yếu làm méo mó quy luật phân phối dòng chảy theo mùa, gây áp lực trực tiếp lên 75,24% lực lượng lao động nông nghiệp toàn tỉnh.

Đề xuất và khuyến nghị

Nhằm giảm thiểu tổn thương và tối ưu hóa quản lý tài nguyên nước trước bối cảnh biến đổi khí hậu, nghiên cứu đề xuất 4 nhóm giải pháp chiến lược:

1. Xây dựng và nâng cấp hệ thống hạ tầng trữ nước phân tán: Đẩy nhanh tiến độ hoàn thiện và khai thác hiệu quả mạng lưới 91 hồ chứa nước sinh hoạt (hồ treo) tại 4 huyện núi đá Quản Bạ, Yên Minh, Đồng Văn, Mèo Vạc. Đảm bảo tổng dung tích trữ nước đạt trên 516.497 m³, cấp đủ nước sạch sinh hoạt cho 10.114 hộ dân (55.627 nhân khẩu) với chỉ tiêu 100% hộ dân nông thôn vùng cao tiếp cận nước hợp vệ sinh vào giai đoạn 2015 - 2020. Cơ quan chủ trì: Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn phối hợp với UBND các huyện vùng cao.

2. Khôi phục và nâng cao chất lượng rừng phòng hộ đầu nguồn: Triển khai trồng mới trên 55.000 ha rừng sản xuất và khoanh nuôi bảo vệ rừng đầu nguồn tại lưu vực sông Lô, sông Gâm, sông Chảy. Phấn đấu nâng tỷ lệ che phủ rừng toàn tỉnh lên mức 60% vào năm 2015 và duy trì bền vững đến năm 2020 nhằm tăng khả năng giữ nước ngầm, giảm 20 - 30% tốc độ dòng chảy mặt mùa lũ. Cơ quan thực hiện: Chi cục Kiểm lâm và Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn tỉnh Hà Giang.

3. Quy hoạch sắp xếp dân cư và di dời khỏi vùng nguy cơ cao: Rà soát và tổ chức di dời, quy tụ trên 8.000 hộ dân đang cư trú rải rác trên các sườn núi dốc nguy hiểm, thung lũng hẹp có nguy cơ sạt lở đất và lũ quét về các cụm định cư tập trung an toàn trước năm 2020. Cơ quan thực hiện: Ban Chỉ huy Phòng chống thiên tai và Tìm kiếm cứu nạn tỉnh cùng UBND cấp huyện, xã.

4. Hiện đại hóa hệ thống cảnh báo sớm và giám sát tài nguyên nước: Ứng dụng công nghệ GIS, viễn thám kết hợp đầu tư thêm tối thiểu 10 trạm đo mưa tự động tại các khu vực trọng điểm. Nâng cấp năng lực dự báo khí tượng thủy văn nhằm đưa ra cảnh báo lũ quét trước 3 - 6 giờ cho cộng đồng dân cư. Cơ quan chủ trì: Đài Khí tượng Thủy văn tỉnh Hà Giang phối hợp Sở Tài nguyên và Môi trường.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Cơ quan quản lý nhà nước và hoạch định chính sách: Sở Tài nguyên và Môi trường, Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn tỉnh Hà Giang có thể trực tiếp ứng dụng các số liệu kịch bản B2 và bản đồ phân vùng nguy cơ để xây dựng Kế hoạch hành động ứng phó biến đổi khí hậu và đề án an ninh nguồn nước cấp tỉnh.

2. Chính quyền địa phương các huyện miền núi: UBND các huyện vùng cao núi đá như Đồng Văn, Mèo Vạc, Hoàng Su Phì sử dụng kết quả nghiên cứu để quy hoạch mạng lưới hồ chứa nước sinh hoạt, bố trí mùa vụ nông nghiệp thích ứng với mùa khô hạn và lập phương án sơ tán dân cư khỏi vùng lũ quét.

3. Các viện nghiên cứu, trường đại học và học viên cao học: Các nhà khoa học chuyên ngành Khoa học Môi trường, Biến đổi Khí hậu, Thủy văn học có thể kế thừa phương pháp tích hợp GIS trong phân tích tương quan mưa - dòng chảy tại các lưu vực có độ dốc cao và địa hình karst đặc thù.

4. Các tổ chức phi chính phủ và ban quản lý dự án phát triển: Các tổ chức hoạt động trong lĩnh vực hỗ trợ sinh kế, nước sạch và giảm nhẹ rủi ro thiên tai có cơ sở dữ liệu chuẩn xác để tài trợ các mô hình bể trữ nước mưa, phát triển hệ thống nước tự chảy cho 75,24% lao động nông nghiệp vùng khó khăn.

Câu hỏi thường gặp

1. Biến đổi khí hậu tác động rõ nét nhất đến yếu tố thủy văn nào tại Hà Giang?
Biến đổi khí hậu tác động mạnh mẽ nhất đến sự biến động lượng mưa và chế độ dòng chảy theo mùa. Tại trạm Bắc Quang, lượng mưa năm đạt tới 4.899,8 mm trong khi mùa khô tại các huyện vùng cao suy giảm gay gắt, gây chênh lệch lưu lượng sông Lô từ 2.627 m³/s trong mùa lũ xuống chỉ còn 24,4 m³/s trong mùa cạn.

2. Tại sao cao nguyên đá Đồng Văn thường xuyên chịu hạn hán dù lượng mưa trung bình tỉnh khá cao?
Nguyên nhân chủ yếu do cấu trúc địa mạo karst với tầng đá vôi nứt nẻ sâu khiến nước mưa thấm hút nhanh xuống lòng đất mà không giữ được trên bề mặt. Thêm vào đó, nhiệt độ tăng cao làm gia tăng bốc thoát hơi tiềm năng, khiến 4 huyện phía Bắc thiếu nước sinh hoạt trầm trọng vào mùa khô.

3. Nghiên cứu sử dụng kịch bản biến đổi khí hậu nào làm cơ sở đánh giá?
Luận văn áp dụng kịch bản phát thải trung bình B2 được Bộ Tài nguyên và Môi trường cùng Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Môi trường công bố. Đây là kịch bản phù hợp nhất với điều kiện phát triển kinh tế - xã hội vùng núi phía Bắc trong các mốc dự báo 2020, 2050 và 2100.

4. Giải pháp công trình nào mang lại hiệu quả cấp nước thực tế cao nhất cho người dân vùng cao?
Xây dựng hệ thống hồ treo chứa nước sinh hoạt là giải pháp tối ưu. Toàn tỉnh đã triển khai 91 công trình hồ chứa với tổng vốn đầu tư 989,2 tỷ đồng, tổng dung tích 516.497 m³, giải quyết căn bản nhu cầu nước sạch sinh hoạt cho 55.627 người dân tại 4 huyện núi đá hiểm trở.

5. Công nghệ GIS đóng góp vai trò gì trong việc xử lý dữ liệu của luận văn?
Hệ thống ArcGIS 10 được sử dụng để số hóa và chồng ghép 18 trạm quan trắc thủy văn, nội suy đường đẳng trị mưa năm và tích hợp 6 yếu tố địa hình, địa mạo, thổ nhưỡng để thành lập bản đồ phân vùng nguy cơ lũ quét, hạn hán chính xác cho toàn tỉnh.

Kết luận

• Luận văn lượng hóa toàn diện bức tranh tác động của biến đổi khí hậu đến tài nguyên nước mặt trên phạm vi 7.914,89 km² diện tích tự nhiên tỉnh Hà Giang theo kịch bản phát thải trung bình B2.
• Làm rõ tính quy luật phân hóa không gian lượng mưa cực đoan, từ tâm mưa Bắc Quang 4.899,8 mm đến các thung lũng ít mưa Hoàng Su Phì 1.600,7 mm, kéo theo biên độ dao động dòng chảy sông Lô chênh lệch trên 100 lần giữa đỉnh lũ và mùa kiệt.
• Xác lập bản đồ phân vùng nguy cơ lũ quét, sạt lở bờ sông và hạn hán chi tiết bằng công nghệ GIS, tạo tiền đề khoa học vững chắc cho công tác quản trị rủi ro thiên tai địa phương.
• Đề xuất hệ thống giải pháp công trình và phi công trình đồng bộ, trọng tâm là khai thác hiệu quả 91 hồ chứa nước sinh hoạt, nâng độ che phủ rừng lên 60% và di dời 8.000 hộ dân khỏi vùng hiểm họa trước năm 2020.
• Định hướng nghiên cứu tiếp theo cần mở rộng đánh giá chi tiết trữ lượng các tầng chứa nước ngầm khe nứt và cập nhật các mô hình kịch bản biến đổi khí hậu mới nhất.

Quý cơ quan, nhà khoa học và bạn đọc quan tâm vui lòng tham khảo chi tiết toàn văn luận văn thạc sĩ khoa học môi trường để ứng dụng phương pháp luận và số liệu vào các đề án quản lý tài nguyên nước thực tiễn.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ BIỂU HIỆN, TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI TỈNH HÀ GIANG 1. Biểu hiện và tác động của biến đổi khí hậu 1. Khái niệm biến đổi khí hậu và các nghiên cứu trước đây Trái Đất của chúng ta đang nóng dần lên do chịu ảnh hưởng của hiệu ứng nhà kính.

Nguyên nhân gây ra hiệu ứng nhà kính là do nồng độ các khí tự nhiên có trong bầu khí quyển và các khí do các hoạt động sinh hoạt, sản xuất của con người thải vào khí quyển đang có xu hướng tăng lên. Khác với xu thế biến đổi tự nhiên của hệ thống khí hậu và thời tiết trên Trái Đất, hiện tượng nóng lên của Trái Đất do hoạt động trực tiếp hoặc gián tiếp của con người gây ra thay đổi các thành phần trong khí quyển toàn cầu được gọi là BĐKH (Climate Change). Theo công ước khí hậu thì BĐKH (Climate Change) là sự thay đổi của khí hậu được quy trực tiếp hay gián tiếp là do hoạt động của con người làm thay đổi thành phần của khí quyển toàn cầu và đóng góp thêm vào sự biến động khí hậu tự nhiên trong các thời gian có thể so sánh được [9]. BĐKH (bổ sung) thì biến đổi khí hậu xác định sự khác biệt giữa các giá trị trung bình dài hạn của một tham số hay thống kê khí hậu.

Trong đó, trung bình được thực hiện trong một khoảng thời gian xác định, thường là vài thập kỷ [9]. Đứng trước những nguy cơ bị tác động do BĐKH, thế giới đã có nỗ lực trong các hành động thích ứng như: Công ước khung của Liên Hợp Quốc về BĐKH (UNFCCC); Nghị định thư Kyoto (KP), Hội nghị lần thứ 15 các bên tham gia Công ước khung của Liên Hiệp quốc về BĐKH (COP 15) và Hội nghị lần thứ 5 các bên tham gia Nghị định thư Kyoto (CMP5) tại Copenhegen, Đan Mạch, Hội nghị của Liên Hiệp Quốc về BĐKH lần thứ 16 (COP 16) tại Cancun, Mexico và hàng loạt các tài liệu về việc giảm phát thải KNK, về bảo vệ môi trường. liên quan đến BĐKH toàn cầu. Các nghiên cứu về BĐKH và về tác động của BĐKH đến TNN đã thực hiện tại Việt Nam như: Nghiên cứu tác động của BĐKH ở lưu vực sông Hương và chính Khoa Môi trường 3 Trường ĐH Khoa học Tự nhiên LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Luận văn tốt nghiệp Nguyễn Long Biên-K18CHMT sách thích nghi ở huyện Phú Vang (tỉnh Thừa Thiên Huế); Tác động của BĐKH lên tài nguyên nước và các biện pháp thích ứng; Các kịch bản về nước biển dâng và khả năng giảm thiểu rủi ro do thiên tai ở Việt Nam; “Thông báo quốc gia lần thứ nhất của Việt Nam cho Công ước BĐKH” và nhiều nghiên cứu khác.

Những kết quả nghiên cứu đã giúp nâng cao hiểu biết và nhận thức về BĐKH. Chương trình mục tiêu quốc gia ứng phó với BĐKH, kịch bản BĐKH và nước biển dâng cho Việt Nam, chương trình khoa học công nghệ quốc gia về BĐKH, các chương trình hợp tác với UNDP, ADB, với WB, với DANIDA, JICA, Hà Lan, USA. Trong thời gian gần đây nhất (2008 - 2010), đề tài nghiên cứu cấp nhà nước KC.13 “Nghiên cứu ảnh hưởng của BĐKH đến các điều kiện tự nhiên, tài nguyên thiên nhiên và đề xuất các giải pháp chiến lược phòng tránh, giảm nhẹ và thích nghi, phục vụ phát triển bền vững kinh tế xã hội ở Việt Nam”, thuộc chương trình “Khoa học và công nghệ phục vụ phòng tránh thiên tai, bảo vệ môi trường và sử dụng hợp lý tài nguyên thiên nhiên, KC. Biểu hiện, diễn biến và xu thế diễn biến khí hậu 1.

Biểu hiện khí hậu a. Biểu hiện khí hậu trên thế giới Theo số liệu quan trắc khí hậu ở các nước cho thấy, Trái Đất đang nóng lên với sự gia tăng của nhiệt độ bình quân toàn cầu và nhiệt độ nước biển; băng và tuyết đã và đang tan trên phạm vi rộng làm cho diện tích băng ở Bắc Cực và Nam Cực thu hẹp đáng kể, dẫn đến mực nước biển dâng cao. Theo đánh giá đáng tin cậy nhất thì trong khoảng thời gian từ năm 1906 đến năm 2005, nhiệt độ trên toàn cầu đã tăng trong phạm vi 0,58 - 0,92 0C, trung bình 0,74 0C, tăng nhanh trong vòng 50 năm gần đây (hình 1). Sự nóng lên toàn cầu từ giữa thế kỷ 20 là do sự gia tăng của hàm lượng KNK do con người gây ra.

Khoa Môi trường 4 Trường ĐH Khoa học Tự nhiên LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Luận văn tốt nghiệp Nguyễn Long Biên-K18CHMT Hình 1. Biến đổi của nhiệt độ bề mặt Trái Đất theo thời gian (Nguồn: IPCC, 2007) Sự thay đổi thành phần và chất lượng khí quyển có hại cho môi trường sống của con người và các sinh vật trên Trái Đất: Nồng độ các khí trong khí quyển thay đổi theo chiều hướng tăng nồng độ các khí gây hiệu ứng nhà kính. Nồng độ CO2 tăng khoảng 31%; nồng độ NO2 tăng khoảng 151%; nồng độ CH4 tăng 248%; các khí khác cũng có nồng độ tăng đáng kể so với thời kỳ trước công nghiệp hóa; một số khí như các dạng khác nhau của khí HFC, PFC, SF6 là những khí chỉ mới xuất hiện sau cuộc cách mạng công nghiệp [1]. Khoa Môi trường 5 Trường ĐH Khoa học Tự nhiên LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Luận văn tốt nghiệp Nguyễn Long Biên-K18CHMT Hình 2.

Xu hướng biến đổi một số khí nhà kính đến 2005 (Nguồn: IPCC, 2007) Kết quả phân tích cho thấy, nói chung, trong phạm vi 30 0 - 85 0 vĩ Bắc, mưa 0 0 trên đất liền tăng trong thế kỷ 20, nhưng trong phạm vi 10 vĩ Nam đến 30 vĩ Bắc thì mưa giảm đáng kể trong 40 năm qua. Trong phạm vi 10 0 - 30 0 vĩ Bắc, có dấu hiệu mưa tăng trong thời gian từ năm 1900 đến năm 1950, nhưng giảm từ khoảng sau năm 1970 [11]. Những trận mưa lớn sẽ xuất hiện thường xuyên hơn. Cường độ những trận mưa cũng sẽ tăng lên, đặc biệt là ở các vùng nhiệt đới và vĩ độ cao, nơi lượng mưa bình quân tăng; nhưng có xu thế khô hạn ở các khu vực giữa các lục địa, dẫn đến nguy cơ hạn hán ở các khu vực này tăng lên.

Trên phần lớn các khu vực nhiệt đới và vĩ độ cao, mưa dữ dội sẽ tăng nhiều hơn so với mưa trung bình. Bốc thoát hơi tiềm năng sẽ tăng lên ở hầu hết các nơi. Do đó, từ sau năm 1970, hạn hán xuất hiện thường xuyên hơn ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới [1]. Hoạt động của xoáy thuận nhiệt đới, đặc biệt là các cơn bão mạnh, gia tăng từ năm 1970 và ngày càng xuất hiện nhiều hơn các cơn bão có quỹ đạo bất thường [9].

Khoa Môi trường 6 Trường ĐH Khoa học Tự nhiên LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Luận văn tốt nghiệp Nguyễn Long Biên-K18CHMT Biến đổi trong chế độ hoàn lưu quy mô lớn trên các lục địa và đại dương, dẫn đến sự gia tăng về số lượng và cường độ hiện tượng El Ninô. Các thành phần của chu trình thủy văn đã có sự biến đổi trong vài thập niên qua, như gia tăng hàm lượng hơi nước trong khí quyển; mưa thay đổi cả về lượng mưa, dạng mưa, cường độ và các cực trị mưa; giảm băng tuyết che phủ trên diện rộng; độ ẩm đất và dòng chảy thay đổi. TNN bị tổn thương và bị tác động mạnh bởi BĐKH và do đó gây nên những hậu quả bất lợi đối với loài người và các hệ sinh thái. Dự báo rằng, vào giữa thế kỷ này, do BĐKH nên dòng chảy năm trung bình của sông suối sẽ tăng lên ở các khu vực vĩ độ cao và một vài khu vực nhiệt đới ẩm, nhưng giảm ở một số khu vực nằm ở vĩ độ vừa và khu vực nhiệt đới khô.

Nhiều bằng chứng cho thấy, dòng chảy năm đã có những thay đổi trên phạm vi toàn cầu với sự gia tăng dòng chảy ở một số vùng (vĩ độ cao và phần nhiều các nơi ở Mỹ), nhưng lại giảm ở các vùng khác (như một số nơi ở Tây Châu Phi, Nam Châu Âu và cực nam của Nam Mỹ (Milly et al., 2005 và nhiều nghiên cứu khác trên phạm vi lưu vực). Sự dao động giữa các năm của dòng chảy còn chịu ảnh hưởng bởi sự biến đổi của chế độ hoàn lưu trên quy mô lớn như các hiện tượng: ENSO (El Nino - Sourthern Oscillation), NAO (North Atlantic Oscillation) và PNA (Pacific - North American). Một nghiên cứu cho rằng, trong thế kỷ 20, tổng lượng dòng chảy toàn cầu đã tăng lên cùng với sự gia tăng của nhiệt độ với mức tăng 4%/1 0C (Labat et al, 2004). Mực nước biển trung bình toàn cầu đã tăng lên với mức tăng trung bình khoảng 1,7 ± 0,5 mm/năm trong thời kỳ từ giữa thế kỷ 19 đến giữa thế kỷ 20, 1,8 ± 0,5 mm/năm trong giai đoạn từ năm 1961 đến năm 2003 và đặc biệt tăng nhanh trong giai đoạn từ năm 1993 đến năm 2003 với mức 3,1 ± 0,7 mm/năm (theo IPCC).

Sự dâng cao mực nước biển do tan băng dẫn tới sự ngập úng của các vùng đất thấp, các đảo nhỏ trên biển (hình 3). Khoa Môi trường 7 Trường ĐH Khoa học Tự nhiên LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Luận văn tốt nghiệp Nguyễn Long Biên-K18CHMT Hình 3. Biến đổi mực nước biển theo thời gian (Nguồn: IPCC, 2007) Sự di chuyển của các đới khí hậu tồn tại hàng nghìn năm trên các vùng khác nhau của Trái Đất dẫn tới nguy cơ đe doạ sự sống của các loài sinh vật, các hệ sinh thái và hoạt động của con người: BĐKH gây hiện tượng di cư của các loài lên vùng có vĩ độ cao; gây nguy cơ diệt vong cho 1/3 số loài hiện có trên Trái Đất. Theo cảnh báo của Quỹ Động vật hoang dã Thế giới, tình trạng nóng lên của khí hậu Trái Đất nếu không được kiểm soát có thể đẩy 72% số loài chim trên hành tinh tới bờ vực của sự tuyệt chủng [9].

Một số biểu hiện khác: - Sự thay đổi cường độ hoạt động của quá trình hoàn lưu khí quyển, chu trình tuần hoàn nước trong tự nhiên và các chu trình sinh địa hóa khác. Đặc biệt, sự biến đổi trong chế độ hoàn lưu quy mô lớn trên các lục địa và đại dương, dẫn đến sự gia tăng về số lượng và cường độ hiện tượng El Ninô. - Sự thay đổi năng suất sinh học của các hệ sinh thái, chất lượng và thành phần của thuỷ quyển, sinh quyển, các địa quyển… b. Biểu hiện khí hậu tại Việt Nam Ở Việt Nam, xu thế biến đổi của nhiệt độ và lượng mưa là rất khác nhau trên 0 các vùng trong 50 năm qua.