Tổng quan nghiên cứu

Biến đổi khí hậu toàn cầu đang gây ra những biến động lớn về khí hậu và mực nước biển dâng, ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường, tài nguyên và hệ sinh thái tự nhiên. Việt Nam, đặc biệt là khu vực Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL), được xem là một trong năm quốc gia chịu tác động nặng nề nhất do biến đổi khí hậu, với mực nước biển dâng làm gia tăng xâm nhập mặn. Huyện Gò Công Đông, tỉnh Tiền Giang, là huyện ven biển duy nhất của tỉnh, nằm giữa hạ lưu sông Tiền và sông Vàm Cỏ, có điều kiện tự nhiên thuận lợi cho phát triển nông nghiệp nhưng cũng rất dễ bị ảnh hưởng bởi xâm nhập mặn do nước biển dâng.

Mục tiêu nghiên cứu của luận văn là đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến xâm nhập mặn tại huyện Gò Công Đông, mô phỏng diễn biến xâm nhập mặn theo các kịch bản nước biển dâng đến năm 2050, đồng thời đề xuất các giải pháp thích ứng nhằm giảm thiểu thiệt hại cho ngành nông nghiệp và nuôi trồng thủy sản. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào các xã ven biển của huyện, với dữ liệu thu thập từ năm 2001 đến 2018, sử dụng mô hình MIKE 11 để mô phỏng và phân tích.

Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc cung cấp cơ sở khoa học cho công tác quản lý tài nguyên nước, ứng phó với biến đổi khí hậu và phát triển bền vững kinh tế - xã hội tại địa phương. Kết quả cho thấy xâm nhập mặn đã vượt ngưỡng 4‰ tại các vùng ven biển và cửa sông, ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường đất, nước và sản xuất nông nghiệp, đòi hỏi các giải pháp thích ứng kịp thời và hiệu quả.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

  • Lý thuyết biến đổi khí hậu: Biến đổi khí hậu được định nghĩa là sự thay đổi lâu dài về các yếu tố khí hậu như nhiệt độ, lượng mưa, mực nước biển do các nguyên nhân tự nhiên và nhân tạo. Các báo cáo của IPCC cung cấp cơ sở khoa học về xu hướng tăng nhiệt độ toàn cầu, mực nước biển dâng và các hiện tượng khí hậu cực đoan.

  • Mô hình thủy động lực học MIKE 11: Đây là mô hình toán học tích hợp các module thủy động lực học (HD) và tải khuếch tán (AD) dùng để mô phỏng dòng chảy, mực nước và nồng độ mặn trong hệ thống sông, kênh. Mô hình cho phép đánh giá diễn biến xâm nhập mặn theo các kịch bản biến đổi khí hậu và nước biển dâng.

  • Khái niệm xâm nhập mặn: Xâm nhập mặn là hiện tượng nước biển lan sâu vào nội địa qua các hệ thống sông, kênh do sự mất cân bằng giữa lượng nước ngọt và nước mặn, bị gia tăng bởi mực nước biển dâng và khai thác nước ngầm quá mức.

  • Khái niệm thích ứng biến đổi khí hậu: Các biện pháp nhằm giảm thiểu tác động tiêu cực của biến đổi khí hậu, bao gồm chuyển đổi cơ cấu cây trồng, quản lý nguồn nước, xây dựng công trình thủy lợi và nâng cao nhận thức cộng đồng.

Phương pháp nghiên cứu

  • Nguồn dữ liệu: Dữ liệu khí tượng thủy văn, thủy văn sông, nồng độ mặn, địa hình, sử dụng đất và kinh tế xã hội được thu thập từ Sở Tài nguyên Môi trường tỉnh Tiền Giang, Trung tâm Khí tượng Thủy văn tỉnh, Cục Thống kê tỉnh và các cơ quan liên quan. Dữ liệu khảo sát thực địa và điều tra xã hội cũng được tiến hành để bổ sung.

  • Phương pháp phân tích: Sử dụng mô hình MIKE 11 để mô phỏng diễn biến xâm nhập mặn hiện trạng và dự báo đến năm 2030 và 2050 theo các kịch bản nước biển dâng 12 cm và 22 cm. Phân tích số liệu thống kê về nhiệt độ, lượng mưa, mực nước sông và độ mặn để đánh giá xu hướng biến đổi khí hậu và tác động đến xâm nhập mặn.

  • Timeline nghiên cứu: Thu thập và xử lý dữ liệu từ tháng 8/2018 đến tháng 12/2018; mô hình hóa và phân tích dữ liệu trong quý cuối năm 2018; đề xuất giải pháp và hoàn thiện luận văn trong quý đầu năm 2019.

  • Cỡ mẫu và chọn mẫu: Khảo sát thực địa tại các xã ven biển của huyện Gò Công Đông, tập trung vào các vùng chịu ảnh hưởng nặng nề của xâm nhập mặn. Lựa chọn mẫu dựa trên tiêu chí đại diện cho các điều kiện tự nhiên và kinh tế xã hội khác nhau trong huyện.

  • Phương pháp phân tích đánh giá: Tổng hợp số liệu thành bảng biểu, đồ thị để phân tích xu hướng và mức độ ảnh hưởng của xâm nhập mặn đến các lĩnh vực kinh tế - xã hội, từ đó đánh giá hiệu quả các giải pháp thích ứng.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Mức độ xâm nhập mặn hiện tại: Độ mặn tại các vùng ven biển và cửa sông của huyện Gò Công Đông đã vượt ngưỡng 4‰, với ranh mặn 4‰ xâm nhập sâu từ 30 đến 40 km vào nội đồng. Thời gian xuất hiện mặn kéo dài từ tháng 1 đến tháng 8 hàng năm, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến nguồn nước ngọt và sản xuất nông nghiệp.

  2. Dự báo xâm nhập mặn tương lai: Theo mô hình MIKE 11, với kịch bản nước biển dâng 12 cm vào năm 2030, ranh mặn 4‰ sẽ xâm nhập sâu hơn khoảng 10-15 km so với hiện trạng. Đến năm 2050 với kịch bản nước biển dâng 22 cm, mức độ xâm nhập mặn sẽ gia tăng đáng kể, ảnh hưởng đến diện tích đất canh tác và nguồn nước sinh hoạt.

  3. Ảnh hưởng đến nông nghiệp và nuôi trồng thủy sản: Xâm nhập mặn làm giảm năng suất lúa, cây ăn quả và gây thiệt hại cho các vùng nuôi tôm, cá nước lợ. Từ năm 1995 đến 2010, thiệt hại do hạn hán và xâm nhập mặn ước tính khoảng 95,6 tỷ đồng, với hơn 320 ha lúa bị mất trắng và 60 ha nuôi trồng thủy sản giảm năng suất.

  4. Tác động xã hội và kinh tế: Xâm nhập mặn gây thiếu nước ngọt sinh hoạt cho khoảng 9.450 hộ dân, ảnh hưởng đến sức khỏe và đời sống người dân. Thu nhập bình quân đầu người tại huyện là khoảng 29,6 triệu đồng/năm, nhưng sự gia tăng xâm nhập mặn đe dọa sự phát triển bền vững kinh tế - xã hội.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của xâm nhập mặn tại huyện Gò Công Đông là sự kết hợp của mực nước biển dâng, dòng chảy kiệt từ thượng nguồn sông Tiền và sông Vàm Cỏ vào mùa khô, cùng với chế độ thủy triều không đều từ biển Đông. So với các nghiên cứu trong nước và quốc tế, kết quả mô phỏng bằng mô hình MIKE 11 phù hợp với xu hướng gia tăng xâm nhập mặn do biến đổi khí hậu và khai thác nước ngầm quá mức.

Biểu đồ diễn biến độ mặn theo thời gian tại các cống Xuân Hòa và Gò Công cho thấy sự gia tăng rõ rệt trong những năm gần đây, đặc biệt vào mùa khô. Bảng thống kê thiệt hại kinh tế do xâm nhập mặn cũng minh chứng tác động tiêu cực đến sản xuất nông nghiệp và đời sống người dân.

Kết quả nghiên cứu nhấn mạnh tầm quan trọng của việc áp dụng các giải pháp thích ứng kịp thời nhằm giảm thiểu thiệt hại, đồng thời cung cấp cơ sở khoa học cho các cơ quan quản lý trong việc xây dựng chính sách và kế hoạch phát triển bền vững.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Chuyển đổi cơ cấu cây trồng và vật nuôi: Khuyến khích nông dân chuyển sang các loại cây trồng chịu mặn và mô hình nuôi trồng thủy sản thích ứng với điều kiện xâm nhập mặn. Mục tiêu giảm thiểu thiệt hại năng suất lúa và tăng thu nhập cho người dân trong vòng 3-5 năm. Chủ thể thực hiện: Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, UBND huyện.

  2. Xây dựng và nâng cấp hệ thống trữ nước ngọt: Tăng cường trữ nước ngọt trong ao, hồ và kênh rạch vào mùa mưa để sử dụng trong mùa khô, đồng thời đóng các công trình ngăn mặn kịp thời. Mục tiêu đảm bảo nguồn nước sinh hoạt và sản xuất ổn định trong mùa khô. Thời gian thực hiện: 2-4 năm. Chủ thể: Ban Quản lý dự án, các đơn vị thủy lợi địa phương.

  3. Phát triển công trình thủy lợi và hệ thống đê biển: Cải tạo, nâng cấp hệ thống đê biển, cống ngăn mặn và kênh mương nội đồng để kiểm soát xâm nhập mặn hiệu quả. Mục tiêu giảm diện tích đất bị nhiễm mặn và bảo vệ sản xuất nông nghiệp. Thời gian: 5 năm. Chủ thể: Sở Tài nguyên Môi trường, Sở Nông nghiệp.

  4. Nâng cao nhận thức và năng lực cộng đồng: Tổ chức các chương trình đào tạo, tập huấn về biến đổi khí hậu, xâm nhập mặn và các biện pháp thích ứng cho người dân và cán bộ quản lý. Mục tiêu tăng cường khả năng ứng phó và giảm thiểu rủi ro. Thời gian: liên tục. Chủ thể: UBND huyện, các tổ chức xã hội.

  5. Xây dựng quy hoạch sử dụng đất và phát triển kinh tế bền vững: Điều chỉnh quy hoạch phát triển nông nghiệp, nuôi trồng thủy sản và công nghiệp phù hợp với điều kiện biến đổi khí hậu và xâm nhập mặn. Mục tiêu đảm bảo phát triển kinh tế - xã hội bền vững. Chủ thể: Sở Kế hoạch Đầu tư, UBND tỉnh.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Cơ quan quản lý nhà nước về tài nguyên và môi trường: Sử dụng kết quả nghiên cứu để xây dựng chính sách, quy hoạch và kế hoạch ứng phó biến đổi khí hậu, quản lý tài nguyên nước và đất đai tại các vùng ven biển.

  2. Ngành nông nghiệp và thủy sản: Áp dụng các giải pháp thích ứng trong sản xuất, chuyển đổi cơ cấu cây trồng, vật nuôi và quản lý nguồn nước nhằm giảm thiểu thiệt hại do xâm nhập mặn.

  3. Các tổ chức nghiên cứu và đào tạo: Tham khảo phương pháp mô hình hóa MIKE 11 và phân tích tác động biến đổi khí hậu để phát triển các nghiên cứu tiếp theo về biến đổi khí hậu và quản lý tài nguyên.

  4. Cộng đồng dân cư và các tổ chức phi chính phủ: Nâng cao nhận thức về biến đổi khí hậu, xâm nhập mặn và các biện pháp thích ứng, từ đó tham gia tích cực vào công tác bảo vệ môi trường và phát triển bền vững.

Câu hỏi thường gặp

  1. Biến đổi khí hậu ảnh hưởng như thế nào đến xâm nhập mặn tại Gò Công Đông?
    Biến đổi khí hậu làm tăng nhiệt độ và mực nước biển, dẫn đến xâm nhập mặn sâu hơn vào nội đồng. Mực nước biển dâng dự báo tăng 12-22 cm đến năm 2050, khiến ranh mặn 4‰ xâm nhập sâu thêm 10-15 km, ảnh hưởng nghiêm trọng đến sản xuất nông nghiệp và nguồn nước sinh hoạt.

  2. Mô hình MIKE 11 được sử dụng như thế nào trong nghiên cứu?
    MIKE 11 là mô hình thủy động lực học tích hợp mô phỏng dòng chảy và nồng độ mặn trong hệ thống sông kênh. Nghiên cứu sử dụng mô hình này để mô phỏng diễn biến xâm nhập mặn hiện trạng và dự báo theo các kịch bản nước biển dâng, giúp đánh giá tác động và đề xuất giải pháp thích ứng.

  3. Các giải pháp thích ứng chính được đề xuất là gì?
    Bao gồm chuyển đổi cơ cấu cây trồng và vật nuôi sang các loại chịu mặn, xây dựng hệ thống trữ nước ngọt mùa mưa, nâng cấp công trình thủy lợi và đê biển, nâng cao nhận thức cộng đồng và điều chỉnh quy hoạch phát triển kinh tế phù hợp với biến đổi khí hậu.

  4. Xâm nhập mặn ảnh hưởng thế nào đến đời sống người dân?
    Xâm nhập mặn làm thiếu nước ngọt sinh hoạt cho khoảng 9.450 hộ dân, gây thiệt hại sản xuất nông nghiệp, giảm thu nhập và ảnh hưởng sức khỏe. Người dân phải đối mặt với điều kiện khí hậu khắc nghiệt và rủi ro kinh tế ngày càng tăng.

  5. Nghiên cứu này có thể áp dụng cho các khu vực khác không?
    Phương pháp và kết quả nghiên cứu có thể áp dụng cho các vùng ven biển khác chịu ảnh hưởng của biến đổi khí hậu và xâm nhập mặn, đặc biệt là các khu vực Đồng bằng sông Cửu Long, giúp xây dựng các chiến lược thích ứng phù hợp.

Kết luận

  • Xâm nhập mặn tại huyện Gò Công Đông đang ở mức báo động, với độ mặn vượt ngưỡng 4‰ xâm nhập sâu vào nội đồng, ảnh hưởng nghiêm trọng đến nông nghiệp và nguồn nước sinh hoạt.
  • Mô hình MIKE 11 đã mô phỏng thành công diễn biến xâm nhập mặn hiện trạng và dự báo đến năm 2050 theo các kịch bản nước biển dâng, cung cấp cơ sở khoa học cho quản lý và ứng phó.
  • Thiệt hại kinh tế do xâm nhập mặn ước tính gần 95,6 tỷ đồng trong giai đoạn 1995-2010, ảnh hưởng đến hàng nghìn hộ dân và diện tích sản xuất.
  • Đề xuất các giải pháp thích ứng bao gồm chuyển đổi cơ cấu cây trồng, xây dựng hệ thống trữ nước ngọt, nâng cấp công trình thủy lợi và nâng cao nhận thức cộng đồng.
  • Nghiên cứu cung cấp tài liệu quan trọng cho các cơ quan quản lý, nhà nghiên cứu và cộng đồng trong việc phát triển bền vững và ứng phó hiệu quả với biến đổi khí hậu tại vùng ven biển.

Tiếp theo, cần triển khai thực hiện các giải pháp thích ứng đã đề xuất, đồng thời mở rộng nghiên cứu để cập nhật dữ liệu và điều chỉnh chính sách phù hợp với diễn biến biến đổi khí hậu trong tương lai. Các cơ quan chức năng và cộng đồng được khuyến khích phối hợp chặt chẽ nhằm bảo vệ tài nguyên và phát triển kinh tế xã hội bền vững.